第21課時染色體變異（定）

染色體變異1、可以用顯微鏡直接觀察到。2、包括染色體結構的改變和染色體數(shù)目的增減。識圖析圖缺失倒位重復易位一．染色體結構變異圖解基礎導學一、染色體變異的類型及實例

一、染色體結構變異圖解類型圖解聯(lián)會紊亂實例貓叫綜合征，即5號染色體短臂缺失缺失類型圖解聯(lián)會紊亂實例果蠅的棒眼重復類型圖解聯(lián)會紊亂實例人類9號染色體長臂倒位可以導致習慣性流產(chǎn)倒位類型圖解聯(lián)會紊亂實例人類慢性粒細胞白血病易位【點撥】（1）基因突變，名義上是基因在變，其實是基因內(nèi)部堿基在變，基因的數(shù)目和位置都未變；染色體變異，名義上是染色體在變，其實是染色體內(nèi)部基因在變，基因的數(shù)目和位置都改變。大多數(shù)是對生物體不利的，有的甚至導致生物體死亡。2通過光學顯微鏡區(qū)別：①染色體變異可借助光學顯微鏡觀察；②基因突變、基因重組用光學顯微鏡觀察不到。1．右圖示意某生物細胞減數(shù)分裂時，兩對聯(lián)會的染色體之間出現(xiàn)異常的“十字型結構”現(xiàn)象，圖中字母表示染色體上的基因。據(jù)此所作推斷中，錯誤的是A．此種異常源于染色體的結構變異B．該生物產(chǎn)生的異常配子很可能有HAa或hBbC．該生物基因型為HhAaBb，一定屬于二倍體生物D．此種異常可能會導致生物體生殖能力下降C訓練題：解析：題圖中發(fā)生了易位，屬于染色體結構變異，該生物基因型為HhAaBb，可能是二倍體生物，也可能是四倍體的單倍體。答案：C2．南通質(zhì)檢下圖是某細胞中一對同源染色體形態(tài)示意圖a—f，a＋—f＋代表基因。下列有關敘述不正確的是 A．該對染色體構成一個四分體，含4個DNA分子B．該細胞中染色體發(fā)生了結構變異C．該細胞中染色體的變化導致缺失部分基因D．該細胞可能產(chǎn)生基因組成為adc＋bef的配子解析：從圖像中可以看出bcd片段發(fā)生了位置的顛倒，為染色體結構變異中的倒位，基因的數(shù)目沒有減少。答案：C1判斷單倍體、二倍體和多倍體1單倍體：體細胞中含有___________染色體數(shù)目的個體。2二倍體：由_______發(fā)育而來，體細胞中含有兩個染色體組的個體。3多倍體：由受精卵發(fā)育而來，體細胞中含有___________以上染色體組的個體。本物種配子受精卵三個或三個細胞內(nèi)的個別染色體增加或減少細胞內(nèi)的染色體數(shù)目以染色體組的形式成倍地增加或減少二、染色體數(shù)目變異2特點1單倍體：__________，高度不育。2多倍體：莖稈粗壯，_________________較大，_________含量高。3人工誘導方法1單倍體：_________培養(yǎng)；2多倍體：秋水仙素處理____________________；______處理植物分生組織細胞。植株弱小葉片、果實、種子營養(yǎng)物質(zhì)花藥離體萌發(fā)的種子或者幼苗低溫判一判

1．染色體組

⑴一個染色體組內(nèi)沒有同源染色體，但卻含有控制生長發(fā)育的全部遺傳信息

⑵染色體組中一定沒有等位基因

⑶染色體組中染色體數(shù)就是體細胞染色體數(shù)的一半×√√提示只對二倍體生物符合?；蚪M：對于有性染色體的生物二倍體，其基因組為常染色體/2性染色體；對于無性染色體的生物，其基因組與染色體組相同。2．二倍體和多倍體

⑴體細胞中含有兩個染色體組的個體是二倍體，含有三個或三個以上染色體組的個體是多倍體

⑵常見多倍體植物有香蕉三倍體、馬鈴薯四倍體、小麥六倍體、小黑麥八倍體

⑶與二倍體植株相比，多倍體植株常常是莖稈粗壯，葉片、果實和種子都比較大，糖類與蛋白質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)含量豐富，成熟較早

√××提示也有可能是單倍體。提示發(fā)育遲緩。3．單倍體

⑴單倍體只含有一個染色體組

⑵單倍體只含有一條染色體

⑶單倍體是含有本物種配子染色體數(shù)目的個體

⑷單倍體只含有一對同源染色體

⑸未經(jīng)受精的配子發(fā)育成的個體是單倍體

⑹四倍體水稻的配子形成的子代含兩個染色體組，是二倍體

⑺三倍體水稻的花粉經(jīng)離體培養(yǎng)，可得到單倍體水稻，稻穗、米粒變小

××××√√提示三倍體水稻高度不育，不能形成正常的配子，所以無法形成單倍體?！撂嵝褑伪扼w不一定只含1個染色體組，可能含同源染色體，可能含等位基因，也可能可育并產(chǎn)生后代。三、單倍體育種和多倍體育種1．圖中①和③的操作是＿＿＿＿＿＿，其作用原理是＿＿＿＿＿＿＿。

2．圖中②過程是＿＿＿＿＿＿。

3．單倍體育種的優(yōu)點是＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

4．單倍體和四倍體的單倍體植株的特點是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。秋水仙素處理抑制花藥離體培養(yǎng)明顯縮短育種年限配子受精卵植株長的弱小且高度不育紡錘體形成四、低溫誘導植物染色體數(shù)目的變化1實驗原理用低溫處理植物分生組織細胞，如根尖分生組織細胞，能夠抑制_____________，以致影響染色體被拉向兩極，細胞不能分裂成____________，使植物細胞___________加倍。紡錘體的形成兩個子細胞染色體數(shù)目2方法步驟洋蔥根尖培養(yǎng)→取材→__________解離→漂洗→_____→制片→觀察3實驗結論適當?shù)蜏乜梢哉T導___________加倍。制作裝片染色染色體數(shù)目4個染色體8個染色體無紡綞體形成染色體復制著絲點分裂無紡綞絲牽引多倍體的形成若繼續(xù)進行正常的有絲分裂染色體加倍的組織或個體突破考點·提煉方法1．下圖a～h所示的細胞圖中，說明它們各含有幾個染色體組，其中正確的是 析圖突破概念——染色體數(shù)目變異典例引領考點一A．細胞中含有一個染色體組的是h圖

B．細胞中含有二個染色體組的是e、g圖

C．細胞中含有三個染色體組的是a、b圖

D．細胞中含有四個染色體組的是c、f圖C排雷⑴染色體組內(nèi)無同源染色體，無等位基因。

⑵二倍體生物配子中一組染色體即為一個染色體組，含全部遺傳信息，可發(fā)育成完整個體而體現(xiàn)全能性，例如雄蜂。

⑶關于單倍體和多倍體的可育性，主要看其染色體組的組成的個體如染色體組成為A、AAA不可育，具偶數(shù)個染色體組的個體不一定可育。

⑷染色體組數(shù)與細胞分裂中染色體數(shù)變化保持一致；染色體數(shù)：N→2N→4N，則染色體組數(shù)分別為1→2→4個。

提醒①二倍體生物染色體數(shù)和染色體組數(shù)最多的為有絲分裂后期，分別為4N和4個；②有2個染色體組的細胞不一定含同源染色體，如減數(shù)第二次分裂后期?？键c剖析1．染色體組概念的理解

⑴不含同源染色體，沒有等位基因。

⑵染色體形態(tài)、大小和功能各不相同。

⑶含有控制一種生物性狀的一整套基因，但不能重復。2．染色體組數(shù)量的判斷方法

⑴據(jù)染色體形態(tài)判斷

細胞內(nèi)形態(tài)相同的染色體有幾條，則含有幾個染色體組。如下圖所示的細胞中,形態(tài)相同的染色體a中有3條、b中有2條、c中各不相同，則可判定它們分別含3個、2個、1個染色體組。（2）據(jù)基因型判斷

控制同一性狀的基因出現(xiàn)幾次，就含幾個染色體組——每個染色體組內(nèi)不含等位基因或相同基因，如圖所示：d～g中依次含4、2、3、1個染色體組（3）據(jù)染色體數(shù)/形態(tài)數(shù)的比值判斷

染色體數(shù)/形態(tài)數(shù)的比值意味著每種形態(tài)染色體數(shù)目的多少，每種形態(tài)染色體有幾條，即含幾個染色體組。如果蠅該比值為8條/4種形態(tài)＝2，則果蠅含2個染色體組。1．將某馬鈴薯品種的花藥進行離體培養(yǎng)獲得幼苗，在幼苗細胞中發(fā)現(xiàn)了12對染色體，此幼苗個體屬于幾倍體，馬鈴薯的體細胞含染色體數(shù)是多少

A．單倍體，48 B．二倍體，24

C．四倍體，48 D．四倍體，24對位訓練答案A

2．2011·海南卷，19關于植物染色體變異的敘述，正確的是

A．染色體組整倍性變化必然導致基因種類的增加

B．染色體組非整倍性變化必然導致新基因的產(chǎn)生

C．染色體片段的缺失和重復必然導致基因種類的變化

D．染色體片段的倒位和易位必然導致基因排列順序的變化列表比較法——基因突變、基因重組和染色體變異的比較典例引領考點二D

排雷變異類型基因突變交叉互換(基因重組)染色體變異(易位)結果產(chǎn)生新基因、新基因型只產(chǎn)生新的基因型基因排序改變等位基因分離時期減Ⅰ后期和減Ⅱ后期減Ⅰ后期和減Ⅱ后期減Ⅰ后期產(chǎn)生配子AB、aB、ab三種AB、ab、Ab、aB四種AB、CB、ab三種考點剖析比較項目基因突變基因重組染色體變異變異的本質(zhì)基因的分子結構發(fā)生改變原有基因的重新組合染色體結構或數(shù)目發(fā)生改變發(fā)生時間主要有絲分裂間期和減數(shù)第一次分裂間期減數(shù)第一次分裂前期和后期細胞分裂各個時期適用范圍生物種類所有生物均可發(fā)生自然狀態(tài)下，真核生物真核生物細胞增殖過程均可發(fā)生生殖類型無性生殖、有性生殖有性生殖無性生殖、有性生殖產(chǎn)生結果產(chǎn)生新的基因、新的基因型產(chǎn)生新基因型，不產(chǎn)生新基因不產(chǎn)生新基因，基因數(shù)目或順序發(fā)生變化鑒定方法光鏡下均無法檢出，可根據(jù)是否有新性狀或新性狀組合確定光鏡下可檢出應用誘變育種雜交育種單倍體、多倍體育種聯(lián)系①三者均屬于可遺傳的變異，都為生物的進化提供了原材料；②基因突變產(chǎn)生新的基因，是生物變異的根本來源；③基因突變是基因重組的基礎；④基因重組是形成生物多樣性的重要原因之一（1）基因突變和基因重組的判斷：根據(jù)變異個體數(shù)量確定是否發(fā)生基因突變，如一群棕猴中出現(xiàn)一只白猴，一片紅花植株中偶爾出現(xiàn)一株白花，即可確定是由基因突變造成的；若出現(xiàn)一定比例白猴或白花，則由于等位基因分離，配子經(jīng)受精作用隨機結合產(chǎn)生的，但該過程不叫基因重組。

（2）基因突變和染色體結構變異的判斷：染色體結構變異使排列在染色體上的“基因的數(shù)目或排列順序”發(fā)生改變，從而導致性狀的變異?；蛲蛔兪恰盎蚪Y構”的改變，包括DNA分子中堿基對的替換、增添和缺失?；蛲蛔儗е隆靶禄颉钡漠a(chǎn)生，染色體結構變異未形成新的基因。如圖所示：提醒：題型全突破6考法2生物變異與遺傳的綜合考查繼續(xù)學習生物專題十五染色體變異與育種考法綜述該考法的綜合性較強,常結合細胞分裂、DNA復制、遺傳的基本規(guī)律考查染色體變異的類型及其判斷等相關知識,題目主要是非選擇題,往往有較高的難度?？挤ㄖ笇?三種可遺傳變異的辨析比較項目基因突變基因重組(基因工程等除外)染色體變異變異的本質(zhì)基因的分子結構發(fā)生改變原有基因的重新組合染色體結構或數(shù)目發(fā)生改變發(fā)生時間主要是有絲分裂間期和減數(shù)第一次分裂前的間期減數(shù)第一次分裂前期和后期細胞分裂間期或分裂期

適用范圍生物種類所有生物均可發(fā)生自然狀態(tài)下,真核生物真核生物生殖類型無性生殖、有性生殖有性生殖無性生殖、有性生殖題型全突破7考法2生物變異與遺傳的綜合考查繼續(xù)學習生物專題十五染色體變異與育種比較項目基因突變基因重組(基因工程等除外)染色體變異產(chǎn)生結果產(chǎn)生新基因但基因數(shù)目未變產(chǎn)生新基因型,沒有產(chǎn)生新基因沒有產(chǎn)生新基因,基因數(shù)目或順序發(fā)生變化意義生物變異的根本來源,提供生物進化的原始材料形成生物多樣性的重要原因,對生物進化有重要意義對生物進化有一定意義應用誘變育種雜交育種單倍體、多倍體育種實例青霉素高產(chǎn)菌株的培育豌豆、小麥的雜交三倍體無子西瓜、八倍體小黑麥相同點基因變突、基因重組、染色體變異都會引起遺傳物質(zhì)的改變,都是可遺傳變異,但不一定遺傳給后代題型全突破8考法2生物變異與遺傳的綜合考查繼續(xù)學習2生物變異類型的推斷方法1生物類型推斷法2細胞分裂方式推斷法生物類型病毒基因突變真核生物基因突變、基因重組和染色體變異原核生物基因突變細

胞

分

裂

方

式二分裂基因突變無絲分裂基因突變、染色體變異有絲分裂基因突變、染色體變異減數(shù)分裂基因突變、基因重組和染色體變異題型全突破9考法2生物變異與遺傳的綜合考查繼續(xù)學習生物專題十五染色體變異與育種3顯微鏡輔助推斷法4變異水平推斷法（3）辨析染色體變異方式圖a為三體個別染色體增加；圖c為三倍體染色體組成倍增加；圖b和圖f皆為染色體結構變異中的重復；圖d和圖e皆為染色體結構變異中的缺失。2．如圖表示某生物細胞中兩條染色體及其上的部分基因，下列選項的結果中，不屬于染色體變異引起的是對位訓練答案C

。3、生物的某些變異可通過細胞分裂某一時期染色體的行為來識別。甲、乙、丙、丁模式圖表示細胞分裂過程中出現(xiàn)的“環(huán)形圈”“十字形結構”現(xiàn)象以及某時期呈現(xiàn)的狀態(tài),圖中字母表示染色體上的基因。下列有關敘述正確的是A甲和丙屬于染色體結構變異,乙和丁屬于基因重組B甲圖是由個別堿基對的增添或缺失造成的,導致染色體上基因數(shù)目發(fā)生改變C乙圖是四分體時期同源染色體非姐妹染色單體之間發(fā)生交叉互換的結果D甲、乙、丙、丁四圖均發(fā)生在減數(shù)分裂過程中D3．有關“低溫誘導大蒜根尖細胞染色體加倍”的實驗，正確的敘述是

A．可能出現(xiàn)三倍體細胞，主要是二倍體和四倍體細胞

B．多倍體細胞形成的比例可達到100%

C．多倍體細胞形成過程中無完整的細胞周期，且間期細胞最多

D．多倍體形成過程增加了非同源染色體重組的機會

E．在高倍顯微鏡下可以觀察到細胞從二倍體變?yōu)樗谋扼w的過程

F．在誘導染色體數(shù)目變化方面，低溫與秋水仙素誘導的原理相似實驗技能提升——低溫誘導植物染色體數(shù)目的變化典例引領考點三CF

注意：實驗中各步驟的時間控制和根尖長度

⑴誘導培養(yǎng)時間36h，卡諾氏液固定05～1h。

⑵解離時間：3～5min，不宜過長也不宜過短。過長，根尖過于酥軟，無法撈起，導致以后的制片工作無法進行；過短，組織中的細胞沒有相互分離開來，給下一步的染色和制片工作造成困難。

⑶漂洗時間：10min，不宜過短，否則解離液未洗去，染色困難。⑷染色時間：3～5min，不宜過長也不宜過短。時間過長，染色過度，導致觀察到的細胞一片顏色與染色液相同，分不清哪是染色體質(zhì)，無法觀察；時間過短，染色體質(zhì)著色淺，也不易區(qū)分染色體質(zhì)與其他結構，無法觀察。

⑸培養(yǎng)根長到1cm有絲分裂長到5cm，剪取長度05～

1cm有絲分裂2～3mm。1．原理、步驟和現(xiàn)象考點剖析2．注意問題

⑴選材

①選用的實驗材料既要容易獲得，又要便于觀察；②常用的觀察材料有蠶豆染色體較洋蔥少故首選、洋蔥、大蒜等。

⑵試劑及用途：①卡諾氏液：固定細胞形態(tài)；②改良苯酚品紅染液：使染色體著色；③解離液[質(zhì)量分數(shù)為15%的鹽酸和體積分數(shù)為95%的酒精混合液1∶1]：使組織中的細胞相互分離開。

⑶根尖培養(yǎng)

①培養(yǎng)不定根：要使材料濕潤以利生根；②低溫誘導：應設常溫、低溫4℃、0℃三種，以作對照，否則實驗設計不嚴密。⑷固定：用卡諾氏固定液無水酒精3份∶冰醋酸1份或無水乙醇6份∶氯仿3份∶冰醋酸1份是為了殺死固定細胞，使其停留在一定的分裂時期以利于觀察。

⑸制作裝片：按有絲分裂過程進行。沖洗載玻片時水的流速要盡量慢一些，忌直接用水龍頭沖洗，防止細胞被水流沖走。

⑹觀察：換用高倍鏡觀察材料時，只能用細準焦螺旋進行調(diào)焦，切不可動粗準焦螺旋。3．福建卷，3下列關于低溫誘導染色體加倍實驗的敘述，正確的是 A．原理：低溫抑制染色體著絲點分裂，使子染色體不能分別移向兩極

B．解離：鹽酸酒精混合液和卡諾氏液都可以使洋蔥根尖解離

C．染色：改良苯酚品紅溶液和醋酸洋紅溶液都可以使染色體著色

D．觀察：顯微鏡下可以看到大多數(shù)細胞的染色體數(shù)目發(fā)生改變對位訓練C秋水仙素三倍體二倍體四倍體（♀）二倍體（♂）第二年

無子西瓜方法體驗三倍體無子西瓜的培育方法2．無子西瓜培育過程中果實各部分染色體分析

果實類型比較項目第一年所結果實第二年所結果實果實位置四倍體植株上三倍體植株上果皮染色體組數(shù)43種皮染色體組數(shù)43種子中染色體組數(shù)3無3無子西瓜和無子番茄辨析所用試劑比較項目無子西瓜無子番茄培育原理染色體變異生長素促進果實發(fā)育無子原因三倍體植物在減數(shù)分裂中同源染色體聯(lián)會紊亂，不能形成正常的配子而無子未授粉，胚珠內(nèi)的卵細胞沒有經(jīng)過受精，所以果實中沒有形成種子無子性狀能否遺傳能，結無子西瓜植株經(jīng)植物組織培養(yǎng)后，所結西瓜仍是無子不能，結無子番茄的植株經(jīng)植物組織培養(yǎng)后，所結番茄有子所用試劑秋水仙素生長素典例已知西瓜的染色體數(shù)目2n＝22，請根據(jù)下面的西瓜育種流程回答有關問題：⑴圖中①③過程所用的試劑分別是＿＿＿＿和＿＿＿＿。

⑵培育無子西瓜A的育種方法稱為＿＿＿＿＿。

⑶④過程中形成單倍體植株所采用的方法是＿＿＿＿＿。該過程利用了植物細胞的＿＿性。

⑷為確認某植株是否為單倍體，應在顯微鏡下觀察根尖分生區(qū)細胞的染色體，觀察的最佳時期為＿＿＿＿＿＿＿＿。秋水仙素生長素多倍體育種花藥離體培養(yǎng)全能有絲分裂中期解析單倍體育種基本流程：植株雜交―→花藥離體培養(yǎng)―→單倍體植株―→秋水仙素加倍―→篩選獲得純合子。典例下圖中①和②表示發(fā)生在常染色體上的變異。①和②所表示的變異類型分別屬于

A．重組和易位 B．易位和易位

C．易位和重組 D．重組和重組易錯警示混淆基因重組中交叉互換和染色體易位A

八倍體小黑麥由小麥屬和黑麥屬物種經(jīng)屬間有性雜交和雜種染色體數(shù)加倍而人工結合成的新物種。小麥屬有二倍體的一粒小麥（染色體組為AA）、四倍體的圓錐小麥染色體組為AABB和六倍體的普通小麥染色體組為AABBDD3個不同的物種。因此，小麥與二倍體黑麥染色體組為RR綜合而成的小黑麥也有四倍體AARR、六倍體AABBRR和八倍體AABBDDRR3個類型。普通小麥是異源六倍體（AABBDD），其配子中有三個染色體組（ABD），共21個染色體；二倍體黑麥（RR），配子中有一個染色體組（R），7個染色體。普通小麥與黑麥雜交后，子代含四個染色體組（ABDR），由于是異源的，聯(lián)會紊亂，是高度不育的。若子代染色體加倍為異源八倍體（AABBDDRR），就能形成正常的雌雄配子，具有可育性了。拓展：普通小麥的形成過程1414一粒小麥山羊草14另一種山羊草7777雜交種不育配子配子147147配子配子雜交種不育281442加倍異源多倍體二粒小麥141428加倍異源多倍體普通小麥拓展：檢測落實·體驗成功1在細胞分裂過程中出現(xiàn)了甲、乙2種變異，甲圖中英文字母表示染色體片段。下列有關敘述正確的是題組一基因重組①甲圖中發(fā)生了染色體結構變異，增加了生物變異的多樣性②乙圖中出現(xiàn)的這種變異屬于染色體變異③甲、乙兩圖中的變化只會出現(xiàn)在有絲分裂中④甲、乙兩圖中的變異類型都可以用顯微鏡觀察檢驗A．①②③ B．②③④C．①②④ D．①③④答案C解析由甲圖染色體上的基因排序變化可知，染色體發(fā)生了結構變異，該變異既可以發(fā)生在減數(shù)分裂過程，也可以在有絲分裂過程中。乙圖是發(fā)生在有絲分裂后期，染色體沒有平均分配而導致的染色體數(shù)目變異。染色體結構變異和數(shù)目變異均可在顯微鏡下直接觀察到。2．家蠶的性別決定為W型。用射線處理使第2染色體上的含顯性斑紋基因PB的區(qū)段易位到W染色體上，再將雌蠶與白體雄蠶交配，其后代凡是雌蠶都有斑紋，凡是雄蠶都無斑紋，這樣有利于“去雌留雄”，提高蠶絲產(chǎn)量。該育種方法依據(jù)的原理是

A．基因突變 B．基因重組

C．染色體結構的變異 D．染色體數(shù)目的變異答案C解析根據(jù)題意可知，用射線處理后，家蠶第2染色體上的含顯性斑紋基因PB的區(qū)段易位到W染色體上，即將染色體的某一片段移接到另一條非同源染色體上，這種變異屬于染色體結構的變異。3．2010·江蘇卷，10為解決二倍體普通牡蠣在夏季因產(chǎn)卵而出現(xiàn)肉質(zhì)下降的問題，人們培育出三倍體牡蠣。利用普通牡蠣培育三倍體牡蠣合理的方法是

A．利用水壓抑制受精卵的第一次卵裂，然后培育形成新個體

B．用被γ射線破壞了細胞核的精子刺激卵細胞，然后培育形成新個體

C．將早期胚胎細胞的細胞核植入去核卵細胞中，然后培育形成新個體

D．用化學試劑阻止受精后的次級卵母細胞釋放極體，然后培育形成新個體題組二核心概念二倍體、單倍體、多倍體的答案D

解析水壓抑制受精卵第一次卵裂，使細胞染色體數(shù)目加倍，發(fā)育成的個體為四倍體，不能形成三倍體；射線破壞精子細胞核，刺激卵細胞發(fā)育為新個體，為單倍體；早期胚胎細胞核移植入去核卵細胞中是克隆動物的培育過程，其結果形成的個體是二倍體；極體是單倍的，受精卵是二倍的，二倍的受精卵加上單倍的極體的遺傳物質(zhì)，發(fā)育成的個體恰好為三倍體。4．下列均屬于單倍體