第7单元第21讲染色体变异.docx

1、第7单元第21讲染色体变异第21讲染色体变异考纲考频1染色体结构变异和数目变异(3年11考)2实验：低温诱导染色体加倍(3年0考)学生用书P143P144一、染色体结构的变异1类型连一连 解惑(1)基因中碱基对“缺失”染色体结构中“缺失”。(2)“易位”“交叉互换”。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。二、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

2、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： 、X或、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。方法：用 秋水仙素 或低温处理萌发的种子或幼苗。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。 解惑(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

3、只能处理幼苗，注意植株不产生种子。多倍体都能通过有性生殖产生后代吗？提示：不一定，如三倍体植株。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。方法： 花药离体培养 。过程：花药单倍体植株正常的纯合子新品种。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下图是果蝇两条染色体间发生的变化，则下列说法不正确的是()A该变异可在光学显微镜下观察到B该变异属于染色体结构变异中的易位C该变异改变了染色体上基因种类和位置D改变后

4、的染色体与其同源染色体完全不能发生联会解析：选D。图示变异发生在非同源染色体间，该变异为染色体结构变异中的易位，该变异在光学显微镜下可观察到，A、B正确；染色体易位导致原来的染色体上基因的种类、基因的位置、基因的排列顺序等发生改变，C正确；改变后的染色体与其同源染色体的同源区段可发生联会，D错误。2(2015郑州质量预测)如图表示某植物正常体细胞中染色体的组成，下列各项中可以表示该植物基因型的是()AABCd BAaaa CAaBbCcDd DAaaBbb解析：选B。图中相同的染色体有4个，该植物体细胞中含有4个染色体组，则同源染色体相同位置上的等位基因或相同基因应有4个，故B项正确。3(20

5、15辽宁沈阳二中阶段性测试)自然界中多倍体植株的形成过程一般是()细胞中染色体加倍形成加倍合子减数分裂受阻形成加倍配子有丝分裂受阻细胞染色体减半A BC D解析：选A。自然界中，在外界因素(如低温)的影响下，进行有丝分裂的植物细胞纺锤体形成受阻，导致细胞中染色体加倍，加倍的部位分化，通过减数分裂形成加倍配子，再通过有性生殖过程形成加倍合子，发育成为一个多倍体植株。4下列有关植物单倍体的叙述，不正确的是()A与正常植株相比，单倍体植株一般长得弱小，而且高度不育B含有两个染色体组的生物体，也可能是单倍体C利用单倍体育种可缩短育种年限，能培育出品质优良的单倍体D由花粉直接发育成的植物体是单倍体解析：

6、选C。四倍体生物的单倍体含有两个染色体组；单倍体育种的结果是培育出具有正常染色体数目的纯合子，而不是为了得到单倍体。学生用书P144P147考 点 一利用对比法考查染色体结构的变异1观察下列图示，填出变异类型(1)甲、乙、丙、丁分别属于 缺失、重复、倒位、基因突变 变异类型。(2)可在显微镜下观察到的是 甲、乙、丙 。(3)基因数目和排列顺序均未变化的是 丁 。2据图示辨析易位与交叉互换(1)图1是 易位 ，图2是 交叉互换 。(2)发生对象：图1发生于 非同源染色体 之间，图2发生于 同源染色体的非姐妹染色单体 之间。(3)变异类型：图1属于 染色体结构变异 ，图2属于 基因重组 。(4)可

7、在光学显微镜下观察到的是图 1 ，观察不到的是图 2 。1染色体结构变异中发生在同一条染色体上，和不同染色体上的类型分别有哪些？ 缺失、重复和倒位，易位。 2完成下列遗传效应的过程分析染色体(基因载体)结构改变 基因的数目、种类或排列顺序的改变 导致生物性状改变3若分析某生物细胞内是发生“易位”，还是发生了“基因突变”，如何用较为简便的方法进行区分？ 制作该生物进行分裂的细胞装片，观察处于有丝分裂中期的细胞，若有染色体发生变化，即为发生了易位。 4上述图丁的变异类型可采用什么方法进行检测？ 基因诊断。 提示：1.缺失、重复和倒位，易位。2基因的数目、种类或排列顺序的改变。3制作该生物进行分裂的

8、细胞装片，观察处于有丝分裂中期的细胞，若有染色体发生变化，即为发生了易位。4基因诊断。联前系后变异类型与细胞分裂的关系变异类型可发生的细胞分裂方式基因突变二分裂、无丝分裂、有丝分裂、减数分裂基因重组减数分裂染色体变异有丝分裂、减数分裂1(2015怀化模拟)如图分别表示不同的变异类型，其中图中的基因2由基因1变异而来。下列有关说法正确的是()A图都表示易位，发生在减数分裂的四分体时期B图中的变异属于染色体结构变异中的缺失C图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解析：选C。图表示基因重组中的交叉互换，因为其发生在同源染色体之间；图表示染色体结构变异中的易位，因为其发生

9、在非同源染色体之间；图表示基因突变中碱基对的缺失；图表示染色体的缺失或重复。图中4种变异都是可遗传的变异。2(2015山东省德州市模拟)染色体平衡易位是指两条染色体发生断裂后相互交换，仅有位置的改变，没有染色体片段的增减。这种易位造成了染色体遗传物质的“内部搬家”，所以平衡易位患者的外貌、智力和发育等通常都是正常的。下列有关判断正确的是()A染色体平衡易位属于基因重组B在光学显微镜下观察不到染色体平衡易位C染色体平衡易位导致染色体上基因排列顺序改变D平衡易位携带者与正常人婚配，子代全部正常解析：选C。染色体平衡易位属于染色体变异；由于易位部分与其同源染色体不配对，在光学显微镜下能观察到染色体平

10、衡易位；平衡易位携带者与正常人婚配，子代一半正常，另一半是平衡易位携带者。归纳提炼区分三种变异类型(1)“互换”问题(2)“缺失”问题(3)“变异水平”问题考 点 二结合图解考查染色体数目的变异1染色体组的特点观察下图雄果蝇的染色体组成，概括染色体组的组成特点(1)从染色体来源看，一个染色体组中 不含同源染色体 。(2)从形态、大小和功能看，一个染色体组中所含的染色体 各不相同 。(3)从所含的基因看，一个染色体组中含有控制本物种生物性状的 一整套基因 ，但不能重复。2染色体组数量的判断方法(1)根据细胞分裂图像进行识别判断(适用于二倍体)、中分别含有 2、2、1、4 个染色体组。(2)根据染

11、色体形态判断、中分别含有 3、2、1 个染色体组。(3)根据基因型判断、中分别含有 4、2、3、1 个染色体组。3单倍体、二倍体和多倍体的判断方式(1)如果生物体由 受精卵(或合子) 发育而成，其体细胞中含有几个染色体组，该生物就称为几倍体。(2)如果生物体是由 生殖细胞卵细胞或花粉 直接发育而成，则无论体细胞中含有几个染色体组，都称为单倍体。4多倍体和单倍体育种(1)培育三倍体无子西瓜原理： 染色体数目以染色体组的形式成倍增加 。过程(2)培育抗病高产植株原理： 染色体数目以染色体组的形式成倍减少，再用秋水仙素处理，形成纯合子 。实例：抗病高产植株(aaBB)的选育过程。1植物细胞内缺失1条

12、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，其原因是什么？ 缺少控制本物种生物性状的部分遗传信息。 2(1)精子和卵细胞中，一定不含同源染色体吗？ 不一定。二倍体生物的配子中一定不含同源染色体，四倍体生物的配子中含有同源染色体。 (2)单倍体植物一定都不育吗？ 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。 3基因型为的个体产生配子的种类及比例是多少？ AAAaaa141。 4二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，该新个体为几倍体？ 四倍体。 提示：1

13、.缺少控制本物种生物性状的部分遗传信息。2(1)不一定。二倍体生物的配子中一定不含同源染色体，四倍体生物的配子中含有同源染色体。(2)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。3AAAaaa141。4四倍体。3下列是对ah所示的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图hB细胞中含有两个染色体组的是图e、gC细胞中含有三个染色体组的是图a、bD细胞中含有四个染色体组的是图c、f解析：选C。ah分别含有3、3、2、1、4、4、1、2个染色体组。4(2

14、015江西南昌调研测试)下图是利用某植物(基因型为AaBb)产生的花粉进行单倍体育种的示意图，下列叙述不正确的是()A过程通常使用的试剂是秋水仙素，植株B为二倍体B植株A的基因型为aaBB的可能性为1/4C过程常用花药离体培养，说明生殖细胞具有全能性D植株A高度不育，植株A有四种类型解析：选B。植株A是单倍体个体，经秋水仙素处理后获得二倍体(植株B)；基因型为AaBb的个体不能产生aaBB的花粉；离体的花粉能培养成一个完整的个体，说明生殖细胞具有全能性；单倍体是高度不育的，由于基因型AaBb的植株可产生4种配子(AB，Ab，aB，ab)，因而植株A对应的类型有4种。5(原创)果蝇(2n8)缺失

15、一条点状染色体的个体称为单体，可以存活，而且能够繁殖后代，若两条点状染色体均缺失则不能存活。增加一条点状染色体的个体称为三体，仍可以存活，而且能够繁殖后代，若让这样的单体雄性果蝇(基因型为a)和三体雌果蝇(基因型为Aaa)相互交配，对子代基因型和表现型及比例的分析，正确的是()A子代中三体所占的比例为1/4B子代中正常果蝇中Aa所占的比例为2/3C单体果蝇的基因型有两种且比例相同D子代中致死个体所占的比例为1/12解析：选A。单体雄性果蝇产生两种配子a和0，各占1/2，三体雌果蝇产生四种配子AaaaAa1122，子代中三体所占的比例为：3/121/4，A项正确，子代中正常果蝇中Aa所占的比例为

16、1/2，B项错误。单体果蝇的基因型有两种，其中A占1/3，a占2/3，C项错误。子代中无致死个体，D项错误。考 点 三低温诱导植物染色体数目的变化1实验原理(1)正常进行有丝分裂的组织细胞，在分裂后期 着丝点 分裂后，子染色体在 纺锤体 的作用下分别移向两极，进而平均分配到两个子细胞中去。(2)低温可抑制 纺锤体 的形成，阻止细胞分裂，导致细胞 染色体数目 加倍。2实验流程根尖培养：将洋葱等材料放在装满清水的广口瓶上，底部接触水面，置于适宜条件下，使之生根低温诱导：等不定根长至1 cm时，将整个装置放入冰箱的 低温室内(4_) ，诱导培养36 h材料固定：剪取根尖约0.51 cm，放入 卡诺氏

17、液 中浸泡0.51 h，固定其形态，然后用 体积分数为95%的酒精 冲洗2次制作装片： 解离 漂洗 染色 制片(同观察植物细胞的有丝分裂)观察：先用低倍镜观察，找到变异细胞，再换用高倍镜观察高考警示低温诱导染色体数目加倍实验中所用试剂(1)固定细胞形态卡诺氏液(2)冲洗卡诺氏液95%酒精(3)冲洗解离液清水(4)解离95%酒精和15%盐酸混合液(5)染色改良苯酚品红染液1该过程在高倍镜下能否观察到细胞从二倍体变为四倍体的过程？ 不能，细胞已经被杀死。 2除低温诱导外，还有哪些常用的诱导染色体数目加倍的方法？试简述其原理。 除低温诱导外，生产上还常用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗来诱导染色体数目加

18、倍。其原理是：当秋水仙素作用于正在分裂的细胞时，能够抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向两极，从而引起细胞内染色体数目加倍。 3该实验所使用的染色试剂与“观察植物细胞的有丝分裂”中所使用的染色试剂相比，有何不同？ 前者用改良苯酚品红染液，使染色体着色。后者用龙胆紫或醋酸洋红液使染色体着色。 4二倍体幼苗经秋水仙素处理后，长成四倍体植株，所有的细胞中染色体数目是否都加倍了？ 只有部分细胞中染色体数目加倍。 提示：1.不能，细胞已经被杀死。2除低温诱导外，生产上还常用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗来诱导染色体数目加倍。其原理是：当秋水仙素作用于正在分裂的细胞时，能够抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移

19、向两极，从而引起细胞内染色体数目加倍。3前者用改良苯酚品红染液，使染色体着色。后者用龙胆紫或醋酸洋红液使染色体着色。4只有部分细胞中染色体数目加倍。6四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%的酒精溶液、显微镜、改良苯酚品红染液等。(2)实验步骤取五个培养皿，编号并分别加入纱布和适量的水。将培养皿分别放入4 、0 、 4 、 8 、 12 的恒温箱中1 h。 取大蒜随机均分为五组，分别放入五个培养皿中诱导培养36 h 。分别取根尖 0.5 1 cm，放入 卡诺氏液 中固定0.5

20、1 h，然后用 体积分数为95%的酒精溶液 冲洗2次。制作装片：解离 漂洗 染色 制片。低倍镜检测， 统计每组视野中的染色体数目加倍率 ，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)实验分析设置实验步骤的目的： 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1 h是为了排除室温对实验结果的干扰 。对染色体染色还可以用 龙胆紫溶液 、 醋酸洋红溶液 等。除低温外， 秋水仙素 也可以诱导染色体数目加倍，原理是 抑制纺锤体形成 。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1 h是为了

21、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加倍，所以要统计加倍率来确定最佳低温。答案：(2)4 8 12 取大蒜随机均分为五组，分别放入五个培养皿中诱导培养36 h0.5 1卡诺氏液体积分数为95%的酒精溶液漂洗染色统计每组视野中的染色体数目加倍率(4)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1 h是为了排除室温对实验结果的干扰龙胆紫溶液醋酸洋红溶液秋水仙素抑制纺锤体形成归纳提炼低温诱导染色体数目加倍实验中的误区分析(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

22、“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。学生用书P147P148易错点1染色体组数量的判断易于出错点拨(1)细胞内同一形态的染色体共有几条则该细胞中含有几个染色体组，如图甲中与1号(或2号)相同的染色体共有4条，此细胞有4个染色体组。(2)根据基因型判断：控制同一性状的基因(读音相同的大、小写字母)出现几次，则含有几个染色体组。如图乙中基因型为AaaaBbbb，任一种基因有4个，则该细胞中含有4个染色体组。(3)

23、根据染色体的数目和染色体的形态数来推算。染色体组的数目染色体数/染色体形态数。如雌果蝇体细胞中有8条染色体，分为4种形态，则染色体组的数目为2个。易错点2无子番茄和无子西瓜培育过程及遗传特点易于混淆点拨区别如下：原理化学试剂无子原因能否遗传无子西瓜染色体变异秋水仙素联会紊乱不能产生配子能，后代仍无子无子番茄生长素促进果实发育生长素未受精不能，后代有子易错点3将“可遗传”理解成了“可育”点拨“可遗传”“可育”：三倍体无子西瓜、骡子、二倍体的单倍体等均表现“不育”，但它们均属于可遗传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的变异有着本质区别。

24、如无子番茄的“无子”原因是植株未受粉，生长素促进了果实发育，这种“无子”性状是不可以保留到子代的，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”。易错点4对单倍体、二倍体及多倍体的判断分辨不清点拨1判断下列有关染色体结构变异的叙述(1)(2011海南卷T19C)染色体片段的缺失和重复必然导致基因种类的变化。()(2)(2011海南卷T19D)染色体片段的倒位和易位必然导致基因排列顺序的变化。()2判断下列有关染色体数目变异的叙述(1)(2015北京海淀区一模T5，B)体细胞中含有两个染色体组的个体叫二倍体。()(2)(2015丹东市二模T4C)用秋水仙素处理萌发单倍体(n10)的种

25、子可获得二倍体。()(3)(2011海南卷T19B)染色体组非整倍性变化必然导致新基因产生。()(4)(2009广东卷T7D)多倍体形成过程增加了非同源染色体重组的机会。()解析：多倍体形成过程是有丝分裂受阻，在有丝分裂过程中没有非同源染色体重组。学生用书P148P1491(2014高考江苏卷)下列关于染色体变异的叙述，正确的是()A染色体增加某一片段可提高基因表达水平，是有利变异B染色体缺失有利于隐性基因表达，可提高个体的生存能力C染色体易位不改变基因数量，对个体性状不会产生影响D通过诱导多倍体的方法可克服远缘杂交不育，培育出作物新类型解析：选D。大多数染色体结构变异对生物体是不利的，有的甚

26、至会导致生物体死亡，A、B错误；染色体片段的增加、缺失和易位等结构变异，会使排列在染色体上的基因数目或排列顺序发生改变，C错误；远缘杂交得到的F1是不育的，通过诱导使其染色体数目加倍进而可育，由此可以培育作物新类型，如八倍体小黑麦，D正确。2(2013高考安徽卷)下列现象中，与减数分裂同源染色体联会行为均有关的是()人类的47，XYY综合征个体的形成 线粒体DNA突变会导致在培养大菌落酵母菌时出现少数小菌落 三倍体西瓜植株的高度不育 一对等位基因杂合子的自交后代出现31的性状分离比 卵裂时个别细胞染色体异常分离，可形成人类的21三体综合征个体A B C D解析：选C。本题主要考查细胞减数分裂过

27、程中染色体行为与遗传、变异之间的关系等相关知识。47，XYY综合征个体是由正常卵细胞和含有YY的异常精子结合形成的，该异常精子与减数第二次分裂两条Y染色体未正常分离有关，与同源染色体联会无关；线粒体的DNA突变与染色体行为无关；三倍体西瓜因减数分裂时联会紊乱而高度不育；减后期一对等位基因随同源染色体的分离而分开，一对等位基因杂合子自交后代出现31的性状分离比；卵裂时进行有丝分裂，有丝分裂过程中，同源染色体不发生联会。故只有与减数分裂同源染色体联会行为有关。3.(2013高考福建卷)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

28、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解析：选D。本题主要考查变异及减数分裂的相关知识。图甲所示的变异为染色体变异，自然状态下，基因重组只发生在减四分体时期和减后期；观察异常染色体应选择处于分裂中期的细胞；如不考虑其他染色体，理论上该男子可产生含14号和21号，含14号21号，只含14号，含21号和14号21号，只含21号，含14号和14号21号共6种精子；由

29、于该男子可以产生含正常染色体的配子，所以其与正常女子婚配能生育染色体组成正常的后代。4(2012高考海南卷)无子西瓜是由二倍体(2n22)与同源四倍体杂交后形成的三倍体。回答下列问题：(1)杂交时选用四倍体植株作母本，用二倍体植株作父本，取其花粉涂在四倍体植株的_雌蕊(或柱头)_上，授粉后套袋。四倍体植株上产生的雌配子含有 22 条染色体，该雌配子与二倍体植株上产生的雄配子结合，形成含有 33 条染色体的合子。(2)上述杂交获得的种子可发育为三倍体植株。该植株会产生无子果实，该果实无子的原因是三倍体的细胞不能进行正常的 减数 分裂。(3)为了在短期内大量繁殖三倍体植株，理论上可以采用 组织培养 的方法。解析：本题以三倍体无子西瓜的培育过程为信息载体，考查了多倍体育种的方法。(1)在三倍体无子西瓜培育过程中，以四倍体植株为母本，授以二倍体植株花粉，可获得三倍体西瓜种子(胚)。四倍体植株上产生的雌配子含有22条染色体，二倍体产生的雄配子含11条染色体，则合子中含有三个染色体组，33条染色体。(2)三倍体西瓜无子的原因是：三倍