人教版必修二染色体变异 学案.docx
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人教版必修二染色体变异学案
1．染色体结构的变异
（1）类型
缺失：
染色体中而引起的变异。
增添：
染色体中而引起的变异。
易位：
染色体的某一片段移接到上引起的变异。
倒位：
染色体中某一片段引起的变异。
（2）结果：
使排列在染色体上的基因的或发生改变，从而
引起性状的变异。
（往往是不利的，有的甚至有致死效应）
（3）实例：
猫叫综合征，人的第5号染色体部分缺失引起的遗传病。
2．染色体数目的变异
（1）个别染色体增减：
如21三体综合征。
形成原因：
①减Ⅰ分裂后期，个别没有分开。
②减Ⅱ分裂后期，个别没有分开。
（2）染色体组成倍增减
染色体组：
细胞中的一组，在形态和功能上各不相同，携带着控制生物生长发育的全部遗传信息。
3．二倍体和多倍体
（1）二倍体：
由发育而来，内含有两个染色体组的个体。
（2）多倍体：
由__________发育而来，________中含有__________的个体。
体细胞中含有三个染色体组的个体叫做___________。
体细胞中含有四个染色体组的个体叫做___________。
4．单倍体
不受精的配子是可以发育成一个完整个体的，这种由配子不经受精直接发育成的个体，体细胞内含有___________________________的个体，称为单倍体。
单倍体植株与正常植株相比，长的弱小。
5．低温诱导植物染色体数目的变化实验
（1）实验原理：
进行正常有丝分裂的植物分生组织细胞，在期，染色体的着丝点分裂，子染色体在的作用下分别移向两极，最终被到两个子细胞中去。
用低温处理植物组织细胞，能够抑制的形成，以致影响染色体被拉向两极，细胞也不能分裂成两个子细胞，于是，植物细胞发生变化。
（2）实验步骤：
①培养洋葱且用诱导培养；
②剪取根尖固定、解离；
③；
④观察。
1．
（1）
某一片段缺失
某一片段增加
另一条非同源染色体
发生颠倒
（2）数目排列顺序
2．
（1）①同源染色体
非同源染色体
（2）非同源染色体
3．
（1）受精卵体细胞
（2）受精卵体细胞三个或三个以上的染色体组三倍体四倍体
4．本物种配子染色体数目
5．
（1）
有丝分裂后纺缍丝平均分配
纺缍体染色体数目
（2）①低温③制作装片
一、单倍体育种
（1）形成原因：
由生殖细胞不经过受精作用直接发育而成。
例如，蜜蜂中的雄蜂是单倍体动物，玉米的花粉粒直接发育成的植株是单倍体植物。
（2）特点：
生长发育弱，高度不孕。
（3）方法：
花药离体培养法。
（4）意义：
大大缩短育种年限，培育得到的植株不仅能够正常生殖，而且每对染色体上的成对的基因都是纯合的，自交产生的后代不会发生性状分离。
1．下列有关单倍体育种的叙述，正确的是
A．单倍体育种的遗传学原理是基因重组
B．单倍体育种常用一定浓度的秋水仙素处理萌芽的种子
C．单倍体育种的优势之一在于明显缩短育种年限
D．单倍体育种得到的植株属于单倍体
【参考答案】C
【试题解析】单倍体育种的主要遗传学原理是染色体数目变异，A错误；由于单倍体植株高度不育，不能形成种子，所以单倍体育种常用一定浓度的秋水仙素处理幼苗，B错误；单倍体育种可形成纯合的二倍体，可明显缩短育种年限，C正确；单倍体育种得到的植株一定不属于单倍体，一般是纯合的二倍体，D错误。
二、多倍体育种
（1）成因：
细胞有丝分裂过程中，在染色体已经复制后，由于外界条件的剧变，使细胞分裂停止，细胞内的染色体数目成倍增加。
（2）特点：
营养物质的含量高，但发育延迟，结实率低。
（3）人工诱导多倍体在育种上的应用：
常用方法——用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗；秋水仙素的作用——抑制纺锤体的形成。
（4）实例：
三倍体无子西瓜，用秋水仙素处理二倍体西瓜幼苗得到四倍体西瓜，用二倍体西瓜与四倍体西瓜杂交，得到三倍体的西瓜种子，三倍体西瓜联会紊乱，不能产生正常的配子。
2．如图是三倍体西瓜育种原理的流程图，请据图回答问题。
（1）秋水仙素可诱导多倍体的产生，其作用为________。
（2）育种过程中，三倍体无子西瓜偶尔有少量种子。
请从染色体组的角度解释，其原因是________________________________________________________________________________。
（3）三倍体无子西瓜的性状________（填“能”或“否”）遗传，请设计一个简单的实验验证你的结论并做出实验结果的预期。
设计方案：
将三倍体无子西瓜果皮的任意一部分______________________；
结果预期:
______________________。
【参考答案】
（1）抑制细胞（分裂前期）形成纺锤体
（2）一个染色体组的全部染色体正好移向细胞的一极，另外两个染色体组的全部染色体正好移向
细胞的另一极，产生了正常的配子
（3）能进行植物组织培养（或无性繁殖），观察果实中是否有种子成活长大后的植株仍然
不能结出有子果实
【试题解析】
（1）秋水仙素诱导产生多倍体，其作用是抑制细胞分裂过程中纺锤体的形成。
（2）育种过程中，三倍体无子西瓜偶尔有少量种子，其原因是一个染色体组的全部染色体正好移向细胞的一极，另外两个染色体组的全部染色体正好移向细胞的另一极，产生了正常的配子。
（3）三倍体无子西瓜培育原理是染色体变异，是一种可遗传的变异，所以它的性状能够遗传。
为了证明三倍体无子西瓜的性状可以遗传，但其自身又没有种子，所以只能通过无性繁殖的方式进行。
具体方案是将三倍体无子西瓜果皮的任意一部分进行植物组织培养，观察果实中是否有种子，如果成活长大后的植株仍然不能结出有子果实，则证明无子性状可以遗传。
三、判断染色体组的方法
（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。
（2）根据基因型判断：
在细胞或生物的基因型中，控制同一性状的基因出现几次，则有几个染色体组。
（3）根据染色体的数目和染色体的形态来推算：
染色体组的数目=染色体数/染色体形态数，如荠菜细胞共有32条染色体，有8种形态，可推出细胞内含有4个染色体组，染色体形态数就代表着每个染色体组中染色体的条数。
3．如图表示某高等植物细胞中的染色体组成模式图，对此分析合理的是
A．这可能是一种三倍体植物
B．每个染色体组含三条染色体
C．此生物能进行正常的有性生殖
D．图中细胞不可能存在染色体结构变异
【参考答案】A
【试题解析】染色体组是由一组非同源染色体构成，组成染色体组的一组非同源染色体在形态和大小上各不相同，即相同形态的染色体数目＝染色体组数，因此该细胞中含有3个染色体组。
若与此细胞相关的高等植物是由受精卵发育而来，则该植物是一种三倍体植物，A项正确；每个染色体组含四条染色体，B项错误；此生物在减数分裂过程中，因同源染色体联会紊乱不能产生正常的生殖细胞，因此不能进行正常的有性生殖，C项错误；图中细胞可能存在染色体结构变异，D项错误。
四、二倍体、单倍体与多倍体的比较
单倍体
二倍体
多倍体
来源
配子发育
受精卵发育
受精卵发育
概念
体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体
由受精卵发育而来，体细胞含有2个染色体组的个体
由受精卵发育而来，体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体
染色体组
1至多个
2
3个或3个以上
形成
原因
自然成因
单性生殖
正常的有性生殖
外界环境条件剧变
人工诱导
花药离体培养
秋水仙素处理单倍体幼苗
秋水仙素处理萌发的种子或幼苗
特点
植株弱小，高度不育
正常植株
果实、种子较大，营养物质含量丰富，生长发育延迟，结实率低
举例
蜜蜂的雄蜂
几乎全部的动物和过半数的高等植物
香蕉（三倍体），马铃薯（四倍体），八倍体小黑麦
4．如图中字母代表正常细胞中所含有的基因，下列说法正确的是
A．③为多倍体，通常茎秆粗壮、籽粒较大
B．④为单倍体。
通常茎秆弱小、籽粒较小
C．若①和②杂交，后代基因型分离比为1∶5∶5∶1
D．①②③④细胞所代表的个体分别是四倍体、二倍体、三倍体和单倍体
【参考答案】C
【试题解析】由于题干中没有说明图示细胞是正常体细胞、还是处于某个分裂期的细胞、甚至是某个配子细胞，所以不能完全根据细胞中基因组成确定该细胞发育成几倍体。
③可能发育成三倍体，也可能发育成单倍体，但都不能结出籽粒，A项错误；④只含一个染色体组，只能发育成单倍体，通常高度不育，没有籽粒，B项错误；①细胞含4个染色体组，②细胞含2个染色体组，二者培育的植株杂交，前者产生的配子及其比例为AA∶Aa∶aa＝1∶4∶1，后者产生的配子为A∶a＝1∶1，所以杂交后代基因型分离比为AAA∶AAa∶Aaa∶aaa＝1∶5∶5∶1，C项正确；根据前面分析，①②③细胞所代表的个体分别可能是四倍体、二倍体、三倍体，④细胞只能代表单倍体，D项错误。
五、基因重组、基因突变和染色体变异的不同
项目
基因重组
基因突变
染色体变异
概念
因基因的重新组合而发生的变异
基因结构的改变，包括DNA碱基对的替换、增添和缺失
染色体结构或数目变化而引起的变异
类型
①非同源染色体上的非等位基因自由组合；②同源染色体的非姐妹染色单体之间的交叉互换
①自然状态下发生的——自然突变；②人为条件下发生的——人工诱变
①染色体结构变异；②染色体数目变异
鉴定方法
光学显微镜下均无法检出，可根据是否有新性状或新性状组合确定
光学显微镜下可检出
适用范围
真核生物进行有性生殖的过程中发生
任何生物均可发生（包括原核生物、真核生物及非细胞结构的生物）
真核生物遗传中发生
生殖类型
自然状态下只在有性生殖中发生
无性生殖和有性生殖均可发生
无性生殖和有性生殖均可发生
产生机理
由基因的自由组合和交叉互换引起
基因的分子结构发生改变的结果
染色体的结构或数目发生变化的结果
细胞分裂
在减数分裂中发生
无丝分裂、有丝分裂、减数分裂均可发生
有丝分裂和减数分裂中均可发生
产生结果
只改变基因型，未发生基因的改变，既无“质”的变化，也无“量”的变化
产生新的基因，发生基因“种类”的改变，即有“质”的变化，但无“量”的变化
可引起基因“数量”的变化，如增添或缺失几个基因
意义
生物变异的来源之一，对生物进化有十分重要的意义
生物变异的根本来源，提供生物进化的原材料
对生物进化有一定意义
育种应用
杂交育种
诱变育种
单倍体、多倍体育种
5．下列关于生物变异的叙述中，正确的是
A．基因重组导致杂合子Aa自交后代出现性状分离
B．三倍体植物高度不育，所以不能由受精卵发育而成
C．基因重组和染色体结构变异都可能引起DNA碱基序列的改变
D．花药离体培养过程中，可能发生基因突变、基因重组和染色体变异
【参考答案】C
【试题解析】杂合子Aa只有一对等位基因，基因重组至少要有两对等位基因，Aa自交后代出现性状分离，但不会有基因重组，A项错误；三倍体植物可由二倍体植株和四倍体植株杂交形成的受精卵发育而来，B项错误；减数第一次分裂前期同源染色体的非姐妹染色单体的交叉互换，可以实现基因重组，引起DNA碱基序列的改变，染色体结构变异中的易位、颠倒等类型也可引起DNA碱基序列的改变，C项正确；花药离体培养过程中细胞增殖方式是有丝分裂，没有基因重组，D项错误。
1．下列变异中，不属于染色体结构变异的是
①非同源染色体之间相互交换片段；
②同源染色体之间通过互换交换片段；
③染色体中DNA的一个碱基发生改变；
④染色体缺失或增加片段。
A．①③B．②④
C．②③D．③④
2．一条正常染色体的基因排列顺序为ABCDEFGH，变异后的基因序列为ABCDEFEFGH。
这种变异不会影响
A．生物正常的生命活动
B．基因中碱基的排列顺序
C．染色体上基因的数目
D．染色体上基因的排列顺序
3．如图表示染色体结构变异的四种情况，有关叙述正确的是
A．图①表示缺失，该变异同时也使基因的分子结构发生改变
B．图②表示倒位，该变异一定不会影响生物体性状的改变
C．图③表示重复，该变异发生于两条同源染色体之间，属于交叉互换类型的基因重组
D．图④表示易位，该变异发生于两条非同源染色体之间，导致染色体上基因数目、排列顺序发生改变
4．关于基因突变和染色体结构变异的叙述，正确的是
A．二者都属于可遗传的变异
B．二者都会导致个体表现型改变
C．都可用光学显微镜观察检测
D．基因突变会导致染色体结构变异
5．对于一个染色体组的叙述，错误的是
A．其内不存在同源染色体和等位基因
B．其中的染色体一半来自父方，一半来自母方
C．其内染色体的形态、大小各不相同
D．含一个染色体组的植物个体高度不育
6．在人工去雄的番茄花的雌蕊柱头上，涂抹一定浓度的生长素类似物，可以得到无子番茄。
下列有关无子番茄和无子西瓜的叙述，正确的是
A．无子西瓜性状不能遗传
B．若取无子西瓜进行无性繁殖，长成的植株所结果实中有种子
C．若取无子番茄植株进行无性繁殖，长成的植株所结果实中无种子
D．若取无子西瓜进行无性繁殖，长成的植株体细胞含有三个染色体组
7．下列关于可遗传变异的叙述正确的是
A．A基因可自发突变为a1或a2基因，但a1基因不可回复突变为A基因
B．有性生殖的生物，非等位基因间可以发生基因重组
C．Ti质粒的T—DNA片段整合到土壤农杆菌的DNA上，属于染色体变异
D．杀虫剂作为化学因素诱导害虫产生抗药性突变，导致害虫抗药性增强
8．关于低温诱导洋葱染色体数目变化的实验，错误的描述是
A．处于分裂间期的细胞数目最多
B．在显微镜视野内可以观察到二倍体细胞和四倍体细胞
C．在高倍显微镜下可以观察到细胞从二倍体变为四倍体的过程
D．在诱导染色体数目变化方面，低温与秋水仙素诱导的原理相似
9．在细胞分裂过程中出现了甲、乙、丙、丁4种变异，属于染色体结构变异的是
A．甲、乙、丁B．乙、丙、丁
C．乙、丁D．甲、丙
10．通常情况下，下列变异仅发生在减数分裂过程中的是
A．非同源染色体之间发生自由组合、导致基因重组
B．非同源染色体之间交换一部分片段，导致染色体结构变异
C．DNA复制时发生碱基对的增添、缺失或改变，导致基因突变
D．着丝粒分裂后形成的两条染色体不能移向两极，导致染色体数目变异
11．分析下列图形中各细胞内染色体组成情况，并回答相关问题。
（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）图C含___________个染色体组，每个染色体组含__________条染色体，由C细胞组成的生物体可育吗？
____________。
（3）对于有性生殖生物而言，若由_______发育而来由B细胞组成的生物体是二倍体；若由________发育而来，由B细胞组成的生物体是单倍体。
（4）假如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。
（5）基因型分别为AAaBbb、AaBB、AaaaBBbb及Ab的体细胞，其染色体组成应依次对应图A～D中的_______________。
12．（2016·江苏卷）右图中甲、乙两个体的一对同源染色体中各有一条发生变异（字母表示基因）。
下列叙述正确的是
A．个体甲的变异对表型无影响
B．个体乙细胞减数分裂形成的四分体异常
C．个体甲自交的后代，性状分离比为3∶1
D．个体乙染色体没有基因缺失，表型无异常
13．（2015·江苏卷）甲、乙为两种果蝇（2n），下图为这两种果蝇的各一个染色体组，下列叙述正确的是
A．甲、乙杂交产生的F1减数分裂都正常
B．甲发生染色体交叉互换形成了乙
C．甲、乙1号染色体上的基因排列顺序相同
D．图示染色体结构变异可为生物进化提供原材料
14．（2016·新课标Ⅲ卷）基因突变和染色体变异是真核生物可遗传变异的两种来源。
回答下列问题：
（1）基因突变和染色体变异所涉及到的碱基对的数目不同，前者所涉及的数目比后者。
（2）在染色体数目变异中，既可发生以染色体组为单位的变异，也可发生以为单位的变异。
（3）基因突变既可由显性基因突变为隐性基因（隐性突变），也可由隐性基因突变为显性基因（显性突变）。
若某种自花受粉植物的AA和aa植株分别发生隐性突变和显性突变，且在子一代中都得到了基因型为Aa的个体，则最早在子代中能观察到该显性突变的性状；最早在子代中能观察到该隐性突变的性状；最早在子代中能分离得到显性突变纯合体；最早在子代中能分离得到隐性突变纯合体。
1．【答案】C
【解析】非同源染色体之间相互交换片段属于染色体结构变异中的易位，①正确；同源染色体之间通过互换交换片段属于基因重组，②错误；染色体中DNA的一个碱基发生改变属于基因突变，③错误；染色体缺失或增加片段属于染色体结构变异，使得染色体上基因的数目发生改变，④正确；故选C。
2．【答案】B
【解析】染色体片段重复会改变基因的数量，可能影响到生物体正常的生命活动，A错误；由于染色体片段的重复会影响基因在染色体上的排列顺序，B错误；由A分析可知，C错误；染色体片段的重复，不会影响基因中碱基对的排列顺序，D正确。
3．【答案】D
【解析】图①表示缺失，该变异不一定使基因的分子结构发生改变，A错误；图②表示倒位，该变异可能会使基因的分子结构发生改变进而影响生物体性状的改变，B错误；图③表示重复或缺失，该变异发生于两条同源染色体之间，不属于交叉互换类型的基因重组，C错误；图④表示易位，该变异发生于两条非同源染色体之间，导致染色体上基因的数目、排列顺序发生改变，D正确。
4．【答案】A
【解析】基因突变和染色体结构变异都是由遗传物质变化引起的，都属于可遗传的变异，A正确，基因突变和染色体结构变异不一定导致个体表现型改变，B错误，基因突变在光学显微镜下不可见，C错误，基因突变属于基因中碱基对的增添、缺失或改变，不会导致染色体结构变异，D错误。
5．【答案】B
【解析】一个染色体组是一组非同源染色体，不存在等位基因，A正确；受精卵中的染色体一半来自父方，一半来自母方，而一个染色体组中的染色体无法判断其多少来自父方还是母方，B错误；一个染色体组中的染色体形态、大小各不相同，C正确；含一个染色体组的植物是单倍体，高度不育，D正确。
6．【答案】D
【解析】无子西瓜的获得应用的是染色体变异原理，染色体变异属于可遗传的变异，其性状能遗传，所以若取无子西瓜进行无性繁殖，长成的植株所结果实中没有种子，A、B项错误；用生长素处理获得的无子番茄是应用生长素促进子房发育成果实的原理，遗传物质没有改变，所以无子番茄性状不能遗传，若取无子番茄植株进行无性繁殖，长成的植株所结果实中有种子，C项错误；若取无子西瓜进行无性繁殖，长成的植株体细胞应含有三个染色体组，D项正确。
7．【答案】B
【解析】基因突变是不定向的，A基因可自发突变为a1或a2基因，a1基因也可回复突变为A基因，A错误；有性生殖的生物，减数分裂过程中位于非同源染色体上的非等位基因间可以发生基因重组，B正确；Ti质粒的T—DNA片段整合到土壤农杆菌的DNA上，属于基因重组，C错误；杀虫剂作为选择因素对害虫产生的抗药性突变进行定向选择，导致害虫抗药性增强，D错误。
8．【答案】C
【解析】在细胞周期中，分裂间期所处时间最长，细胞数目最多，A正确；在显微镜视野内，可以观察到处于有丝分裂间期、前期和中期的二倍体细胞和处于有丝分裂后期的四倍体细胞，B正确；低温诱导洋葱染色体数目变化的实验中，使用的卡诺氏液和解离液可以杀死细胞，故在高倍显微镜下观察不到细胞从二倍体变为四倍体的过程，C错误；在诱导染色体数目变化方面，低温与秋水仙素诱导的原理相似，都是抑制纺锤体的形成。
9．【答案】C
【解析】图甲是由于两条同源染色体的非姐妹染色单体之间的交叉互换而引发的基因重组；图乙的两条非同源染色体之间相互交换片段，这属于染色体结构变异中的易位；图丙中的正常染色体上的基因eh变成了EH，其原因可能是发生了基因突变或基因重组；图丁中的正常染色体增加了eh片段，属于染色体结构变异中的重复。
综上分析，属于染色体结构变异的是乙、丁，A、B、D三项均错误，C项正确。
10．【答案】A
【解析】非同源染色体上非等位基因之间的自由组合属于基因重组，只有在减数第一次分裂后期，同源染色体分离的同时，非同源染色体之间发生自由组合，A项正确；非同源染色体之间交换一部分片段属于染色体结构变异中的易位，可发生在有丝分裂和减数分裂过程中，B项错误；DNA分子发生碱基对的增添、缺失或改变属于基因突变，可发生在细胞有丝分裂的间期和减数第一次分裂前的间期，C项错误；着丝粒分裂后形成的两条染色体不能移向两极，既可发生在有丝分裂后期，也可发生在减数第二次分裂后期，D项错误。
11．【答案】
（1）D
（2）3 3 不可育
（3）该个体受精卵 该个体未受精的生殖细胞直接
（4）8
（5）C、B、A、D
【解析】
（1）单倍体是体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体，与含有几个染色体组没有必然联系，但是只含有一个染色体组的必然是单倍体，所以一定属于单倍体的是D，其他均可能为单倍体。
（2）图C中有三种染色体，含有3个染色体组，每个染色体组含有3个染色体，由于减数分裂不能联会，产生的配子不可育，生物体不可育。
（3）B细胞含有两个染色体组，如果由受精卵发育而来，是二倍体，如果由未受精的生殖细胞直接发育而来，则是单倍体。
（4）假如A细胞是单倍体，含有4个染色体组，正常物种是经受精结合产生的，含有8个染色体组。
（5）AAaBbb含有三个染色体组，对应C图；AaBB含有两个染色体组，对应B图；AaaaBBbb含有四个染色体组，对应A图，Ab含有一个染色体组，对应D图。
12．【答案】B
【解析】个体甲的变异属于缺失，影响表型，A错误；个体乙发生的变异是倒位，减数分裂形成的四分体异常，呈“十字型”，B正常；含缺失染色体的配子一般是败育的，故其后代一般不会发生性状分离，C错误；个体乙染色体没有基因缺失，但发生倒位，表型异常，D错误。
13．【答案】D
【解析】与图甲相比，图乙染色体1发生了倒位，所以甲、乙杂交产生的F1减数分裂过程中染色体1不能正常联会，不能产生正常配子，A错误；甲染色体1发生倒位形成乙，B错误；甲、乙1号染色体上的基因排列序列不完全相同，C错误；染色体结构变异属于可遗传变异，可为生物进化提供原材料，D正确。
14．【答案】
（1）少
（2）染色体
（3）一二三二
【解析】
（1）基因突变是指基因中发生的碱基替换、增添和缺失，属于分子水平的变异，只涉及一个基因中部分碱基对的数目或排列顺序的改变；而染色体变异涉及染色体某一片段的改变或染色体组性增减或个别染色体增减，所以往往会改变多个基因的数目和排列顺序，涉及的碱基对的数目较多。
因此基因突变所涉及的碱基对的数目往往比较少。
（2）染色体数目的变异可以分为两类：
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染色体组的形式成倍地增加或减少。
所以在染色体数目变异中，既可发生以染色体组为单位的变异，也可发生以染色体为单位的变异。
（3）AA植株发生隐性突变后基因型变为Aa，而aa植株发生显性突变后基因型也可变为Aa，题目中已知在子一代中都得到了基因型为Aa的个体，所以不论是显性突变还是隐性突变，在子
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