第5章 第3节染色体变异 晨背关键语句 理解教材新知 把握热点考向 应用创新演练 知识点一 知识点二 知识点三 考向一 考向二 考向三 考向四 1 染色体结构变异主要有重复 缺失 倒位和易位四种类型 2 染色体组是指细胞中在形态和功能上各不相同 但是携带着控制这种生物生长发育 遗传和变异的全部遗传信息的一组非同源染色体 3 由受精卵发育而来 体细胞中含有两个染色体组的个体叫做二倍体 体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体叫做多倍体 4 单倍体是指体细胞中具有本物种配子染色体数目的个体 主要有单元单倍体和多元单倍体两种类型 5 单倍体育种常用的方法是花药离体培养技术 其优点是能够明显缩短育种年限 6 细胞内个别染色体的增加或减少的变异称为非整倍性变异 自读教材 夯基础 1 染色体变异和基因突变的区别 1 基因突变是染色体上的基因的改变 是水平的变异 染色体变异是染色体和染色体引起的变异 2 光学显微镜下可以观察到的是 某一个位点上 分子 数目的增减 染色体变异 结构的改变 2 染色体结构的变异 1 概念 较大范围的结构改变 叫染色体结构变异 2 类型 缺失 易位 其中阻碍基因交换的是 造成染色体间基因重排的是 3 遗传效应 染色体结构的改变 会使排列在染色体上的基因的和发生改变 而导致的变异 大多数染色体结构变异对生物是的 染色体 重复 倒位 倒位 易位 数目 排列顺序 性状 不利 跟随名师 解疑难 染色体结构变异的类型及遗传效应 关键一点 染色体结构变异是以染色体片段为整体而发生的改变 其基因内部结构并未改变 染色体结构变异涉及多个基因 对生物性状影响较大 有时甚至是致死的 而基因突变一般不会致死 易位发生在非同源染色体之间 而交叉互换发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间 1 猫叫综合征 是人类的第5号染色体部分缺失引起的 这种变异类型是 A 基因突变B 基因重组C 常染色体数目变异D 常染色体结构变异 解析 染色体发生的结构变异主要有4种 染色体某一片段的缺失 染色体增加了某一片段 染色体某一片段的位置颠倒 染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上 题中第5号染色体部分缺失 应属于染色体结构变异的一种 答案 D 2 由于某种原因 某生物体内某条染色体上多了几个基因 这种遗传物质的变化属于 A 基因内部结构的改变B 染色体数目变异C 染色体结构变异D 染色单体的交叉互换解析 染色体上多了几个基因 是染色体自身结构的改变 而染色体数目没有变化 答案 C 自读教材 夯基础 1 类型染色体数目变异可分为变异和变异 2 染色体组 1 概念 细胞中在和上各不相同 但是携带着控制这种生物生长发育 遗传和变异的一组染色体 整倍性 非整倍性 形态 功能 全部信息 非同源 2 举例 右图中的雄果蝇体细胞染色体中就代表一个染色体组 与其中的染色体相同 X 或Y 精子 3 整倍性变异 1 含义 细胞内的染色体数目以为单位成倍增加或减少 2 二倍体和多倍体 二倍体 由发育而来 体细胞中含有的个体 包括几乎全部的和过半数的 染色体组 受精卵 两个 染色体组 动物 植物 多倍体 受精卵 茎秆 糖类与蛋白质 三个 或三个以上 延迟 低 人工诱导多倍体 a 原理 细胞核中染色体而细胞分裂受阻 正常分裂 二倍体 有丝分裂 c 方法 低温处理法 d 应用 多倍体育种 如的培育 温度激变法 化学诱变法 无子西瓜 3 单倍体 概念 体细胞中含有本物种染色体数目的个体 类型 和 特点 与正常植株相比 植株长得 且 配子 单元单倍体 多元单倍体 弱小 高度不育 未受精卵 花药离体 孤雌 实践应用 利用培育新品种 单倍体植株 染色体 单倍体植株 b 优点 能 明显缩短育种年限 4 非整倍体变异 1 含义 在染色体的基础上增加或减少了一条或几条染色体 2 结果 引起生物改变 甚至导致生物体死亡 3 应用 工程 正常数目 性状 染色体 跟随名师 解疑难 1 染色体组的理解和染色体组数的确认 1 对染色体组的理解 从本质上看 组成一个染色体组的所有染色体 互为非同源染色体 在一个染色体组中无同源染色体存在 从形式上看 一个染色体组中的所有染色体的形态 大小各不相同 可以依此判断给出的染色体是否为一个染色体组 从功能上看 一个染色体组携带着一种生物生长发育的全部遗传信息 从物种类型看 每种生物一个染色体组的染色体数目 大小 形态都是一定的 不同种生物染色体组不同 2 确定生物体细胞中染色体组数目的方法 据形态判断 在细胞内任选一条染色体 细胞内与该染色体形态相同的染色体共有几条 则含有几个染色体组 如图甲中与1号 或2号 相同的染色体有4条 此细胞有四个染色体组 据基因型判断 在细胞或生物体的基因型中 控制同一性状的基因 读音相同的大小写字母 出现几次 则有几个染色体组 如图乙中 若细胞的基因型为AaaaBBbb 任一种基因如A a 各有四个 则该生物含有四个染色体组 根据染色体的数目和染色体的形态数来推算 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个 2 单倍体 二倍体和多倍体的判定和应用 1 生物体倍性判定 2 三倍体无子西瓜培育过程中的几个问题 关于两次传粉 第一次传粉是为了杂交得到三倍体种子 第二次传粉是为了提供生长素刺激子房发育成果实 用秋水仙素处理二倍体西瓜幼苗成为四倍体 是因为幼苗具有分生能力 秋水仙素处理后 新产生的茎 叶 花染色体数目加倍 而未处理的地下部分根仍为二倍体 四倍体植株上结的西瓜 种皮和瓜瓤为四个染色体组 而种子 胚 为三个染色体组 三倍体西瓜进行减数分裂时 由于联会紊乱 不能产生正常配子 获取三倍体种子是在第一年四倍体植株上 获取三倍体无子果实则是在第二年的三倍体植株上 3 多倍体育种和单倍体育种的比较 关键一点 判定生物是单倍体 二倍体 多倍体的关键是它的发育起点 如果发育起点是配子 不论其体细胞中含有几个染色体组 都叫单倍体 若发育起点是受精卵 其体细胞有几个染色体组 就叫几倍体 用秋水仙素处理植株使植株染色体数目加倍 若操作处理对象是单倍体植株 叫单倍体育种 若操作处理对象为正常植株 叫多倍体育种 不要认为 染色体数目加倍 就是多倍体育种 另外 诱导染色体数目加倍的方法不仅有秋水仙素等化学方法 还可以用低温等物理方法处理 通常单倍体育种对象为二倍体 其产生的单倍体中只有一个染色体组 诱导加倍后得到的是纯合子 若操作对象为四倍体 最终得到的个体不一定是纯合子 3 一个染色体组应是 A 配子中的全部染色体B 二倍体生物配子中的全部染色体C 体细胞中的一半染色体D 来自父方或母方的全部染色体 解析 染色体组是二倍体生物在生殖细胞中形态和功能各不相同的一组染色体 如果研究对象是多倍体 则A C D各项的细胞中可能含有两个或两个以上的染色体组 答案 B 4 下图的四个细胞中 含两个染色体组的细胞是 解析 染色体组是指一套形态 大小各不相同的 具有控制生物生长发育全部遗传信息的一组染色体 根据此概念的内涵与外延得知 A含有三个染色体组 B为单倍体 含有一个染色体组 C含有两个染色体组 D含有四个染色体组 答案 C 自读教材 夯基础 1 作出假设低温能引起变异 2 设计实验 1 选择细胞的实验材料 分成不同的组 2 实验组进行处理 对照组放在室温下 一定时间后 观察不同组细胞中变化情况 分裂旺盛 低温 染色体数目 染色体数目 跟随名师 解疑难 1 实验原理低温处理植物分生组织细胞 能够抑制纺锤体的形成 以致影响染色体被拉向两极 一个细胞也不能分裂成两个子细胞 结果植物细胞染色体数目发生变化 2 以洋葱根尖为实验材料设计的具体实验步骤 3 上述实验中几种溶液的作用 1 卡诺氏液 固定细胞的形态 2 95 的酒精 洗去附着在根尖表面的卡诺氏液 5 下列有关 低温对植物染色体数目变异的影响 实验的叙述 正确的是 A 低温诱导能抑制分裂时纺锤体的形成B 改良苯酚品红液的作用是固定和染色C 固定和解离后的漂洗液都是95 酒精D 该实验的目的是了解纺锤体的结构 解析 实验的目的是认识低温诱导染色体数目的变化 而不是了解纺锤体的结构 固定细胞用的是卡诺氏溶液 染色用的是改良苯酚品红液 漂洗液是95 酒精 答案 A 例1 某些类型的染色体结构和数目的变异 可通过对细胞有丝分裂中期或减数第一次分裂时期的观察来识别 下图a b c d为某些生物减数第一次分裂时期染色体变异的模式图 它们依次属于 A 三倍体 染色体片段增加 非整倍性变异 染色体片段缺失B 三倍体 染色体片段缺失 非整倍性变异 染色体片段增加C 非整倍性变异 染色体片段增加 三倍体 染色体片段缺失D 染色体片段缺失 非整倍性变异 染色体片段增加 三倍体 解析 本题考查染色体变异类型的判断 染色体变异分为染色体结构变异和染色体数目变异 染色体结构变异的判断要从同源染色体的比较入手 染色体数目变异的判断要分析细胞内全部染色体 图a为两个染色体组组成的个体 其中一对同源染色体由2条变为3条 应为个别染色体数目增加 图b中上链多一个基因4 属于结构变异中的片段增加 图c中 同形染色体都是由3条组成 此个体由三个染色体组组成 为三倍体 图d中下链只有1 2 5三个基因 而缺失了3 4两个基因 答案 C 1 已知某物种的一条染色体上依次排列着A B C D E五个基因 下图列出的若干种变化中 未发生染色体结构变化的是 解析 对比正常染色体 A中缺少了D E2个基因 B中增加了F C中D E位置颠倒 增加了F D中仍然是5个基因按正常顺序排列 只不过以等位基因形式出现 未发生染色体结构变化 答案 D 例2 分析下图中各细胞内染色体组成情况 并完成相关问题 1 一般情况下 一定属于单倍体生物体细胞染色体组成的图是 2 由C细胞组成的生物体可育吗 如何处理才能产生有性生殖的后代 3 对于有性生殖的生物而言 在何种情况下 由B细胞组成的生物体是二倍体 在什么情况下 由B细胞组成的生物体是单倍体 4 假若A细胞组成的生物体是单倍体 则其正常物种体细胞内含 个染色体组 解析 解答本题首先要明确染色体组的概念 然后分析每个细胞中染色体组的数目 图示中A细胞含四个染色体组 B细胞有两个染色体组 C中有三个染色体组 D细胞中只有一个染色体组 1 D细胞中只有一个染色体组 一定是由配子发育而来的 是单倍体 2 C细胞中含有三个染色体组 减数分裂时 染色体不能两两配对 联会紊乱 不能产生正常配子 所以不育 要使其可育 应将染色体加倍 3 由受精卵发育而来 体细胞中含有两个染色体组的个体即为二倍体 如果由配子发育而来 不论含有几个染色体组 均为单倍体 4 单倍体中染色体组数是正常染色体组数的一半 答案 1 D 2 不可育用秋水仙素处理其幼苗 诱导使之发生染色体数目加倍 3 该个体由受精卵发育而来由未受精的有性生殖细胞直接发育而来 4 8 判断所给个体是几倍体时 首先看个体来源 如果由受精卵发育而来 细胞内有几个染色体组就是几倍体 如果是由配子发育而来 不论细胞中有几个染色体组 都是单倍体 例3 2010 江苏高考 为解决二倍体普通牡蛎在夏季因产卵而出现肉质下降的问题 人们培育出三倍体牡蛎 利用普通牡蛎培育三倍体牡蛎合理的方法是 A 利用水压抑制受精卵的第一次卵裂 然后培育形成新个体B 用被 射线破坏了细胞核的精子刺激卵细胞 然后培育形成新个体C 将早期胚胎细胞的细胞核植入去核卵细胞中 然后培育形成新个体D 用化学试剂阻止受精后的次级卵母细胞释放极体 然后培育形成新个体 解析 本题考查多倍体育种方法操作 抑制第一次卵裂导致染色体加倍 培育而成的个体为四倍体 A项错误 用 射线破坏了细胞核的精子刺激卵细胞 然后形成的新个体为单倍体 B项错误 C项利用移植方法获得的个体为二倍体 C项错误 极体中含有一个染色体组 受精卵含有两个染色体组 含有极体的受精卵中含有三个染色体组 发育而成的个体为三倍体 D项正确 答案 D 2 在生产实践中 欲想获得无子果实常采用的方法有 人工诱导