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2019-2020年高中生物 第三章 第12課時 染色體變異及其應用（Ⅰ）課時作業(yè)（含解析）蘇教版必修2 目標導航　1.掌握染色體變異的幾種類型。2.知道環(huán)境中化學物質(zhì)對染色體結(jié)構(gòu)變異的影響。 一、染色體結(jié)構(gòu)的變異 1．概念：由____________________的改變而引起的變異。實例：貓叫綜合征是由人的第5號染色體__________引起的遺傳病。 2．種類 (1)染色體中某一片段的丟失，即______。 (2)染色體中增加了某一片段，即______。 (3)染色體某一片段的位置顛倒了，即______。 (4)染色體的某一片段移接到另一條非同源染色體上，即______。 3．結(jié)果：使排列在染色體上的基因的____________________發(fā)生改變，從而導致性狀的變異。 4．易位與交叉互換的區(qū)別 易位發(fā)生在非同源染色體之間，是指一條染色體的某一片段移接到另一條非同源染色體上；交叉互換發(fā)生在同源染色體的非姐妹染色單體之間，屬于變異中的基因重組。 二、課題研究：環(huán)境中化學物質(zhì)對染色體結(jié)構(gòu)變異的影響 1．研究目的：了解環(huán)境中化學物質(zhì)對________________的影響。 2．推薦器材：培養(yǎng)皿、試管、載玻片、蓋玻片、顯微鏡；蠶豆種子；硫酸銅、改良堿性品紅等。 3．實驗原理：輻射和化學物質(zhì)會導致染色體結(jié)構(gòu)變異，出現(xiàn)______。 4．實驗步驟 (1)培養(yǎng)__________：將蠶豆種子洗凈后置25℃下培養(yǎng)48 h，移入質(zhì)量濃度為300 mg/L的硫酸銅溶液中培養(yǎng)6 h；自來水沖洗后，再移入清水中培養(yǎng)24 h。 (2)制作__________：剪取蠶豆根尖，制作臨時玻片標本，用__________________染色。 (3)用顯微鏡觀察500～1 000個細胞，計算________(出現(xiàn)微核的細胞數(shù)除以被計數(shù)的細胞總數(shù))。 5．引起染色體變異的原因 引起染色體變異的原因很多，其中輻射與化學藥物是導致染色體變異的重要原因。本實驗證實了硫酸銅可導致染色體的結(jié)構(gòu)變異。 6．微核出現(xiàn)的原因是什么？ 知識點一　染色體結(jié)構(gòu)的變異 1．已知某物種一條染色體上依次排列著A、B、C、D、E五個基因，下面列出的若干種變化中，未發(fā)生染色體結(jié)構(gòu)變異的是 (　　) 2．果蠅的一條染色體上，正?；虻呐帕许樞驗?23—456789，中間的“—”代表著絲粒，下表表示了由該正常染色體發(fā)生變異后基因順序變化的四種情況。有關敘述錯誤的是 (　　) 染色體 基因順序變化 a 123—476589 b 123—4789 c 1654—32789 d 123—45676789 A.a是染色體某一片段位置顛倒引起的 B．b是染色體某一片段缺失引起的 C．c是染色體著絲粒改變引起的 D．d是染色體增加了某一片段引起的 知識點二　環(huán)境中化學物質(zhì)對染色體結(jié)構(gòu)變異的影響 3．微核是指 (　　) A．草履蟲細胞中的小核 B．多核細胞中最小的細胞核 C．染色體增加的小片段 D．染色體缺失的小片段 4．在做“環(huán)境中化學物質(zhì)對染色體結(jié)構(gòu)變異的影響”實驗中，培養(yǎng)萌發(fā)幼苗所用的培養(yǎng)液是 (　　) A．自來水 B．只受一種物質(zhì)污染嚴重的水 C．蒸餾水 D．用多種污染程度不同的水分別培養(yǎng) 基礎落實 1．染色體中遺傳物質(zhì)的數(shù)量不變，但染色體內(nèi)遺傳物質(zhì)重新排列的變異為 (　　) A．缺失 B．重復 C．倒位 D．易位 2．有絲分裂間期由于某種原因，DNA復制中途停止，致使一條染色體上的DNA分子缺少若干基因，這屬于 (　　) A．基因突變 B．染色體變異 C．基因的自由組合 D．無法確定 3．關于染色體結(jié)構(gòu)變異的敘述，不正確的是 (　　) A．外界因素可提高染色體斷裂的頻率 B．染色體缺失了某段，可使生物性狀發(fā)生變化 C．一條染色體某一段顛倒180后，生物性狀不發(fā)生變化 D．染色體結(jié)構(gòu)變異一般可用現(xiàn)代遺傳技術直接檢驗 4．貓叫綜合征是人的第5號染色體部分缺失引起的，這種變異屬于染色體結(jié)構(gòu)變異中的 (　　) A．染色體缺失片段 B．染色體增加片段 C．染色體某一片段位置顛倒180 D．染色體某一片段移接到另一條非同源染色體上 5．生物科學工作者采用微核研究的方法分析環(huán)境污染程度的原理是 (　　) A．環(huán)境中的某些化學物質(zhì)能引起染色體結(jié)構(gòu)的變異 B．環(huán)境中的某些化學物質(zhì)能引起染色體數(shù)目的變異 C．微核是某些化學物質(zhì)在細胞中聚集而成的 D．具有微核的生物對污染的抵抗能力強 能力提升 6．“環(huán)境中化學物質(zhì)對染色體結(jié)構(gòu)變異的影響”實驗中在用顯微鏡觀察臨時裝片時，選取什么時期的細胞最易觀察到染色體的變異？ (　　) A．前期 B．中期 C．后期 D．間期 7．在果蠅的正常Ⅱ號染色體片段上的基因排列順序為123456789，Ⅲ號染色體上的基因排列順序為ABCDEFGH，中間的黑點代表著絲粒，下列屬于染色體結(jié)構(gòu)變異中的易位的是 (　　) A．123476589 B．12346789 C．1234566789 D．ABCD5EFGH 8．能引起染色體結(jié)構(gòu)變異的因素不包括下列哪一項 (　　) A．低溫 B．生物體內(nèi)代謝產(chǎn)物 C．X射線 D．某些化學藥品 9.正常的兩條同源染色體，則如圖所示的是指染色體結(jié)構(gòu)變異中的 (　　) A．倒位 B．缺失 C．易位 D．重復 10．下列變異中，不屬于染色體結(jié)構(gòu)變異的是 (　　) A．非同源染色體之間相互交換片段 B．染色體中DNA的1個堿基發(fā)生改變 C．染色體缺失某片段 D．染色體增加某片段 11．由于種種原因，某生物體內(nèi)某條染色體上多了幾個或少了幾個基因，這種遺傳物質(zhì)的變化屬于 (　　) A．基因突變 B．染色體結(jié)構(gòu)變異 C．染色體數(shù)目變異 D．染色單體的交叉互換 題號 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 12. 某校生物興趣小組同學開展“不同濃度的工業(yè)廢水對細胞分裂過程中染色體行為的影響”的課題研究。他們到一造紙廠污水排出口采集了水樣，并將過濾后的濾液作為原液。 (1)實驗原理：蠶豆根生長過程中吸收污染物后，根尖分生區(qū)細胞通常會出現(xiàn)染色體斷裂。這些斷裂的染色體會與細胞核分開單獨存在于細胞質(zhì)中而成為微核。 (2)材料用具：蠶豆種子、10%的鹽酸解離液、龍膽紫染液、蒸餾水、培養(yǎng)皿、量筒、顯微鏡、載玻片、蓋玻片等。 (3)方法與步驟： ①將蠶豆種子用蒸餾水浸泡一天，吸水膨脹后放在培養(yǎng)皿中，保持溫暖濕潤，待其發(fā)根； ②用蒸餾水稀釋原液，_________________________________________________ ________________________________________________________________________； ③______________________________________________________________________ ________________________________________________________________________； ④一段時間后，規(guī)范制作臨時裝片； ⑤_____________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)預測結(jié)果并作分析： ①____________________________________________________________________； ②____________________________________________________________________； ③____________________________________________________________________； (5)若從每個培養(yǎng)皿中選取3條根，在制作的每個裝片中觀察1 000個細胞。請設計一張表格，用于記錄實驗數(shù)據(jù)。 13．現(xiàn)有甲乙兩種可能有一定致畸、致癌作用的化學物質(zhì)，實驗室研究人員欲通過動物細胞培養(yǎng)的方法來鑒定它們是否有毒性，并比較二者毒性的強弱。請你以一個研究人員的身份參與此項研究，完成下列實驗報告，并回答有關問題。 Ⅰ.實驗材料：活的小白鼠胚胎。 Ⅱ.藥品用具：胰蛋白酶液、動物細胞培養(yǎng)液、動物細胞固定液、適宜濃度的龍膽紫溶液、滴管、培養(yǎng)皿、剪刀、錐形瓶、恒溫箱、載玻片、光學顯微鏡、小白鼠正常體細胞有絲分裂、高倍顯微鏡照片。 Ⅲ.實驗原理：_______________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 根據(jù)這種變異細胞占全部培養(yǎng)細胞的百分數(shù)(以下稱Q值)，可判斷該化學物質(zhì)的毒性。 Ⅳ.實驗步驟 (1)制備細胞懸浮液 把活的小白鼠胚胎放入培養(yǎng)皿中剪碎，轉(zhuǎn)入錐形瓶中，加入胰蛋白酶液處理，使胚胎組織離散成單個細胞，再加入動物細胞培養(yǎng)液，制成細胞懸浮液。 (2)進行細胞培養(yǎng) ①取A、B、C三個潔凈的培養(yǎng)瓶，_______________________________________________。 ②向A、B兩培養(yǎng)瓶中分別加入等量的化學物質(zhì)甲、乙，并將培養(yǎng)瓶搖勻。C瓶不作處理，作為對照。 ③________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)制作臨時裝片 ①當細胞繁殖到大約第8代左右時，同時從恒溫箱中取出三個培養(yǎng)瓶，用胰蛋白酶液處理，使培養(yǎng)的細胞從瓶壁上脫落，再加入動物細胞固定液以迅速殺死細胞并固定細胞分裂相。 ②靜置一段時間后，分別從各培養(yǎng)瓶底吸取適量的懸浮液，滴在與培養(yǎng)瓶有相同編號的載玻片的中央，____________________________________，3～5 min后，蓋上蓋玻片，制成臨時裝片。 (4)鏡檢和統(tǒng)計 把臨時裝片放在顯微鏡下，先用低倍鏡后用高倍鏡，尋找處于________期的細胞，并與__________________________對比以確認發(fā)生上述變異的細胞，同時統(tǒng)計該期變異的細胞占該細胞總數(shù)的百分數(shù)(Q值)。 Ⅴ.結(jié)果與結(jié)論 經(jīng)研究人員實驗得知：A、B、C三個培養(yǎng)瓶的Q值依次為：QA＝1.3%、QB＝12.5%、QC＝0.1%，由此可知該實驗的結(jié)論為______________________________________________。 答案 知識清單 一、1.染色體形態(tài)、結(jié)構(gòu)　部分缺失 2．(1)缺失　(2)重復　(3)倒位　(4)易位 3．數(shù)目或排列順序 二、1.染色體結(jié)構(gòu)變異 3．微核 4．(1)蠶豆根尖　(2)臨時裝片　改良堿性品紅染液　(3)微核率 6．正在分裂的細胞中出現(xiàn)微核，是染色體結(jié)構(gòu)變異的結(jié)果。例如，實驗中染色體斷裂的小片段可以形成微核。生物科學工作者往往采用微核研究的方法來分析環(huán)境污染的程度。 對點訓練 1．D　[該染色體上含A、B、C、D、E五個基因，A選項中缺失了D、E基因；B選項中增添了F基因；C選項中基因E、D顛倒，上述三種情況分別為染色體結(jié)構(gòu)變異中的缺失、增加、倒位；D選項中基因C變?yōu)槠涞任换騝，不屬于染色體結(jié)構(gòu)變異。] 2．C　[將a、b、c、d分別與正?；虻呐帕许樞?23—456789分別作比較，可知：a是5、6、7這3個基因所在片段的位置顛倒引起的；b是5、6這兩個基因所在片段缺失引起的；c是23—456這5個基因所在的片段顛倒而引起的；d則是增加了6、7這兩個基因所在的片段而引起的。] 3．D　[微核是細胞在有絲分裂過程中因各種有害物質(zhì)使細胞核損傷，殘留在核外的微小核染色質(zhì)塊，微核是染色體結(jié)構(gòu)是否變異的標志。由于留在核外，說明是染色體缺失的那部分形成的。] 4．B　[在做“環(huán)境中化學物質(zhì)對染色體結(jié)構(gòu)變異的影響”實驗中，培養(yǎng)萌發(fā)幼苗所用的培養(yǎng)液是只受一種物質(zhì)污染嚴重的水，蒸餾水或自來水可以作為對照實驗用，用多種污染程度不同的水分別培養(yǎng)可用來鑒別哪種污染對染色體變異影響更大。] 課后作業(yè) 1．C　[染色體內(nèi)重新排列的變異為倒位，染色體間重新排列的變異為易位。] 2．B　[一條染色體上缺少若干基因的缺失，屬于染色體結(jié)構(gòu)變異。] 3．C　[染色體結(jié)構(gòu)變異是由于某些自然條件或人為因素造成的，這些變化可導致生物性狀發(fā)生相應的改變。倒位是某段染色體的位置顛倒，會使其中的基因位置發(fā)生改變，也可導致生物性狀發(fā)生變化。] 4．A　[四個選項中所述情況都屬于染色體結(jié)構(gòu)變異。貓叫綜合征是由于人類第5號染色體的短臂缺失造成的一種遺傳病。] 5．A　[染色體斷裂的小片段可以形成微核。某些化學藥物可以導致染色體變異。] 6．B　[中期染色體的形態(tài)固定，數(shù)目清晰。] 7．D　[A中基因567位置顛倒，屬于倒位。B中少了基因5，屬于缺失。C中多了基因6，是重復現(xiàn)象。D中Ⅱ號染色體上的基因5到了Ⅲ號染色體上，屬于易位。] 8．A　[染色體由于某些自然條件或者人為因素的作用而發(fā)生斷裂，可能引起結(jié)構(gòu)變異。生物體內(nèi)代謝產(chǎn)物、X射線、γ射線或者某些化學藥品等可以增加染色體斷裂和結(jié)構(gòu)改變的頻率。低溫能誘導細胞分裂時染色體數(shù)目加倍。] 9．B　[正常染色體上都有3、4片段，變化后一條染色體上遺傳信息不變，另一條染色體3、4片段缺少。] 10．B　[C、D選項很顯然屬于染色體結(jié)構(gòu)的變異。由于選項A中是染色體水平上的片段交換，應屬于染色體結(jié)構(gòu)的變異；而選項B是染色體上DNA中的一個堿基發(fā)生變化，屬于基因突變的范疇，基因突變的概念就是DNA分子中發(fā)生堿基對的增添、缺失和替換而引起的基因結(jié)構(gòu)的改變。] 11．B　[基因突變只改變基因的種類，不改變基因的數(shù)目；同源染色體的非姐妹染色單體的交叉互換改變了染色體的基因組合，而不改變基因的數(shù)目；從題意知，染色體的數(shù)目也沒有改變。] 12．(3)②配成3種不同濃度的溶液置于若干個培養(yǎng)皿中并編號(至少3個)?、蹖⒌攘康纳鶢顟B(tài)相同的蠶豆種子移入盛有不同濃度廢水的培養(yǎng)皿中培養(yǎng)一段時間；另取等量的生根狀態(tài)相同的蠶豆種子浸泡在與廢水等量的蒸餾水中培養(yǎng)相同的時間，作為對照?、菰诘捅剁R下找到分生區(qū)細胞，再換高倍鏡觀察，找到具有微核的細胞進行計數(shù)，求平均值　(4)①廢水濃度越高，具微核的細胞越多。說明廢水濃度對細胞分裂過程中染色體的行為影響大?、陔S著廢水濃度升高，具微核的細胞增加的很少。說明廢水濃度對細胞分裂過程中染色體的行為影響小?、蹚U水濃度與具微核的細胞數(shù)之間無規(guī)律性，則無法判斷 (5) 不同濃度的工業(yè)廢水 每裝片、每1 000個細胞中具有微核的細胞數(shù) 裝片1 裝片2 裝片3 平均值 濃度1 濃度2 濃度3 蒸餾水(對照) 解析　實驗設計是高考常見題型，解答此類型題首先明確實驗目的，再依據(jù)實驗目的設計實驗步驟和選擇實驗材料，在設計實驗步驟時注意兩個基本原則：對照原則和單一變量原則；在選擇和處理材料時，要注意實驗的可行性。要求同學們具備很強的分析能力和語言文字組織能力。 13．Ⅲ.有毒物質(zhì)加入細胞培養(yǎng)液后，培養(yǎng)的動物細胞會發(fā)生染色體結(jié)構(gòu)和數(shù)量變異 Ⅳ.(2)①分別加入等量的細胞懸浮液?、郯讶齻€培養(yǎng)瓶放在37℃(或適宜溫度)的恒溫箱中培養(yǎng) (3)②加1～2滴適宜濃度的龍膽紫溶液染色 (4)有絲分裂中　小白鼠正常體細胞有絲分裂高倍顯微鏡照片 Ⅴ.甲乙兩種化學物質(zhì)均有毒性，且乙的毒性比甲的毒性大