新人教生物必修1同步讲义染色体变异.docx

新人教生物必修1同步讲义染色体变异.docx

《新人教生物必修1同步讲义染色体变异.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《新人教生物必修1同步讲义染色体变异.docx（20页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

新人教生物必修1同步讲义染色体变异

一、基因突变与染色体变异的区别

二、染色体结构的变异

1．将图示序号填入下表相应位置

类型

结构变化

图示

倒位

染色体中某一片段位置颠倒

Ⅲ

易位

染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上

Ⅳ

缺失

染色体中某一片段缺失

Ⅰ

重复

染色体中增加某一片段

Ⅱ

2.结果

（1）染色体上的基因的数目或排列顺序发生改变。

（2）大多数对生物体是不利的，有时甚至会导致生物体死亡。

三、染色体数目的变异

1．类型

（1）细胞内个别染色体的增加或减少。

实例：

21三体综合征。

（2）细胞内染色体数目以染色体组的形式成倍增加或减少。

实例：

雄蜂。

2．染色体组

（1）概念：

细胞中的一组非同源染色体，在形态和功能上各不相同，但又互相协调，共同控制生物的生长、发育、遗传和变异的一组染色体。

（2）写出图中的染色体组：

X、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ或Y、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ。

3．二倍体、多倍体

（1）概念辨析

项目

起点

体细胞染色体组数

实例

二倍体

受精卵

2个

几乎全部动物和过半数的高等植物

多倍体

受精卵

三个或三个以上

三倍体香蕉和四倍体马铃薯

（2）植株特点：

与二倍体植株相比，多倍体植株常常是茎秆粗壮，叶片、果实和种子都比较大；糖类和蛋白质等营养物质的含量都有所增加。

（3）人工诱导多倍体

①方法

②原理：

秋水仙素能够抑制纺锤体形成，导致染色体不分离，引起细胞内染色体加倍。

4．单倍体

（1）概念：

体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体。

（2）特点（以植物为例）：

与正常植株相比，植株长得弱小且高度不育。

（3）实践应用：

利用单倍体植株培育新品种。

①方法

②优点：

能明显缩短育种年限。

四、低温诱导植物染色体数目的变化

一、染色体结构变异

1．仔细观察教材P86图5－6左图，结合如图，探究下列问题：

（1）图示过程发生在哪类染色体之间？

属于哪类变异？

提示：

发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间；属于基因重组。

（2）发生易位的两条染色体是同源染色体吗？

提示：

不是同源染色体，而是非同源染色体。

2．结合基因突变，思考染色体结构变异与基因突变有哪些区别？

（填表）

项目

染色体结构变异

基因突变

本质

________的缺失、重复、易位或倒位

________的替换、增添和缺失

基因数目变化

1个

变异水平

光镜检测

不可见

提示：

染色体片段　碱基对　1个或多个　细胞　分子　可见

二、染色体数目变异

1．分析下列图示：

根据图示判断甲、乙生物细胞中染色体组数并说明判断依据。

（1）甲生物细胞内有几个染色体组？

提示：

4个。

细胞内同一种形态的染色体有4条。

（2）乙生物细胞内有几个染色体组？

提示：

4个。

在乙生物体的基因型中，控制同一性状的基因出现4次。

（3）丙生物的体细胞含32条染色体，有8种形态，丙生物的体细胞中含有几个染色体组？

写出计算的公式。

提示：

4个。

计算公式为：

染色体组的数目＝染色体数/染色体形态数。

2．根据单倍体、二倍体和多倍体的概念判断下列说法是否正确，并说明理由。

（1）二倍体物种所形成的单倍体中，其体细胞中只含有一个染色体组。

提示：

正确。

二倍体的体细胞中含有两个染色体组，在体细胞进行减数分裂形成配子时，同源染色体分开，导致染色体数目减半。

（2）由四倍体、六倍体生物形成的单倍体，其体细胞中就含有两个或三个染色体组，可称为二倍体或三倍体。

提示：

错误。

尽管其体细胞中含有两个或三个染色体组，但由于是正常的体细胞产生的配子形成的个体，只能称为单倍体。

3．判断正误

（1）根据某生物的体细胞基因型为AAaaBBbb，可判断该生物为二倍体生物。

（×）

（2）体细胞中含有一个染色体组的生物是单倍体，含有两个染色体组的生物是二倍体。

（×）

（3）用秋水仙素处理植株使染色体数目加倍就是多倍体育种。

（×）

三、低温诱导植物染色体数目变化

1．仔细阅读教材P88实验内容，分析探讨下列问题：

（1）实验中必须在洋葱培养出1cm左右不定根之后才能低温处理的原因是什么？

提示：

若生根前就进行低温处理，低温会抑制细胞代谢，进而抑制根尖分生区的形成，不会发生根尖分生区的有丝分裂受低温影响的过程。

（2）诱导多倍体产生的措施有哪些？

提示：

低温或秋水仙素处理。

（3）低温诱导和秋水仙素处理诱导多倍体相比较有什么相似之处？

提示：

二者都是作用于有丝分裂前期，抑制纺锤体的形成。

（4）与秋水仙素相比，低温诱导多倍体的形成有哪些优点？

提示：

低温条件容易创造和控制，成本低、对人体无害、易于操作。

2．连线

1．判断染色体组和一个染色体组含有几条染色体的方法

（1）根据染色体形态判断

①细胞中同一形态的染色体有几条，该细胞内就含有几个染色体组。

②细胞中染色体共有几种形态，该细胞的一个染色体组中就含有几条染色体。

（2）根据基因型判断

①在细胞或生物体基因型中，控制同一性状的基因（相同基因或等位基因）共有几个，该细胞或生物体就含有几个染色体组。

②在细胞或生物体的基因型中，控制不同性状的基因有几个，该细胞或生物体的一个染色体组中就含有几条染色体。

（3）根据细胞中染色体数及染色体形态数计算

染色体组数＝染色体数目/染色体形态数。

2．单倍体、二倍体、多倍体的比较

3.对单倍体高度不育的理解

（1）体细胞中染色体组为奇数的单倍体高度不育，原因是同源染色体联会紊乱，不能进行正常的减数分裂，不能产生配子，所以不能进行有性生殖，即高度不育。

（2）体细胞中染色体组为偶数的单倍体能进行正常的减数分裂，是可育的。

4．三倍体无子西瓜的培育流程分析

无子西瓜的培育过程

上图中相关问题的分析：

（1）关于两次传粉：

②过程传粉是为了杂交得到三倍体种子，④过程传粉是为了提供生长素刺激子房发育成果实。

（2）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。

（3）①过程秋水仙素处理后，新产生的茎、叶、花的染色体数目加倍，而未处理的根细胞中仍为两个染色体组。

（4）四倍体植株上结的西瓜f，种皮和瓜瓤为四个染色体组，而种子e的胚为三个染色体组。

（5）三倍体西瓜c进行减数分裂时，由于联会紊乱，不能产生正常配子。

（6）获取三倍体种子e是在第一年四倍体植株a上；获取三倍体无子果实g则是在第二年的三倍体植株c上。

A．图甲所示的变异属于基因重组

B．观察异常染色体应选择处于分裂间期的细胞

C．如不考虑其他染色体，理论上该男子产生的精子类型有8种

D．该男子与正常女子婚配能生育染色体组成正常的后代

[研析]　本题借助文字和图示信息，考查生物变异及减数分裂的相关知识。

具体解题过程如下：

[审]——提取信息

信息a：

一条14号染色体和一条21号染色体相互连接形成一条异常染色体，属于染色体结构变异。

信息b：

减数分裂时异常染色体发生联会的三条染色体中，任意配对的两条染色体分离时，另一条染色体随机移向任一极。

[析]——解读信息

①：

染色体变异在显微镜下可以观察到，宜选择细胞分裂中期观察。

②：

减数分裂时，图乙中染色体变化情况如图所示：

图中含1、3号染色体的精子是正常的。

[判]——研判选项

A项：

根据信息a可知，A项错误。

B项：

由分析①可知，B项错误。

C项：

根据分析②中图示可知，精子类型理论上应有6种，C项错误。

D项：

由分析②可知，该男子可产生含1、3号染色体的正常精子，因此可能生育正常的子代，D项正确。

[答案]　D

[例2]　如图分别表示四个生物的体细胞，有关描述中正确的是（　　）

A．图中是单倍体的细胞有三个

B．图中的丁一定是单倍体的体细胞

C．每个染色体组中含有三条染色体的是甲、乙、丁

D．与乙相对应的基因型可以是aaa、abc、AaaBBBcccDDd、aabbcc等

[解析]　判断染色体组是根据每一条染色体形态相同的个数，如甲、乙、丙、丁中分别含有3、3、2、1个染色体组，其中丁图一定是单倍体，而甲、乙、丙可能分别是三倍体、三倍体、二倍体，也可能是单倍体，与乙图对应的应是每个性状都有三个等位基因控制，所以abc、aabbcc这两种基因型是不正确的。

[答案]　B

二看法判断单倍体、二倍体和多倍体

[例3]　已知西瓜的染色体数目2N＝22，请根据下面的西瓜育种流程回答有关问题：

（1）图中所用的试剂①是__________，该试剂的作用是____________________________。

（2）培育无子西瓜A的育种方法称为___________________________________。

（3）③过程中形成单倍体植株所采用的方法是____________。

该过程利用了植物细胞的________性。

（4）为确认某植株是否为单倍体，应在显微镜下观察根尖分生区细胞的染色体，观察的最佳时期为___________________________。

[解析]　

（1）试剂①为秋水仙素，其作用是抑制纺锤体的形成，使染色体数目加倍。

（2）培育无子西瓜A的育种方法应为多倍体育种。

（3）单倍体育种的基本流程是：

花药离体培养→单倍体植株→秋水仙素加倍→筛选获得纯合子。

（4）观察染色体数目、形态最好的时期是有丝分裂中期。

[答案]　

（1）秋水仙素　抑制纺锤体的形成，使染色体数目加倍　

（2）多倍体育种　

（3）花药离体培养　全能　（4）有丝分裂中期

————————————————[课堂归纳]——————————————————

[网络构建]

填充：

①缺失　　　②重复　　　③易位　　　④倒位⑤染色体组成倍增减　⑥个别染色体的增添或减少

[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顺序，可在显微镜下观察到。

3．二倍体生物正常配子中的一组染色体是一个染色体组。

4．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。

5．单倍体并不一定只含一个染色体组。

6．单倍体育种包括花药离体培养和秋水仙素处理幼苗等阶段，能明显缩短育种年限。

7．秋水仙素或低温能抑制纺锤体的形成，从而导致染色体数目加倍。

知识点一、染色体结构变异

1．（上海高考）如图显示了染色体及其部分基因，对①和②过程最恰当的表述分别是（　　）

A．交换、缺失　　　　　　　B．倒位、缺失

C．倒位、易位D．交换、易位

解析：

选C　①过程中F与m位置相反，表示的是染色体的倒位，②过程只有F，没有m，但多出了一段原来没有过的染色体片段，表示的是染色体的易位。

2．基因突变和染色体变异的一个重要的区别是（　　）

A．基因突变在光学显微镜下看不见

B．染色体变异是定向的，而基因突变是不定向的

C．基因突变是可以遗传的

D．染色体变异是不能遗传的

解析：

选A　基因突变是基因内部的碱基种类、数量、排列次序的变化而引起的生物变异，属于分子水平的变化，光学显微镜下观察不到。

染色体的变化可在光学显微镜下直接观察到。

生物的变异是不定向的，基因突变和染色体变异其遗传物质均发生改变，都是可遗传的变异。

知识点二、染色体数目变异

3．普通小麦是六倍体，有42条染色体，科学家们用花药离体培养培育出的小麦幼苗是（　　）

A．三倍体、21条染色体B．单倍体、21条染色体

C．三倍体、三个染色体组D．单倍体、一个染色体组

解析：

选B　花药中的花粉是经过减数分裂发育而成的，由其培育出的幼苗比普通小麦的染色体数减少了一半，含有三个染色体组，而体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体叫单倍体。

4．双子叶植物大麻（2N＝20）为雌雄异株，性别决定为XY型，若将其花药离体培养，再将幼苗用秋水仙素处理，所得植株的染色体组成应是（　　）

A．18＋XYB．18＋YY

C．9＋X或9＋YD．18＋XX或18＋YY

解析：

选D　2N＝20，性别决定为XY型的双子叶植物大麻产生的花药的染色体组成为9＋X或9＋Y，将其培育成单倍体后再利用秋水仙素处理，诱导染色体加倍后，植株的染色体组成是18＋XX或18＋YY。

5．如图表示一些细胞中所含的染色体，据图完成下列问题：

（1）图A所示是含________个染色体组的体细胞。

每个染色体组有________条染色体。

（2）图C所示细胞为体细胞，则其所在的生物是________倍体，其中含有________对同源染色体。

（3）图D表示一个有性生殖细胞，这是由________倍体生物经减数分裂产生的，内含________个染色体组。

（4）图B若表示一个有性生殖细胞，它是由________倍体生物经减数分裂产生的，由该生殖细胞直接发育成的个体是______倍体。

每个染色体组含______条染色体。

（5）图A细胞在有丝分裂的后期包括______个染色体组。

解析：

图A中染色体是两两相同的，故含有两个染色体组，并且每个染色体组中有两条染色体；图B中染色体每三条是相同的，故为三倍体，由配子直接发育成的生物个体，都称为单倍体；图C中染色体两两相同，故有两个染色体组，每个染色体组中有三条染色体，共有三对同源染色体；图D中染色体形态、大小各不相同，则只有一个染色体组。

答案：

（1）两　两　

（2）二　三　（3）二　一　（4）六　单　三　（5）四

知识点三、低温诱导植物染色体加倍

6．下列关于低温诱导染色体加倍实验的叙述，错误的是（　　）

A．实验原理是低温抑制纺锤体的形成，使子染色体不能移向两极

B．解离后的洋葱根尖应漂洗后才能进行染色

C．龙胆紫溶液可以使细胞中的染色体着色

D．显微镜下可以看到大多数处在分裂期细胞中的染色体数目发生改变

解析：

选D　低温处理植物的分生组织细胞，抑制纺锤体的形成，使染色体数目加倍；解离后洋葱根尖经过漂洗可去掉盐酸，有利于染色体着色；洋葱根尖装片中的细胞大部分处于有丝分裂间期，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。

（时间：

30分钟；满分：

50分）

一、选择题（每小题4分，共32分）

1．下列情况中不属于染色体变异的是（　　）

A．第5号染色体短臂缺失引起的遗传病

B．第21号染色体多一条引起的先天性愚型

C．同源染色体之间交换了对应部分的结构

D．用花药培养出了单倍体植株

解析：

选C　同源染色体之间交换对应部分结构为交叉互换，属于基因重组。

2．在植物体细胞有丝分裂的过程中，可能引起的可遗传变异是（　　）

①基因突变　　②基因重组　　③染色体变异

A．①②B．①③C．②③D．①②③

解析：

选B　基因重组主要发生在减数分裂形成配子的过程中，基因突变和染色体变异可发生在个体发育的任何时期。

3．下列有关单倍体的叙述中，正确的是（　　）

A．未经受精的卵细胞发育成的植物，一定是单倍体

B．含有两个染色体组的生物体，一定不是单倍体

C．生物的精子或卵细胞一定都是单倍体

D．含有奇数染色体组的个体一定是单倍体

解析：

选A　由配子发育成的植株一定是单倍体。

细胞内含有两个染色体组的生物可能是单倍体，也可能是二倍体。

精子或卵细胞是细胞而非个体。

三倍体生物细胞中含有三个染色体组。

4．如图是果蝇体细胞的染色体组成，以下说法正确的是（　　）

A．染色体1、2、4、5组成果蝇的一个染色体组

B．染色体3、6之间的交换属于基因重组

C．控制果蝇红眼或白眼的基因位于1号染色体上

D．控制不同性状的非等位基因在减数分裂时进行自由组合

解析：

选C　果蝇的性别决定是XY型，X、Y染色体是一对形态大小不完全相同、所含遗传信息也不完全相同的同源染色体。

3、6为非同源染色体，其交换为染色体结构变异。

控制不同性状的非等位基因若位于同源染色体上，在减数分裂时不进行自由组合。

5．某植物的一个体细胞如图所示。

该植株的花粉进行离体培养后，共获得n株幼苗，其中基因型为aabbccdd的个体有（　　）

A.

株B.

株C.

株D．0株

解析：

选D　AaBbCcDd个体的花粉经离体培养，得到的幼苗均为单倍体，不可能出现aabbccdd的个体。

6．由受精卵发育而来的雌蜂（蜂王）是二倍体（2n＝32），由未受精的卵细胞发育而来的雄蜂是单倍体（n＝16）。

下列相关叙述正确的是（　　）

A．蜜蜂属于XY型性别决定的生物

B．雄蜂是单倍体，因此高度不育

C．由于基因重组，一只雄蜂可以产生多种配子

D．雄蜂体细胞有丝分裂后期含有两个染色体组

解析：

选D　蜜蜂性别是由细胞中染色体数目来决定的，而不是XY型性别决定方式；雄蜂可进行假减数分裂产生精子，因此雄蜂是可育的单倍体；雄蜂中只有一个染色体组，在减数分裂过程中不发生基因重组，一只雄蜂只可以产生一种与自身基因型相同的精子而不是多种。

7．基因型为Aa的幼苗经秋水仙素处理后长成的植株，细胞减数分裂产生的配子的种类及其比例是（　　）

A．AA∶aa＝1∶1

B．AA∶Aa∶aa＝1∶2∶1

C．Aa∶Aa＝1∶1

D．AA∶Aa∶aa＝1∶4∶1

解析：

选D　基因型为Aa的幼苗经秋水仙素处理后长成的植株的基因型为AAaa，减数分裂时，A和A组合为AA，A和a组合为Aa，a和a组合为aa，结果AA∶Aa∶aa＝1∶4∶1。

8．关于人类21三体综合征、镰刀型细胞贫血症和唇裂的叙述，正确的是（　　）

A．都是由突变基因引发的疾病

B．患者父母不一定患有该种遗传病

C．可通过观察血细胞的形态区分三种疾病

D．都可通过光学显微镜观察染色体形态和数目检测是否患病

解析：

选B　三种病的病因与检测方法比较如下：

遗传病

21三体综合征

镰刀型细胞贫血症

唇裂

病因

染色体数目变异

基因突变

多基因遗传病

检测方法

光学显微镜观察染色体形态和数目

基因检测；光学显微镜观察红细胞形态

基因检测

父母是否患病

不患病

不确定

不确定

二、非选择题（共18分）

9．（18分）四倍体大蒜的产量比二倍体大蒜高许多，为探究诱导大蒜染色体数目加倍的最佳低温，特设计如下实验。

（1）实验主要材料：

大蒜、培养皿、恒温箱、卡诺氏液、体积分数为95%的酒精溶液、显微镜、改良苯酚品红染液。

（2）实验步骤：

①取五个培养皿，编号并分别加入纱布和适量的水。

②将培养皿分别放入－4℃、0℃、________、________、________的恒温箱中1h。

③________________________________________________________________________。

④分别取根尖________cm，放入________中固定0.5～1h，然后用____________________冲洗2次。

⑤制作装片：

解离→________→________→制片。

⑥低倍镜检测，________________________________________________，并记录结果。

（3）实验结果：

染色体加倍率最高的一组为最佳低温。

（4）实验分析：

①设置实验步骤②的目的是______________________________________________。

②对染色体染色还可以用________、________等。

③除低温外，________也可以诱导染色体数目加倍，原理是______________________。

解析：

本实验目的是探究诱导大蒜染色体数目加倍的最佳低温，所以温度应设置为变量，不同温度处理是为了进行相互对照，在DNA复制时尽可能使细胞处于设定温度中，以排除其他温度的干扰。

但低温并不可能使所有细胞加倍，所以要统计加倍率来确定最佳低温。

答案：

（2）②4℃　8℃　12℃　③取大蒜随机均分为五组，分别放入五个培养皿中诱导36h　④0.5～1　卡诺氏液　体积分数为95%的酒精溶液　⑤漂洗　染色　⑥统计每组视野中的染色体加倍率　（4）①将培养皿放在不同温度下恒温处理，是为了进行相互对照；恒温处理1h是为了排除室温对实验结果的干扰　②龙胆紫溶液　醋酸洋红溶液　③秋水仙素　抑制纺锤体形成