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第2节染色体变异考纲考情三年18考高考指数：★★★★★1.染色体结构变异和数目变异Ⅰ2.实验：低温诱导染色体加倍三年考题2014年(5考)：江苏T7、T13，四川T5，浙江T6，安徽T312013年(6考)：山东T27，江苏T25，福建T5，安徽T4，浙江T32，四川T52012年(7考)：山东T27，江苏T28，广东T6，福建T5，天津T2，海南T24、T29考情播报1.考查内容：主要考查染色体变异的类型、单倍体和多倍体的特点及应用、染色体结构变异对生物性状的影响。2.考查方式：结合图示考查染色体变异类型，结合育种过程考查单倍体或多倍体的获得。3.考查题型：选择题或非选择题，属中高档题。【知识梳理】一、染色体结构的变异1.类型(连线)：2.结果：使排列在染色体上的基因的_______________发生改变，从而导致性状的变异。数目或排列顺序二、染色体数目的变异1.类型：(1)细胞内___________的增加或减少，如21三体综合征。(2)细胞内染色体数目以_________的形式成倍地增加或减少，如多倍体、单倍体。个别染色体染色体组2.染色体组：(1)概念：细胞中的一组_____________，在形态和功能上_________，但又互相协调，共同控制生物的生长、发育、遗传和变异，这样的一组染色体，叫做一个染色体组。(2)组成：如图为一雄果蝇的染色体组成，其染色体组可表示为______________或______________。非同源染色体各不相同Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、XⅡ、Ⅲ、Ⅳ、Y3.二倍体、多倍体和单倍体的比较：概念染色体组发育起点二倍体体细胞中含有两个_________的个体两个_______多倍体体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体_______________受精卵单倍体体细胞中含有本物种_____染色体数目的个体一至多个_____染色体组配子三个或三个以上受精卵配子三、多倍体育种和单倍体育种1.图中①和③的操作常用_________处理，其作用原理是抑制______________。2.图中②过程是_____________。3.单倍体育种的优点是_________________。秋水仙素纺锤体的形成花药离体培养明显缩短育种年限四、低温诱导植物染色体数目的变化1.实验原理：用低温处理植物分生组织细胞，如根尖分生组织细胞，能够抑制_____________，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，使植物细胞___________加倍。2.方法步骤：洋葱根尖培养→取材及细胞固定→_________(解离→漂洗→_____→制片)→观察。3.实验结论：适当低温可以诱导___________加倍。纺锤体的形成染色体数目制作装片染色染色体数目【小题快练】1.考题诊断：(1)(2013·全国卷T5A)水稻F1花药经培养和染色体加倍，获得基因型纯合新品种。()【分析】水稻花药经培养可获得单倍体，经染色体加倍后可获得纯合新品种。√(2)(2011·海南高考T19A)染色体组整倍性变化必然导致基因种类的增加。()【分析】染色体组整倍性变化能导致基因数目的变化，不会引起基因种类的变化。(3)(2011·海南高考T19C)染色体片段的缺失和重复必然导致基因种类的变化。()【分析】染色体片段的缺失和重复导致基因数目减少和增加，其中染色体片段缺失还能导致基因种类减少。××2.易错诊断：(1)体细胞中含两个染色体组的个体是二倍体，含有三个或三个以上染色体组的个体是多倍体。()【分析】由配子发育而来的生物，无论含有几个染色体组，都是单倍体。×(2)人工诱导多倍体的唯一方法是用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。()【分析】人工诱导多倍体的方法有很多，最常用且最有效的方法是用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，低温处理植物分生组织细胞也会产生多倍体。(3)经低温诱导后，显微镜下可以看到大多数细胞的染色体数目发生改变。()【分析】由于分裂间期较长，大多数细胞处于分裂间期，看不到染色体。××3.教材研习：(必修2P86图5-8改编)如图为雄果蝇体细胞的染色体组成，下列有关叙述不正确的是()A.Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y构成一个染色体组B.雄果蝇为二倍体C.染色体组中染色体形态各不相同D.雄果蝇细胞中可能的染色体组数为1个或2个【解析】选D。雄果蝇的精子中含有1个染色体组，体细胞中含有2个染色体组，处于有丝分裂后期的体细胞中含有4个染色体组。4.下列变异中，属于染色体结构变异的是()A.果蝇第Ⅱ号染色体上的片段与第Ⅲ号染色体上的片段发生交换B.整个染色体组成倍增加或减少C.高茎豌豆因缺水缺肥而生长矮小D.同源染色体的非姐妹染色单体之间交叉互换【解析】选A。果蝇第Ⅱ号染色体上的片段与第Ⅲ号染色体上的片段发生交换，属于非同源染色体之间的交换，是染色体结构变异中的易位。整个染色体组成倍增加或减少属于染色体数目的变异；因缺水缺肥引起的变异属于不可遗传变异；同源染色体之间片段的互换属于基因重组。5.据图判断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1条染色体B.②代表的生物可能是三倍体，其每个染色体组含2条染色体C.③代表的生物可能是三倍体，其每个染色体组含2条染色体D.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【解析】选C。分析简图可知，图①细胞中含有2个染色体组，每个染色体组含1条染色体，则代表的生物可能是二倍体；图②细胞中含有3个染色体组，每个染色体组含2条染色体，则代表的生物可能是三倍体；图③细胞中含有2个染色体组，每个染色体组含3条染色体，则代表的生物可能是二倍体；图④细胞中含有1个染色体组，每个染色体组含4条染色体，则代表的生物可能是单倍体。6.利用X射线人工诱导细胞进行基因突变和利用秋水仙素诱导多倍体形成时，X射线和秋水仙素分别作用于细胞周期的哪个时期()A.均为前期B.均为间期C.前者为前期，后者为间期D.前者为间期，后者为前期【解析】选D。基因突变主要发生在间期DNA复制时期，故X射线作用于间期，秋水仙素作用于前期抑制纺锤体形成，导致已经分离的染色体无法平均分配到两个子细胞中，D正确。7.关于低温诱导染色体数目变化的实验，有关说法正确的是()A.卡诺氏液的作用是使组织细胞分散开B.可以用龙胆紫进行染色C.解离后应立即进行染色D.最好选择后期细胞进行观察【解析】选B。卡诺氏液的作用是固定细胞形态，A项错误。改良苯酚品红染液和龙胆紫均为碱性染料，可以对染色体进行染色，B项正确。解离后应经漂洗才能进行染色，C项错误。观察染色体形态和数目应选择分裂中期的细胞进行观察，D项错误。【速记卡片】1.染色体变异的两种类型：(1)结构变异：包括染色体片段的重复、缺失、倒位、易位。(2)数目变异：包括个别染色体增减、染色体组成倍增减。2.染色体组两个组成特点：(1)从形态上看：一个染色体组中所含的染色体各不相同。(2)从功能上看：一个染色体组中含有控制本物种生物性状的一整套基因。3.染色体组成倍增减的两种类型：(1)单倍体：体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体。(2)多倍体：由受精卵发育而来的，体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体。4.单倍体的两个特点：植株弱小，高度不育。5.多倍体的两个特点：(1)茎秆粗壮，叶片、果实和种子都比较大。(2)糖类和蛋白质等营养物质的含量较高。6.人工诱导多倍体的两种方法：低温诱导、秋水仙素处理。7.单倍体育种的三个流程：杂交、花药离体培养、秋水仙素处理。考点一染色体结构变异1.染色体结构的变异与基因突变的区别：(1)变异范围不同。①基因突变：是分子水平上的变异，只涉及基因中一个或几个碱基的改变，这种变化在光学显微镜下观察不到。②染色体结构的变异：是在染色体水平上的变异，涉及染色体某一片段的改变，这一片段可能含有若干个基因，这种变化在光学显微镜下可观察到。(2)变异的方式不同：基因突变包括基因中碱基对的增添、缺失和替换三种类型；染色体结构的变异包括染色体片段的缺失、重复、倒位和易位。它们的区别可用下图表示。(3)变异的结果不同。①染色体结构变异使排列在染色体上的基因的数目或排列顺序发生改变，从而导致性状的变异，但未形成新的基因。②基因突变是基因结构的改变。包括DNA碱基对的替换、增添和缺失，基因突变导致新基因的产生，但基因数目不变，生物的性状不一定改变。2.染色体易位与交叉互换的不同点：图解染色体角度变异类型显微镜下是否观察到染色体易位发生于非同源染色体之间属于染色体结构变异可在显微镜下观察到交叉互换发生于同源染色体的非姐妹染色单体之间属于基因重组在显微镜下观察不到【提分技法】变异类型与细胞分裂的关系变异类型可发生的细胞分裂方式基因突变二分裂、无丝分裂、有丝分裂、减数分裂基因重组减数分裂染色体变异有丝分裂、减数分裂【考题回访】1.(2015·银川模拟)家蚕属于ZW型性别决定的二倍体生物，含有异型性染色体ZW的为雌性。下图所示为家蚕正常卵原细胞及几种突变细胞的第2对常染色体和性染色体。以下分析正确的是()A.正常卵原细胞产生的雌配子类型有四种，该过程受基因控制B.突变细胞Ⅰ发生了基因突变或基因重组C.突变细胞Ⅰ和突变细胞Ⅱ所发生的变异都能够通过显微镜观察到D.突变细胞Ⅲ中A和a的分离符合基因的分离定律【解析】选A。正常卵原细胞中常染色体和性染色体在减数分裂时自由组合，可产生四种雌配子，生命活动从根本上来说均是受基因控制的，A正确；与正常卵原细胞相比，可看出突变细胞Ⅰ应是发生了基因突变，B错误；突变细胞Ⅱ发生了染色体缺失，可在显微镜下看到，基因突变不能在显微镜下看到，C错误；突变细胞Ⅲ中A和a位于非同源染色体上，在减数分裂时遵循基因的自由组合定律。2.(2013·福建高考)某男子表现型正常，但其一条14号和一条21号染色体相互连接形成一条异常染色体，如图甲。减数分裂时异常染色体的联会如图乙，配对的三条染色体中，任意配对的两条染色体分离时，另一条染色体随机移向细胞任一极。下列叙述正确的是()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【解题指南】(1)一条染色体的片段移接到另一条非同源染色体上属于染色体变异。(2)根据题干提供信息，画简图展示图乙细胞减数分裂后子细胞染色体组成。【解析】选D。本题考查染色体变异及减数分裂等知识。A项，一条染色体的片段移接到另一条非同源染色体上属于染色体结构变异，故错误。B项，处于分裂间期的细胞中染色体呈染色质状态，观察异常的染色体应选择分裂中期的细胞，故错误。C项，将图乙中的染色体从左向右编号为1、2、3，不考虑其他染色体，如下图所示。在不考虑其他染色体的情况下，若1、2分离，3随机移向任一极，则精细胞中染色体组成为1、3或2或2、3或1四种类型；若2、3分离，1随机移向任一极，精细胞中染色体组成为1、2或3或1、3或2四种类型，因此精子类型理论上有6种，故错误。D项，根据C项的分析，该男子能够产生含有1、3(即分别含一条14号和一条21号)染色体组合的正常精子，因此可能生育正常染色体组成的后代。【延伸探究】该男子产生正常精子的几率为多少？提示：根据解析图示，含染色体1和3的精子为正常精子，可知产生正常精子的几率为1/4。【加固训练】下列关于染色体变异和基因突变的主要区别的叙述中，错误的是()A.染色体结构变异是染色体的一个片段增加、缺失或替换等，而基因突变则是DNA分子中碱基对的替换、增加或缺失B.原核生物和真核生物均可以发生基因突变，但只有真核生物能发生染色体变异C.基因突变一般是微小突变，其对生物体影响较小，而染色体结构变异是较大的变异，其对生物体影响较大D.多数染色体结构变异可通过显微镜观察进行鉴别，而基因突变则不能【解析】选C。基因突变是分子水平上的变异，只涉及基因中一个或几个碱基对的改变，在光学显微镜下观察不到，原核生物和真核生物都可以发生；染色体结构变异是染色体的一个片段的变化，只有真核生