生物的变异一 染色体变异Word文档下载推荐.docx

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外界环境条件影响了有丝分裂时纺锤体的形成，使染色体不能被拉向两极，细胞不能分裂成两个子细胞。

用途：

多倍体育种（多倍体植物各器官都比较大，营养物质的含量也较高）

（3）应用

方法原理：

用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗

4．单倍体

体细胞中含本物种配子染色体数目的个体

单倍体育种（单倍体本身对人类并无多大作用，但用秋水仙素使其加倍后所

（2）应用：

后代都是是正常的纯合子，因此有单倍体育种，它大大缩短了育种年限）

方法：

花药离体培养

5.单倍体、多倍体的特点

比较项目

单倍体

多倍体

形态特征

植株弱小

茎杆粗状，叶片果实、种子比较大，营养物质丰富

育性

高度不孕

发育延迟，育性有或无，结实率低

【例析】

．下列有关单倍体的叙述，正确的是（C）

A．体细胞中含有一个染色体组的个体B．体细胞中含有奇数染色体数目的个体

C．体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体D．体细胞中含有奇数染色体组数目的个体

．用秋水仙素处理单倍体植株后，得到的一定是（D）

A．二倍体B．多倍体C．杂合子D．纯合子

（三）应用

1．单倍体与多倍体的判断

凡是由配子发育成的新个体，不论它含有几个染色体组都是单倍体。

也即生物是几倍体的判断，不能只看细胞内含有多少个染色体组，还要考虑到生物个体发育的直接来源。

（1）如果生物体是由受精卵发育或合子发育形成，生物体细胞内有几个染色体组就叫几倍体。

（2）如果生物体是由生殖细胞—卵细胞或花粉直接发育而成，不论细胞内含有几个染色体组，都不能叫几倍体，而只能叫单倍体。

2．染色体组数目的判别

有以下两种方法判别细胞或生物体含有几个染色体组：

（1）在细胞内任选一条染色体，细胞内与该染色体形态相同的染色体共有几条，则含有几个染色体组，如图甲中与1号（或2号）相同的染色体共有四条，此细胞有四个染色体组。

（2）在细胞或生物体的基因型中，同一种基因有几个，则有几个染色体组，如上图乙中，若细胞的基因型为AaaaBBbb，任一种基因各有四个，则该生物含有四个染色体组。

3．无子番茄与无子西瓜

两者虽然都是无子果实，但培育原理不一样。

无子番茄是利用生长素能促进果实发育的原理，在未受粉的雌蕊柱头上涂抹了一定浓度的生长素，使子房壁膨大为果实。

这是单性结实，不是培育新品种的育种过程。

所以最终形成的果实细胞中染色体数目与番茄体细胞中的染色体数目相同；

并且其基因型与母本体细胞的基因型相同。

无子番茄并非是由末受精的卵细胞发育形成的单倍体果实。

无子西瓜是利用了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的原理。

培育过程中第一年所得西瓜的瓜皮、瓜瓤、种皮由四倍体细胞构成，而胚由三倍体细胞构成；

第二年在三倍体植株上结出的西瓜，其瓜皮、瓜瓤均由三倍体细胞构成，与三倍体植株体细胞染色体数、基因型都一致；

这属于多倍体育种，无子西瓜具有多倍体的特点。

4．几种育种方法的比较

育种类型

杂交育种

诱变育种

单倍体育种

多倍体育种

转基因育种

原理

基因重组

基因突变

染色体变异

常用方法

将分别具有优良性状的两亲本进行杂交

用物理或化学方法处理生物

先花药离体培养，后用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

基因工程

优点

操作简便

提高变异频率，加速育种进程

明显缩短育种年限

器官均比较大，营养物质较多

能按人的意愿定各改变生物的性状，克服远缘杂交的不亲和性

缺点

育种时间长

有利变异少，需大量处理供试材料

技术复杂，需要杂交育种配合

只适用于植物

技术要求高，成功率比较低

举例

高杆抗病与矮杆不抗病小麦杂交产生矮杆抗病品种

高产青霉素菌株的育成

抗病植株的培育

三倍体无子西瓜的培育

培育生产人胰岛素的大肠杆菌

育种的根本目的是培育具有优良性状（抗逆性好、品质优良、产量高）的新品种，以便更好地为人类服务。

从基因组成上看，目标基因型可能是：

①纯合体，便于制种、留种和推广；

②杂交种，充分利用杂种优势。

5．三种可遗传变异的比较

变异类型

染色体数目成倍地增加或减少

变异实质

控制不同性状的基因重新组合，产生新的基因型，没有产生新的基因

基因结构发生改变，产生新的基因

染色体组成倍的增加，产生新的基因型

染色体组成倍的减少，产生新的基因型

产生过程

减数分裂产生配子时，非等位基因重新组合

物理、化学、生物因素可引起基因结构发生改变

细胞分裂过程中，染色体复制后不能形成两个子细胞

有性生殖过程中，配子不经受精作用直接发育成新个体

意义

是形成生物多样性的重要原因之一，对于生物进化具有重要意义

是变异的根本来源，为生物进化提供最初的原材料

自然界进行有性生殖的同一物种的不同个体

镰刀型细胞贫血症

自然界的多倍体植株

单倍体玉米

例题精析

[例]1.（2005·

广东生物）以下关于生物变异的叙述，正确的是（）

A、基因突变都会遗传给后代B、基因碱基序列发生改变，不一定导致性状改变

C、染色体变异产生的后代都是不育的D、基因重组只发生在生殖细胞形成过程中

命题意图:

本题考查的知识点是生物变异的知识。

[解析生物的变异的来源有基因突变、基因重组、染色体变异。

基因突变是碱基序列发生改变，但由于一种氨基酸可由几种遗传密码与它对应，故不一定导致性状改变。

发生在体细胞中的突变一般是不会遗传给后代。

应用重组DNA技术，改造的基因，也属于基因重组。

有些生物染色体变异时，染色体数目成倍增加，产生的后代就形成了多倍体

[答案]B

[例2]用基因型为AaBbCc（无连锁）水稻植株的花药培养出来的单倍体植株，经染色体加倍，可培育出多少种纯合体植株（）A．2种B．4种C．6种D．8种

[解析]基因型为AaBbCc（无连锁）的个体产生花药（精子）有23=8种，经染色体加倍后即得到8种纯合二倍体，即：

C→ABC→AABBCC

B

c→Abc→AABBcc

A

C→AbC→AABBCC

b

C→ABC→AABBCC

c→aBc→aaBBcc

a

C→abC→aaBBCC

c→abc→aaBBcc

[答案]D

[同类变式一]用基因型为DdTt的植株所产生的花粒经分别离体培养成幼苗，再用秋水仙素处理使其成为二倍体，这些幼苗成熟后自交后代（）

A．全部为纯合体B．全部为杂合体C．1/4为纯合体D．1/16为纯合体

[解析]本题是[例2]的延伸，即先经花粉离体培养得到单倍体，单倍体再经染色体加倍得到的二倍体的纯合体，纯合体自交不会出现性状分离（仍为纯合体）。

所以本题只要求出DdTt产生配子的种类及其比例即可，依基因分离定律（自由组合定律）得24种纯合体（各占1/4）。

[答案]A

[例3]（2005·

上海生物·

27）现有黑色短毛兔和白色长毛兔，要育出黑色长毛兔。

理论上

可采用的技术是（）

①杂交育种②基因工程③诱变育种④克隆技术

A、①②④B、②③④C、①③④D、①②③

[解析]：

本题考查的知识点是生物变异与生物育种。

由黑色短毛兔和白色长毛兔，通过杂交育种可实现基因重组，育出黑色长毛兔；

通过基因工程将决定黑色的基因和长毛的基因导入兔的受精卵中，而育出黑色长毛兔；

通过基因突变也有可能使决定白色的基因突变为黑色基因而使白色长毛兔突变为黑色长毛兔；

而克隆属于无性生殖，子代的遗传物质未发生变化，所产生的兔的性状仍是黑色短毛兔或白色长毛兔，因此不会出现黑色长毛兔。

[例4]下图表示用某种农作物品种①和②两个品系培育出品种⑥的可能方法，请回答：

（1）指出下列各种交配方式：

由品种

和

培育出

的过程Ⅰ是，由品质③培育出品种⑥经过的过程V是

（2）品种④是一种植株，由品系③经过过程

Ⅲ培养品种④常用的方法是

（3）品种④形成品种⑥经过的过程Ⅵ中常用处理

（4）由品种①直接形成品种⑤的过程需经，由品种⑤产生品种⑥的最简便方法是

（5）你认为成功率最高且工作量最小的培育品种⑥的途径是（用过程Ⅰ、Ⅱ等及“→”表示）。

[解析]本例是综合考查杂交育种，诱变育种、单倍体育种等几种常规育种的基础知识，该题对于发散思维和聚合思维能力的培养具有一定的意义。

[答案]

（1）杂交；

自交

（2）单倍体：

花药离体培养（3）秋水仙素（4）基因突变（或人工诱变）；

自交（5）Ⅰ→Ⅲ→Ⅵ

[解题警示]单倍体育种过程一般包含多倍体育种的基本步骤，即都要用秋水仙素处理幼苗，这也是部分学生对这两个概念易混的原因，克服思维障碍的方法是：

单倍育种以花粉离体培养为起点，而多倍体育种以用秋水仙素处理萌发种子或幼苗为起点。

能力测试

1.萝卜和甘蓝杂交，能得到种子，一般是不育的，但偶然发现有个别种子种下去后，可产生能育的后代。

出现这种现象的原因是（）

A．基因自由组合B．染色体结构变异C．基因突变D．染色体加倍

2.下图所示细胞代表四个物种的不同时期细胞，其中含有染色体组数最多的是（）

ABCD

3.某地区一些玉米檀株比一般玉米植株早熟，生长整齐而健壮，果穗大，于粒多，因此这些植株可能是（）

A．单倍体B．三倍体C．四倍体D．杂交种

4.四倍体水稻的花粉经寓体培养得到的单倍体植株中，体细胞所含染色体组数是（）

A．1组B．2组C．3组D．4组

5.对下列有关实例形成原理的解释，正确的是（）

A．无籽番茄的获得是利用了多倍体育种的原理

B．培育无籽西瓜是利用了单倍体育种的原理

C．培育青霉素高产菌株是利用了基因突变的原理

D．“多莉羊”的获得是利用了杂交育种的原理

6.已知一株玉米基因为A,,Rb，两对等位基因是自由组合的，经过花药离体培养，获得N株玉米幼苗经秋水仙素处理得到染色加倍植株，其中基因型为曲阳的个组体为（）

A．N/4B．N/6C．N/10D．0

7.下列细胞中，具有三个染色体的是（）

①水稻的受精卵②二倍体水稻受精极核③小麦的受精卵④普通小麦的卵细胞⑤水稻的胚细胞⑥二倍体水稻胚乳细胞⑦小麦的胚细胞⑧普通小麦胚乳细胞

A．①②③B．②④⑥C．③④⑤D．⑥⑦⑧

8.从理论上分析下列各项，其中错误的是（）

A．二倍体×

二倍体→二倍体B．三倍体×

三倍体→三倍体

C．三倍体×

四倍体→三倍体D．二倍体×

六倍体→四倍体

9.将人B淋巴细胞与小鼠骨髓瘤细胞融合成杂交瘤细胞，若鼠体细胞含有个染色体，则杂交瘤含有多少个染色体组（）A．lB，2C．4D．86

10.蚕豆染色体数2n=12，蚕豆根尖在19℃条件下，一个细胞周期所占时间为19．3小时。

大多数致癌物质都能提高生物的突变频率，吸烟者容易患肺癌，其发病率是不吸烟者的10．8倍。

某中学教师为了让学生能清晰地观察到细胞染色体畸变，需要在课前制作细胞的临时装片。

现在10粒干的蚕豆种子（假设发芽率为100％）及所需要的一切实验设备和药品，请你帮助教师完成上述的课前准备工作。

（1）实验原理是：

（2）最主要的实验步骤是：

（3）为了得到更多的蚕豆根尖，你将怎样做?

（4）如希望得到更多的具有染色体畸变的分裂相细胞，19℃环境下材料应至少培养多少时间?

（5）预见镜检时可能观察到的染色体畸变的类型有：

11．请填写下列各种育种名称和所依据的原理：

（1）用花药离体培养，培育成烟草新品系是，依据的原理是。

（2）用矮秆不抗病小麦与高秆抗病小麦杂交，育成矮秆抗病的优良小麦品种是，依据的原理是。

（3）用射线照射稻种，育出成熟期提前、蛋白质含量高的水稻新品系是，依据的原理是。

（4）用普通小麦（六倍体）与黑麦（二倍体）杂交，再经过诱导，育成八倍体小黑麦是，依据的原理是。

12．已知小麦的高秆对矮秆为显性，抗锈病对易染锈病为显性，两对性状独立遗传。

现有高秆抗锈病、高秆易染锈病、矮秆易染锈病三个纯系品种，要求设计一个通过基因重组培育双抗新品种的步骤。

（1）依据原理，采取方法进行培育。

（2）所选择的亲本类型是，理由是。

（3）基本育种过程为：

A：

；

B：

C：

D：

。

13．下图是两种生物的体细胞内染色体及有关基因分布情况示意图，请据图回答：

（1）甲是倍体生物的体细胞，乙是倍体生物的体细胞。

（2）甲的一个染色体组含有条染色体，如果由该生物的卵细胞单独培育成的生物的体细胞含有个染色体组，该生物是倍体。

（3）图乙所示的个体与基因型为aabbcc的个体交配，其F1代最多有种表现型。

14.（2006北京卷）为丰富植物育种的种质资源材料，利用钴60的γ射线辐射植物种子，筛选出不同性状的突变植株。

请回答下列问题：

（1）钴60的γ辐射用于育种的方法属于育种。

（2）从突变材料中选出高产植株，为培育高产、优质、抗盐新品种，利用该植株进行的部分杂交实验如下：

①控制高产、优质性状的基因位于对染色体上，在减数分裂联会期（能、不能）配对。

②抗盐性状属于遗传。

（3）从突变植株中还获得了显性高蛋白植株（纯合子）。

为验证该性状是否由一对基因控制，请参与实验设计并完善实验方案：

①步骤1：

选择和杂交。

预期结果：

②步骤2：

③观察实验结果，进行统计分析：

如果与相符，可证明该性状由一对基因控制。

【参考答案与提示】

1．D（萝卜和甘蓝杂交所得个体为异源多倍体染色体有可表示为AB，其不可育，只有经过加倍为AABB，减数分裂才能正常联会，产生可育配子）

2．D（A、B、C、D各有3个、3个、1个、4个染色体组）

3．D（典型“杂种优势”性状。

“早稻”可排除多倍体（四倍体））

4．B（四倍体水稻含4个染色体组，其花粉中含2个染色体组）

5．C（A、B、D三项分别依据生长素促进果实发育原理、多倍体育种和克隆技术）

6．A（基因型为AaBb玉米产生花粉粒基因型及其比例为1／4AB、1／4Ab、1／4aB和1／4ab）

7．B（普通小麦为六倍体；

水稻受精核由三个核融合而成，发育成胚乳）

8．B（三倍体高度发育。

像AAA或AAB等奇数多倍体均不育）

9．B（人、鼠的染色体非同源）

10．

（1）染色体变异

（2）吞豆种子吸水膨胀，促其萌发；

将上述蚕豆种子一半放在烟草浸出液，另一半放在蒸馏水中培养；

制作临时装片（3）用生长素（适宜浓度）处理或切断主根，促其生出更多侧根（4）培养时间应大于20小时（5）染色体数目或结构改变

11.[

（1）单倍体育种；

染色体变异

（2）杂交育种；

基因重组（3）诱变育种；

基因突变（4）多倍体育种；

染色体变异]

12.[

（1）基因重组；

杂交育种

（2）高秆抗锈病、矮秆易染锈病；

两品种各含一个不同的优良性状（3）A：

让两纯种亲本杂交得F1；

让F1自交得F2；

选F2中矮秆抗锈病小麦自交得F3；

留F3中未出现性状分离的个体，再重复C步骤。

]

13.[

（1）四二

（2）3二单（3）8]

14.

（1）诱变

（2）①两（或不同）不能

②细胞质（或母系）

（3）①高蛋白（纯合）植株低蛋白植株（或非高蛋白植株）

后代（或F1）表现型都是高蛋白植株

②测交方案：

用F1与低蛋白植株杂交

后代高蛋白植株和低蛋白植株的比例是1：

1

或自交方案：

F1自交（或杂合高蛋白植株自交）

后代高蛋白植株和低蛋白植株的比例是3：

③实验结果预期结果