2017-2018学年高中生物 第5章 第2节 染色体变异

1、第第2节染色体变异节染色体变异 自主学习 新知突破 1识记染色体结构变异的类型及结果。识记染色体结构变异的类型及结果。 2理解染色体组、二倍体、多倍体、单倍体的概念。理解染色体组、二倍体、多倍体、单倍体的概念。 3简述单倍体和多倍体的特点、形成原因及其在育种上简述单倍体和多倍体的特点、形成原因及其在育种上 的应用。的应用。 1染色体结构的变异染色体结构的变异 (1)概念：由概念：由_的改变而引起的变异。如猫叫综的改变而引起的变异。如猫叫综 合征，是由人的第合征，是由人的第5号染色体部分缺失引起的遗传病。号染色体部分缺失引起的遗传病。 染色体变异染色体变异 染色体结构染色体结构 (2)染色体结构

2、变异的类型：染色体结构变异的类型：连线连线 答案：答案：aCbDcAdB (3)结果：使排列在染色体上的基因的结果：使排列在染色体上的基因的_或排列顺或排列顺 序发生改变，从而导致性状的变异。序发生改变，从而导致性状的变异。 2染色体数目的变异染色体数目的变异 (1)类型：一类是细胞内个别染色体的增加或减少。另一类型：一类是细胞内个别染色体的增加或减少。另一 类是细胞内染色体数目以类是细胞内染色体数目以_的形式成倍地增加或减的形式成倍地增加或减 少。少。 (2)染色体组的概念：细胞中的一组染色体组的概念：细胞中的一组_染色体，在染色体，在 _上各不相同，携带着控制生物上各不相同，携带着控制生物

3、_的全部的全部 遗传信息。遗传信息。 数目数目 染色体组染色体组 非同源非同源 形态和功能形态和功能生长发育生长发育 思考探讨思考探讨1.基因突变和染色体结构变异都会发生缺失基因突变和染色体结构变异都会发生缺失 现象，它们有什么不同？现象，它们有什么不同？ 2在光学显微镜下，都可以观察到染色体变异、基因突在光学显微镜下，都可以观察到染色体变异、基因突 变吗？变吗？ 提示：提示：1.基因突变缺失的是碱基对，缺失后基因数量不基因突变缺失的是碱基对，缺失后基因数量不 变；染色体结构变异缺失的是染色体片段，缺失后基因数量发变；染色体结构变异缺失的是染色体片段，缺失后基因数量发 生改变。生改变。 2光学

4、显微镜下可以看到染色体变异，看不到基因突光学显微镜下可以看到染色体变异，看不到基因突 变。变。 1染色体的缺失、重复、倒位与基因突变的区别染色体的缺失、重复、倒位与基因突变的区别(如下图如下图 所示所示) 2染色体组染色体组 3.确定某生物体细胞中染色体组数目的方法确定某生物体细胞中染色体组数目的方法 (1)根据染色体形态判断：在细胞内任选一条染色体，细根据染色体形态判断：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，如下图甲有四个染色体组。体组，如下图甲有四个染色体组。 (2)根据基因型判断：在

5、细胞或生物体的基因型中，控制根据基因型判断：在细胞或生物体的基因型中，控制 同一性状的基因出现几次，则有几个染色体组，如下图乙该生同一性状的基因出现几次，则有几个染色体组，如下图乙该生 物含有四个染色体组。物含有四个染色体组。 (3)根据染色体的数目和染色体的形态数来推算。染色体根据染色体的数目和染色体的形态数来推算。染色体 组的数目染色体数组的数目染色体数/染色体形态数，如韭菜细胞共染色体形态数，如韭菜细胞共32条染色条染色 体，有体，有8种形态，可推出每种形态有种形态，可推出每种形态有4条，进而推出韭菜细胞内条，进而推出韭菜细胞内 应含应含4个染色体组，而且染色体形态数就代表着每个染色体组

6、个染色体组，而且染色体形态数就代表着每个染色体组 中染色体的条数。中染色体的条数。 1二倍体和多倍体二倍体和多倍体 二倍体、多倍体和单倍体二倍体、多倍体和单倍体 受精卵受精卵受精卵受精卵 两个两个 三个或三个以上三个或三个以上 增加增加 2.人工诱导多倍体人工诱导多倍体 (1)方法：目前最常用且最有效的方法是用秋水仙素处理方法：目前最常用且最有效的方法是用秋水仙素处理 _。 (2)原理：当秋水仙素作用于正在分裂的细胞时，能够抑原理：当秋水仙素作用于正在分裂的细胞时，能够抑 制制_，导致染色体不能移向细胞的两极，从而，导致染色体不能移向细胞的两极，从而 引起细胞内引起细胞内_加倍。加倍。 萌发的

7、种子或幼苗萌发的种子或幼苗 纺锤体的形成纺锤体的形成 染色体数目染色体数目 3单倍体单倍体 (1)概念：即体细胞中含有概念：即体细胞中含有_的个的个 体。体。 (2)特点：植株长得特点：植株长得_，而且高度，而且高度_。 (3)应用应用单倍体育种。单倍体育种。 方法过程：方法过程： 优点：优点：_。 本物种配子染色体数目本物种配子染色体数目 弱小弱小不育不育 单倍体单倍体 秋水仙素秋水仙素 染色体数目染色体数目 明显缩短育种年限明显缩短育种年限 思考探讨思考探讨3.培育三倍体无子西瓜过程中，有两次传培育三倍体无子西瓜过程中，有两次传 粉，各是为了什么？粉，各是为了什么？ 4三倍体无子西瓜，无子

8、的原因是什么？三倍体无子西瓜，无子的原因是什么？ 5秋水仙素处理萌发的种子或幼苗时，在细胞分裂什么秋水仙素处理萌发的种子或幼苗时，在细胞分裂什么 时期发挥作用？时期发挥作用？ 提示：提示：3.第一次传粉是为了杂交得到三倍体种子，第二第一次传粉是为了杂交得到三倍体种子，第二 次传粉是为了刺激子房产生生长素发育成果实。次传粉是为了刺激子房产生生长素发育成果实。 4三倍体西瓜进行减数分裂时，由于染色体联会紊乱，三倍体西瓜进行减数分裂时，由于染色体联会紊乱， 不能产生正常配子。不能产生正常配子。 5有丝分裂前期。有丝分裂前期。 单倍体育种与多倍体育种比较单倍体育种与多倍体育种比较 记知识纲要记知识纲要

9、 背关键语句背关键语句 1染色体结构变异包括缺失、重复、倒位和易位等几种染色体结构变异包括缺失、重复、倒位和易位等几种 类型。类型。 2染色体结构变异可改变染色体上的基因的数目或排列染色体结构变异可改变染色体上的基因的数目或排列 顺序，可在显微镜下观察到。顺序，可在显微镜下观察到。 3染色体组是细胞中的一组非同源染色体，在形态和功染色体组是细胞中的一组非同源染色体，在形态和功 能上各不相同，共同控制生物的生长、发育、遗传和变异。能上各不相同，共同控制生物的生长、发育、遗传和变异。 4由受精卵发育而来的个体，体细胞中含几个染色体由受精卵发育而来的个体，体细胞中含几个染色体 组，就是几倍体。组，就

10、是几倍体。 5单倍体是体细胞中含有本物种配子染色体数目的个单倍体是体细胞中含有本物种配子染色体数目的个 体，单倍体并不一定只含有一个染色体组；我们常说的二倍体体，单倍体并不一定只含有一个染色体组；我们常说的二倍体 生物的单倍体高度不育。生物的单倍体高度不育。 6单倍体育种的常用方法是花药离体培养，获得单倍体单倍体育种的常用方法是花药离体培养，获得单倍体 幼苗，再用秋水仙素处理，获得纯合子。单倍体育种能够明显幼苗，再用秋水仙素处理，获得纯合子。单倍体育种能够明显 缩短育种年限。缩短育种年限。 7秋水仙素或低温能抑制纺锤体的形成，从而导致染色秋水仙素或低温能抑制纺锤体的形成，从而导致染色 体数目加

11、倍。体数目加倍。 合作探究 课堂互动 染色体变异染色体变异 下列关于染色体变异的叙述，正确的是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，是有利变染色体增加某一片段可提高基因表达水平，是有利变 异异 B染色体缺失有利于隐性基因表达，可提高个体的生存染色体缺失有利于隐性基因表达，可提高个体的生存 能力能力 C染色体易位不改变基因数量，对个体性状不会产生影染色体易位不改变基因数量，对个体性状不会产生影 响响 D通过诱导多倍体的方法可克服远缘杂交不育，培育出通过诱导多倍体的方法可克服远缘杂交不育，培育出 作物新类型作物新类型 自主解答自主解答_ 解析：解析：染色体

12、增加某一片段不一定会提高基因的表达水染色体增加某一片段不一定会提高基因的表达水 平，且该基因的大量表达也不一定是有利的，平，且该基因的大量表达也不一定是有利的，A错误；若显性错误；若显性 基因随染色体的缺失而丢失，可有利于隐性基因表达，但隐性基因随染色体的缺失而丢失，可有利于隐性基因表达，但隐性 基因的表达不一定能提高个体的生存能力，基因的表达不一定能提高个体的生存能力，B错误；染色体易错误；染色体易 位不改变细胞内基因的数量，可能对当代生物体不产生影响，位不改变细胞内基因的数量，可能对当代生物体不产生影响， 也可能产生影响，并且染色体变异大多对生物体是不利的，也可能产生影响，并且染色体变异大

13、多对生物体是不利的，C 错误；不同物种可以通过杂交获得不育的子一代，然后经秋水错误；不同物种可以通过杂交获得不育的子一代，然后经秋水 仙素诱导可得到可育的多倍体，从而培育出生物新类型，仙素诱导可得到可育的多倍体，从而培育出生物新类型，D正正 确。确。 答案：答案：D 1对下列细胞图中有关染色体变化的描述，不正确的是对下列细胞图中有关染色体变化的描述，不正确的是( ) A图甲细胞中有图甲细胞中有3个染色体组，可能是体细胞，也可能个染色体组，可能是体细胞，也可能 是生殖细胞是生殖细胞 B图甲所示的细胞如果是体细胞，该细胞可以进行有丝图甲所示的细胞如果是体细胞，该细胞可以进行有丝 分裂分裂 C图乙所

14、示的细胞如果是二倍体生物的体细胞，则该生图乙所示的细胞如果是二倍体生物的体细胞，则该生 物含有两个染色体组物含有两个染色体组 D图乙中含有图乙中含有4个个DNA分子、分子、4个着丝点、个着丝点、4个中心粒个中心粒 解析：解析：图甲所示的细胞如果是体细胞，该细胞是三倍体图甲所示的细胞如果是体细胞，该细胞是三倍体 生物的体细胞，可以进行有丝分裂产生子细胞。图乙中含有生物的体细胞，可以进行有丝分裂产生子细胞。图乙中含有4 个个DNA分子、分子、2个着丝点、个着丝点、4个中心粒。个中心粒。 答案：答案：D 下图表示无子西瓜的培育过程：下图表示无子西瓜的培育过程： 根据图解，结合生物学知识，判断下列叙述

15、不正确的是根据图解，结合生物学知识，判断下列叙述不正确的是( ) 染色体变异在育种中的应用染色体变异在育种中的应用 A秋水仙素处理二倍体西瓜幼苗的茎尖，主要是抑制纺秋水仙素处理二倍体西瓜幼苗的茎尖，主要是抑制纺 锤体的形成锤体的形成 B四倍体植株所结的西瓜，果皮细胞内含有四倍体植株所结的西瓜，果皮细胞内含有4个染色体个染色体 组组 C无子西瓜不结种子的原因是因为没有同源染色体无子西瓜不结种子的原因是因为没有同源染色体 D培育无子西瓜通常需要年年制种，用植物组织培养技培育无子西瓜通常需要年年制种，用植物组织培养技 术可以快速进行无性繁殖术可以快速进行无性繁殖 自主解答自主解答_ 解析：解析：经秋

16、水仙素处理的是茎尖，体细胞进行的是有丝经秋水仙素处理的是茎尖，体细胞进行的是有丝 分裂，分裂，A正确；由于果皮是来自母本的体细胞，所以应该和四正确；由于果皮是来自母本的体细胞，所以应该和四 倍体母本相同，含有倍体母本相同，含有4个染色体组，个染色体组，B正确；三倍体中含有同源正确；三倍体中含有同源 染色体，但联会时紊乱而不能产生正常的配子，所以是高度不染色体，但联会时紊乱而不能产生正常的配子，所以是高度不 育的，育的，C错误；植物组织培养属于无性生殖，能够保留亲本的错误；植物组织培养属于无性生殖，能够保留亲本的 性状而且能够在短时间内获得大量的个体，性状而且能够在短时间内获得大量的个体，D正确

17、。正确。 答案：答案：C A过程过程(1)的作用原理为染色体变异的作用原理为染色体变异 B过程过程(3)必须经过受精作用必须经过受精作用 C过程过程(4)必须使用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗必须使用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗 D此育种方法选出的符合生产要求的品种占此育种方法选出的符合生产要求的品种占1/4 解析：解析：过程过程(1)表示杂交，其原理为基因重组，表示杂交，其原理为基因重组，A错误；错误； 过程过程(3)常用的方法为花药离体培养，常用的方法为花药离体培养，B错误；过程错误；过程(4)使用秋水使用秋水 仙素或低温处理幼苗，因为单倍体高度不育，不产生种子，仙素或低温处理幼苗，因为单倍

18、体高度不育，不产生种子，C 错误。错误。 答案：答案：D 关于低温诱导染色体加倍实验的叙述，正确的是关于低温诱导染色体加倍实验的叙述，正确的是( ) A原理：低温抑制染色体着丝点分裂，使子染色体不能原理：低温抑制染色体着丝点分裂，使子染色体不能 分别移向两极分别移向两极 B解离：盐酸酒精混合液和卡诺氏液都可以使洋葱根尖解离：盐酸酒精混合液和卡诺氏液都可以使洋葱根尖 解离解离 C染色：改良苯酚品红溶液和醋酸洋红溶液都可以使染染色：改良苯酚品红溶液和醋酸洋红溶液都可以使染 色体着色色体着色 D观察：显微镜下可以看到大多数细胞的染色体数目发观察：显微镜下可以看到大多数细胞的染色体数目发 生改变生改变

19、 低温诱导植物染色体数目的变化低温诱导植物染色体数目的变化 自主解答自主解答_ 解析：解析：低温诱导染色体加倍实验的实验原理是：低温处低温诱导染色体加倍实验的实验原理是：低温处 理植物分生组织细胞，能够抑制纺锤体的形成，导致染色体不理植物分生组织细胞，能够抑制纺锤体的形成，导致染色体不 分离，从而产生染色体数目加倍的细胞核，分离，从而产生染色体数目加倍的细胞核，A错误；卡诺氏液错误；卡诺氏液 能固定细胞的形态，而盐酸酒精混合液可以使洋葱根尖解离，能固定细胞的形态，而盐酸酒精混合液可以使洋葱根尖解离， B错误；洋葱根尖装片中的细胞大部分处于有丝分裂间期，因错误；洋葱根尖装片中的细胞大部分处于有丝

20、分裂间期，因 此在显微镜下能观察到染色体数目发生改变的只是少数细胞，此在显微镜下能观察到染色体数目发生改变的只是少数细胞， D错误。错误。 答案：答案：C 低温诱导植物染色体数目的变化低温诱导植物染色体数目的变化 实验原理实验原理 植物分生组织细胞植物分生组织细胞抑制纺锤体的形成抑制纺锤体的形成染色体染色体 不能被拉向两极不能被拉向两极细胞不能分裂细胞不能分裂细胞中染色体数目加细胞中染色体数目加 倍。倍。 低温处理低温处理 实验步骤实验步骤 实验结论实验结论 适当的低温可诱导细胞中的染色体加倍。适当的低温可诱导细胞中的染色体加倍。 3下列所列材料中，最适合用于下列所列材料中，最适合用于“低温诱

21、导植物染色体低温诱导植物染色体 数目的变化数目的变化”实验的是实验的是() A洋葱鳞片叶表皮细胞洋葱鳞片叶表皮细胞 B洋葱鳞片叶叶肉细胞洋葱鳞片叶叶肉细胞 C洋葱根尖分生区细胞洋葱根尖分生区细胞 D洋葱根尖成熟区细胞洋葱根尖成熟区细胞 解析：解析：要用有丝分裂旺盛的实验材料。要用有丝分裂旺盛的实验材料。 答案：答案：C 高效测评 知能提升 1下列变异中不属于染色体结构变异的是下列变异中不属于染色体结构变异的是() A同源染色体的两条非姐妹染色单体之间相互交换片段同源染色体的两条非姐妹染色单体之间相互交换片段 B非同源染色体的两条非姐妹染色单体之间相互交换片非同源染色体的两条非姐妹染色单体之间相

22、互交换片 段段 C一条染色体上的某个片段发生了位置的颠倒一条染色体上的某个片段发生了位置的颠倒 D某条染色体上的某一小片段发生了缺失某条染色体上的某一小片段发生了缺失 解析：解析：同源染色体的两条非姐妹染色单体之间相互交换同源染色体的两条非姐妹染色单体之间相互交换 片段，这属于基因重组。非同源染色体的两条非姐妹染色单体片段，这属于基因重组。非同源染色体的两条非姐妹染色单体 之间相互交换片段，这属于易位。一条染色体上的某个片段发之间相互交换片段，这属于易位。一条染色体上的某个片段发 生了位置上的颠倒，这属于倒位。某条染色体上有一个小片段生了位置上的颠倒，这属于倒位。某条染色体上有一个小片段 发生

23、了缺失，这属于缺失。发生了缺失，这属于缺失。 答案：答案：A 2如图为果蝇体细胞染色体组成示意图，以下说法正确如图为果蝇体细胞染色体组成示意图，以下说法正确 的是的是() A果蝇的一个染色体组含有的染色体是果蝇的一个染色体组含有的染色体是、 X、Y BX染色体上的基因控制的性状遗传无性别差异染色体上的基因控制的性状遗传无性别差异 C果蝇体内的细胞，除生殖细胞外都只含有两个染色体果蝇体内的细胞，除生殖细胞外都只含有两个染色体 组组 D、X(或或Y)四条染色体互相协调，共同控制四条染色体互相协调，共同控制 果蝇生长、发育、遗传和变异果蝇生长、发育、遗传和变异 解析：解析：一个染色体组是没有同源染色

24、体的，而一个染色体组是没有同源染色体的，而X与与Y为为 一对同源染色体，一对同源染色体，A错误；错误；X染色体与染色体与Y染色体具有同源区段，染色体具有同源区段， 此区段上基因控制的性状有性别差异，此区段上基因控制的性状有性别差异，B错误；果蝇体内的细错误；果蝇体内的细 胞有丝分裂后期染色体数目加倍，含有四个染色体组，胞有丝分裂后期染色体数目加倍，含有四个染色体组，C错错 误；一个染色体组中含有本物种全套的遗传信息，误；一个染色体组中含有本物种全套的遗传信息，D正确。正确。 答案：答案：D 3如图表示用纯种的高秆如图表示用纯种的高秆(D)抗锈病抗锈病(T)小麦与矮秆小麦与矮秆(d)易易 染锈病

25、染锈病(t)小麦培育矮秆抗锈病小麦新品种的方法，有关此育种小麦培育矮秆抗锈病小麦新品种的方法，有关此育种 方法的叙述错误的是方法的叙述错误的是() A过程过程可使育种所需的优良基因由亲本进入可使育种所需的优良基因由亲本进入F1 B过程过程为减数分裂为减数分裂 C过程过程是利用组织培养技术获得单倍体幼苗是利用组织培养技术获得单倍体幼苗 D过程过程必须使用生长素处理必须使用生长素处理 解析：解析：杂交的方法是利用基因重组将优良的性状集中到杂交的方法是利用基因重组将优良的性状集中到 同一个体上，同一个体上，A正确；过程正确；过程是通过减数分裂产生配子，是通过减数分裂产生配子，B正正 确；过程确；过程

26、表示的是对花药的离体培养，可以获得单倍体幼表示的是对花药的离体培养，可以获得单倍体幼 苗，苗，C正确；过程正确；过程经秋水仙素的处理后得到纯合的二倍体植经秋水仙素的处理后得到纯合的二倍体植 株，株，D错误。错误。 答案：答案：D 4如图所示，已知染色体发生了如图所示，已知染色体发生了四种变异，下列四种变异，下列 相关叙述正确的是相关叙述正确的是() A发生的变异均未产生新基因发生的变异均未产生新基因 B发生的变异依次是染色体倒位、缺失、重复与发生的变异依次是染色体倒位、缺失、重复与 基因突变基因突变 C所发生的变异均可在光学显微镜下观察到所发生的变异均可在光学显微镜下观察到 D、依次为染色体结

27、构变异中的缺失、重复、依次为染色体结构变异中的缺失、重复、 倒位，倒位，为基因突变为基因突变 解析：解析：基因突变是指因基因突变是指因DNA分子中碱基对的替换、增分子中碱基对的替换、增 添和缺失而引起的基因结构的改变，染色体结构变异是指染色添和缺失而引起的基因结构的改变，染色体结构变异是指染色 体的部分片段发生重复、缺失、倒位、易位等变化。据图可知体的部分片段发生重复、缺失、倒位、易位等变化。据图可知 、依次为染色体结构变异中的缺失、重复和倒位，依次为染色体结构变异中的缺失、重复和倒位， 为基因突变。基因突变可以产生新基因，其不能在光学显微镜为基因突变。基因突变可以产生新基因，其不能在光学显微

28、镜 下观察到。下观察到。 答案：答案：D 5除草剂敏感型的大豆经辐射获得抗性突变体，且敏感除草剂敏感型的大豆经辐射获得抗性突变体，且敏感 基因与抗性基因是基因与抗性基因是1对等位基因。下列叙述正确的是对等位基因。下列叙述正确的是() A突变体若为突变体若为1条染色体的片段缺失所致，则该抗性基条染色体的片段缺失所致，则该抗性基 因一定为隐性基因因一定为隐性基因 B突变体若为突变体若为1对同源染色体相同位置的片段缺失所对同源染色体相同位置的片段缺失所 致，则再经诱变可恢复为敏感型致，则再经诱变可恢复为敏感型 C突变体若为基因突变所致，则再经诱变不可能恢复为突变体若为基因突变所致，则再经诱变不可能恢

29、复为 敏感型敏感型 D抗性基因若为敏感基因中的单个碱基对替换所致，则抗性基因若为敏感基因中的单个碱基对替换所致，则 该抗性基因一定不能编码肽链该抗性基因一定不能编码肽链 解析：解析：突变体若为突变体若为1条染色体的片段缺失所致，缺失后条染色体的片段缺失所致，缺失后 表现为抗性突变体，则可推测出除草剂敏感型的大豆是杂合表现为抗性突变体，则可推测出除草剂敏感型的大豆是杂合 子，缺失片段中含有显性基因，缺失后即表现了隐性基因控制子，缺失片段中含有显性基因，缺失后即表现了隐性基因控制 的性状，的性状，A正确；突变体若为正确；突变体若为1对同源染色体相同位置的片段对同源染色体相同位置的片段 缺失所致，则

30、会导致控制该性状的一对基因都丢失，经诱变后缺失所致，则会导致控制该性状的一对基因都丢失，经诱变后 不可能使基因从无到有，不可能使基因从无到有，B错误；错误； 突变体若为基因突变所致，由于基因突变具有不定向性，突变体若为基因突变所致，由于基因突变具有不定向性， 所以经诱变仍可能恢复为敏感型，所以经诱变仍可能恢复为敏感型，C错误；抗性基因若为敏感错误；抗性基因若为敏感 基因中的单个碱基对替换所致，若该碱基对不在基因的前端基因中的单个碱基对替换所致，若该碱基对不在基因的前端 (对应起始密码对应起始密码)就能编码肽链，肽链的长短变化需要根据突变就能编码肽链，肽链的长短变化需要根据突变 后对应的密码子是否为终止密码子来判断，后对应的密码子是否为终止密码子来判断，D错误。错误。 答案：答案：A 6下图表示某动物细胞分裂过程中染色体变化的示意下图表示某动物细胞分裂过程中染色体变化的示意 图，请据图回答下列问题。图，请据图回答下列问题。 (1)图中，从细胞图中，从细胞到细胞到细胞是由于发生了是由于发生了_而而 形成的