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第21講 染色體變異,,第七單元 生物變異、育種和進(jìn)化,[考綱考頻] 1．染色體結(jié)構(gòu)變異和數(shù)目變異 Ⅰ(3年11考) 2.實(shí)驗(yàn)：低溫誘導(dǎo)染色體加倍(3年0考),,第七單元 生物變異、育種和進(jìn)化,一、染色體結(jié)構(gòu)的變異 1．類(lèi)型 [連一連],解惑 (1)基因中堿基對(duì)“缺失”≠染色體結(jié)構(gòu)中“缺 失”。 (2)“易位”≠“交叉互換”。 2．結(jié)果 使排列在染色體上的基因的_____________________發(fā)生改變，從而導(dǎo)致性狀的變異。,數(shù)目或排列順序,二、染色體數(shù)目的變異 1．類(lèi)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(gè)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(zhǎng)、發(fā)育、遺傳和變異，這樣的一組染色體叫做一個(gè)染色體組。 (2)組成：如圖為一雄性果蠅的染色體組成，其染色體組可表示為：_______________或__________________。,非同源染色體,Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X,Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y,3．多倍體 (1)概念：由受精卵發(fā)育而來(lái)，體細(xì)胞中含____________或_______________染色體組的個(gè)體。 (2)特點(diǎn)：多倍體植株莖稈____________，葉片、果實(shí)和種子都比較大，糖類(lèi)和蛋白質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量豐富。 (3)應(yīng)用：人工誘導(dǎo)多倍體。 ①方法：用_____________或低溫處理萌發(fā)的種子或幼苗。 ②原理：秋水仙素或低溫處理能夠抑制__________的形成，導(dǎo)致染色體不能移向細(xì)胞兩極，引起細(xì)胞內(nèi)_______________加倍。,三個(gè),三個(gè)以上,粗壯,秋水仙素,紡錘體,染色體數(shù)目,解惑 (1)用秋水仙素或低溫處理種子時(shí)一定要注意是萌發(fā)的種子。 (2)二倍體的單倍體加倍時(shí)只能處理幼苗，注意植株不產(chǎn)生種子。 思考：多倍體都能通過(guò)有性生殖產(chǎn)生后代嗎？ 提示：不一定，如三倍體植株。,4．單倍體 (1)概念：由未受精的生殖細(xì)胞發(fā)育而來(lái)，體細(xì)胞中含有_______________染色體數(shù)目的個(gè)體。 (2)特點(diǎn)：與正常植株相比，單倍體植株長(zhǎng)得__________，且_______________。 (3)應(yīng)用：?jiǎn)伪扼w育種。 ①方法：_______________。,本物種配子,弱小,高度不育,花藥離體培養(yǎng),縮短,純合子,性狀分離,D,解析：圖示變異發(fā)生在非同源染色體間，該變異為染色體結(jié) 構(gòu)變異中的易位，該變異在光學(xué)顯微鏡下可觀察到，A、B 正確；染色體易位導(dǎo)致原來(lái)的染色體上基因的種類(lèi)、基因的 位置、基因的排列順序等發(fā)生改變，C正確；改變后的染色 體與其同源染色體的同源區(qū)段可發(fā)生聯(lián)會(huì)，D錯(cuò)誤。,2．(2015·鄭州質(zhì)量預(yù)測(cè))如圖表示某植物正常體細(xì)胞中染色體的組成，下列各項(xiàng)中可以表示該植物基因型的是( ) A．ABCd B．Aaaa C．AaBbCcDd D．AaaBbb 解析：圖中相同的染色體有4個(gè)，該植物體細(xì)胞中含有4個(gè)染色體組，則同源染色體相同位置上的等位基因或相同基因應(yīng)有4個(gè)，故B項(xiàng)正確。,B,3．(2015·遼寧沈陽(yáng)二中階段性測(cè)試)自然界中多倍體植株的形成過(guò)程一般是( ) ①細(xì)胞中染色體加倍 ②形成加倍合子 ③減數(shù)分裂受阻 ④形成加倍配子 ⑤有絲分裂受阻 ⑥細(xì)胞染色體減半 A．⑤①④② B．①②⑥⑤ C．③⑥⑤② D．④①②③ 解析：自然界中，在外界因素(如低溫)的影響下，進(jìn)行有絲分裂的植物細(xì)胞紡錘體形成受阻，導(dǎo)致細(xì)胞中染色體加倍，加倍的部位分化，通過(guò)減數(shù)分裂形成加倍配子，再通過(guò)有性生殖過(guò)程形成加倍合子，發(fā)育成為一個(gè)多倍體植株。,A,C,解析：四倍體生物的單倍體含有兩個(gè)染色體組；單倍體育種的結(jié)果是培育出具有正常染色體數(shù)目的純合子，而不是為了得到單倍體。,考點(diǎn)一 利用對(duì)比法考查染色體結(jié)構(gòu)的變異,考點(diǎn)二 結(jié)合圖解考查染色體數(shù)目的變異,考點(diǎn)三 低溫誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目的變化,1．觀察下列圖示，填出變異類(lèi)型,考 點(diǎn) 一 利用對(duì)比法考查染色體結(jié)構(gòu)的變異,(1)甲、乙、丙、丁分別屬于__________________________ 變異類(lèi)型。 (2)可在顯微鏡下觀察到的是_______________。 (3)基因數(shù)目和排列順序均未變化的是__________。,缺失、重復(fù)、倒位、基因突變,甲、乙、丙,丁,2．據(jù)圖示辨析易位與交叉互換,(1)圖1是________，圖2是_______________。 (2)發(fā)生對(duì)象：圖1發(fā)生于_______________之間，圖2發(fā)生于___________________________________之間。,易位,交叉互換,非同源染色體,同源染色體的非姐妹染色單體,(3)變異類(lèi)型：圖1屬于__________________，圖2屬于_______________。 (4)可在光學(xué)顯微鏡下觀察到的是圖_______，觀察不到的是圖________。,染色體結(jié)構(gòu)變異,基因重組,1,2,深度思考,3．若分析某生物細(xì)胞內(nèi)是發(fā)生“易位”，還是發(fā)生了“基 因突變”，如何用較為簡(jiǎn)便的方法進(jìn)行區(qū)分？ ___________________________ 4．上述圖丁的變異類(lèi)型可采用什么方法進(jìn)行檢測(cè)？ ___________________________ 提示：1.缺失、重復(fù)和倒位，易位。 2．基因的數(shù)目、種類(lèi)或排列順序的改變。 3．制作該生物進(jìn)行分裂的細(xì)胞裝片，觀察處于有絲分裂中期的細(xì)胞，若有染色體發(fā)生變化，即為發(fā)生了易位。 4．基因診斷。,[聯(lián)前系后] 變異類(lèi)型與細(xì)胞分裂的關(guān)系,1．(2015·懷化模擬)如圖①②③④分別表示不同的變異類(lèi)型，其中圖③中的基因2由基因1變異而來(lái)。下列有關(guān)說(shuō) 法正確的是( ) A．圖①②都表示易位，發(fā)生在減數(shù)分裂的四分體時(shí)期 B．圖③中的變異屬于染色體結(jié)構(gòu)變異中的缺失 C．圖④中的變異屬于染色體結(jié)構(gòu)變異中的缺失或重復(fù) D．圖中4種變異能夠遺傳的是①③,C,解析：圖①表示基因重組中的交叉互換，因?yàn)槠浒l(fā)生在同源染色體之間；圖②表示染色體結(jié)構(gòu)變異中的易位，因?yàn)槠浒l(fā)生在非同源染色體之間；圖③表示基因突變中堿基對(duì)的缺失；圖④表示染色體的缺失或重復(fù)。圖中4種變異都是可遺傳的變異。,2．(2015·山東省德州市模擬)染色體平衡易位是指兩條染色體發(fā)生斷裂后相互交換，僅有位置的改變，沒(méi)有染 色體片段的增減。這種易位造成了染色體遺傳物質(zhì)的“內(nèi)部 搬家”，所以平衡易位患者的外貌、智力和發(fā)育等通常都是 正常的。下列有關(guān)判斷正確的是( ) A．染色體平衡易位屬于基因重組 B．在光學(xué)顯微鏡下觀察不到染色體平衡易位 C．染色體平衡易位導(dǎo)致染色體上基因排列順序改變 D．平衡易位攜帶者與正常人婚配，子代全部正常,C,解析：染色體平衡易位屬于染色體變異；由于易位部分與其同源染色體不配對(duì)，在光學(xué)顯微鏡下能觀察到染色體平衡易位；平衡易位攜帶者與正常人婚配，子代一半正常，另一半是平衡易位攜帶者。,歸納提煉 區(qū)分三種變異類(lèi)型,1．染色體組的特點(diǎn) 觀察下圖雄果蠅的染色體組成，概括染色體組的組成特點(diǎn),考 點(diǎn) 二 結(jié)合圖解考查染色體數(shù)目的變異,(1)從染色體來(lái)源看，一個(gè)染色體組中___________________________。 (2)從形態(tài)、大小和功能看，一個(gè)染色體組中所含的染色體_______________。 (3)從所含的基因看，一個(gè)染色體組中含有控制本物種生物性狀的_______________，但不能重復(fù)。,不含同源染色體,各不相同,一整套基因,2．染色體組數(shù)量的判斷方法 (1)根據(jù)細(xì)胞分裂圖像進(jìn)行識(shí)別判斷(適用于二倍體) ①、②、③、④中分別含有_______________個(gè)染色體組。,2、2、1、4,(2)根據(jù)染色體形態(tài)判斷 ①、②、③中分別含有_______________個(gè)染色體組。 (3)根據(jù)基因型判斷 ①、②、③、④中分別含有______________個(gè)染色體組。,3、2、1,4、2、3、1,3．單倍體、二倍體和多倍體的判斷方式 (1)如果生物體由_______________發(fā)育而成，其體細(xì)胞中含有幾個(gè)染色體組，該生物就稱(chēng)為幾倍體。 (2)如果生物體是由____________________________直接發(fā)育而成，則無(wú)論體細(xì)胞中含有幾個(gè)染色體組，都稱(chēng)為單倍體。 4．多倍體和單倍體育種 (1)培育三倍體無(wú)子西瓜 ①原理：_______________________________________________。,受精卵(或合子),生殖細(xì)胞——卵細(xì)胞或花粉,染色體數(shù)目以染色體組的形式成倍增加,②過(guò)程,(2)培育抗病高產(chǎn)植株 ①原理：___________________________________________ __________________________________________。 ②實(shí)例：抗病高產(chǎn)植株(aaBB)的選育過(guò)程。,染色體數(shù)目以染色體組的形式成倍減少，再用秋水仙素處理，形成純合子,深度思考 1．植物細(xì)胞內(nèi)缺失1條染色體可以存活，若缺失2條時(shí)(同源染色體)幼胚很容易死亡，其原因是什么？ ___________________________ 2．(1)精子和卵細(xì)胞中，一定不含同源染色體嗎？ (2)單倍體植物一定都不育嗎？ ___________________________,提示：1.缺少控制本物種生物性狀的部分遺傳信息。 2．(1)不一定。二倍體生物的配子中一定不含同源染色體，四倍體生物的配子中含有同源染色體。 (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(gè)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．AA∶Aa∶aa＝1∶4∶1。 4．四倍體。,3．下列是對(duì)a～h所示的細(xì)胞圖中各含有幾個(gè)染色體組的敘述，正確的是( ),C,A．細(xì)胞中含有一個(gè)染色體組的是圖h B．細(xì)胞中含有兩個(gè)染色體組的是圖e、g C．細(xì)胞中含有三個(gè)染色體組的是圖a、b D．細(xì)胞中含有四個(gè)染色體組的是圖c、f 解析： a～h分別含有3、3、2、1、4、4、1、2個(gè)染色體組。,B,解析：植株A是單倍體個(gè)體，經(jīng)秋水仙素處理后獲得二倍體(植株B)；基因型為AaBb的個(gè)體不能產(chǎn)生aaBB的花粉；離體的花粉能培養(yǎng)成一個(gè)完整的個(gè)體，說(shuō)明生殖細(xì)胞具有全能性；單倍體是高度不育的，由于基因型AaBb的植株可產(chǎn)生4種配子(AB，Ab，aB，ab)，因而植株A對(duì)應(yīng)的類(lèi)型有4種。,5．(原創(chuàng))果蠅(2n＝8)缺失一條點(diǎn)狀染色體的個(gè)體稱(chēng)為單體，可以存活，而且能夠繁殖后代，若兩條點(diǎn)狀染 色體均缺失則不能存活。增加一條點(diǎn)狀染色體的個(gè)體稱(chēng)為三 體，仍可以存活，而且能夠繁殖后代，若讓這樣的單體雄性果蠅(基因型為a)和三體雌果蠅(基因型為Aaa)相互交配，對(duì)子代基因型和表現(xiàn)型及比例的分析，正確的是( ),A,A．子代中三體所占的比例為1/4 B．子代中正常果蠅中Aa所占的比例為2/3 C．單體果蠅的基因型有兩種且比例相同 D．子代中致死個(gè)體所占的比例為1/12 解析：?jiǎn)误w雄性果蠅產(chǎn)生兩種配子a和0，各占1/2，三 體 雌果蠅產(chǎn)生四種配子A∶aa∶a∶Aa＝1∶1∶2∶2，子代中 三體 所占的比例為：3/12＝1/4，A項(xiàng)正確，子代中正常果蠅中Aa所占的比例為1/2，B項(xiàng)錯(cuò)誤。單體果蠅的基因型有兩種，其 中A占1/3，a占2/3，C項(xiàng)錯(cuò)誤。子代中無(wú)致死個(gè)體，D項(xiàng)錯(cuò)誤。,1．實(shí)驗(yàn)原理 (1)正常進(jìn)行有絲分裂的組織細(xì)胞，在分裂后期_______________分裂后，子染色體在_______________的作用下分別移向兩極，進(jìn)而平均分配到兩個(gè)子細(xì)胞中去。 (2)低溫可抑制_______________的形成，阻止細(xì)胞分裂，導(dǎo)致細(xì)胞_______________加倍。,考 點(diǎn) 三 低溫誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目的變化,著絲點(diǎn),紡錘體,紡錘體,染色體數(shù)目,低溫室內(nèi)(4℃),卡諾氏液,體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精,解離,染色,[高考警示] 低溫誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍實(shí)驗(yàn)中所用試劑 (1)固定細(xì)胞形態(tài)→卡諾氏液 (2)沖洗卡諾氏液→95%酒精 (3)沖洗解離液→清水 (4)解離→95%酒精和15%鹽酸混合液 (5)染色→改良苯酚品紅染液,深度思考 1．該過(guò)程在高倍鏡下能否觀察到細(xì)胞從二倍體變?yōu)樗谋扼w的過(guò)程？ ___________________________ 2．除低溫誘導(dǎo)外，還有哪些常用的誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍的方法？試簡(jiǎn)述其原理。 ___________________________ 3．該實(shí)驗(yàn)所使用的染色試劑與“觀察植物細(xì)胞的有絲分裂”中所使用的染色試劑相比，有何不同？ ___________________________ 4．二倍體幼苗經(jīng)秋水仙素處理后，長(zhǎng)成四倍體植株，所有的細(xì)胞中染色體數(shù)目是否都加倍了？ ___________________________,提示：1.不能，細(xì)胞已經(jīng)被殺死。 2．除低溫誘導(dǎo)外，生產(chǎn)上還常用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗來(lái)誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍。其原理是：當(dāng)秋水 仙素作用于正在分裂的細(xì)胞時(shí)，能夠抑制紡錘體的形成，導(dǎo)致 染色體不能移向兩極，從而引起細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目加倍。 3．前者用改良苯酚品紅染液，使染色體著色。后者用龍膽紫或醋酸洋紅液使染色體著色。 4．只有部分細(xì)胞中染色體數(shù)目加倍。,6．四倍體大蒜的產(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(jì)如下實(shí)驗(yàn)。 (1)實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)步驟 ①取五個(gè)培養(yǎng)皿，編號(hào)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。,4 ℃,8 ℃,12 ℃,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(cè)，_________________________________________________，并記錄結(jié)果。,取大蒜隨機(jī)均分為五組，分別放入五個(gè)培養(yǎng)皿中誘導(dǎo)培養(yǎng)36 h,0.5 ～1,卡諾氏液,體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精溶液,漂洗,染色,統(tǒng)計(jì)每組視野中的染色體數(shù)目加倍率,(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)果：染色體數(shù)目加倍率最高的一組為最佳低溫。 (4)實(shí)驗(yàn)分析 ①設(shè)置實(shí)驗(yàn)步驟②的目的：_____________________________________________________ ________________________________________________。 ②對(duì)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________________________________。,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(duì)照；恒溫處理1 h是為了排除室溫對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾,龍膽紫溶液,醋酸洋紅溶液,秋水仙素,抑制紡錘體形成,解析：本實(shí)驗(yàn)?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(duì)照，恒溫處理1 h是為了在DNA復(fù)制時(shí)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(jì)加倍率來(lái)確定最佳低溫。,易錯(cuò)點(diǎn)1 染色體組數(shù)量的判斷易于出錯(cuò) [點(diǎn)撥] (1)細(xì)胞內(nèi)同一形態(tài)的染色體共 有幾條則該細(xì)胞中含有幾個(gè)染色體組， 如圖甲中與1號(hào)(或2號(hào))相同的染色體共 有4條，此細(xì)胞有4個(gè)染色體組。,(2)根據(jù)基因型判斷：控制同一性狀的基因(讀音相同的大、小寫(xiě)字母)出現(xiàn)幾次，則含有幾個(gè)染色體組。如圖乙中基因型為AaaaBbbb，任一種基因有4個(gè)，則該細(xì)胞中含有4個(gè)染色體組。 (3)根據(jù)染色體的數(shù)目和染色體的形態(tài)數(shù)來(lái)推算。染色體組的數(shù)目＝染色體數(shù)/染色體形態(tài)數(shù)。如雌果蠅體細(xì)胞中有8條染色體，分為4種形態(tài)，則染色體組的數(shù)目為2個(gè)。,易錯(cuò)點(diǎn)2 無(wú)子番茄和無(wú)子西瓜培育過(guò)程及遺傳特點(diǎn)易于混淆 [點(diǎn)撥] 區(qū)別如下：,易錯(cuò)點(diǎn)3 將“可遺傳”理解成了“可育” [點(diǎn)撥] “可遺傳”≠“可育”：三倍體無(wú)子西瓜、騾子、二倍體的單倍體等均表現(xiàn)“不育”，但它們均屬于可遺傳變異——其遺傳物質(zhì)已發(fā)生變化，若將其體細(xì)胞培養(yǎng)為個(gè)體，則可保持其變異性狀，這與僅由環(huán)境引起的不可遺傳的變異有著本質(zhì)區(qū)別。如無(wú)子番茄的“無(wú)子”原因是植株未受粉，生長(zhǎng)素促進(jìn)了果實(shí)發(fā)育，這種“無(wú)子”性狀是不可以保留到子代的，將無(wú)子番茄進(jìn)行組織培養(yǎng)時(shí)，若能正常受粉，則可結(jié)“有子果實(shí)”。,易錯(cuò)點(diǎn)4 對(duì)單倍體、二倍體及多倍體的判斷分辨不清 [點(diǎn)撥],1．判斷下列有關(guān)染色體結(jié)構(gòu)變異的敘述 (1)(2011·海南卷T19C)染色體片段的缺失和重復(fù)必然導(dǎo)致基因種類(lèi)的變化。( ) (2)(2011·海南卷T19D)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。( ),×,√,2．判斷下列有關(guān)染色體數(shù)目變異的敘述 (1)(2015·北京海淀區(qū)一模T5，B)體細(xì)胞中含有兩 個(gè)染色 體組的個(gè)體叫二倍體。( ) (2)(2015·丹東市二模T4C)用秋水仙素處理萌發(fā)單倍體(n＝10)的種子可獲得二倍體。( ) (3)(2011·海南卷T19B)染色體組非整倍性變化必然導(dǎo)致新基因產(chǎn)生。( ) (4)(2009·廣東卷T7D)多倍體形成過(guò)程增 加了非同 源染色體重組的機(jī)會(huì)。( ),×,×,×,×,