高中生物必修三5.2染色體變異精品講義

1、5.2染色體變異【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1、簡述染色體結(jié)構(gòu)變異和數(shù)目變異。2、概述染色體組、二倍體、多倍體及單倍體的概念及聯(lián)系。【要點梳理】要點一、染色體變異的概念和類型1、概念：細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目、結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。2、類型：變異類型主要原因結(jié)構(gòu)變異染色體斷裂一一復(fù)合出現(xiàn)差錯數(shù)目變異整倍體染色體組的倍性變化非整倍體個別染色體的增減變化要點二、染色體結(jié)構(gòu)的變異1、概念：染色體結(jié)構(gòu)的改變，使排列在染色體上的基因的數(shù)目和排列順序發(fā)生改變，從而導(dǎo)致性狀的變異。2、類型：缺失、重復(fù)、倒位、易位四種要點詮釋:染色體易位是非同源染色體之間的片段交換。在減數(shù)分裂四分體時期， 同源染色體的非姐妹染色單體之間的交叉互換，是基因重

2、組。染色體變異，可以用顯微鏡直接觀察，屬細(xì)胞水平變異。3、結(jié)果：引起染色體上基因的數(shù)目或排列順序發(fā)生改變，對生物個體往往是不利的，有的甚至導(dǎo)致生物個體死亡。要點三、染色體數(shù)目的變異1、非整倍體變異： 細(xì)胞內(nèi)個別染色體數(shù)目的增加或減少。例如：人類21號染色體正常情況下只有一對同源染色體，而由于某種原因變成了 3條，導(dǎo)致21三體綜合征;女性由于缺少了 1條X染色體，導(dǎo)致性腺發(fā)育不良。(n-1)等配機理：減數(shù)分裂時，某對同源染色體沒有分開或者姐妹染色單體沒有分開，導(dǎo)致產(chǎn)生含有（n+1）、子（如下圖所示）。2、整倍體變異： 體細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目以染色體組的形式成倍地增加或減少（1）染色體組的概念染色體組

3、是指細(xì)胞中形態(tài)和功能各不相同，但是攜帶著控制一種生物生長、發(fā)育、遺傳和變異的全部信息 的一組非同源染色體。要點詮釋：要構(gòu)成一個染色體組應(yīng)具備以下幾條：一個染色體組中不含同源染色體。一個染色體組中所含的染色體形態(tài)、大小和功能各不相同。一個染色體組中含有控制物種生物性狀的一整套基因，但不能重復(fù)。（2）體細(xì)胞中染色體組數(shù)目的判斷要確定某生物體細(xì)胞中染色體組的數(shù)目，可從以下幾個方面考慮：細(xì)胞中同種形態(tài)的染色體有幾條，細(xì)胞內(nèi)就含有幾個染色體組。（如圖一）該次數(shù)就根據(jù)基因型判斷細(xì)胞中的染色體數(shù)目，根據(jù)細(xì)胞的基因型確定控制每一性狀的基因出現(xiàn)的次數(shù)，等于染色體組數(shù)。如基因型 AAaaBBbb的細(xì)胞生物體含有

4、4個染色體組。（如圖二）果蠅體根據(jù)染色體的數(shù)目和染色體的形態(tài)數(shù)來推算，染色體組的數(shù)目=染色體數(shù)/染色體形態(tài)數(shù)。例如,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。（3）二倍體與多倍體二倍體：由受精卵發(fā)育而成的個體，體細(xì)胞中含有兩個染色體組的個體稱為二倍體。二倍體在自然界比較 普遍，幾乎全部的動物和過半數(shù)的高等植物均是二倍體。多倍體：由受精卵發(fā)育而成的個體，體細(xì)胞中含有三個或三個以上染色體組的個體，稱為多倍體。要點詮釋：二倍體、多倍體都是指由受精卵發(fā)育而成的個體。由生殖細(xì)胞發(fā)育成的個體是單倍體。多倍體的成因A.同源多倍體的成因（同源多倍體：染色體組來自于共同的祖先種）-&公有

5、絲分裂過程-一楮休 . 人四僧體*染牝體加侍二倍體.a成效分裂 二傳體fV 過程并常雜父.三偌體A架色體數(shù)目加倍的配子導(dǎo)含 染色體數(shù)目正常的配子;A四彳舍儂三信休B.異源多倍體形成原因 （異源多倍體：染色體組來自于不同的祖先種）種間雜交 不育子代染色體數(shù)目加倍如普通小麥（六倍體）是由三種野生植物經(jīng)過兩次天然遠(yuǎn)緣雜交和九千多年的自然選擇和人工選擇而形成的。一粒小麥損斯卑爾脫山羊苴雜交種不育普通小麥多倍體的特點一般表現(xiàn)為莖稈粗壯、葉片果實大；糖類和蛋白質(zhì)等含量增加；抗旱抗病能力增強；但發(fā)育遲緩，結(jié)實率低。（4）單倍體概念：指體細(xì)胞中含有本物種配子染色體數(shù)目的個體。成因：通常是未受精的卵細(xì)胞直接發(fā)育

6、而成。例如蜜蜂、朗蟲在夏天進(jìn)行的孤雌生殖。特點：單倍體含有本物種配子染色體數(shù)目及其染色體組，也就是含有生長、發(fā)育的全套基因，因此適宜的條件 下，能正常生長。一般表現(xiàn)為：植株矮小，不能形成配子，高度不育。染色體一經(jīng)加倍，即得到純和的正常植物 體。要點詮釋：染色體組與單倍體、二倍體、多倍體依據(jù)進(jìn)行有性生殖的生物是否由受精卵發(fā)育而來，可先將二倍體、多倍體與單倍體區(qū)分開。即凡僅由單方生殖細(xì)胞（卵細(xì)胞或花粉）發(fā)育來的生物體，不論其細(xì)胞內(nèi)含幾個染色體組均叫做單倍體；而由受精卵發(fā)育來的 個體，細(xì)胞內(nèi)含有幾個染色體組就叫做幾倍體。如：由六倍體小麥的花粉經(jīng)花藥離體培養(yǎng)而獲得的植株，盡管其 細(xì)胞內(nèi)有三個染色體組，

7、但應(yīng)屬單倍體。小結(jié)如下：,單魴子Q .生物體有性J生破1單倍體年亂于掌直接發(fā)汽生物體(如華峰)I曼希弗o受精卵中含有兩個染色體組一二傳體受精卵中舍有三個截三個以上染色體組f多倍體要點四、“低溫誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目的變化”的實驗1、實驗原理(1)正常進(jìn)行有絲分裂的組織細(xì)胞，在分裂后期著絲點分裂后，子染色體在紡錘體作用下分別移向兩極，進(jìn)而平均分配到兩個子細(xì)胞中去；(2)低溫可抑制紡錘體形成，阻止細(xì)胞分裂，導(dǎo)致細(xì)胞染色體數(shù)目加倍。2、實驗流程根尖培養(yǎng)：將洋蔥等材料放在裝滿清水的廣口瓶上，底部接觸水面，置于適宜條件下，使之生根低溫誘導(dǎo)：待不定根長至1cm時，將整個裝置放入冰箱的低溫室內(nèi)(4C),誘導(dǎo)培養(yǎng)

8、36h材料固定：剪取根尖約 0.51 cm,放入卡諾氏液中浸泡0.51h,固定其形態(tài)，然后用95%酒精沖洗2次制作裝片：解離一漂洗一染色一制片(同觀察植物細(xì)胞的有絲分裂)觀察：先用低倍鏡觀察，找到變異細(xì)胞，再換用高倍鏡觀察3、基本技術(shù)要求(1)為了能觀察到細(xì)胞在生活狀態(tài)下的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，必須先將細(xì)胞固定。(2)在進(jìn)行本實驗的過程中，和觀察植物細(xì)胞的有絲分裂一樣，所觀察的細(xì)胞已經(jīng)被鹽酸殺死了，最終在顯微鏡下看到的是死細(xì)胞。(3)選材的時候必須選用能夠進(jìn)行分裂的分生組織細(xì)胞，不分裂的細(xì)胞染色體不復(fù)制，不會出現(xiàn)染色體加倍的情況。要點五、三種可遺傳變異的比較庭因突變適 用 范 國牛.物 種類所有生物（包括

9、 病毒 > 均M發(fā)生具有普遍性基岡重組自然狀態(tài)產(chǎn)只 發(fā)生在直核生 惚的有性生殖 過檢中.細(xì)胞核 遺傳染笆體變異鹵核生物細(xì)胞 增殖過程均可 授生生殖無性生殖、有性 生理育性生殖無性生疫,有性 生殖類型自由組合型、交 又互操型可分為自賽突 變和i秀發(fā)突空. 也可分為顯性 突變和隱性 突變?nèi)旧w結(jié)構(gòu)的 改變、羽色體數(shù) 目的變化【典型例題】 類型一：染色體結(jié)構(gòu)的變異a、b、例1、某些類型的染色體結(jié)構(gòu)和數(shù)目的變異，可通過對細(xì)胞有絲分裂中期或減數(shù)第一次分裂時期的觀察來識別。c、d為某些生物減數(shù)第一次分裂時期染色體變異的模式圖，它們依次屬于（A BCD三倍體、染色體片段增加、三體、染色體片段缺失 三倍

10、體、染色體片段缺失、三體、染色體片段增加 三體、染色體片段增加、三倍體、染色體片段缺失 染色體片段缺失、三體、染色體片段增加、三倍體【答案】C【解析】a為個別染色體的增加，即一對同源染色體中增加了一條染色體，即形成了 “三體”；b為染色體片段的增加，即增加了 “ 4”號片段；c為三倍體，即同源染色體有三條；d為染色體片段缺失，即復(fù)制時缺失了 “3”4”號片段?！军c評】本題考查染色體結(jié)構(gòu)的變異，需要同學(xué)們結(jié)合所學(xué)知識并識別相關(guān)圖?！九e一反三】：【變式】已知某物種的一條染色體上依次排列著M N。P、Q五個基因，下圖列出的若干種變化中，不屬于染色體結(jié)構(gòu)變異的是（）已知的染色體ABCD【答案】D類型二

11、：染色體數(shù)目的變異例2、性染色體組成為（a） XY和（b） YY的精子產(chǎn)生的原因是（）A. a和b均為減I分裂同源染色體不分離B. a和b均為減n分裂姐妹染色單體不分離C. a減I分裂同源染色體不分離，b減n分裂姐妹染色單體不分離D. a減n分裂姐妹染色單體不分離，b減I分裂同源染色體不分離【答案】C【解析】又Y為同源染色體，在減數(shù)第一次分裂的后期要分開的，分別到兩個次級精母細(xì)胞中去，所以a的性染色體（XY）是因減I分裂后期同源染色體未分離導(dǎo)致的，b的性染色體（YY）,減I分裂正常，減n分裂著絲點未分開，導(dǎo)致姐妹染色單體未分離?！军c評】本題考查染色體數(shù)目的變異一一非整倍體的變異?！九e一反三】：

12、【變式】一個初級精母細(xì)胞在減數(shù)分裂的第一次分裂時，有一對同源染色體不發(fā)生分離；所形成的次級精母細(xì)胞減數(shù)分裂的第二次分裂正常。 另一個初級精母細(xì)胞在減分裂的第一次分裂正常；減數(shù)分裂的第二次分裂時在兩個次級精母細(xì)胞中，有一個次級精母細(xì)胞的 1條染色體的姐妹染色單體沒有分開。以上兩個初級精母細(xì)胞可產(chǎn)生染色體數(shù)目不正常的配子（以下簡稱為不正常的配子）。上述兩個初級精母細(xì)胞減數(shù)分裂的最終結(jié)果應(yīng)當(dāng)是（）A.前者產(chǎn)生全部不正常的配子，后者只產(chǎn)生一半不正常的配子B.前者產(chǎn)生一半不正常的配子，后者產(chǎn)生的配子都不正常C.兩者都只產(chǎn)生一半不正常的配子 D.兩者產(chǎn)生的配子全部都不正常 【答案】A類型三：染色體組、二倍

13、體、多倍體、單倍體的概念的考查 例3、根據(jù)如圖所示的細(xì)胞圖，回答下列問題：（1）細(xì)胞中含有一個染色體組的是 圖。（2）細(xì)胞中含有兩個染色體組的是 圖。（3）細(xì)胞中含有三個染色體組的是 圖。（4）細(xì)胞中含有四個染色體組的是 圖。(1) D、G(2) C、H(3) A、B(4) E、FE圖，每種形態(tài)的染色體有四條，所以是【解析】（1）在細(xì)胞內(nèi)，形態(tài)相同的染色體有幾條，就含有幾個染色體組，如四個染色體組。（2）在細(xì)胞內(nèi)，含有同音字母有幾個，就是含有幾個染色體組，如 D圖，同音字母僅有一個，所以該圖只有一 個染色體組。由此可知：E、F圖含有四個染色體組；A B圖含有三個染色體組； C H圖含有兩個染色

14、體組；DG圖含有一個染色體組。【點評】本題考查對染色體組的概念的理解。【舉一反三】：【變式】以下是二倍體生物的細(xì)胞中含有兩個染色體組的是（）有絲分裂中期的細(xì)胞有絲分裂后期的細(xì)胞減數(shù)第一次分裂中期的細(xì)胞減數(shù)第二次分裂中期的細(xì)胞減數(shù)第一次分裂后期的細(xì)胞減數(shù)第二次分裂后期的細(xì)胞A. B. C.D.【答案】C類型三：二倍體、多倍體、單倍體的概念的考查例4、下圖是四種生物的體細(xì)胞示意圖， A 的染色體情況，那么最可能屬于多倍體的細(xì)胞是B圖中的每一個字母代表細(xì)胞的染色體上的基因,（）C、D圖代表細(xì)胞【解析】一般情況下，細(xì)胞中具有同一形態(tài)的染色體有幾條，或控制某一相對性狀的基因有幾個，則表示細(xì)胞含有幾個染色

15、體組，如圖 A B、C、D中一般可認(rèn)為分別具有 4個、1個、2個、4個染色體組。但有絲分裂過程的 前期和中期，每條染色體上含有兩條姐妹染色單體， 而每條染色單體上含有相同的基因， 則一對同源染色體則可 能具有相應(yīng)的4個基因，如圖A。故最可能屬于多倍體的細(xì)胞是圖 D所示的細(xì)胞?！军c評】考查多倍體的概念。還要結(jié)合所給圖進(jìn)行分析?！九e一反三】：【變式一】下列有關(guān)單倍體的敘述中，正確的是（）A.未經(jīng)受精的卵細(xì)胞發(fā)育成的植物，一定是單倍體B.含有兩個染色體組的生物體，一定不是單倍體C.生物的精子或卵細(xì)胞一定都是單倍體D.含有奇數(shù)染色體組的個體一定是單倍體【答案】A【解析】由配子發(fā)育成的植株一定是單倍體。細(xì)胞內(nèi)含有兩個染色體組的生物可能是單倍體，也可能是二倍體。精子或卵細(xì)胞是細(xì)胞而非個體。三倍體生物細(xì)胞中含有三個染色體組。【變式二】關(guān)于多倍體的敘述，正確的是 （）A.植物多倍體不能產(chǎn)生可育的配子B.八倍