届高考生物一轮复习 第七单元第26讲染色体变异.docx

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届高考生物一轮复习第七单元第26讲染色体变异

第26讲　染色体变异

　1.染色体结构变异和数目变异（Ⅱ）　2.实验：

低温诱导染色体加倍

　染色体的结构变异

1．染色体结构变异的类型（如图）

（1）①属于染色体结构变异中的缺失，例如猫叫综合征。

（2）②属于染色体结构变异中的重复，例如果蝇棒状眼的形成。

（3）③④分别属于染色体结构变异中的倒位、易位。

2．结果：

使排列在染色体上的基因的数目或排列顺序发生改变，从而导致性状的变异。

1．（必修2P85～86图5—5和图5—6改编）由于种种原因，某生物体内某条染色体上多了几个或少了几个基因，这种变化属于（　　）

A．基因内部结构的改变

B．染色体数目的变异

C．染色体结构的变异

D．姐妹染色单体的交叉互换

解析：

选C。

基因在染色体上呈线性排列，染色体上的某些基因增添或缺失会引起染色体结构的变异。

2．（深入追问）细菌细胞内能发生染色体结构变异吗，为什么？

提示：

不能，细菌是原核生物，细胞内没有染色体。

1．染色体结构变异与基因突变的区别

（1）变异范围不同

①基因突变是在DNA分子水平上的变异，只涉及基因中一个或几个碱基的改变，这种变化在光学显微镜下观察不到。

②染色体结构变异是在细胞水平上的变异，涉及染色体的某一片段的改变，这一片段可能含有若干个基因，这种变化在光学显微镜下可观察到。

（2）变异的方式不同

基因突变包括基因中碱基对的增添、缺失和替换三种类型；染色体结构变异包括染色体片段的缺失、重复、倒位和易位。

（3）变异的结果不同

①基因突变引起基因结构的改变，基因数目未变，生物的性状不一定改变。

②染色体结构变异引起排列在染色体上的基因的数目和排列顺序发生改变，生物的性状发生改变。

2．染色体易位与交叉互换

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

【感知考题】

（2016·高考江苏卷，14）下图中甲、乙两个体的一对同源染色体中各有一条发生变异（字母表示基因）。

下列叙述正确的是（　　）

A．个体甲的变异对表型无影响

B．个体乙细胞减数分裂形成的四分体异常

C．个体甲自交的后代，性状分离比为3∶1

D．个体乙染色体没有基因缺失，表型无异常

[解析]　个体甲发生了染色体结构变异中的缺失，基因数目减少，可能对表型有影响，A项错误；个体乙发生的是染色体结构变异中的倒位，变异后染色体联会形成的四分体异常，B项正确；若基因与性状不是一一对应的，则个体甲自交的后代性状分离比不是3∶1，C项错误；个体乙染色体上基因没有缺失，但染色体上基因的排列顺序发生了改变，也可能引起性状的改变，D项错误。

[答案]　B

如图为在显微镜下观察的染色体联会异常情况，则甲、乙、丙、丁染色体结构变异类型依次为重复、缺失、易位、倒位。

高分点拨——类题通法

染色体结构变异的遗传效应

（1）缺失的遗传效应：

缺失片段越大，对个体影响越大，轻则影响个体生活力，重则引起个体死亡。

（2）重复的遗传效应：

引起的遗传效应比缺失少，重复部分太大会影响个体的生活力。

（3）倒位的遗传效应：

形成配子，大多异常，从而影响个体的生育。

（4）易位的遗传效应：

产生部分异常配子，使配子的育性降低或产生有遗传病的后代。

【跟进题组】

命题1　染色体结构变异类型

1．（2016·高考上海卷，23）导致遗传物质变化的原因有很多，图中字母代表不同基因，其中变异类型①和②依次是（　　）

A．突变和倒位　　　　　　B．重组和倒位

C．重组和易位D．易位和倒位

解析：

选D。

由题图可知，变异类型①中a、b基因被j基因替换，变异类型①为易位；变异类型②中c、d、e基因发生颠倒，变异类型②为倒位。

命题2　染色体结构变异与基因突变、基因重组的比较

2．（2017·郑州高三预测）如图①②③④分别表示不同的变异类型，基因a、a′仅有图③所示片段的差异。

相关叙述正确的是（　　）

A．图中4种变异中能够遗传的变异是①②④

B．③中的变异属于染色体结构变异中的缺失

C．④中的变异可能是染色体结构变异中的缺失或重复

D．①②都表示同源染色体非姐妹染色单体的交叉互换，发生在减数第一次分裂的前期

解析：

选C。

①表示同源染色体的非姐妹染色单体间的交叉互换（发生在减数第一次分裂的前期），导致基因重组，②表示非同源染色体间互换片段，发生的是染色体结构变异，③表示基因突变，④表示染色体结构变异，它们都是遗传物质的改变，都能遗传；③表示基因突变，是由碱基对的增添引起的；④表示染色体结构变异中的某一片段缺失或重复。

3．果蝇的体色中灰身对黑身为显性，由位于常染色体上的B/b基因控制，只含一个B或b基因的个体不能成活。

如图为果蝇培育和杂交实验的示意图，下列叙述错误的是（　　）

A．乙属于诱变育种得到的染色体变异个体

B．筛选①可用光学显微镜

C．F1中有1/2果蝇的细胞含有异常染色体

D．F1中雌雄果蝇的体色理论上均为灰色

解析：

选C。

据图分析可知，乙的细胞中染色体发生了易位，属于染色体结构变异，A正确；筛选①筛选的是染色体变异的个体，可用光学显微镜，B正确；根据乙的染色体组成可知，其产生的配子异常的概率是3/4，由于只含一个B或b基因的个体（ObXY）不能成活，所以F1中有2/3果蝇的细胞中含有异常染色体，C错误；已知只含其中一个B或b基因的个体（ObXY）不能成活，所以F1中雌雄果蝇的体色理论上均为灰色，D正确。

　染色体结构变异与物种形成相结合考查

4．普通果蝇的第3号染色体上的三个基因，按猩红眼—桃色眼—三角翅脉的顺序排列（St—P—DI）；同时，这三个基因在另一种果蝇中的顺序是St—DI—P，我们把这种染色体结构变异方式称为倒位。

仅仅这一倒位的差异便构成了两个物种之间的差别。

据此，下列说法正确的是（　　）

A．倒位和发生在同源染色体之间的交叉互换一样，属于基因重组

B．倒位后的染色体与其同源染色体完全不能发生联会

C．自然情况下，这两种果蝇之间不能产生可育子代

D．由于倒位没有改变基因的种类，所以发生倒位的果蝇性状不变

解析：

选C。

倒位发生在同一条染色体内部，属于染色体的结构变异，交叉互换发生在同源染色体之间，属于基因重组；倒位后的染色体与其同源染色体也可能发生联会；两种果蝇属于两个物种，它们之间存在生殖隔离，因此两种果蝇之间不能产生可育子代；倒位虽然没有改变基因的种类，但由于染色体上基因的排列顺序改变，往往导致果蝇性状改变。

　染色体数目的变异

1．类型

（1）细胞内个别染色体的增加或减少，如21三体综合征。

（2）细胞内染色体数目以染色体组的形式成倍地增加或减少，如多倍体、单倍体。

2．染色体组

（1）概念：

细胞中的一组非同源染色体，在形态和功能上各不相同，但又互相协调，共同控制生物的生长、发育、遗传和变异，这样的一组染色体叫做一个染色体组。

（2）组成：

如图为一雄性果蝇的染色体组成，其染色体组可表示为：

Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y。

3．多倍体

（1）概念：

由受精卵发育而来，体细胞中含三个或三个以上染色体组的个体。

（2）特点：

多倍体植株茎秆粗壮，叶片、果实和种子都比较大，糖类和蛋白质等营养物质含量丰富。

（3）应用：

人工诱导多倍体。

①方法：

用秋水仙素或低温处理萌发的种子或幼苗。

②原理：

秋水仙素或低温处理能够抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞两极，引起细胞内染色体数目加倍。

（1）用秋水仙素或低温处理种子时一定要注意是萌发的种子。

（2）二倍体的单倍体加倍时只能处理幼苗，因为单倍体植株不产生种子。

4．单倍体

（1）概念：

由未受精的生殖细胞发育而来，体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体。

（2）特点：

与正常植株相比，单倍体植株长得弱小，且高度不育。

（3）应用：

单倍体育种。

①方法：

花药离体培养，诱导染色体数目加倍。

②过程：

花药单倍体植株

正常的纯合子新品种。

③优点：

a.明显缩短育种年限。

b．获得稳定遗传的纯合子，自交后代不发生性状分离。

）

1．（必修2P86图5—8改编）如图为雄果蝇体细胞的染色体组成，下列有关叙述不正确的是（　　）

A．Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y构成一个染色体组

B．雄果蝇为二倍体

C．染色体组中染色体形态各不相同

D．雄果蝇细胞中的染色体组数为1个或2个

答案：

D

2．（深入追问）

（1）若图中果蝇的某细胞在减数第一次分裂后期X和Y没有分离，最终形成的精子中分到的是不是一个染色体组？

提示：

不是。

（2）多倍体一定能通过有性生殖产生后代吗？

提示：

不一定，如三倍体植株可通过无性生殖产生后代。

突破1　“三法”判定染色体组

方法1　根据染色体形态判定

细胞中形态、大小完全相同的染色体有几条，则有几个染色体组。

如图1中形态、大小完全相同的染色体为1条，所以有1个染色体组，图2中彼此相同的（比如点状的）有3条，故有3个染色体组。

同理，图3中有1个染色体组，图4中有2个染色体组。

方法2　根据基因型判定

在细胞或生物体的基因型中，控制同一性状的基因（包括同一字母的大、小写）出现几次，则含有几个染色体组。

如图甲所示基因型为ABC，所以有1个染色体组。

图乙所示基因型为AAa，A（a）基因有3个，即含有3个染色体组。

同理，图丙中有2个染色体组，图丁中有3个染色体组。

注：

判定染色体组的数目时只需参考其中任意一对等位基因的数量即可。

方法3　根据染色体数和染色体的形态数推算

染色体组数＝染色体数/染色体形态数。

如果蝇体细胞中有8条染色体，分为4种形态，则染色体组的数目为2。

突破2　单倍体、二倍体与多倍体的不同

项目

单倍体

二倍体

多倍体

形成

过程

形成原因

自然成因

单性生殖

正常的有性生殖

外界环境条件剧变（如低温）

人工诱导

花药离体培养

秋水仙素处理

单倍体幼苗

秋水仙素处理萌发的种子或幼苗

植物特点

植株弱小，

高度不育

正常可育

果实、种子较大，营养物质含量丰富，生长发育延迟，结实率低

举例

蜜蜂的

雄蜂

几乎全部的动

物和过半数的

高等植物

香蕉（三倍体）；马

铃薯（四倍体）；八

倍体小黑麦

（1）基因突变、染色体变异与物种形成的关系：

基因突变不会改变生物的种类，但染色体变异可能改变生物的种类，如二倍体西瓜与四倍体西瓜属于不同的物种。

（2）单倍体细胞中不一定含有1个染色体组：

二倍体植物的单倍体含有1个染色体组，四倍体和六倍体植物的单倍体分别含有2个和3个染色体组。

（3）单倍体是生物个体，而不是配子，精子和卵细胞属于配子，但不是单倍体。

）

【感知考题】

（2017·潍坊模拟）如图为某植株一个正在分裂的细胞，A、a、B是位于染色体上的基因。

请回答以下问题：

（1）该细胞正处于有丝分裂的________，含____个染色体组。

（2）若该植株是由受精卵发育而来，则该植株是____倍体，该植株的次级精母细胞中含______个染色体组。

（3）若该植株是由花粉发育来的，其亲本是____倍体，则该植株是____倍体。

[答案]　

（1）后期　4　

（2）二　1或2　（3）四　单

（1）二倍体的甘蓝细胞和二倍体的白菜细胞进行融合，并产生新个体，该新个体为四倍体。

（2）植物细胞内缺失1条染色体可以存活，若缺失2条时（同源染色体）幼胚很容易死亡，其原因是缺少控制本物种生物性状的部分遗传信息。

高分点拨——类题通法

单倍体、二倍体和多倍体的判断方法

【跟进题组】

命题1　染色体组的判断

1．（20