1、第三单元 生物的变异、育种和进化,必 修 二,第二讲 染色体变异,1类型(连线),考点一 染色体结构变异,2结果 使排列在染色体上的基因的_发生改变，从而导致性状的变异。,数目或排列顺序,判断下列说法的正误。 (1)染色体片段的缺失和重复必然导致基因种类的变化。( ) (2)染色体片段的倒位和易位必然导致基因排列顺序的变化。( ) (3)染色体增加某一片段可提高基因表达水平，是有利变异( ) (4)染色体缺失有利于隐性基因表达，可提高个体的生存能力( ) (5)染色体易位不改变基因数量，对个体性状不会产生影响( ),观察下列图示，填出变异类型,(1)甲、乙、丙、丁所示变异类型分别属于_。 (2
2、)可在显微镜下观察到的是_。 (3)基因数目和排列顺序未变化的是_。,缺失、重复、倒位、基因突变,甲、乙、丙,丁,1染色体结构变异的类型比较,2染色体结构变异与基因突变的区别 (1)从图形上区别,(2)从是否产生新基因上来区别 染色体结构变异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。 基因突变是基因结构的改变，包括DNA碱基对的替换、增添和缺失。 基因突变导致新基因的产生，染色体结构变异未形成新的基因。 (3)通过光学显微镜区别 染色体变异可借助光学显微镜观察。 基因突变、基因重组用光学显微镜观察不到。,3易位与交叉互换的区别,高考警示 (1)基因突变，名义上是基因在
3、变，其实是基因内部碱基在变，基因的数目和位置都未变；染色体变异，名义上是染色体在变，其实是染色体内部基因在变，基因的数目和位置都改变。 (2)基因突变、基因重组、染色体变异都会引起遗传物质的改变均可遗传给后代。 (3)基因突变是基因内部碱基对的改变，属于DNA分子水平上的变化；染色体变异是染色体结构或数目的变异。,(4)一条染色体上的基因模式图 若是有丝分裂(如根尖分生区细胞、受精卵等)，图中B、b只能是基因突变造成的。 若为减数分裂，则原因是基因突变(间期)或基因重组(减数第一次四分体时期的交叉互换)。,C,例 1,Aa是染色体某一片段位置颠倒引起的 Bb是染色体某一片段缺失引起的 Cc是染
4、色体着丝点改变引起的 Dd是染色体增加了某一片段引起的 解析 c由原来的23456变成了65432，发生了颠倒，不是由着丝点改变引起的。,技巧点拨,变式训练,C,解析 交叉互换可以导致同源染色体的非等位基因重组，A错误；染色体变异可以发生在有丝分裂和减数分裂过程中，也可以发生在其他代谢过程中，B错误；病毒、细菌和小鼠都具有遗传物质，都可以发生基因突变，C正确；染色体变异在光学显微镜下可以观察到，而基因突变在光学显微镜下无法观察到，D错误。,解析 染色体中DNA的一个碱基对缺失属于基因突变，A错误；染色体变异可以用光学显微镜直接观察，而基因突变不可以，B错误；同源染色体上非姐妹染色单体之间交叉互
5、换了某一片段属于基因重组，非同源染色体上非姐妹染色单体之间互换了某一片段属于染色体变异，C正确；秋水仙素诱导多倍体形成的原因是抑制纺锤体的形成，使染色体加倍，D错误。,C,1染色体数目的变异 (1)类型 细胞内_的增加或减少，如21三体综合征。 细胞内染色体数目以_的形式成倍地增加或减少，如多倍体、单倍体。,考点二 染色体数目的变异,个别染色体,染色体组,非同源染色体,、,、Y,(3)二倍体、多倍体和单倍体的比较,染色体组,配子,三个或三个以上,受精卵,配子,(1)图中和的操作是_处理，其作用原理是抑制_。 (2)图中过程是_。 (3)单倍体育种的优点是_。,秋水仙素,纺锤体的形成,花药离体培
6、养,明显缩短育种年限,判断下列说法的正误。 (1)多倍体形成过程增加了非同源染色体重组的机会( ) (2)染色体组整倍性、非整倍性变化必然导致基因种类的增加( ) (3)三倍体植物不能由受精卵发育而来( ) (4)通过诱导多倍体的方法可克服缘杂交不育，培育出作物新类型( ) (5)三倍体西瓜植株的高度不育与减数分裂同源染色体联会行为有关( ) (6)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( ) (7)单倍体体细胞中不一定只含有一个染色体组( ),1精子与卵细胞中，一定不含同源染色体吗？ 提示不一定。二倍体生物的配子中不含同源染色体，四倍体生物的配子中含
7、有同源染色体。,2如图表示某植物正常体细胞中染色体的组成，下列中哪项可表示该植物基因型？_。 ABCd Aaaa AaBbCcDd AaaBbb 提示由图中所示染色体形态与数目推知，该植物体细胞应含4个染色体组，则正常情况下每种基因应包含4个，中，每种基因数量依次为1、4、2、3，故的基因型与图示吻合。,1染色体组的特点 (1)一个染色体组中不含同源染色体，没有等位基因。 (2)一个染色体组中所含的染色体在形态、大小和功能上各不相同。 (3)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染色体组数目的判别 由于一个染色体组内，各染色体的形态、大小均不相同，故细胞内染色体组数
8、目可按下列三种方法加以判别。 (1)细胞内形态相同的染色体(同源染色体)有几条，则含有几个染色体组，如甲图所示细胞中相同的染色体有4条，则此细胞中有4个染色体组(每个染色体组含3条形态和功能各不相同的染色体)。,(2)在细胞或生物体的基因型中，控制同一性状的同一种基因(同音字母，不分大小写)出现几次，则有几个染色体组，如乙图所示基因型为AAaBBb的细胞或生物体含有3个染色体组。 (3)根据染色体的条数和形态数来推算，染色体组的数目染色体数染色体形态数，如果蝇体细胞中有8条染色体，分为4种形态，则染色体组的数目为2。,3多倍体、单倍体、二倍体 (1)多倍体、单倍体、二倍体都是指的个体，并非细胞
9、。 (2)由合子(受精卵)发育来的个体，细胞中含有几个染色体组，就叫几倍体。 (3)由配子直接发育来的个体，不管含有几个染色体组，都只能叫单倍体。 如图：(4)含有一个染色体组或奇数个染色体组的生物一般是高度不育的，原因是没有同源染色体或是同源染色体联会紊乱。,4单倍体育种与多倍体育种,高考警示 单倍体认识的三点提醒 (1)单倍体的体细胞中并非只有一个染色体组，因为大部分的生物是二倍体，所以有时认为单倍体的体细胞中只含有一个染色体组，但是多倍体的配子形成的单倍体的体细胞中含有不只一个染色体组。 (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
10、，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)单倍体与多倍体育种过程不同。单倍体育种要经过花药离体培养和秋水仙素处理；多倍体育种只用秋水仙素处理这一步骤。,已知西瓜红色瓤(R)对黄色瓤(r)为显性。图中A是黄瓤瓜种子(rr)萌发而成的，B是红瓤瓜种子(RR)长成的。据图作答：,例 2,(1)秋水仙素的作用是_ _。 (2)G瓜瓤是_色，其中瓜子胚的基因型是_。 (3)H瓜瓤是_色，H中无子的原理是_ _。 (4)生产上培育无子西瓜的原理是_，而培育无子番茄应用的原理是_。,抑制细胞有丝分裂过程中纺锤体的形成，使染色体,数目加倍,黄,Rrr,红,三倍体植株减数分裂过程中，
11、,染色体联会紊乱，不能形成正常的生殖细胞,染色体数目变异,生长素促进果实发育,解析 (1)秋水仙素的作用是抑制纺锤体的形成，使染色体的着丝点分裂后，两姐妹染色单体分开形成的子染色体不能分到两个子细胞中去，引起染色体数目加倍。(2)用秋水仙素处理黄瓤(rr)西瓜的幼苗，使之形成四倍体的西瓜(rrrr)，植株开花后产生的卵细胞为rr。当它接受二倍体红瓤(RR)西瓜的花粉后，子房壁发育成果皮(rrrr)，瓜瓤为黄色，受精卵的基因型为Rrr，发育成的胚为三倍体(Rrr)。第二年，三倍体的西瓜开花后，由于减数分裂过程中同源染色体联会紊乱，不能产生正常的配子，所以当接受普通二倍体西瓜的花粉刺激后，发育成的
12、三倍体西瓜中没有种子。(3)无子西瓜的培育原理是染色体数目变异，而无子番茄的培育原理则是生长素促进果实发育。,(1)无子西瓜培育过程中果实各部分染色体分析,技巧点拨,(2)无子西瓜和无子番茄辨析,变式训练,D,解析 根据题图可推知，A、B、C、D中分别具有4个、1个、2个、4个染色体组，则A、D有可能为多倍体，但有丝分裂过程的前期和中期，每条染色体上含有两条姐妹染色单体，而姐妹染色单体上含有相同的基因，则一对同源染色体可能具有相应的4个基因，如A。故最可能属于多倍体的细胞是D。,D,解析 四倍体生物的卵细胞中含有两个染色体组，A项错误。单倍体中也可能含有三个染色体组，B项错误。单倍体也可能含有
13、两个染色体组，染色体组数可能是双数，C项错误。低温诱导和秋水仙素处理都可使染色体数目加倍，D项正确。,1实验原理 用低温处理植物分生组织细胞，如根尖分生组织细胞，能够抑制_，以致影响染色体被拉向两极，细胞不能分裂成两个子细胞，使植物细胞_加倍。,考点三 实验：低温诱导植物染色体数目变化,纺锤体的形成,染色体数目,2实验步骤 洋葱根尖培养取材_(解离漂洗_制片)观察。 3实验结论 适当低温可以诱导_加倍。,制作装片,染色,染色体数目,(1)显微镜下观察到的细胞是活细胞( ) (2)选材时常用分生组织的细胞( ) (3)卡诺氏液可使组织细胞互相分离开( ) (4)低温诱导和利用秋水仙素都能使染色体
14、加倍( ) (5)该实验可观察到整个细胞分裂过程( ) (6)观察时视野中处于分裂间期的细胞最多( ),1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。 提示除低温诱导外，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：秋水仙素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。 2二倍体幼苗经秋水仙素处理后，长成四倍植株，所有的细胞中染色体数目是否都加倍？ 提示只有部分细胞中染色体数目加倍。,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，子染色体在纺锤体作用下分别移向两极，进而平均分配到两个子细胞中
15、去。 (2)低温可抑制纺锤体形成，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：待不定根长至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051 cm，放入卡诺氏液中浸泡051 h固定其形态，然后用95%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 3实验结论 低温能诱导植物染色体数目的变化。,4试剂的使用方法及作用,高考警示 实验注意的五个问题 (1)为了观察到细胞在生活状态
16、下的内部结构，必须先将细胞固定。 (2)在进行本实验的过程中，和观察植物细胞的有丝分裂一样，所观察的细胞已经被盐酸杀死了，最终在显微镜下看到的是死细胞。 (3)选材的时候必须选用能够进行分裂的分生组织细胞，不分裂的细胞染色体不复制，不会出现染色体加倍的情况。常用的观察材料有蚕豆(染色体较洋葱少故首选)、洋葱、大蒜等。,(4)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。 (5)根尖培养 培养不定根：要使材料湿润以利生根。 低温诱导：应设常温、低温4、0三种，以作对照，否则实验设计不严密。,解析 低温可抑制纺锤体的形成，使子染
17、色体不能移向两极。盐酸酒精混合液可用于解离，卡诺氏液用于固定。显微镜可观察到少部分细胞发生了染色体变异。,C,例 3,D,解析 低温诱导染色体加倍的实验原理是低温能够抑制纺锤体的形成，以致影响染色体被拉向细胞的两极，细胞不能分裂成两个子细胞，A正确。在低温诱导染色体加倍的实验中，根尖解离后要先进行漂洗，这样才容易染色，通常使用的染色剂有龙胆紫溶液或醋酸洋红液等，B、C均正确。洋葱根尖装片中的细胞大多数处于有丝分裂间期，在显微镜下能观察到染色体数目发生改变的只有少数细胞，D错误。,课末总结,思维导图,B,探究高考明确考向,A上图表示的过程发生在减数第一次分裂后期 B自交后代会出现染色体数目变异的
18、个体 C该玉米单穗上的籽粒基因型相同 D该植株花药培养加倍后的个体均为纯合子 解析 图示的联会过程发生在减数第一次分裂前期，A项错误；由异常联会图示可知，同源染色体中的三条染色体可移到一个细胞中，而另一条染色体可移到另一个细胞中，因此，减数分裂后形成的配子中有的染色体数目异常，自交后代会出现染色体数目变异的个体，B项正确；该玉米单穗上的籽粒可由不同基因型的配子结合形成，因此基因型可能不同，C项错误；该植株形成的配子中有的基因型为Aa，含这种配子的花药培养加倍后形成的个体是杂合子，D项错误。,解析 由题图可知，变异类型中a、b基因被j基因替换，变异类型为易位；变异类型中c、d、e基因发生颠倒，变
19、异类型为倒位。,D,3(2015海南卷，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用光学显微镜观察,C,解析 基因突变是基因序列中碱基对的增添、缺失或者替换，不会改变染色体结构，A错误；基因突变可能会引起基因控制合成的蛋白质改变，从而引起生物性状的改变，染色体结构改变会引起基因的种类、数目、排列顺序的变化，从而改变生物性状，但是，如果突变的基因没有影响蛋白质结构和功能，就不会引起个体表现型的改变，B错误；基因突变是碱基
20、对的改变，会影响碱基序列，染色体结构变异是染色体上基因数目、排列顺序的改变，一定导致DNA的碱基序列的改变。,4(2015江苏卷，7)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 本题考查染色体变异原理和应用。染色体结构变异包括重复、缺失、倒位、易位，变异是不定向的，对生物的影响结果可能是有利、有害，也可能无影响，故A、B、C均错误；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，D正确。,D,5(2015全国卷)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 解析 猫叫综合征是人的第5号染色体部分缺失引起的遗传病，是常见的染色体异常遗传病。,A,
