搜索
1第5章基因突变及其他变异（教师）第2节染色体变异【考纲要求】考纲内容及能力要求染色体结构变异和数目变异Ⅱ考向定位染色体变异类型的判断回顾考情从近几年新课标地区生物试题看，考查点主要集中在以下几个方面：1．变异原因及变异类型的判断。如2009年江苏卷第16题，结合细胞分裂图像考查变异类型。2．单倍体、二倍体与多倍体的特点及在育种中的应用。如2008年广东理基第44题考查了多倍体的特点及在育种中的应用。瞻望考向对于染色体变异的考查，还常结合多倍体物种的形成及进化的有关内容进行综合考查。考查形式多以简答题为主。【教材回归】一、染色体结构变异答案:缺失重复易位倒位基因排列议一议：如何确认生物发生了染色体变异？答案：染色体变异中的结构变异和数目变异都属于细胞的水平上的变化，在光学显微镜下能够看到，因此通过观察该生物具有分裂增生能力的组织中有丝分裂中期细胞的中染色体的变化，结合相应症状就能确认。二、染色体数目变异2答案:形态功能非同源染色体受精卵两想一想：含有1个染色体组的个体一定是单倍体吗？单倍体一定含有一个染色体组吗？答案：①一定，②不一定，如小麦的单倍体含有三个染色体组。答案:受精卵三个或三个以上都比较大含量增加秋水仙素萌发纺锤体加倍思一思：(1)人工诱导多倍体的原理是什么？为什么要强调“处理萌发的种子或幼苗”？(2)低温诱导植物染色体数目的变化和秋水仙素的作用原理是否相同？答案：(1)人工诱导多倍体，就是利用秋水仙素或低温作用于正在分裂的细胞的，抑制纺锤体的形成，从而引起细胞的内染色体数目加倍。萌发的种子或幼苗是植物体分生组织的部位，或者说是细胞的有丝分裂旺盛的部位，通过秋水仙素处理后，才能使植物体产生的新细胞的染色体数目加倍，从而形成多倍体。(2)相同，都是抑制细胞的分裂时纺锤体的形成，使细胞的染色体数目加倍。答案:不育缩短纯合子想一想：单倍体育种有什么优点？答案：单倍体育种的优点有：第一，明显缩短育种年限。运用常规的育种方法，要育成一个稳定的纯合品种，至少需要5年，利用单倍体育种则可缩短为2年。第二，能排除显隐性干扰，提高效率，当亲本杂筛选后，利用F1的花药直接诱导单倍体加倍产生纯合子，它的基因型和表现型一致，可直接通过表现型来判断基因型，其效率高于常规育种。3【考点梳理】1．染色体结构变异类型及图解缺失一个正常染色体在断裂后丢失一个片段，这个片段上的基因也随之失去重复一条染色体的片段连接到同源的另一条染色体上，使另一条同源的染色体多出跟本身相同的某一片段倒位指染色体断裂后倒转180°后重新接合起来，造成这段染色体上基因位置顺序颠倒易位染色体断裂后在非同源染色体间错误接合，更换了位置注意：易位与交叉互换的区别(1)易位属于染色体结构变异，发生在非同源染色体之间，是指染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上。(2)交叉互换属于基因重组，发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间。例121三体综合征患儿的发病率与母亲年龄的关系如下图所示，预防该遗传病的主要措施是①适龄生育②基因诊断③染色体分析④B超检查A．①③B．①②C．③④D．②③解析：答案A21三体综合征是人类染色体异常遗传病。在进行遗传咨询和产前诊断时，要对胎儿进行染色体分析。从题中所给图示分析，当母亲年龄大于30岁后，随着母亲年龄的增大，21三体综合征患儿的发病率迅速增大，所以预防此遗传病要实行适龄生育。2．染色体组数的判定(1)根据染色体形态判断：细胞的内形态、大小相同的染色体有几条，则该细胞的中就含有几个染色体组。如图：每种形态的染色体有3条，则该细胞的中含有3个染色体组。(2)根据基因型判断：在细胞的或生物体的基因型中，控制同4一性状的相同基因或等位基因出现几次，该细胞的或生物体中就含有几个染色体组。例如：基因型为AaaaBBbb的细胞或生物体，含有4个染色体组。也可以记作：同一个字母不分大小写重复出现几次，就是几倍体生物。(3)根据染色体数目和染色体形态推算含有几个染色体组。染色体组的数目＝染色体数/染色体形态数如图：共有8条染色体，染色体形态数(形态大小不相同)为2，所以染色体组数为8÷2＝4(个)。注意：①一个染色体组内的各条染色体在形态、结构、功能上都各不相同，它们是一组非同源染色体。②不同生物的一个染色体组中所含的染色体数目不一定相同，但同种生物的一个染色体组所含的染色体数目一定相同3．二倍体、多倍体、单倍体的比较二倍体多倍体单倍体概念体细胞中含2个染色体组的个体体细胞中含3个或3个以上染色体组的个体体细胞中含本物种配子染色体数目的个体染色体组2个3个或3个以上1至多个发育起点受精卵受精卵配子植物特点正常果实、种子较大，生长发育延迟，结实率低植株弱小，高度不育举例几乎全部动物、过半数高等植物香蕉、无子西瓜玉米、小麦的单倍体注意：判断某个体是否为单倍体的依据为个体发育的起点，而不是其体细胞中所含的染色体组的数目。如图所示：例2如图所示细胞的中所含的染色体，下列叙述不正确的是A．①代表的生物可能是二倍体，其每个染色体组含4条染色体B．②代表的生物可能是二倍体，其每个染色体组含3条染色体C．③代表的生物可能是四倍体，其每个染色体组含2条染色体5D．④代表的生物可能是单倍体，其每个染色体组含4条染色体答案：B规律方法：二倍体、多倍体、单倍体判断程序：(1)首先判断细胞的的发育起点，起点是配子的一定是单倍体。(2)起点是受精卵的，再判断染色体组数目，含有几个染色体组就是几倍体。(3)如果细胞的内只含有一个染色体组，则一般是单倍体。4．单倍体育种与多倍体育种比较单倍体育种多倍体育种原理染色体数目以染色体组形式成倍减少，然后再加倍后获得纯种染色体数目以染色体组形式成倍增加方法花药离体培养获得单倍体，再用秋水仙素处理幼苗秋水仙素处理正在萌发的种子或幼苗优点明显缩短育种年限器官大，营养成分含量高，产量增加缺点技术复杂，需要与杂筛选育种配合适用于植物，动物难以开展。多倍体植物生长周期延长，结实率降低举例例3下列几种育种方法中，只产生出与亲代相同基因型品种的育种方式是A．杂交选育种B．单倍体育种C．植物的组织培养D．人工诱变育种解析：答案C杂交选育种的原理是基因重组，可以产生出与亲代不同基因型的品种；单倍体育种的原理是染色体变异，其常用方法是花药离体培养，可以产生出与亲代不同的基因型品种；多倍体育种、人工诱变育种也都可以产生出与亲代不同的基因型品种；植物的组织培养属于无性生殖。议一议：无子番茄与无子西瓜的培育原理是否相同。答：无子番茄与无子西瓜两者虽然都是无子果实，但培育原理不一样。无子番茄是利用生长素能促进果实发育的原理，在未受粉的雌蕊柱头上涂抹一定浓度的生长素，使子房壁膨6大为果实。这是单性结实，不是培育新品种的育种过程，所以最终形成的果实细胞中染色体数目与番茄体细胞中的染色体数目相同，并且其基因型也与母本体细胞的基因型相同。无子西瓜是利用了三倍体植物在减数分裂中同源染色体联会紊乱，不能形成正常的配子而产生无子果实的原理。培育过程中第一年所得西瓜的瓜皮、瓜瓤、种皮由四倍体细胞构成，而胚由三倍体细胞构成；第二年在三倍体植株上结出的西瓜，其瓜皮、瓜瓤均由三倍体细胞构成，与三倍体植株体细胞染色体数、基因型都一致。这属于多倍体育种，无子西瓜具有多倍体的特点。5．三种可遗传变异的比较变异类型比较项目基因突变基因重组染色体变异实质基因结构的改变基因的重新组合染色体结构或数目变化适用范围任何生物均可发生真核生物进行有性生殖产生配子时真核生物核遗传中发生产生结果产生新的基因，但基因数目未变只改变基因型，未发生基因的改变可引起基因“数量”上的变化意义生物变异的根本来源，提供生物进化的原始材料形成生物多样性的重要原因，对生物进化有十分重要的意义对生物进化有一定意义育种应用诱变育种杂筛选育种单倍体、多倍体育种注意：①以上三种可遗传变异并不一定能遗传给后代。②染色体结构变异与基因突变的区别：染色体结构变异使排列在染色体上的基因的数目和排列顺序发生改变，从而导致性状的变异。基因突变是基因结构的改变，包括DNA碱基对的增添、缺失或替换。基因突变导致新基因的产生，染色体结构变异未形成新的基因。③通过显微镜区别：基因突变、基因重组是DNA分子水平上的变化，借助显微镜无法观察；但染色体变异是染色体结构和数目的变异，属细胞的水平上的变化，借助显微镜可以观察。例4图为两条同源染色体在减数分裂时的配对行为，则表明该细胞的A．发生了基因突变B．发生了染色体变异C．不发生基因重组D．发生碱基互补配对解析：答案B基因突变只是基因分子(碱基对的数目和种类缺失、增添或改变)结构的部分改变，所以不可能在显微镜下观察到，排除选项A；同源染色体在减数分裂时的配对发生筛选换重组，选项C错误；碱基互补配对发生在DNA复制、转录(或逆转录)、翻译过程中，选项D错误；图中下面一条染色体发生染色体倒位，该倒位部分通过形成倒位环(旋转180°)完成同源部分的配对。例5白菜、甘蓝均为二倍体，体细胞染色体数目分别为20、18。以白菜为母本、甘蓝为父本，经人工授粉后，将雌蕊离体培养，可得到“白菜—甘蓝”杂种幼苗。请回答问题：(1)白菜和甘蓝是两个不同的物种，存在________隔离，自然条件下，这两个物种间不能通7过____________的方式产生后代。雌蕊离体培养获得“白菜—甘蓝”杂种幼苗，所依据的理论基础是植物细胞具有________。(2)为观察“白菜—甘蓝”染色体的数目和形态，通常取幼苗的________做临时装片，用__________染料染色。观察、计数染色体的最佳时期是________。(3)二倍体“白菜—甘蓝”的染色体数为________。这种植株通常不育，原因是减数分裂过程中_________________________________________________________________。为使其可育，可通过人工诱导产生四倍体“白菜—甘蓝”，这种变异属于__________。四倍体“白菜—甘蓝”是否是一个新物种？__________【解题指导】生物不同的物种之间存在生殖隔离现象，在自然条件下两个物种间不能通过杂交的方式产生后代。植物细胞具有全能性是植物组织培养的理论基础。为观察染色体的形态和数目，用龙胆紫或醋酸洋红溶液染料对染色体(质)进行染色，便于观察。由于中期染色体形态比较固定，数目比较清晰，因此是观察和计数的最佳时期。二倍体“白菜—甘蓝”的染色体数＝白菜配子中染色体数＋甘蓝配子中染色体数＝1/2×20＋1/2×18＝19条。由于减数分裂过程中没有同源染色体配对的现象，形成可育配子的几率极低。为使其可育，可通过人工诱导使染色体数目加倍，其变异类型为染色体变异。判断物种的标准是看其能否产生可育后代。【答案】(1)生殖杂交(有性生殖)全能性(2)根尖(茎尖)醋酸洋红(龙胆紫、碱性)有丝分裂中期(3)19没有同源染色体配对的现象染色体变异是【随堂练习】讲义【反馈测试】凤凰台梯度训练