复习教案染色体变异汇总.docx
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复习教案染色体变异汇总
复习教案：
染色体变异
考纲要求
1.染色体结构变异和数目变异（Ⅰ）。
2.低温诱导染色体加倍（实验）。
复习要求
1.说出染色体结构变异的基本类型。
2.说出染色体数目的变异。
3.进行低温诱导染色体数目变化的实验。
教学重点：
1、染色体结构变异的类型
2、染色体组
教学难点：
1、易位与四分体的区别
2、染色体组的分辨
复习时间：
3课时
教学用具：
多媒体课件
教学过程：
第一课时
考点一 染色体变异
【基础知识】
1.染色体结构的变异
（1）类型（连线）
（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。
2.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.比较单倍体、二倍体和多倍体
（1）单倍体：
体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体。
（2）二倍体：
由受精卵发育而来，体细胞中含有两个染色体组的个体。
（3）多倍体：
由受精卵发育而来，体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体。
【课堂练习】
1.判断下列说法的正误
（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）染色体组整倍性变化必然导致基因种类的增加（ × ）
（5）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（ × ）
（6）单倍体体细胞中不一定只含有一个染色体组（ √ ）
【引导学生分析探究】
2.
如图表示某生物细胞中两条染色体及其上面的部分基因。
（1）下列各项的结果中哪些是由染色体变异引起的？
它们分别属于何类变异？
能在光学显微镜下观察到的有哪些？
【学生活动】 与图中两条染色体上的基因相比可知：
①染色体片段缺失、②染色体片段易位、③基因突变、④染色体中片段倒位；①②④均为染色体变异，可在光学显微镜下观察到，③为基因突变，不能在显微镜下观察到。
（2）①～④中哪类变异没有改变染色体上基因的数量和排列顺序？
【学生活动】 ①～④中③的基因突变只是产生了新基因，即改变基因的质，并未改变基因的量，故染色体上基因的数量和排列顺序均未发生改变。
3.如图表示细胞中所含的染色体，据图确定生物的倍性和每个染色体组所含有的染色体数目。
【学生活动】
（1）甲代表的生物可能是二倍体，其每个染色体组含1条染色体；
（2）乙代表的生物可能是三倍体，其每个染色体组含2条染色体；（3）丙代表的生物可能是二倍体，其每个染色体组含3条染色体；（4）丁代表的生物可能是单倍体，其每个染色体组含4条染色体。
4.单倍体一定只含1个染色体组吗？
【学生活动】 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，也可能可育并产生后代。
5.染色体组与基因组是同一概念吗？
【学生活动】
（1）染色体组：
二倍体生物配子中的染色体数目。
（2）基因组：
对于有性染色体的生物（二倍体），其基因组为常染色体/2＋性染色体；对于无性染色体的生物，其基因组与染色体组相同。
【题型探究】
题组一 染色体结构变异的分析与判断
1.（2015·江苏，10）甲、乙为两种果蝇（2n），下图为这两种果蝇的各一个染色体组，下列叙述正确的是（ ）
A.甲、乙杂交产生的F1减数分裂都正常
B.甲发生染色体交叉互换形成了乙
C.甲、乙1号染色体上的基因排列顺序相同
D.图示染色体结构变异可为生物进化提供原材料
答案 D
解析 A项，根据题干信息可知，甲、乙是两种果蝇，甲、乙杂交产生的F1虽然含有2个染色体组，但是因为来自甲、乙中的1号染色体不能正常联会配对，所以F1不能进行正常的减数分裂。
B项，根据题图，甲中1号染色体发生倒位形成了乙中的1号染色体。
C项，染色体中某一片段倒位会改变基因的排列顺序。
D项，可遗传变异如基因突变、基因重组和染色体变异都能为生物进化提供原材料。
2.如图表示某种生物的部分染色体发生了两种变异的示意图，图中①和②，③和④互为同源染色体，则图a、图b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
答案 D
解析 由图可知，图a为同源染色体的非姐妹染色单体之间的交叉互换，属于基因重组，基因的数目和排列顺序未发生改变，性状可能没有变化；图b是染色体结构变异，基因的数目和排列顺序均发生改变，性状也随之改变；两者均可发生在减数分裂过程中。
题组二 染色体组与生物倍性的判断
3.如图所示细胞中所含的染色体，下列叙述正确的是（ ）
A.图a含有2个染色体组，图b含有3个染色体组
B.如果图b表示体细胞，则图b代表的生物一定是三倍体
C.如果图c代表由受精卵发育成的生物的体细胞，则该生物一定是二倍体
D.图d代表的生物一定是由卵细胞发育而成的，是单倍体
答案 C
解析 图a为有丝分裂后期，含有4个染色体组，图b有同源染色体，含有3个染色体组；如果图b生物是由配子发育而成的，则图b代表的生物是单倍体，如果图b生物是由受精卵发育而成的，则图b代表的生物是三倍体；图c中有同源染色体，含有2个染色体组，若是由受精卵发育而成的，则该细胞所代表的生物一定是二倍体；图d中只含1个染色体组，一定是单倍体，可能是由雄性配子或雌性配子发育而成的。
4.下列有关单倍体的叙述中，不正确的是（ ）
A.未经受精的卵细胞发育成的个体一定是单倍体
B.细胞内有两个染色体组的生物体可能是单倍体
C.一般单倍体植株长得弱小，高度不育，但有的单倍体生物是可育的
D.基因型是AAABBBCcc的植物一定是单倍体
答案 D
解析 单倍体是由配子发育而来的，与该生物配子中染色体数目相同；基因型是AAABBBCcc的植物含有3个染色体组，若是由受精卵发育而来的，则为三倍体，D项错误。
题组三 染色体变异的实验分析与探究
5.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
答案 C
解析 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。
6.玉米糯性与非糯性、甜粒与非甜粒为两对相对性状。
一般情况下，用纯合非糯非甜粒与糯性甜粒两种亲本进行杂交时，F1表现为非糯非甜粒，F2有4种表现型，其数量比为9∶3∶3∶1。
若重复该杂交实验时，偶然发现一个杂交组合，其F1仍表现为非糯非甜粒，但某一F1植株自交，产生的F2只有非糯非甜粒和糯性甜粒2种表现型。
对这一杂交结果的解释，理论上最合理的是（ ）
A.发生了染色体易位
B.染色体组数目整倍增加
C.基因中碱基对发生了替换
D.基因中碱基对发生了增减
答案 A
解析 由纯合非糯非甜粒与糯性甜粒玉米杂交，F1表现为非糯非甜粒，F2有4种表现型，其数量比为9∶3∶3∶1可知，玉米非糯性对糯性为显性，非甜粒对甜粒为显性，且控制这两对相对性状的基因位于两对同源染色体上，遵循自由组合定律，F1的基因组成如图1。
在偶然发现的一个杂交组合中，由某一F1植株自交后代只有非糯非甜粒和糯性甜粒2种表现型可知，控制这两对相对性状的两对等位基因不遵循自由组合定律，可能的原因是：
这两对相对性状的基因发生了染色体易位，其F1的基因组成如图2。
故A选项较为合理，而B、C、D选项均不能对该遗传现象作出合理的解释。
7.二倍体动物缺失一条染色体称为单体。
大多数单体动物不能存活，但在黑腹果蝇中，点状染色体（Ⅳ号染色体）缺失一条可以存活，而且能够繁殖后代。
（1）果蝇群体中存在无眼个体，无眼基因位于常染色体上，将无眼果蝇个体与纯合野生型个体交配，子代的表现型及比例如下表：
无眼
野生型
F1
0
85
F2
79
245
据此判断，显性性状为________，理由是__________________________________________。
（2）根据上述判断结果，可利用正常无眼果蝇与野生型（纯合）单体果蝇交配，探究无眼基因是否位于Ⅳ号染色体上。
请完成以下实验设计：
实验步骤：
让正常无眼果蝇与野生型（纯合）单体果蝇交配，获得子代；统计子代的________________，并记录。
实验结果预测及结论：
①若子代中出现_______________________________________________________________，
则说明无眼基因位于Ⅳ号染色体上；
②若子代全为____________，说明无眼基因不位于Ⅳ号染色体上。
答案
（1）野生型 F1全为野生型（F2中野生型∶无眼为3∶1）
（2）性状表现 ①野生型果蝇和无眼果蝇且比例为1∶1 ②野生型
解析
（1）由表中数据可知F1全为野生型，F2中野生型∶无眼约为3∶1，所以野生型是显性性状。
（2）要判断无眼基因是否在Ⅳ号染色体上，让正常无眼果蝇与野生型（纯合）Ⅳ号染色体单体果蝇交配，假设控制无眼的基因为b，如果无眼基因位于Ⅳ号染色体上，则亲本为bb×BO（BO表示缺失一条染色体），子代中会出现bO∶Bb＝1∶1，即无眼果蝇和野生型果蝇，且比例为1∶1。
如果无眼基因不在Ⅳ号染色体上，则亲本为bb×BB，子代全为野生型。
【高考重难点突破】
1.利用三个“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）关于变异的水平问题：
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。
2.染色体组数量的判断方法
（1）同一形态的染色体→有几条就有几组。
如图中有4个染色体组。
（2）控制同一性状的等位基因→有几个就有几组。
如AAabbb个体中有3个染色体组。
（3）染色体组数＝
，如图中染色体组数为
＝4。
3.“二看法”判断单倍体、二倍体与多倍体
先看待判定个体是由受精卵发育而成的，还是由配子发育而成的。
若待判定个体是由配子发育而成的，不论含有几个染色体组都是单倍体，单倍体是生物个体，而不是配子，所以精子、卵细胞属于配子，但不是单倍体。
若待判定个体是由受精卵发育而成的，再看它含有几个染色体组：
含有两个染色体组的是二倍体，含有三个或三个以上染色体组的就是多倍体。
第二课时
考点二（实验） 低温诱导植物染色体数目的变化
【基础知识】
1.实验原理
低温处理植物分生组织细胞→纺锤体不能形成→染色体不能被拉向两极→细胞不能分裂→细胞染色体数目加倍。
2.实验步骤
[引导学生分析]
（1）为什么选用洋葱（或大葱、蒜）作实验材料？
除此之外还可以选用哪种植物？
提示 选用实验材料的原则是既要容易获得，又便于观察；常用洋葱（或大葱、蒜）的染色体是2n＝16条；若用蚕豆（2n＝12条）染色体更便于观察。
（2）比较实验中所用试剂的使用方法及作用
试剂
使用方法
作用
卡诺氏液
将根尖放入卡诺氏液中浸泡0.5～1h
固定细胞形态
体积分数为95%的酒精溶液
冲洗经卡诺氏液处理后的根尖
洗去卡诺氏液
体积分数为95%的酒精溶液和质量分数为15%的盐酸溶液
两种溶液等体积混合作为解离液
解离根尖细胞，使细胞相互分离开来
清水
浸泡解离后的根尖约10min
漂洗根尖，洗去解离液
改良苯酚品红染液
把漂洗干净的根尖放进盛有改良苯酚品红染液的玻璃皿中染色3～5min
使染色体着色
【题型探究】
题组 低温诱导植物染色体数目的变化的实验分析
1.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.低温诱导染色体加倍的原理和秋水仙素诱导染色体加倍的原理一致
B.改良苯酚品红染液的作用是固定和染色
C.固定和解离后的漂洗液都是体积分数为95%的酒精
D.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
答案 A
解析 低温和秋水仙素诱导染色体加倍的原理，都是抑制细胞分裂时纺锤体的形成，导致染色体数目加倍；改良苯酚品红染液的作用是对染色体进行染色；固定后的漂洗液是体积分数为95%的酒精，解离后的漂洗液是清水，目的是洗去多余的药液，防止解离过度；经解离后细胞已经死亡，不能观察到细胞从二倍体变为四倍体的过程。
2.四倍体大蒜的产量比二倍体大蒜高许多，为探究诱导大蒜染色体数目加倍的最佳低温，特设计如下实验。
（1）实验主要材料：
大蒜、培养皿、恒温箱、卡诺氏液、体积分数为95%的酒精、显微镜、改良苯酚品红染液等。
（2）实验步骤
①取五个培养皿，编号并分别加入纱布和适量的水。
②将培养皿分别放入－4℃、0℃、__________、__________、__________的恒温箱中1h。
③取大蒜随机均分成________组，分别________________诱导培养36小时。
④分别取根尖____________cm，放入__________中固定0.5～1h，然后用_______冲洗2次。
⑤制作装片：
解离→__________→__________→制片。
⑥低倍镜检测，________________________________________________________________，并记录结果。
（3）实验结果：
染色体数目加倍率最高的一组为最佳低温。
（4）实验分析
a.设置实验步骤②的目的：
______________________________________________________。
b.对染色体染色还可以用________________、__________________等。
c.除低温外，________________也可以诱导染色体数目加倍，原理是___________________。
答案
（2）②4℃ 8℃ 12℃ ③五 放入五个培养皿中 ④0.5～1 卡诺氏液 体积分数为95%的酒精 ⑤漂洗 染色 ⑥统计每组视野中的染色体数目加倍率
（4）a.将培养皿放在不同温度下恒温处理，是为了进行相互对照；恒温处理1h是为了排除室温对实验结果的干扰
b.龙胆紫溶液 醋酸洋红液 c.秋水仙素 抑制纺锤体的形成
解析 本实验目的是探究诱导大蒜染色体数目加倍的最佳低温，所以温度应设置为变量，不同温度处理是为了进行相互对照，恒温处理1h是为了在DNA复制时尽可能使细胞处于设定温度中，以排除其他温度的干扰。
但低温并不可能使所有细胞染色体数目均加倍，所以要统计加倍率来确定最佳低温。
【高考重难点突破】
关于“低温诱导植物染色体数目的变化”实验的3个易错提醒
（1）细胞是死的而非活的：
显微镜下观察到的细胞是已被盐酸杀死的细胞。
（2）材料不能随意选取：
误将低温处理“分生组织细胞”等同于“任何细胞”。
选材应选用能进行分裂的分生组织细胞，否则不会出现染色体加倍的情况。
（3）着丝点分裂与纺锤体无关：
误将“抑制纺锤体形成”等同于“着丝点不分裂”。
着丝点是自动分裂，无纺锤丝牵引，着丝点也分裂。
【高考真题演练】
1.（2015·全国Ⅱ，6）下列关于人类猫叫综合征的叙述，正确的是（ ）
A.该病是由于特定的染色体片段缺失造成的
B.该病是由于特定染色体的数目增加造成的
C.该病是由于染色体组数目成倍增加造成的
D.该病是由于染色体中增加某一片段引起的
答案 A
解析 人类猫叫综合征是人的第5号染色体部分缺失引起的，A正确，B、C、D错误。
2.（2014·上海，16）下图显示了染色体及其部分基因，对①和②过程最恰当的表述分别是（ ）
A.交换、缺失B.倒位、缺失
C.倒位、易位D.交换、易位
答案 C
解析 ①过程中F与m位置相反，表示的是染色体的倒位，②过程只有F，没有m，但多出了一段原来没有过的染色体片段，表示的是染色体的易位。
3.（2015·海南，21）关于基因突变和染色体结构变异的叙述，正确的是（ ）
A.基因突变都会导致染色体结构变异
B.基因突变与染色体结构变异都导致个体表现型改变
C.基因突变与染色体结构变异都导致碱基序列的改变
D.基因突变与染色体结构变异通常都能用光学显微镜观察
答案 C
解析 基因突变只是基因中个别碱基对的替换、增添、缺失，而染色体结构变异是关于染色体中某个片段的增加、缺失、倒位、易位的情况，所以基因突变不会导致染色体结构变异，A错误；基因突变中若发生碱基对的替换，可能因为密码子的简并性，不会改变氨基酸的种类，进而表现型也不会改变，若突变个体之前为一个显性纯合子AA，突变成为Aa，个体的表现型也可能不改变，B错误；基因突变中无论是碱基对的替换、增添、缺失，都会引起基因中碱基序列发生改变，染色体结构变异中染色体某个片段的增加、缺失、倒位、易位的情况也会导致染色体中碱基序列发生改变，C正确；基因突变是染色体的某个位点上基因的改变，这种改变在光学显微镜下是无法直接观察到的，而染色体结构变异是可以用显微镜直接观察到的，D错误。
【作业设计】
1.如图表示果蝇体细胞内一条染色体发生了变异，①②代表染色体，下列说法正确的是（ ）
A.果蝇的缺刻翅是基因b丢失造成的
B.①和②构成一对同源染色体
C.该变异能导致新基因的形成
D.①和②都能被龙胆紫溶液染色
答案 D
解析 分析图形可知，果蝇的缺刻翅是染色体缺失造成的，缺失的染色体区段含基因b，A错误；①和②是同一条染色体发生缺失变化前后的情况，B错误；该变异属于染色体结构变异中的缺失，不能形成新基因，C错误；①和②都是染色体，都能被龙胆紫溶液染成紫色，D正确。
2.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之间发生交叉互换后可能产生4种配子
答案 C
解析 A和a、B和b位于一对同源染色体上，两对等位基因的遗传均遵循基因的分离定律；来源于非同源染色体上的片段移接属于染色体变异；染色体结构的变化可以在显微镜下观察到；同源染色体上非姐妹染色单体之间交叉互换后可能产生4种配子，基因型为AB、Ab、aB、ab。
3.（2013·福建，5）某男子表现型正常，但其一条14号和一条21号染色体相互连接形成一条异常染色体，如图甲。
减数分裂时异常染色体的联会如图乙，配对的三条染色体中，任意配对的两条染色体分离时，另一条染色体随机移向细胞任一极。
下列叙述正确的是（ ）
A.图甲所示的变异属于基因重组
B.观察异常染色体应选择处于分裂间期的细胞
C.如不考虑其他染色体，理论上该男子产生的精子类型有8种
D.该男子与正常女子婚配能生育染色体组成正常的后代
答案 D
解析 图甲所示的变异属于染色体结构变异；观察异常染色体可选择有丝分裂的中期或减数分裂的联会或四分体时期；在不考虑其他染色体的情况下，理论上该男子产生的精子类型有6种，即仅具有异常染色体、同时具有14号和21号染色体、同时具有异常染色体和14号染色体、仅具有21号染色体、同时具有异常染色体和21号染色体、仅具有14号染色体；该男子的14号和21号染色体在一起的精子与正常女子的卵细胞结合能生育染色体组成正常的后代。
4.图中①和②表示某精原细胞中的一段DNA分子，分别位于一对同源染色体的两条非姐妹染色单体的相同位置上。
下列相关叙述中，正确的是（ ）
A.①和②所在的染色体都来自父方
B.③和④的形成是由于染色体易位
C.与①和②相比，③和④上的非等位基因已分别发生了重新组合
D.③和④形成后，立即被平均分配到两个精细胞中
答案 C
解析 同源染色体一条来自父方，一条来自母方，因此①和②所在的染色体不可能都来自父方。
③和④的形成不是由于染色体易位，而是同源染色体的非姐妹染色单体交叉互换造成的，因此会造成非等位基因发生重新组合。
③和④形成后，需要先经过减数第一次分裂平均分配到两个次级精母细胞中，然后再经过减数第二次分裂进入精细胞中。
5.下列关于单倍体、二倍体及染色体组的表述，正确的是（ ）
A.单倍体生物的体细胞中都没有同源染色体
B.21三体综合征患者的体细胞中有三个染色体组
C.人的初级卵母细胞中的一个染色体组中可能存在等位基因
D.用秋水仙素处理二倍体西瓜幼苗的芽尖后，芽尖的细胞中都含有4个染色体组
答案 C
解析 同源四倍体的单倍体中含有两个染色体组，有同源染色体，A错误；21三体综合征患者的21号染色体为三条，并不是三倍体，B错误；人的初级卵母细胞中的一个染色体组中由于在复制时可能出现基因突变或在减数第一次分裂前期发生交叉互换，从而出现等位基因，C正确；多倍体通常是用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，使其染色体加倍，用秋水仙素处理的芽尖细胞中染色体数目不一定均加倍，D错误。
6.将某马铃薯品种的花药进行离体培养获得幼苗，在幼苗细胞中发现了12对染色体，此幼苗个体属于几倍体，马铃薯的体细胞含染色体数是多少（ ）
A.单倍体，48B.二倍体，24
C.四倍体，48D.四倍体，24
答案 A
解析 花药中的花粉粒只有体细胞中的染色体数目的一半，花药离体培养获得的植株，无论细胞中含几个染色体组，都是单倍体；单倍体幼苗有12对染色体即24条，则马铃薯为四倍体含48条染色体。
7.如图表示细胞中所含的染色体，①②③④的基因型可以表示为（ ）
A.①：
AABb ②：
AAABBb ③：
ABCD ④：
A
B.①：
Aabb②：
AaBbCc③：
AAAaBBbb④：
AB
C.①：
AaBb②：
AaaBbb③：
AAaaBBbb④：
Ab
D.①：
AABB②：
AaBbCc③：
AaBbCcDd④：
ABCD
答案 C
解析 根据细胞中所含的染色体的类型判断，①含有两个染色体组，②含有三个染色体组，③含有四个染色体组，④含有一个染色体组，等位基因或相同基因位于同源染色体上，分析得出C答案。
7.如图表示小麦的三个品系的部分染
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