1、第四部分 遗传与进化第 32 讲 染色体变异一、考点内容全解（一）本讲考点是什么1.染色体变异（1）染色体结构变异（2）染色体数目变异 整倍体：细胞中染色体数目成倍地增加或减少，如 AABBAB 或 AAAABBBB非整倍体：细胞中的个别染色体增加或减少，如：AABBAAB 或 AABBC（3）染色体组、单倍体和多倍体染色体组：正常二倍体生的配予细胞中所含的一组染色体，它们在形状、大小、精细结构、基因组成等方面互不相同，为非同源染色体。一个染色体纽包含本物种的一个基因组单倍体：由配于不经两性生殖细胞的融合直接发育而成的个体(无论其体细胞会有多少个染色体组)多倍体：由合子发育而成的个体，基体细胞
2、中含有几个染色体组，即称为几倍体，当染色体组数超过两个以上时称为多倍体。2.单倍体育种和多倍体育种(1)自然条件下单倍体、多倍体的形成单倍体：未受精的卵细胞或花粉直接发育而成的个体。多倍体：体细胞在有丝分裂(或生殖细胞减数分裂)进程因环境条件受阻，此时染色体己完成复制，纺缍体形成受到破坏以致产生染色体数目加倍的细胞(或配子)，这样的细胞继续进行正常的分裂(或配子结合成合子)发育成染色体数目加倍的多倍体。(2)单倍体、多倍体的特点秋水仙素比较项目 单倍体 多倍体形态特征 植株弱小 茎杆粗状，叶片果实、种子比较大，营养物质丰富育 性 高度不孕 发育延迟，育性有或无，结实率低(3)人工诱导单倍体育种
3、及多倍体育种方法单倍体：用秋水仙素处理萌发种子或幼苗(为什么?)多倍体：花药离体培养单倍体 多倍体 实例三倍体无籽西瓜的培育，如右图：特别提示注意种子、植株遗传组成的区别，到底有没有种子?有种子是几倍体且结在几倍体植株上?果皮(肉)、胚乳、种皮的遗传组成呢?八倍体小黑麦：普通小麦 AABB 黑麦 RR 配子 ABD 配子 R ABDR 杂种一代染色体加倍AABBDDRR 小黑麦（二）考点例析例 1l 下图为普通小麦起源示意图，请回答：一粒小麦 AA，2N=4 斯氏麦单 BB，2N=14AB二粒小麦 AABB 滔氏麦草 DD，2N=14ABD普通小麦 AABBDO (1)图中 A、B、D 表示
4、( )A基因 B基因型 C.染色体 D染色体组(2)将普通小麦与二粒小麦杂交所得杂种，在进行减数分裂时，在显微镜下可观察到多少个四分体A28 B21 C14 D7(3)普通小麦是可育的，而三倍体无籽西瓜(基基型 AAa)是不可育的，为使三倍体无籽西瓜可育，所需的操作及产生配子的基因型及其比例分别为 ( )A秋水仙素处理，1：3：1 B授以普通西瓜花粉，1：4：1C秋水仙素处理，1：2：1 D用适宜浓度生长素处理，1：4：1解析本题主要考查染色体组、多倍体的概念，以及减数分裂和无籽果实的培育知识。(1)A、B、D 显然表示染色体组，不是染色体，更不是基因或基因型。(2)只有同源染色体才能联会配对
5、。普通小麦与二粒小麦的杂交种可用 AABBD 表示，减数分裂时染色体组 AA 配对，染色体组 BB 配对，各有 7 个四分体(7 对同源染色体)(3)三倍体无籽西瓜(基因型 AAa)虽为同源多倍体，但不可育，只有经染色体加倍才具有育性，加倍后基因型变为 AAAAaa(六倍体)，只要基固所在的 6 条同源染色体中任两条分别移向细胞的两极，就能产生基固平衡的配予。由于生成配于纽合可有口 AAA、舀 AA鸥 A 碣 aa 三种，其比例为 1：3：1答案(1)D (2)C (3)A同类变式(上海高考题)将甲、乙、丙、丁 4 种二倍体植物进行杂交，产生的杂交后代在减数分裂时同源染色体可以配对，非同源染色
6、体不能配对，配对情况如下表，请写出每种植物的染色体组成(依次用A、B、C等字母表示)乙 丁甲 甲与乙各 1 条配对，乙有 1 条不能配对 甲与丁各 1 条配对，丁有两条不能对配乙 乙与乙各 2 条配对 乙与丁各 2 条配对，丁有 1 条不能配对丙 乙与丙不能配对 丙与丁各 1 条配对，丁有 2 条不能配对解析本题主要考查同源染色体、二倍体等知识，测试理解能力、推理能力。首先由乙与乙各 2 条配对，可知乙有 2 对同源染色体，不妨设为 AABB。又由甲与乙各 1 条配对，乙有一条不能配对，可知甲只有1 对同源染色体，记作 AA。乙与丁各两条配对，丁有 1 条不能配对，可推知丁有 3 对同源染色体
7、，记作AABBCC。乙与丙不能配对，丙与丁各 1 条配对，丁有 2 条不能配对，可推知丙只有 1 对同源染色体，记作CC。答案甲：AA 乙：AABB 丙：CC 丁：AABBCC特别提示进行复杂推理时，关键是在遁准“突破点” 。本题中乙即为突破点，也是参照点。又如在推基因型时常采用“隐性纯合突破法” ，此时 “隐性纯合体”即为突破点。例 2用基因型为 AaBbCc(无连锁)水稻植株的花药培养出来的单倍体植株，经染色体加倍，可培育出多少种纯合体植株 ( )A2 种 B4 种 C6 种 D8 种解析基因型为 AaBbCc(无连锁)的个体产生花药(精子)有 23=8 种，经染色体加倍后即得到 8 种纯
8、合二倍体，即：C ABC AABBCCBc Abc AABBccAC AbC AABBCCbc Abc AABBccC ABC AABBCCBc aBc aaBBccaC abC aaBBCCbc abc aaBBcc答案D同类变式一用基因型为 DdTt 的植株所产生的花粒经分别离体培养成幼苗，再用秋水仙素处理使其成为二倍体，这些幼苗成熟后自交后代 ( )A全部为纯合体 B全部为杂合体 C1/4 为纯合体 D1/16 为纯合体解析本题是例 2的延伸，即先经花粉离体培养得到单倍体，单倍体再经染色体加倍得到的二倍体的纯合体，纯合体自交不会出现性状分离(仍为纯合体)。所以本题只要求出 DdTt 产生
9、配子的种类及其比例即可，依基因分离定律(自由组合定律)得 24种纯合体(各占 1/4)。答案A二、方法技巧规律近几年来高考试题中单倍体、多倍体育种是重点，多与减敷分裂和遗传基奉定律有机结合。随着新教材的全面实施集色体姐的知识与细胞工程的综合必将是命题热点。1几种育种方法的比较育种 方法 原理 特点杂交育种 基因重组 将优良基因组合在一起提高物种综合优势；育种年限较长诱变育种 基因突变 提高变异频率，大幅改良某些性状，但有利个体不多，工作量 大单倍体育种 可获得纯合体，明显缩短育种年限常规育种多倍体育种 染色体变异 能获得某些特殊优良性状，如无籽西瓜、高品质八倍体小黑麦基因工程育种 运用基因工程
10、将目的基因 转入受体细胞并表达非常育种细胞工程育种 将细胞融合形成杂种细胞克服远缘杂交不亲和性；应注意生态安全2育种的根本目的是培育具有优良性状(抗逆性好、品质优良、产量高)的新品种，以便更好地为人类服务。从基因组成上看，目标基因型可能是：纯合体，便于制种、留种和推广；杂交种，充分利用杂种优势。例 3(2002 上海高考大综合题)为了培育节水高产品种，科学家将大麦中与抗旱节水有关的基因导入小麦，得到转基因小麦，其水分利用率提高了 20。这项技术的遗传学原理是 ( ) A基因突变 B基因重组C基因复制 D基因分离目前，除了利用转基因技术外，还可利用 育种技术培育其他节水高产品种。解析考查对生物可
11、遗传变异的理解。可遗传的变异有基因突变、基因重组和染色体变异。选择育种方法要视具体育种目标要求、材料特点、技术水平和经济因素，进行综合考虑和科学决策：一般作物育种可选杂交育种和单倍体育种；为得到特殊性状可选择诱变育种(如航天育种)或多倍体育种；若要将特殊性状组合到一起，但又不能克服远缘杂交不亲和性，可考虑运用基因工程和细胞工程育种，如培育各种用于生物制药的工程菌。答案B；杂交、诱变例 4下图表示用某种农作物品种和两个品系培育出品种的可能方法，请据图回答：（1）指出下列各种交配方式：由品种和培育出的过程是 ，由品质培育出品种经过的过程 V 是 (2)品种是一种 植株，由品系经过过程培养品种常用的
12、方法是 (3)品种形成品种经过的过程中常用 处理(4)由品种直接形成品种的过程需经 ，由品种产生品种的最简便方法是 (5)你认为成功率最高且工作量最小的培育品种的途径是 (用过程、等及“”表示)。解析本例是综合考查杂交育种，诱变育种、单倍体育种等几种常规育种的基础知识，该题对于发散思维和聚合思维能力的培养具有一定的意义。答案(1)杂交；自交 (2)单倍体：花药离体培养 (3)秋水仙素 (4)基因突变(或人工诱变)；自交 (5)解题警示单倍体育种过程一般包含多倍体育种的基本步骤，即都要用秋水仙素处理幼苗，这也是部分学生对这两个概念易混的原因，克服思维障碍的方法是：单倍育种以花粉离体培养为起点，而
13、多倍体育种以用秋水仙素处理萌发种子或幼苗为起点。三、基础能力测试 1.萝卜和甘蓝杂交，能得到种子，一般是不育的，但偶然发现有个别种子种下去后，可产生能育的后代。出现这种现象的原因是 ( )A基因自由组合 B染色体结构变异 C基因突变 D染色体加倍2.下图所示细胞代表四个物种的不同时期细胞，其中含有染色体组数最多的是 ( )A B C D3.某地区一些玉米檀株比一般玉米植株早熟，生长整齐而健壮，果穗大，于粒多，因此这些植株可能是 ( )A单倍体 B三倍体 C 四倍体 D杂交种4.四倍体水稻的花粉经寓体培养得到的单倍体植株中，体细胞所含染色体组数是 ( )A1 组 B2 组 C3 组 D4 组5.
14、对下列有关实例形成原理的解释，正确的是 ( )A无籽番茄的获得是利用了多倍体育种的原理 B培育无籽西瓜是利用了单倍体育种的原理C培育青霉素高产菌株是利用了基因突变的原理 D “多莉羊”的获得是利用了杂交育种的原理6.已知一株玉米基因为 A,Rb，两对等位基因是自由组合的，经 过花药离体培养，获得 N 株玉米幼苗经秋水仙素处理得到染色加倍植株，其中基因型为曲阳的个组体为 ( )AN/4 BN/6 CN/10 D07.下列细胞中，具有三个染色体的是 ( )水稻的受精卵 二倍体水稻受精极核 小麦的受精卵 普通小麦的卵细胞 水稻的胚细胞 二倍体水稻胚乳细胞 小麦的胚细胞 普通小麦胚乳细胞A B C D
15、8.从理论上分析下列各项，其中错误的是 ( )A二倍体二倍体二倍体 B三倍体三倍体三倍体C三倍体四倍体三倍体 D二倍体六倍体四倍体9.将人 B 淋巴细胞与小鼠骨髓瘤细胞融合成杂交瘤细胞，若鼠体细胞含有个染色体，则杂交瘤含有多少个染色体组( )Al B，2 C4 D86四、潜能挑战测试10.蚕豆染色体数 2n=12，蚕豆根尖在 19条件下，一个细胞周期所占时间为 193 小时。大多数致癌物质都能提高生物的突变频率，吸烟者容易患肺癌，其发病率是不吸烟者的 108 倍。某中学教师为了让学生能清晰地观察到细胞染色体畸变，需要在课前制作细胞的临时装片。现在 10 粒干的蚕豆种子(假设发芽率为 100)及
16、所需要的一切实验设备和药品，请你帮助教师完成上述的课前准备工作。(1)实验原理是： (2)最主要的实验步骤是： (3)为了得到更多的蚕豆根尖，你将怎样做?(4)如希望得到更多的具有染色体畸变的分裂相细胞，19环境下材料应至少培养多少时间? (5)预见镜检时可能观察到的染色体畸变的类型有： 11.下面一列举了五种育种方法， 请回答相关问题：(1)第种方法属常规育种，一般从 F2 开始选择，这是因为 (2)在第种方法中，我们若只考虑 h 分别位于 n 对同源染色体上的 n 对等位基因，则利用其花药寓体培育成的幼 苗应有 种类型(理论数据)。(3)第种育种方法中使用秋水仙素的作用是促使染色体加倍，其
17、作用机理是 (4)第种方法中发生的变异一般是基因突变，卫星搭载的种子应当选用萌动的(而非休眠的)种子、试阐述原因 (5)第种方法培育的新生物个体可以表达甲种生物的遗传信息，该表达过程包括遗传信息的 。此遗传工程得以实现的重要理论基础之一是所有生物在合成蛋白质的过程中，决定氨基酸的 是相同的。五、参考答案与提示1D( 萝卜和甘蓝杂交所得个体为异源多倍体染色体有可表示为 AB，其不可育，只有经过加倍为AABB，减数分裂才能正常联会，产生可育配子)2D ( A、B、C、D 各有 3 个、3 个、1 个、4 个染色体组)3D( 典型“杂种优势”性状。 “早稻”可排除多倍体(四倍体)4B( 四倍体水稻含
18、 4 个染色体组，其花粉中含 2 个染色体组)5C ( A、B、D 三项分别依据生长素促进果实发育原理、多倍体育种和克隆技术)6A ( 基因型为 AaBb 玉米产生花粉粒基因型及其比例为 14AB、14Ab、14aB 和 14ab)7B ( 普通小麦为六倍体；水稻受精核由三个核融合而成，发育成胚乳)8B ( 三倍体高度发育。像 AAA 或 AAB 等奇数多倍体均不育)9B ( 人、鼠的染色体非同源)10(1)染色体变异 (2)吞豆种子吸水膨胀，促其萌发；将上述蚕豆种子一半放在烟草浸出液，另一半放在蒸馏水中培养；制作临时装片 (3)用生长素(适宜浓度)处理或切断主根，促其生出更多侧根 (4)培养时间应大于 20 小时 (5)染色体数目或结构改变11(1)从 F2开始发生性状分离 (2)2n (3)秋水仙素抑制纺缍体 (丝)的形成 (4)萌动的种子进行细胞分裂，DNA 复制可能造成复制差错导致基因突变 (5)转录和翻译；密码子 (不是“遗传密码” ，遗传密码指DNA 代表的遗传信息)
