高中人教版生物必修二教学案第五章 第2节 染色体变异含答案.docx

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高中人教版生物必修二教学案第五章第2节染色体变异含答案

2019-2020年高中人教版生物必修二教学案：

第五章第2节染色体变异（含答案）

1.染色体结构变异包括缺失、重复、倒位和易位等几种类型。

2．染色体结构变异可改变染色体上的基因的数目或排列顺序，可在显微镜下观察到。

3．染色体数目变异包括细胞内个别染色体的增加或减少和以染色体组的形式成倍地增加或减少两类。

4．二倍体生物正常配子中的一组染色体是一个染色体组。

5．由受精卵发育而来的个体，体细胞中含几个染色体组，就是几倍体。

6．单倍体并不一定只含一个染色体组。

7．单倍体育种包括花药离体培养和秋水仙素处理幼苗等阶段，能明显缩短育种年限。

8．秋水仙素或低温能抑制纺锤体的形成，从而导致染色体数目加倍。

一、染色体结构的变异

1．染色体变异与基因突变的区别[连线]

2．染色体结构变异

（1）类型：

将下图序号填入下表图示栏的相应位置。

类型

结构变化

图示

倒位

染色体中某一片段位置颠倒

Ⅲ

易位

染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上

Ⅳ

缺失

染色体中某一片段缺失

Ⅰ

重复

染色体中增加某一片段

Ⅱ

（2）结果：

①染色体上基因的数目或排列顺序发生改变，而导致性状的变异。

②大多数染色体结构变异对生物体是不利的，有的甚至会导致生物体死亡。

二、染色体数目的变异

1．变异类型和实例

（1）个别染色体的增减，如21三体综合征。

（2）以染色体组形式成倍增减，如三倍体无子西瓜。

2．染色体组

（1）组成：

写出右图雄果蝇体细胞中一个染色体组所含的染色体：

Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y。

（2）组成特点：

①形态上：

是细胞中的一组非同源染色体，在形态和功能上各不相同。

②功能上：

是控制生物生长、发育、遗传和变异的一组染色体。

3．二倍体

4．多倍体

（1）概念

（2）特点：

茎秆粗壮，叶片、果实和种子都比较大，糖类和蛋白质等营养物质的含量都有所增加。

（3）人工诱导（多倍体育种）：

①方法：

用秋水仙素处理或用低温处理。

②处理对象：

萌发的种子或幼苗。

③原理：

能够抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞的两极，从而使染色体数目加倍。

5．单倍体

（1）概念：

体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体。

（2）特点

（3）应用——单倍体育种。

①方法：

②优点：

明显缩短育种年限。

三、低温诱导染色体数目的变化

1．实验原理

2．实验流程及结论[填图]

1．判断下列说法的正误

（1）猫叫综合征是人的第5号染色体数目减少引起的遗传病（×）

（2）基因突变和染色体结构变异中的缺失是一样的，都是碱基对的缺失（×）

（3）含有三个染色体组的个体就是三倍体（×）

（4）染色体片段的倒位和易位必然导致基因排列顺序的变化（√）

（5）低温可抑制染色体着丝点分裂，使子染色体不能分别移向两极（×）

2．下图甲是正常的两条同源染色体，则乙图所示是指染色体结构的（　　）

A．倒位　　　B．缺失　　　C．易位　　　D．重复

解析：

选B　与正常染色体相比，乙图中的一条染色体上缺少了“3”和“4”，属于染色体结构的缺失。

3．基因突变和染色体变异的一个重要区别是（　　）

A．基因突变在光学显微镜下观察不到，染色体变异在光学显微镜下可观察到

B．染色体变异是定向的，基因突变是不定向的

C．基因突变是可以遗传的，染色体变异是不能遗传的

D．染色体变异产生的变异是有利的，基因突变产生的变异是有害的

解析：

选A　基因突变是基因内部少量碱基对的改变，在光学显微镜下无法观察到，而染色体无论是结构的改变还是数目的增减，在光学显微镜下都可以观察；无论是染色体变异还是基因突变，两者都是不定向的；基因突变和染色体变异都发生了遗传物质的改变，因此都是可以遗传的；无论是染色体变异还是基因突变，大多数变异对生物是有害的，但也有少数变异是有利的。

4．下列有关叙述正确的是（　　）

A．由生物的卵细胞发育而来的个体有可能是二倍体

B．含有两个染色体组的生物体，一定不是单倍体

C．二倍体植物未经受精的卵细胞发育成的植株，一定是单倍体

D．含有奇数染色体组的个体一定是单倍体

解析：

选C　单倍体、二倍体和多倍体的判断一要看染色体组数，二要看发育起点。

由生物的卵细胞发育而来的个体，不论含有多少个染色体组均是单倍体，含两个染色体组的生物体，如果是由配子发育而来的，就是单倍体，含有奇数染色体组的个体，如果发育起点是受精卵，则一定不是单倍体，如无子西瓜。

5．关于低温诱导洋葱染色体数目变化的实验，下列描述错误的是（　　）

A．处于分裂间期的细胞最多

B．在显微镜下可以观察到含有四个染色体组的细胞

C．在高倍显微镜下可以观察到细胞从二倍体变为四倍体的过程

D．低温诱导染色体数目变化与秋水仙素诱导的原理相似

解析：

选C　由于分裂间期经历时间最长，故观察细胞有丝分裂时，处于间期的细胞数目最多；低温可以诱导染色体加倍，视野中可以观察到已经被诱导加倍的细胞，细胞内有四个染色体组；细胞在解离的同时被杀死，在显微镜下不可能看到动态过程；低温与秋水仙素诱导染色体数目变化的原理都是阻止纺锤体的形成。

1．染色体结构变异与基因突变、基因重组的辨析

（1）染色体结构变异与基因突变的判断：

（2）“缺失”问题：

（3）变异水平问题：

变异类型

变异水平

显微观察结果

基因突变

分子水平变异

不能在显微镜下观

基因重组

察到　　　　　　

细胞水平变异

可在显微镜下观察到

染色体变异

2.染色体易位与交叉互换的区别

项目

染色体易位

交叉互换

图解

区别

发生于非同源染色体之间

发生于同源染色体的非姐妹染色单体间

属于染色体结构变异

属于基因重组

可在显微镜下观察到

在显微镜下观察不到

[题组冲关]

1．如图表示某生物细胞中两条染色体及其部分基因。

下列四种情况的产生不属于该细胞染色体结构变异的是（　　）

A．①　　　　　　　　　　B．②

C．③D．④

解析：

选C　染色体结构变异指的是染色体某一片段的增添、缺失（①）、易位（②）、倒位（④）；③是基因突变或减数第一次分裂四分体时期发生交叉互换所致。

2．下列有关两种生物变异图示的叙述，正确的是（　　）

A．图甲过程发生在减数第一次分裂后期

B．图甲中的变异未产生新的基因，但可以产生新的基因型

C．图乙过程表示染色体数目的变异

D．图乙中的变异未产生新的基因，也不改变基因的排列次序

解析：

选B　图甲过程为交叉互换，发生在减数第一次分裂前期；图甲中的变异为基因重组，没有新基因的产生，可产生新的基因型；图乙过程表示染色体结构变异；图乙未产生新的基因，但是改变了基因的排列次序。

1．染色体组的理解和判断

（1）对染色体组概念的理解

①从本质上看，组成一个染色体组的所有染色体，互为非同源染色体，一个染色体组中不含同源染色体。

②从形式上看，一个染色体组中所有的染色体形态、大小和功能各不相同。

③从功能上看，一个染色体组含有控制生物生长、发育、遗传和变异的全部遗传信息。

（2）染色体组数的判断

①据染色体形态判断：

细胞内形态相同的染色体有几条，则含有几个染色体组。

如下图所示的细胞中，形态相同的染色体a中有3条，b中两两相同，c中各不相同，则可判定它们分别含三个、二个、一个染色体组。

②根据基因型判断：

在细胞或生物体的基因型中，控制同一性状的相同基因或等位基因出现几次，该细胞或生物体中就含有几个染色体组。

例如：

基因型为AaaaBBbb的细胞或生物体，含有四个染色体组。

③根据染色体数目和染色体形态推算含有几个染色体组。

染色体组数＝

2．二倍体、多倍体与单倍体的比较

二倍体

多倍体

单倍体

来源

受精卵

受精卵

配子

概念

体细胞中含有两个染色体组的个体

体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体

体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体

发育过程

[思考探究]

（1）不含有同源染色体的一组染色体一定是一个染色体组吗？

为什么？

提示：

不一定；一个染色体组必须是含有本物种生长、发育、遗传和变异的全部遗传信息。

（2）单倍体只含有一个染色体组吗？

提示：

不一定：

①二倍体生物形成的单倍体只含一个染色体组。

②多倍体生物形成的单倍体中含有两个或两个以上染色体组。

[题组冲关]

3．下图分别表示四个生物的体细胞，有关描述正确的是（　　）

A．图中是单倍体的细胞有三个

B．图中的丁一定是单倍体的体细胞

C．每个染色体组中含有三条染色体的是甲、乙、丁

D．与乙相对应的基因型可以是aaa、abc、AaaBBBcccDDd、aabbcc等

解析：

选B　判断染色体组是根据相同形态染色体的个数，如甲、乙、丙、丁中分别含有三、三、二、一个染色体组，其中丁图一定是单倍体，而甲、乙、丙可能分别是三、三、二倍体，也可能是单倍体，与乙图对应的应是每个性状都有三个等位基因控制，所以abc、aabbcc这两种基因型是不正确的。

4．下列关于染色体组、单倍体和二倍体的叙述，错误的是（　　）

A．一个染色体组中不含同源染色体

B．由受精卵发育而来的个体，体细胞中含有两个染色体组的叫二倍体

C．含一个染色体组的个体是单倍体，单倍体不一定含一个染色体组

D．由六倍体普通小麦的花药离体培育出来的个体就是三倍体

解析：

选D　染色体组是由一组非同源染色体组成的；由受精卵发育而来的个体，体细胞中含有几个染色体组就是几倍体，而由配子发育而来的个体，体细胞中不管含有几个染色体组都是单倍体，所以由六倍体普通小麦的花药离体培育出来的个体为单倍体。

1．单倍体育种

（1）原理：

染色体数目变异。

（2）过程：

（3）意义：

明显缩短育种年限。

2．多倍体育种

（1）原理

（2）实例——三倍体无子西瓜的培育

①两次传粉

②秋水仙素处理后，新产生的茎、叶、花的染色体数目加倍，而未处理的根细胞中仍为两个染色体组。

③四倍体植株上结的西瓜，其种皮和瓜瓤细胞中含四个染色体组，而种子的胚细胞中含三个染色体组。

④三倍体西瓜无子的原因：

三倍体西瓜在减数分裂过程中，由于染色体联会紊乱，不能产生正常配子。

[名师点拨]　花药离体培养≠单倍体育种

单倍体育种包括花药离体培养和秋水仙素处理幼苗等过程。

花药离体培养只得到单倍体，只有再进行秋水仙素处理才能得到可育的纯合子。

[题组冲关]

5．下列是无子西瓜培育的过程简图，有关叙述不正确的是（　　）

A．①过程也可进行低温诱导处理，与秋水仙素的作用原理不同

B．三倍体植株不育的原因是在减数分裂过程中联会发生紊乱

C．培育得到的无子西瓜与二倍体有子西瓜相比个大、含糖量高

D．要得到无子西瓜，需每年制种，很麻烦，所以可用无性繁殖进行快速繁殖

解析：

选A　低温诱导和秋水仙素的作用原理相同，都是抑制有丝分裂前期纺锤体的

形成。

6．下面为利用纯合高秆（D）抗病（E）小麦和纯合矮秆（d）染病（e）小麦快速培育纯合优良小麦品种矮秆抗病小麦（ddEE）的示意图，有关此图叙述不正确的是（　　）

A．图中进行①过程的主要目的是让控制不同优良性状的基因组合到一起

B．②过程中发生了非同源染色体的自由组合

C．实施③过程依据的主要生物学原理是细胞增殖

D．④过程的实施中通常用一定浓度的秋水仙素处理

解析：

选C　题中图示为单倍体育种的过程，①过程表示两个亲本杂交，所依据的原理是基因重组，从而达到控制不同优良性状的基因组合到一起；②过程表示的是F1进行减数分裂产生配子的过程，在减数第一次分裂后期非同源染色体自由组合；③过程表示由花药离体培养成单倍体植株的过程，此过程中不但有细胞的分裂还有细胞的分化，所依据的原理主要是植物细胞的全能性；④过程是诱导染色体数目加倍的过程，一般用一定浓度的秋水仙素处理。

一、选择题

1．下列变异中，不属于染色体结构变异的是（　　）

A．染色体缺失了某一片段

B．染色体增加了某一片段

C．染色体中DNA的一个碱基对发生了改变

D．染色体某一片段位置颠倒了180°

解析：

选C　DNA中一个碱基对发生改变，这属于基因突变。

选项A、B、D依次属于缺失、重复和倒位。

2．下列关于染色体组的表述，不正确的是（　　）

A．起源相同的一组完整的非同源染色体

B．通常指二倍体生物的一个配子中的染色体

C．人的体细胞中有两个染色体组

D．普通小麦的花粉细胞中有一个染色体组

解析：

选D　普通小麦是六倍体，其体细胞中含六个染色体组，减数分裂形成的花粉细胞中应含三个染色体组。

3．用秋水仙素处理幼苗可诱导形成多倍体植物，秋水仙素的主要作用是（　　）

A．使染色体再次复制

B．使染色体着丝点不分裂

C．抑制纺锤体的形成

D．使细胞稳定在间期阶段

解析：

选C　秋水仙素能够抑制细胞分裂过程中纺锤体的形成，这样细胞中的染色体虽然完成了复制，但染色体不能被拉向两极，导致细胞中的染色体数目加倍。

4．四倍体水稻的花粉经离体培养得到的植株是（　　）

A．单倍体；含1个染色体组

B．单倍体；含2个染色体组

C．二倍体；含1个染色体组

D．二倍体；含2个染色体组

解析：

选B　由配子直接发育成的个体是单倍体，四倍体水稻有4个染色体组，其配子中含2个染色体组。

5．下列有关“低温诱导植物染色体数目的变化”实验的叙述，正确的是（　　）

A．改良苯酚品红液的作用是固定和染色

B．低温诱导能抑制细胞分裂时纺锤体的形成

C．固定和解离后的漂洗液都是95%酒精

D．该实验的目的是了解纺锤体的结构

解析：

选B　改良苯酚品红液的作用是使染色体着色，固定细胞形态的液体是卡诺氏液，固定后用95%酒精溶液冲洗，而解离后用清水漂洗；实验的目的是理解低温诱导植物细胞染色体数目变化的机理。

6．韭菜的体细胞中含有32条染色体，这32条染色体有8种不同的形态结构，韭菜是（　　）

A．二倍体　　　　　　　　B．四倍体

C．六倍体D．八倍体

解析：

选B　韭菜的体细胞中含有32条染色体，有8种不同的形态结构，那么相同形态的染色体有32/8＝4（条），即韭菜体细胞中含有4个染色体组，韭菜是四倍体。

7.如图为某植物的体细胞中染色体示意图，将其花粉经花药离体培养得到的植株的基因型最可能是（　　）

A．AaBb　　　　　　B．AB

C．abD．AaaaBBbb

解析：

选A　题图细胞中含有四个染色体组，其花粉培育成的个体含有两个染色体组。

8．单倍体生物的体细胞中染色体数应是（　　）

A．只含一条染色体　　　B．只含一个染色体组

C．染色体数是单数D．含本物种配子的染色体数

解析：

选D　体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体，叫做单倍体。

如果是多倍体，其单倍体生物体细胞应含有不止一个染色体组。

9．下列关于染色体结构变异和基因突变的主要区别的叙述，错误的是（　　）

A．基因突变是由于DNA分子发生碱基对改变而引起的基因结构的变化

B．染色体结构变异是染色体上较大片段的改变

C．基因突变一般是微小突变，其遗传效应没有染色体结构变异的大

D．多数染色体结构变异可通过显微镜观察进行鉴别，而基因突变则不能

解析：

选C　基因突变一般是微小突变，但是能产生新基因，可能改变生物的性状；染色体结构变异是指染色体上某一片段改变而引起的变异，与基因突变所引起的具体遗传效应大小不可比较。

10．菊花种类很多，与其变异类型有关。

下列关于菊花细胞中染色体变异和基因重组的叙述，正确的是（　　）

A．染色体组整倍性变化必然导致基因种类增加

B．一般情况下，菊花花蕊细胞内均可发生基因重组，而根尖细胞内则不能

C．同源染色体的姐妹染色单体之间局部交换可导致基因突变

D．非同源染色体之间交换一部分片段，属于染色体结构变异

解析：

选D　若染色体组整倍性地发生变化，其基因数量增加，但基因种类是不变的；同源染色体的非姐妹染色单体之间局部交换可导致基因重组，非同源染色体之间交换一部分片段，属于染色体结构变异；在花蕊内，只有部分细胞可进行减数分裂，发生基因重组。

二、非选择题

11．下图表示某些植物的体细胞，请根据下列条件判断：

（1）肯定是单倍体的是______图，它是由______倍体的生殖细胞直接发育形成的。

（2）茎秆较粗壮但不能产生种子的是______图，判断的理由是____________________

________________________________________________________________________。

（3）如果都不是由生殖细胞直接发育形成，其中肯定是二倍体的是______图。

（4）如果C图中的植株是由某植物的卵细胞直接发育形成的，那么它是______倍体。

形成它的那个植物是____________倍体，原来植物有性生殖形成种子时，发育中的胚乳细胞内含______个染色体组。

解析：

A、B、C、D四图中依次含有的染色体组数是3、2、2、1，含有1个染色体组的一定是单倍体。

染色体组数大于等于3的多倍体植株茎秆较粗壮，染色体成单的减数分裂时会联会紊乱，不能产生正常生殖细胞，也就不能产生种子。

由受精卵发育而来的，体细胞中含有几个染色体组就是几倍体，所以B、C图表示的是二倍体细胞。

C图植株是由卵细胞直接发育形成的，是单倍体，单倍体细胞中含有2个染色体组，则原体细胞含有4个染色体组，是四倍体。

C图植株的胚乳是由受精极核发育而来的，含有6个染色体组。

答案：

（1）D　二　

（2）A　含有3个染色体组，减数分裂时会发生联会紊乱而不能形成正常生殖细胞，不能产生种子　（3）B、C　（4）单　四　6

一、选择题

1．河北邯郸发现罕见人类染色体异常核型，为世界首报。

46条染色体中有4条变异无法成对，经研究发现，X染色体上有一个片段“搬”到了1号染色体上。

而3号染色体的一个片断，插入到13号染色体上，这样的变化属于染色体结构变异的类型是（　　）

A．缺失　　　　　　　　　B．片段重复

C．易位D．倒位

解析：

选C　发生在非同源染色体之间的染色体片段的移接，属于易位。

2．单倍体经一次秋水仙素处理，可得到（　　）

①一定是二倍体　②一定是多倍体　③二倍体或多倍体

④一定是杂合体　⑤含两个染色体组的个体可能是纯合体

A．①④　　　　　　　　B．②⑤

C．③⑤D．③④

解析：

选C　单倍体中不一定只含有一个染色体组，故秋水仙素处理后可得到二倍体或多倍体，可能是纯合体，也可能是杂合体。

3．下列a～h所示的细胞图中，有关它们所含染色体组的描述，正确的是（　　）

A．细胞中含有一个染色体组的是h图

B．细胞中含有两个染色体组的是g、e图

C．细胞中含有三个染色体组的是a、b图

D．细胞中含有四个染色体组的是f、c图

解析：

选C　其形态、大小和功能各不相同的染色体组成一个染色体组，根据同源染

色体的数目或等位基因的数目可判断染色体组数。

a、b图细胞中含有三个染色体组；c、h图细胞中含有两个染色体组；d、g图细胞中含有一个染色体组；e、f图细胞中含有四个染色体组。

4．下图①～④分别表示不同的变异类型，其中图③中的基因2由基因1变异而来。

有关说法正确的是（　　）

A．图①②都表示易位，发生在减数分裂的四分体时期

B．图③中的变异属于染色体结构变异中的缺失

C．图④中的变异属于染色体结构变异中的缺失或重复

D．图中4种变异能够遗传的是①③

解析：

选C　图①表示交叉互换，发生在减数分裂的四分体时期，图②表示易位；图③中的变异属于基因突变中的碱基对的缺失；图④中，若染色体3正常，染色体4则发生染色体结构变异中的缺失，若4正常，染色体3则发生染色体结构变异中的重复；图中4种变异原因都是遗传物质的改变，都能够遗传。

5．A、a和B、b是控制两对相对性状的两对等位基因，位于1号和2号这一对同源染色体上，1号染色体上有部分来自其他染色体的片段，如图所示。

下列有关叙述不正确的是（　　）

A．A和a、B和b基因的遗传均符合基因的分离定律

B．可以通过显微镜来观察这种染色体移接现象

C．染色体片段移接到1号染色体上的现象称为基因重组

D．同源染色体上非姐妹染色单体发生交叉互换后可能产生4种配子

解析：

选C　A和a、B和b分别属于一对等位基因，其遗传均符合基因的分离定律；其他染色体上的某一片段移接到1号染色体上的现象称为染色体结构变异，染色体结构变异可以在显微镜下观察到。

6.如图为某二倍体生物细胞分裂图像，有关该细胞的叙述错误的是（　　）

A．含有4对同源染色体

B．含有4个染色体组

C．含有4个中心粒

D．含有4对染色单体

解析：

选D　图中细胞处于有丝分裂后期，细胞中没有染色单体。

该细胞含有2个中心体，4个中心粒。

7．某植物株色紫色对绿色是显性，分别由基因PL和pl控制，不含pl、PL基因的植物株色表现为白色。

该植物株色在遗传时出现了变异（如下图所示），下列相关叙述错误的是（　　）

A．该变异是由某条染色体结构缺失引起的

B．该变异是由显性基因突变引起的

C．该变异在子二代中能够表现出新株色的表现型

D．该变异可以使用显微镜观察鉴定

解析：

选B　题图中变异是由染色体中某一片段缺失所致；该变异可以传递到子二代，且会出现不含pl、PL基因的个体，表现出不同于紫色和绿色的第三种表现型（白色）；染色体结构变异可用显微镜观察鉴定。

二、非选择题

8．下图是三倍体无子西瓜育种原理的流程图，请据图回答问题：

（1）用秋水仙素处理____________________________时，可诱导多倍体的产生，因为这个部位的某些细胞具有________的特征，秋水仙素的作用为_____________________

__________________________________________________________________________。

（2）三倍体植株需要授以二倍体的成熟花粉，这一操作的目的是________________

___________________________________________________________________________。

（3）四倍体母本上结出的三倍体西瓜，其果肉细胞为________倍体，种子中的胚为________倍体。

三倍体植株不能进行减数分裂的原因是__________________________。

（4）上述过程需要的时间周期为________。

（5）育种过程中，三倍体无子西瓜偶尔有少量子。

请从染色体组的角度解释，其原因是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

答案：

（1）萌发的种子或幼苗　分裂旺盛　抑制细胞（分裂前期）形成纺锤体

（2）通过授粉来刺激子房发育为无子果实

（3）四　三　联会紊乱　（4）两年

（5）一个染色体组的全部染色体正好被纺锤丝拉向细胞的一极，另两个染色体组的全