第七单元生物的变异与进化第2讲染色体变异文档格式.docx

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生物变异的根本来源，提供生物进化原始材料

形成多样性的重要原因，对生物进化有十分重要的意义

对生物进化有一定意义

育种应用

诱变育种

杂交育种

单倍体育种、多倍体育种

实例

青霉菌高产菌株的培育

豌豆、小麦的杂交

三倍体无子西瓜及八倍体小黑麦的培育

共同点

基因突变、基因重组、染色体变异都会引起遗传物质的改变，都是可遗传变异，但不一定遗传给后代

三、易位与交叉互换的区别

染色体易位

交叉互换

区

别

位置

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

原理

属于染色体结构变异

属于基因重组

观察

可在显微镜下观察到

在显微镜下观察不到

四、染色体结构变异与基因突变的区别

染色体结构变异

变异

染色体水平上的变异，多个基因随染色体片段改变

分子水平上的变异，基因结构中碱基对改变

变异实质

染色体片段的缺失、重复、易位、倒位

基因中碱基对的缺失、增添、替换

变异结果

基因数目、种类或排列顺序的改变

基因结构改变，数目不变，生物性状不一定改变

图示

五、利用“三看法”判断可遗传变异类型

1.DNA分子内的变异

2.DNA分子间的变异

六、三种变异的实质解读

若把基因视为染色体上的一个位“点”，染色体视为点所在的“线段”，则：

1.基因突变——“点”的变化（点的质变，但数目不变）：

2.基因重组——“点”的结合或交换（点的质与量均不变）：

3.染色体变异——“线段”发生结构或数目的变化：

4.染色体结构变异——“线段”的部分片段重复、缺失、倒位、易位（“点”的质不变，数目和

位置可能变化）：

5.染色体数目变异——个别“线段”增添、缺失或“线段”成倍增减（“点”的质不变，数目变

化）。

【归纳提升】利用四个“关于”区分三种变异

（1）关于“互换”：

同源染色体上的非姐妹染色单体之间的交叉互换，属于基因重组；

非同源染色

体之间的互换，属于染色体结构变异中的易位。

（2）关于“缺失或增加”：

DNA分子上若干基因的缺失或重复（增加），属于染色体结构变异；

DNA

分子上若干碱基对的缺失、增添，属于基因突变。

（3）关于变异的水平：

基因突变、基因重组属于分子水平的变化，在光学显微镜下观察不到；

染色

体变异属于细胞水平的变化，在光学显微镜下可以观察到。

（4）关于变异的“质”和“量”：

基因突变改变基因的质，不改变基因的量；

基因重组不改变基因

的质，一般不改变基因的量，转基因技术会改变基因的量；

体变异不改变基因的质，会改变基因的量或基因的排列顺序。

【正误判断】

1.染色体增加某一片段可提高基因表达水平，是有利变异（　　）

2.染色体缺失有利于隐性基因表达，可提高个体的生存能力（　　）

3.染色体易位不改变基因数量，对个体性状不会产生影响（　　）

4.染色体结构变异可为生物进化提供原材料。

（　　）

5.用射线照射花粉,使含抗病基因的染色体片段转接到小麦染色体上,这种变异称为染色体结构变异。

【典例训练】

1.下列有关变异的说法,错误的是（　　）

A.原核生物和真核生物均可以发生基因突变，但只有真核生物能发生染色体变异

B.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

C.倒位后的染色体与其同源染色体是完全不能发生联会的

D.同源染色体上的非姐妹染色单体之间的交换属于基因重组

2.如下图所示，已知染色体发生了①～④四种变异，则相关叙述正确的是（　　）

A、①～④的变异均未产生新基因

B、①～④的变异依次是染色体倒位、缺失、重复与基因突变

C、①～④的变异均可在光学显微镜下观察到

D、①、②、③依次为染色体结构变异中的缺失、重复、倒位，④的变异应属于基因突变

3．如下图所示，图1、图2表示某种生物的部分染色体发生变异的示意图，其中①和②、③和④

互为同源染色体，则两图所示的变异（　　）

A、均为染色体结构变异B、基因的数目和排列顺序均发生改变

C、均使生物的性状发生改变D、均可发生在减数分裂过程中

4．如图①②③④分别表示不同的变异类型，a、a′基因仅有图③所示片段的差异。

下列相关叙述

正确的是（多选）（　　）

A、图中4种变异中能够遗传的变异是①②④B、③中的变异属于基因突变

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

5．生物的某些变异可通过细胞分裂某一时期染色体的行为来识别。

甲、乙两模式图分别表示细胞

减数分裂过程中出现的“环形圈”“十字形结构”现象，图中字母表示染色体上的基因。

下列

有关叙述正确的是（　　）

A、甲、乙两图所示变异类型分别属于染色体结构变异、基因重组

B、甲图所示为个别碱基对的增添或缺失，导致染色体上基因数目改变

C、乙图所示为四分体时期同源染色体上的非姐妹染色单体之间发生交叉互换的结果

D、甲、乙两图常出现在减数第一次分裂前期，染色体数目与DNA数目之比为1∶2

6.科学家以玉米为实验材料进行遗传实验，实验过程和结果如图所示，则F1中出现绿株的根本原因是（　　）

A、在产生配子的过程中，等位基因分离

B、射线处理导致配子中的染色体数目减少

C、射线处理导致配子中染色体结构缺失

D、射线处理导致控制茎颜色的基因发生突变

7.下图中图1为等位基因Aa间的转化关系图，图2为黑腹果蝇（2n＝8）的单体图，图3为某动物的精原细胞形成的四个精细胞的示意图，则图1、2、3分别发生何种变异（　　）

A、基因突变　染色体变异　基因重组B、基因突变染色体变异染色体变异

C、基因重组基因突变染色体变异D、基因突变基因重组基因突变

8.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

9.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∶1D、个体乙染色体没有基因缺失,表型无异常

10.右图是某细胞减数分裂过程中一对同源染色体形态示意图（字母代表基因）。

下列有关叙述错

误的是（　　）

A、图中的染色体发生了染色体结构变异B、图中有1个四分体，含4个DNA分子

C、该细胞可产生基因组成为adcbef的配子D.图中染色体该变异一般会导致部分基因缺失

11、某精原细胞在人为因素作用下发生了如右图所示的染色体易位，则该精原细胞进行减数分裂

产生异常精细胞所占的比例可能为（　　）

①1/4　②3/4　③1/2　④1

A、①②B、③④C、①③D、②④

考点二染色体数目的变异

一、染色体数目变异的类型

1.细胞内的增加或减少，如21三体综合征。

2.细胞内染色体数目以的形式成倍地增加或减少，如多倍体、单倍体。

二、染色体组

1.概念：

细胞中的一组，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：

如图为一雄果蝇的染色体组成，其染色体组可表示为：

或。

三、二倍体、多倍体和单倍体

1.二倍体：

由受精卵发育而来，________内含有两个染色体组的个体。

2.多倍体

（1）概念：

由受精卵发育而来，体细胞内含有________________染色体组的个体。

（2）特点：

植株茎秆粗壮，________________都比较大，糖类和蛋白质等营养物质的含量相对高。

（3）人工诱导多倍体：

①方法：

用________处理萌发的种子或幼苗。

②原理：

秋水仙素能够抑制________形成，导致染色体不分离，引起细胞内________加倍。

3.单倍体

由配子发育而来的个体，体细胞中含有__________染色体数目的个体。

植株矮小，而且________。

（3）单倍体育种

①过程：

花药

__________

正常生殖的纯合子

新品种

②优点：

________________。

一、染色体组概念（根据果蝇染色体组成图归纳）

1.从本质上看，全为非同源染色体，无同源染色体。

2.从形式上看，所有染色体形态和大小各不相同。

3.从功能上看，携带着控制一种生物生长、发育、遗传和变异的全部遗传信息。

4.从物种类型上看，每种生物的染色体数目、大小、形态都与其他物种不同。

【判一判】

1.一个染色体组内没有同源染色体，但却含有控制生长发育的全部遗传信息（　　）

2.染色体组中一定没有等位基因（　　）

3.染色体组中染色体数就是体细胞染色体数的一半（　　）

二、单倍体、二倍体和多倍体的区别

二倍体

多倍体

单倍体

概念

由受精卵发育而成的体细胞中含2个染色体组的个体

由受精卵发育而成的体细胞中含3个或3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

染色体组

2个

3个或3个以上

不确定（是正常体细胞染色体组数的一半），1至多个

发育起点

受精卵

受精卵等

配子

自然成因

正常有性生殖

外界环境条件剧变

单性生殖

人工诱导

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

花药离体培养

形成过程

判断技巧

x为一个染色体组的染色体数，a、b为正整数

植株特点

正常

果实、种子较大，生长发育延迟，结实率低

植株弱小，高度不育

举例

几乎全部动物、过半数高等植物

香蕉、马铃薯、普通小麦、

八倍体小黑麦

雄蜂，玉米、小麦的单倍体

注：

单倍体往往是由配子不经受精作用直接发育成的生物个体。

单倍体不一定只含1个染色体组，可能含同源染色体，可能含等位基因，也有可能可育并产生后代。

1.体细胞中含有两个染色体组的个体是二倍体，含有三个或三个以上染色体组的个体是多倍体（）

2.常见多倍体植物有香蕉三倍体、马铃薯四倍体、小麦六倍体、小黑麦八倍体（　　）

3.与二倍体植株相比，多倍体植株常常是茎秆粗壮，叶片、果实和种子都比较大，糖类与蛋白质

等营养物质含量丰富，成熟较早（　　）

4.单倍体只含有一个染色体组（　　）

5.单倍体是含有本物种配子染色体数目的个体（　　）

6.四倍体水稻的配子形成的子代含两个染色体组，是二倍体（　　）

7.三倍体水稻的花粉经离体培养，可得到单倍体水稻，稻穗、米粒变小（　　）

三、多倍体的产生原理：

【归纳提升】

一、染色体组数的判断（不考虑异源多倍体）

判断依据

解读

示例

方

法

一

染色体

形态

细胞内形态相同的染色体有几条，则含有几个染色体组

上图所示的细胞中，形态相同的染色体a中有4条，b中有3条，c中两两相同，d中各不相同，则

可判定它们分别含4个、3个、2个、1个染色体组

二

基因型

控制同一性状的基因出现几次，就含几个染色体组——每个染色体组内不含等位或相同基因

上图e~h中依次含4、2、3、1个染色体组

三

染色体数/形态数的比值

染色体数/形态数的比值意味着每种形态染色体数目的多少，每种形态染色体有几条，即含几个染色体组

例如果蝇该比值为8条染色体/4种形态=2，则果蝇含2个染色体组

二、细胞分裂图像中染色体数、染色体组数的识别（适用于二倍体）

减数第一次分裂前期

减数第一次

分裂后期

减数第一次分裂末期或减数第二次分裂前期

有丝分裂后期

图像

染色体数

4条

2条

8条

染色体组数

1个

4个

生殖细胞中

每个染色体组中

的染色体数

三、三体与三倍体的形成

1.常染色体三体产生配子种类及比例

若为纯合子AAA或aaa，则产生的配子分别为A∶AA=1∶1或a∶aa=1∶1。

若为杂合子AAa则产生四种配子A∶a∶Aa∶AA=2∶1∶2∶1。

2.性染色体三体产生配子的类型及比例（以XXY的雌性果蝇为例）

若三条性染色体任意两条联合概率相等，则XXY个体会产生X∶Y∶XY∶XX=2∶1∶2∶1。

1.染色体组整倍性变化必然导致基因种类的增加（　　）

2体细胞中含有两个染色体组的个体是二倍体，含有三个或三个以上染色体组的个体是多倍体（）

3.单倍体体细胞中不一定只含有一个染色体组（　　）

4.细胞分裂间期DNA含量和染色体组数都加倍。

5.中国水仙（三倍体）只开花不结实的原因是减数分裂时同源染色体联会紊乱,不能产生正常生殖

细胞。

（）

6.秋水仙素通过促进着丝点分裂,使染色体数目加倍。

（　　）

1.下列关于染色体组、单倍体和二倍体的叙述，不正确的是（　　）

A、一个染色体组不含同源染色体

B、由受精卵发育成的，体细胞中含有两个染色体组的个体叫二倍体

C、单倍体生物体细胞中不一定含有一个染色体组

D、人工诱导多倍体的唯一方法是用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗

2.下列是对a～h所示的生物体细胞图中各含有几个染色体组的叙述，正确的是（　　）

A、细胞中含有一个染色体组的是h图，该个体是单倍体

B、细胞中含有两个染色体组的是g、e图，该个体是二倍体

C、细胞中含有三个染色体组的是a、b图，但该个体未必是三倍体

D、细胞中含有四个染色体组的是f、c图，该个体一定是四倍体

3.甲→丁为某二倍体生物生殖器官中的一些细胞分裂图，下列有关判断正确的是（　　）

甲　　乙　　丙　　丁

A、若图中所示细胞分裂具有连续性，则顺序依次为乙→丙→甲→丁

B、甲、乙、丙、丁细胞中含有的染色体组数目依次为4、2、1、1

C、若乙图中的基因组成为AAaaBBbb，则丁的基因组成为AaBb

D、乙是初级精母细胞或初级卵母细胞，丁可能为卵细胞

4.下列有关染色体组、单倍体和多倍体的相关叙述，说法错误的是（　　）

A、水稻（2n＝24）一个染色体组有12条染色体，水稻单倍体基因组有12条染色体

B、普通小麦的花药离体培养后，长成的植株细胞中含三个染色体组，但不是三倍体

C、番茄和马铃薯体细胞杂交形成的杂种植株细胞中含两个染色体组，每个染色体组都包含番

茄和马铃薯的各一条染色体

D、马和驴杂交的后代骡是不育的二倍体，而雄蜂是可育的单倍体

5.下图是某几种二倍体生物细胞分裂的相关图示。

有关分析正确的是（　　）

甲　乙　丙

A、甲图细胞的基因型是aaBBdd，产生该细胞的生物为雌性纯合子

B、秋水仙素在乙图的cd段发挥作用，受精作用发生在de段

C、丙图中2区段所控制生物性状的遗传与性别无关

D、甲、乙图中的细胞均无同源染色体存在

6.用秋水仙素处理幼苗所不能引起的变化是（　　）

①提高突变频率　②获得无子番茄　③大幅度改良某些性状　

④抑制细胞有丝分裂中纺锤体的形成　⑤获得单倍体植株

A、②⑤B、①③C、①②③D、②④⑤

7.下列有关多倍体的相关叙述，错误的是（　　）

A、通过基因工程技术可获得高产、稳产和具有优良品质的多倍体农作物

B、四倍体的配子经受精作用后，可发育形成多倍体植株

C、同种或异种二倍体植物的原生质体融合成为杂种细胞，杂种细胞形成愈伤组织，进一步分

化可形成多倍体植株

D、二倍体植物合子或分生组织细胞内的染色体加倍形成多倍体细胞，能够发育成多倍体植株

8.番茄是二倍体植物。

有一种三体，其6号染色体的同源染色体有3条，在减数分裂联会时，3条同源染色体中的任意2条随意配对联会形成一个二价体，另1条同源染色体不能配对而形成一个单价体。

减数第一次分裂的后期，组成二价体的同源染色体正常分离，组成单价体的1条染色体随机地移向细胞的任何一极，而其他染色体正常配对、分离。

（1）从变异类型的角度分析，三体的形成属于__________________。

（2）若三体番茄的基因型为AABBb，则其产生的花粉的基因型及其比例为______________，其根尖分生区一细胞连续分裂两次所得到的子细胞的基因型为________。

（3）现以马铃薯叶型（dd）的二倍体番茄为父本，以正常叶型（DD或DDD）的三体纯合子番茄为母本，设计杂交实验，判断D（或d）基因是否在第6号染色体上，最简单可行的实验方案是______________。

实验结果：

①若杂交子代__________________，则______________________。

②若杂交子代__________________，则______________________________。

考点三单倍体育种和多倍体育种

一、单倍体育种

1.原理：

。

2.方法

3.优点：

，所得个体均为。

4.缺点：

技术复杂。

二、多倍体育种

1.方法：

用或低温处理。

2.处理材料：

3.原理

4.实例：

三倍体无子西瓜

①两次传粉

②三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，不能产生正常配子。

三、杂交育种

2.过程

①培育杂合子品种

选取符合要求的纯种双亲杂交（♀×

♂）→F1（即为所需品种）。

②培育隐性纯合子品种

选取符合要求的双亲杂交（♀×

♂）→F1

F2→选出表现型符合要求的个体种植并推广。

③培育显性纯合子品种

a.植物：

选择具有不同优良性状的亲本，获得F1→F1自交→获得F2→需要

的类型，自交至不发生性状分离为止。

b.动物：

选择具有不同优良性状的亲本杂交，获得F1→F1雌雄个体交配→获得F2→鉴别、选择需要的类型与隐性类型测交，选择后代不发生性状分离的F2个体。

操作简便，可以把多个品种的集中在一起。

获得新品种的周期长。

四、诱变育种

3.优点

①可以提高，在较短时间内获得更多的优良变异类型。

②大幅度地。

有利变异个体往往不多，需处理大量材料。

五、基因工程

基因工程，又叫做或DNA重组技术。

通俗地说，就是按照人们的意愿，

把一种生物的某种基因提取出来，，然后放到另一种生物的细胞里，改

造生物的遗传性状。

2.操作的基本步骤：

提取目的基因→目的基因与运载体结合→将目的基因导入→目的基

因的。

一、单倍体育种与多倍体育种区别

单倍体育种

多倍体育种

染色体数目以染色体组形式成倍减少，然后再加倍后获得纯种

染色体数目以染色体组形式成倍增加

方法

花药离体培养获得单倍体，再用秋水仙素处理幼苗

秋水仙素处理正在萌发的种子或幼苗

优点

明显缩短育种年限

器官大，营养成分含量高，产量增加

缺点

技术复杂，需要与杂交育种配合

适用于植物，动物难以开展。

多倍体植物生长周期延长，结实率降低

【易错提醒】

①单倍体并非都不育。

二倍体的配子发育成的单倍体，表现为高度不育；

多倍体的配子如含有偶

数个染色体组，则发育成的单倍体含有同源染色体及等位基因，可育并能产生后代。

②单倍体育种主要包括杂交、花药离体培养、秋水仙素处理和筛选四个过程，不能简单地认为花

药离体培养就是单倍体育种的全部。

③单倍体育种与多倍体育种的操作对象不同。

两种育种方式都出现了染色体加倍情况，但操作对

象不同。

单倍体育种操作的对象是单倍体幼苗，通过组织培养得到纯合子植株；

多倍体育种操

作的对象是正常萌发的种子或幼苗。

二、多倍体育种——无子西瓜的培育

1.无子西瓜培育过程中果实各部分染色体分析

比较项目

果实类型

第一年所结果实

第二年所结果实

果实位置

四倍体植株上

三倍体植株上

果皮染色体组数

4

3

种皮染色体组数

种子中染色体组数

无

2.无子西瓜和无子番茄辨析

无子西瓜

无子番茄

培育原理

生长素促进果实发育

无子原因

三倍体植物在减数分裂中同源染色体联会紊乱，不能形成正常的配子而无子

未受粉，胚珠内的卵细胞没有经过受精，所以果实中没有形成种子

无子性状能否遗传

能，结无子西瓜的植株经植物组织培养后，所结西瓜仍是无子

不能，结无子番茄的植株经植物组织培养后，所结番茄有种子

所用试剂

秋水仙素

生长素

3.“可遗传”≠“可育”

确认是否为可遗传变异的唯一依据是看“遗传物质是否发生变化”。

①三倍体无子西瓜、骡子、单倍体等均表现“不育”，但它们均属于可遗传的变异——其遗传

物质已发生变化，若将其体细胞培养为个体，则可保持其变异性状——这与仅由环境引起的不可遗传变异有着本质区别。

②无子番茄“无子”的原因是植株未受粉，生长素促进了果实发育，这种“无子”性状是不可保

留到子代的，将无子番茄进行组织培养时，若能正常受粉，则可结“有子果实”。

三、单倍体育种与杂交育种的关系

单倍体育种主要包括杂交、花药离体培养、秋水仙素处理和筛选四个过程，不能简