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第2節(jié) 染色體變異,,梳理備考導(dǎo)航,數(shù)目,位置,配子,一個染色體組,紡錘體,數(shù)目加倍,多倍體,非同源染色,體,全部遺傳信息,配子,弱小,高度不育,三個或三個以上,莖稈粗壯,糖類,蛋白質(zhì),秋水仙素,萌發(fā)的種子或幼苗,,整合知識體系,,自我校對：①染色體數(shù)目變異 ②缺失 ③重復(fù) ④倒位 ⑤易位 ⑥個別染色體的增添或減少 ⑦單倍體 ⑧多倍體,一、染色體結(jié)構(gòu)的變異[連線],,口訣記憶染色體結(jié)構(gòu)變異 染體變異四種類，缺失重復(fù)易倒位； 識別判斷看基因，種類數(shù)量來區(qū)分； 種類數(shù)量都減少，定是缺失錯不了； 種類不變數(shù)量增，重復(fù)變異所發(fā)生； 倒位只是序列變，種類數(shù)量不改變； 易位發(fā)生非同源，種類數(shù)量都改變。,,,二、染色體數(shù)目的變異 1．類型 (1)細(xì)胞內(nèi)___________的增加或減少，如21三體綜合征。 (2)細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目以__________的形式成倍地增加或減少，如多倍體、單倍體。,個別染色體,染色體組,2．染色體組 (1)概念：細(xì)胞中的一組______________，在形態(tài)和功能上各不相同，但又互相協(xié)調(diào)，共同控制生物的生長、發(fā)育、遺傳和變異，這樣的一組染色體叫做一個染色體組。,非同源染色體,,(2)組成：如圖為一雄果蠅的染色體組成，其染色體組可表示為：________________或_________________。,Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X,Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y,3．二倍體、多倍體和單倍體的比較,染色體組,配子,三個或三個以上,受精卵,配子,三、單倍體育種和多倍體育種,1．圖中①和③的操作是_________處理，其作用原理是抑制________________。 2．圖中②過程是______________。 3．單倍體育種的優(yōu)點(diǎn)是___________________。,秋水仙素,紡錘體的形成,花藥離體培養(yǎng),明顯縮短育種年限,思考辨析 1．(2011海南卷，19A)染色體組整倍性變化必然導(dǎo)致基因種類的增加。( ) 2．(2011海南卷，19C)染色體片段的缺失和重復(fù)必然導(dǎo)致基因種類的變化。( ) 3．(2010福建卷，3D)顯微鏡下可以看到低溫誘導(dǎo)生物體的大多數(shù)染色體數(shù)目發(fā)生變化。( ),,,,4．可用顯微鏡區(qū)別染色體變異與基因突變。( ) 5．單倍體一定不存在同源染色體。( ) 6．體細(xì)胞中含有兩個染色體組的個體叫二倍體。( ) 7．人工誘導(dǎo)多倍體的唯一方法是用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗。( ),√,,,,,精研核心考點(diǎn),考點(diǎn)一 染色體結(jié)構(gòu)變異,[典例1] 在細(xì)胞分裂過程中出現(xiàn)了甲、乙2種變異，甲圖中英文字母表示染色體片段。下列有關(guān)敘述正確的是( ),,①甲圖中發(fā)生了染色體結(jié)構(gòu)變異，增加了生物變異的多樣性 ②乙圖中出現(xiàn)的這種變異屬于染色體變異 ③甲、乙兩圖中的變化只會出現(xiàn)在有絲分裂中 ④甲、乙兩圖中的變異類型都可以用顯微鏡觀察檢驗 A．①②③ B．②③④ C．①②④ D．①③④,[命題思路] 本題考查染色體結(jié)構(gòu)變異和數(shù)目變異的成因及鑒別，是對理解能力和識圖能力的考查。,[信息提取] 1.甲圖：染色體中基因的排列順序發(fā)生改變。 2．乙圖：細(xì)胞分裂中姐妹染色單體移向了同一極。,[解題思路] 甲圖中發(fā)生了倒位，乙圖中發(fā)生了染色體數(shù)目變異，染色體變異既可發(fā)生在有絲分裂，也可發(fā)生在減數(shù)分裂，③錯誤。 [答案] C,1.染色體結(jié)構(gòu)變異中的易位與基因重組中交叉互換的比較,,,2.染色體結(jié)構(gòu)變異與基因突變的區(qū)別 (1)變異范圍不同 ①基因突變是在DNA分子水平上的變異，只涉及基因中一個或幾個堿基的改變，這種變化在光學(xué)顯微鏡下觀察不到。 ②染色體結(jié)構(gòu)的變異是在染色體水平上的變異，涉及染色體的某一片段的改變，這一片段可能含有若干個基因，這種變化在光學(xué)顯微鏡下可觀察到。,(2)變異的方式不同 基因突變包括基因中堿基對的增添、缺失和替換；染色體結(jié)構(gòu)變異包括染色體片段的缺失、重復(fù)、倒位和易位。它們的區(qū)別可用下圖表示：,,(3)變異的結(jié)果不同 ①基因突變引起基因結(jié)構(gòu)的改變，基因數(shù)目未變，生物的性狀不一定改變。 ②染色體結(jié)構(gòu)變異引起排列在染色體上的基因的數(shù)目和排列順序發(fā)生改變，生物的性狀發(fā)生改變。,1．染色體之間的交叉互換可能導(dǎo)致染色體的結(jié)構(gòu)或基因序列的變化。下列圖中，甲、乙兩圖分別表示兩種染色體之間的交叉互換模式，丙、丁、戊圖表示某染色體變化的三種情形。則下列有關(guān)敘述正確的是( ),,A．甲可以導(dǎo)致戊的形成 B．乙可以導(dǎo)致丙的形成 C．甲可以導(dǎo)致丁或戊兩種情形的產(chǎn)生 D．乙可以導(dǎo)致戊的形成,解析：甲是交叉互換，乙是易位，丙是重復(fù)，丁是交叉互換，戊是易位。 答案：D,考點(diǎn)二 染色體數(shù)目的變異,[典例2] 下圖所示，將二倍體植株①和②雜交得到③，再將③做進(jìn)一步處理。下列相關(guān)分析錯誤的是( ),,A．由⑤得到⑥的育種原理是基因重組 B．圖中秋水仙素的作用是使染色體數(shù)目加倍 C．若③的基因型是AaBbdd，則⑨的基因型可能是aBd D．③至④的過程中，所產(chǎn)生的變異都有利于生產(chǎn),[命題思路] 主要考查染色體組、單倍體、二倍體、多倍體的概念及其判斷，并與生產(chǎn)實踐中的作物育種聯(lián)系起來考查單倍體育種、多倍體育種的方法及優(yōu)點(diǎn)。題型選擇題、非選擇題均有。,[解題思路] A正確，由⑤得到⑥屬于雜交育種，依據(jù)的原理是基因重組；B正確，秋水仙素可抑制紡錘體的形成，誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍；C正確，③的基因型是AaBbdd，可產(chǎn)生aBd的花粉，經(jīng)花藥離體培養(yǎng)可得到aBd的單倍體植株；D錯誤，③至④的過程屬于誘變育種，突變是不定向的，且大多是有害的，需要經(jīng)過篩選獲得有利于生產(chǎn)的品種。 [答案] D,(1)⑥與⑧植株是否屬于同一物種？ (2)⑨發(fā)育為成熟的個體是否可育？ 提示：(1)不屬于。⑥屬于二倍體，⑧屬于三倍體。 (2)不可育。⑨是由二倍體的花粉培育而來的，細(xì)胞內(nèi)含有一個染色體組，不能產(chǎn)生配子，故不可育。,1．染色體組的特點(diǎn) (1)一個染色體組中不含同源染色體，沒有等位基因。 (2)一個染色體組中所含的染色體在形態(tài)、大小和功能上各不相同。 (3)一個染色體組中含有控制本物種生物性狀的一整套基因，但不能重復(fù)。,2．多倍體、單倍體、二倍體 (1)多倍體、單倍體、二倍體都是指的個體，并非細(xì)胞。 (2)由合子(受精卵)發(fā)育來的個體，細(xì)胞中含有幾個染色體組，就叫幾倍體。,(3)由配子直接發(fā)育來的個體，不管含有幾個染色體組，都只能叫單倍體。 如圖：,,(4)含有一個染色體組或奇數(shù)個染色體組的生物一般是高度不育的，原因是沒有同源染色體或是同源染色體聯(lián)會紊亂。,3．單倍體育種與多倍體育種,,,(1)單倍體的體細(xì)胞中并非只有一個染色體組，因為大部分的生物是二倍體，所以有時認(rèn)為單倍體的體細(xì)胞中只含有一個染色體組，但是多倍體的配子形成的單倍體的體細(xì)胞中含有不只一個染色體組。,,(2)單倍體并非都不育。二倍體的配子發(fā)育成的單倍體，表現(xiàn)為高度不育；多倍體的配子如含有偶數(shù)個染色體組，則發(fā)育成的單倍體含有同源染色體及等位基因，可育并能產(chǎn)生后代。 (3)單倍體與多倍體育種過程不同。單倍體育種要經(jīng)過花藥離體培養(yǎng)和秋水仙素處理；多倍體育種只用秋水仙素處理這一步驟。,2．(高考題組合)判斷有關(guān)染色體變異敘述的正誤。 (1)(2011海南卷，19C)染色體片段的缺失和重復(fù)必然導(dǎo)致基因種類的變化。( ) (2)(2011海南卷，19D)染色體片段的倒位和易位必然導(dǎo)致基因排列順序的變化。( ) (3)(2010福建卷，3A)低溫可抑制染色體著絲點(diǎn)分裂，使子染色體不能分別移向兩極。( ) (4)(2009廣東卷，7D)多倍體形成過程增加了非同源染色體重組的機(jī)會。( ),,√,,,3．(2015北京東城區(qū)模擬)二倍體植物甲(2N＝10)和二倍體植物乙(2n＝10)進(jìn)行有性雜交，得到的F1不育。以物理撞擊的方法使F1在減數(shù)分裂時整套的染色體分配至同一個配子中，再讓這樣的雌雄配子結(jié)合產(chǎn)生F2。下列有關(guān)敘述正確的是( ) A．植物甲和乙能進(jìn)行有性雜交，說明它們屬于同種生物 B．F1體細(xì)胞中含有四個染色體組，其染色體組成為2N＋2n C．若用適宜濃度的秋水仙素處理F1幼苗，則長成的植株是可育的 D．物理撞擊的方法導(dǎo)致配子中染色體數(shù)目加倍，產(chǎn)生的F2為二倍體,解析：植物甲和乙進(jìn)行有性雜交，得到的F1不育，說明它們不屬于同種生物，A錯誤。F1體細(xì)胞中含有2個染色體組，其染色體組成為N＋n，B錯誤。若用適宜濃度的秋水仙素處理F1幼苗，則長成的植株是四倍體(2N＋2n)，可育，C正確。物理撞擊的方法導(dǎo)致配子中染色體數(shù)目加倍，產(chǎn)生的F2為四倍體，D錯誤。 答案：C [備課札記] ________________________________________________________________________________________________________,,探究實驗專項,實驗：低溫誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目的變化 [實驗基礎(chǔ)] 1．實驗原理 用低溫處理植物分生組織細(xì)胞，能夠抑制紡錘體的形成，以致影響染色體被拉向兩極，細(xì)胞不能分裂成兩個子細(xì)胞，于是，植物細(xì)胞染色體數(shù)目發(fā)生變化。,2．方法步驟,,,3．實驗結(jié)論：低溫能誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目變化。 4．方法透析 (1)影響染色體數(shù)目加倍的因素——秋水仙素或低溫； (2)常用實驗材料——根尖； (3)方法思路——借助有絲分裂實驗進(jìn)行操作觀察； (4)重要工具——顯微鏡； (5)描述指標(biāo)——發(fā)生染色體數(shù)目變異的細(xì)胞數(shù)目或比例； (6)注意問題——設(shè)置對照。,通過顯微鏡觀察低溫誘導(dǎo)后的洋蔥根尖時，只能觀察到染色體數(shù)目的增加，而增加的具體數(shù)目不容易確定；再者不是視野中的全部細(xì)胞都能發(fā)生染色體數(shù)目變化。,[命題探究] 四倍體大蒜的產(chǎn)量比二倍體大蒜高許多，為探究誘導(dǎo)大蒜染色體數(shù)目加倍的最佳低溫，特設(shè)計如下實驗。 (1)實驗主要材料：大蒜、培養(yǎng)皿、恒溫箱、卡諾氏液、體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精溶液、顯微鏡、改良苯酚品紅染液等。,(2)實驗步驟 ①取五個培養(yǎng)皿，編號并分別加入紗布和適量的水。 ②將培養(yǎng)皿分別放入－4 ℃、0 ℃、________、________、__________的恒溫箱中1 h。 ③_____________________________________________。 ④分別取根尖________cm，放入______中固定0.5～1 h，然后用________沖洗2次。 ⑤制作裝片：解離→________→________→制片。 ⑥低倍鏡檢測，________，并記錄結(jié)果。,(3)實驗結(jié)果：染色體數(shù)目加倍率最高的一組為最佳低溫。 (4)實驗分析 ①設(shè)置實驗步驟②的目的：________________________。 ②對染色體染色還可以用________、________等。 ③除低溫外，________也可以誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍，原理是___________________________________________。,解析：本實驗?zāi)康氖翘骄空T導(dǎo)大蒜染色體數(shù)目加倍的最佳低溫，所以溫度應(yīng)設(shè)置為變量，不同溫度處理是為了進(jìn)行相互對照、恒溫處理1 h是為了在DNA復(fù)制時盡可能使細(xì)胞處于設(shè)定溫度中，以排除其他溫度的干擾。但低溫并不可能使所有細(xì)胞染色體數(shù)目加倍、所以要統(tǒng)計加倍率來確定最佳低溫。,答案：(2)②4 ℃ 8 ℃ 12 ℃ ③取大蒜隨機(jī)均分為五組，分別放入五個培養(yǎng)皿中誘導(dǎo)培養(yǎng)36 h ④0.5～1 卡諾氏液 體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精溶液 ⑤漂洗 染色 ⑥統(tǒng)計每組視野中的染色體數(shù)目加倍率 (4)①將培養(yǎng)皿放在不同溫度下恒溫處理，是為了進(jìn)行相互對照；恒溫處理1 h是為了排除室溫對實驗結(jié)果的干擾 ②龍膽紫溶液 醋酸洋紅液 ③秋水仙素 抑制紡錘體形成,,演練目標(biāo)課堂,1．(2014江蘇卷，7)下列關(guān)于染色體變異的敘述，正確的是( ) A．染色體增加某一片段可提高基因表達(dá)水平，是有利變異 B．染色體缺失有利于隱性基因表達(dá)，可提高個體的生存能力 C．染色體易位不改變基因數(shù)量，對個體性狀不會產(chǎn)生影響 D．通過誘導(dǎo)多倍體的方法可克服遠(yuǎn)緣雜交不育，培育出作物新類型,解析：A項，染色體增加某一片段不一定會提高基因的表達(dá)水平，且該基因的大量表達(dá)也不一定是有利的。B項，若顯性基因隨染色體的缺失而丟失，可有利于隱性基因表達(dá)，但隱性基因的表達(dá)不一定能提高個體的生存能力。C項，染色體易位不改變細(xì)胞內(nèi)基因的數(shù)量，可能對當(dāng)代生物體不產(chǎn)生影響，也可能產(chǎn)生影響，并且染色體變異大多對生物體是不利的。D項，不同物種可以通過雜交獲得不育的子一代，然后經(jīng)秋水仙素誘導(dǎo)可得到可育的多倍體，從而培育出生物新類型。 答案：D,2．某男子表現(xiàn)型正常，但其一條14號和一條21號染色體相互連接形成一條異常染色體，如圖甲。減數(shù)分裂時異常染色體的聯(lián)會如圖乙，配對的三條染色體中，任意配對的兩條染色體分離時，另一條染色體隨機(jī)移向細(xì)胞任一極。下列敘述正確的是( ),,A．圖甲所示的變異屬于基因重組 B．觀察異常染色體應(yīng)選擇處于分裂間期的細(xì)胞 C．如不考慮其他染色體，理論上該男子產(chǎn)生的精子類型有8種 D．該男子與正常女子婚配能生育染色體組成正常的后代,解題指南：(1)一條染色體的片段移接到另一條非同源染色體上屬于染色體變異。(2)根據(jù)題干提供信息，畫簡圖展示圖乙細(xì)胞減數(shù)分裂后子細(xì)胞染色體組成。,解析：本題考查染色體變異及減數(shù)分裂等知識。A項，一條染色體的片段移接到另一條非同源染色體上屬于染色體結(jié)構(gòu)變異，故錯誤。B項，處于分裂間期的細(xì)胞中染色體呈染色質(zhì)狀態(tài)，觀察異常的染色體應(yīng)選擇分裂中期的細(xì)胞，故錯誤。C項，將圖乙中的染色體從左向右編號為1、2、3，不考慮其他染色體，如圖所示。,,,在不考慮其他染色體的情況下，若1、2分離，3隨機(jī)移向任一極，則精細(xì)胞中染色體組成為1、3或2或2、3或1四種類型，若2、3分離，1隨機(jī)移向任一極，精細(xì)胞中染色體組成為1、2或3或1、3或2四種類型，因此精子類型理論上有6種，故錯誤。D項，根據(jù)C項的分析，該男子能夠產(chǎn)生含有1、3(即分別含一條14號和一條21號)染色體組合的正常精子，因此可能生育正常染色體組成的后代。 答案：D,3．(2013四川卷)大豆植株的體細(xì)胞含40條染色體。用放射性60Co處理大豆種子后，篩選出一株抗花葉病的植株X，取其花粉經(jīng)離體培養(yǎng)得到若干單倍體植株，其中抗病植株占50%。下列敘述正確的是( ) A．用花粉離體培養(yǎng)獲得的抗病植株，其細(xì)胞仍具有全能性 B．單倍體植株的細(xì)胞在有絲分裂后期，共含有20條染色體 C．植株X連續(xù)自交若干代，純合抗病植株的比例逐代降低 D．放射性60Co誘發(fā)的基因突變，可以決定大豆的進(jìn)化方向,解題指南：解答本題需要關(guān)注以下兩點(diǎn)： (1)含有控制生物生長發(fā)育的全套遺傳信息的植物細(xì)胞都具有全能性。 (2)雜合子自交多代，純合子(顯性和隱性各占一半)占的比例越來越高，無限接近于1，雜合子占的比例越來越小，無限接近于0。,解析：A項，植物細(xì)胞具有全能性，與它是否為單倍體無關(guān)，只要其細(xì)胞具有該生物體的全套遺傳信息即可，故正確；B項，有絲分裂后期著絲點(diǎn)分裂，細(xì)胞內(nèi)染色體暫時加倍，應(yīng)為40條，故錯誤；C項，由題可知該突變植株為雜合子，但是表現(xiàn)為抗病，所以該突變?yōu)轱@性突變，連續(xù)自交后，雜合子占的比例不斷下降，顯性純合子所占比例不斷上升且無限趨近于50%，故錯誤；D項，基因突變只能提供進(jìn)化的原材料，不能決定進(jìn)化方向，自然選擇決定進(jìn)化方向，故錯誤。 答案：A,4．(2015吉林實驗中學(xué)二模)動物中缺失一條染色體的個體叫單體(2n－1)。大多數(shù)動物的單體不能存活，但在黑腹果蠅(2n＝8)中，點(diǎn)狀染色體(4號染色體)缺失一條也可以存活，而且能夠繁殖后代，可以用來進(jìn)行遺傳學(xué)研究。,,(1)某果蠅體細(xì)胞染色體組成如圖，則該果蠅的性別是________，從變異類型看，單體屬于___________________。 (2)4號染色體單體的果蠅所產(chǎn)生的配子中的染色體數(shù)目為________。,(3)果蠅群體中存在短肢個體，短肢基因位于常染色體上，將短肢果蠅個體與純合正常肢個體交配得F1，F(xiàn)1自由交配得F2，子代的表現(xiàn)型及比例如表所示。據(jù)表判斷，顯性性狀為________，理由是_____________________________。,(4)根據(jù)判斷結(jié)果，可利用非單體的短肢果蠅與正常肢(純合)4號染色體單體果蠅交配，探究短肢基因是否位于4號染色體上。請完成以下實驗設(shè)計。,實驗步驟： ①讓非單體的短肢果蠅個體與正常肢(純合)4號染色體單體果蠅交配，獲得子代； ②統(tǒng)計子代的性狀表現(xiàn)，并記錄。 實驗結(jié)果預(yù)測及結(jié)論： ①若___________________________________________， 則說明短肢基因位于4號染色體上； ②若___________________________________________， 則說明短肢基因不位于4號染色體上。,(5)若通過(4)確定了短肢基因位于4號染色體上，則將非單體的正常肢(雜合)果蠅與短肢4號染色體單體果蠅交配，后代出現(xiàn)短肢果蠅的概率為__________________。 (6)圖示果蠅與另一果蠅雜交，若出現(xiàn)圖示果蠅的某條染色體上的所有隱性基因都在后代中表達(dá)，可能的原因是________(不考慮突變、非正常生殖和環(huán)境因素)；若果蠅的某一性狀的遺傳特點(diǎn)是子代的表現(xiàn)總與親代中雌果蠅一致，請嘗試解釋最可能的原因_____________。,答案：(1)雄性 染色體變異 (2)4條或3條 (3)正常肢 F1全為正常肢(或F2中正常肢∶短肢≈3∶1) (4)①子代中出現(xiàn)正常肢果蠅和短肢果蠅，且比例為1∶1 ②子代全為正常肢 (5)1/2 (6)與之交配的(雌)果蠅的有關(guān)染色體上的相應(yīng)的(有關(guān))基因都是隱性基因 控制該性狀的基因在線粒體中,