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第2课染色体变异与生物育种考点一染色体变异【核心知识·突破】1.染色体结构变异：(1)类型和特点(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2.染色体数目变异：3.易位与交叉互换的区别：项目易位交叉互换图解位置发生于非同源染色体之间发生于同源染色体的________________之间非姐妹染色单体项目易位交叉互换原理_______________基因重组观察可在显微镜下观察到在显微镜下观察不到染色体结构变异4.三种方法确定染色体组数量：(1)染色体形态法：同一形态的染色体→有几条就有几组，如图中有__个染色体组。4(2)等位基因个数法：控制同一性状的等位基因→有几个就有几组，如AAabbb个体中有__个染色体组。(3)公式法：染色体组数=如图中有__个染色体组。3染色体数，染色体形态数4【微点警示】与染色体片段有关的变异辨析(1)关于“互换”问题。同源染色体的非姐妹染色单体之间的交叉互换，属于基因重组；非同源染色体之间的互换，属于染色体结构变异中的易位。(2)关于“缺失”问题。DNA分子上若干“基因”的缺失属于染色体变异，DNA分子上若干“碱基对”的缺失属于基因突变。【秒判正误】1.染色体易位不改变基因数量，对个体性状不会产生影响。()分析：染色体易位虽然没有改变基因数量，但是依然影响生物性状。×2.染色体上某个基因的丢失属于基因突变。()分析：染色体上基因的丢失属于染色体结构变异，基因中碱基对的增添、缺失或替换属于基因突变。×3.非同源染色体某片段移接，仅发生在减数分裂过程中。()分析：同源染色体交叉互换发生在减数分裂的过程中，非同源染色体片段交换属于易位，任何时期都有可能发生。×4.三倍体西瓜植株的高度不育与减数分裂过程中同源染色体联会行为有关。()分析：三倍体西瓜植株高度不育的原因是同源染色体联会紊乱，不能形成正常配子。√5.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增加了基因的数目，基因种类没变。6.单倍体含有的染色体组数都是奇数。()分析：单倍体含有的染色体组数取决于亲本。若亲本是八倍体，它的单倍体就含有四个染色体组。××【命题案例·研析】【典例】(2016·江苏高考)如图中甲、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(表现型)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∶1D.个体乙染色体没有基因缺失，表型(表现型)无异常【审答技巧】(1)分析两对同源染色体的基因分布判断变异类型：甲中其中一条染色体缺少e基因(缺失)；乙中cde基因顺序颠倒(倒位)。(2)理解染色体变异对表现型有很大影响：包括配子不育等，所以可能不符合遗传定律分析出的性状比。【解析】选B。本题主要考查染色体结构变异及其对生物性状的影响。个体甲的变异属于缺失，基因“e”所在片段缺失，影响表型(表现型)，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，B正确；含缺失染色体的配子一般是不育的，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(表现型)异常，D错误。【核心素养新命题】(1)生命观念——结构与功能观：甲、乙两图均发生了染色体结构的变异，分别属于哪一种情况？提示：甲为缺失，乙为倒位。(2)科学思维——分析与综合：上述的染色体结构变异中有的导致生物体死亡，并不遗传给后代，为何还称为可遗传的变异？提示：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，即由遗传物质的变化引起的变异就称为可遗传的变异。【方法规律】染色体结构变异与基因突变的判断【考点题组·诊断】角度一染色体结构变异1.(2019·鹰潭模拟)某动物一对染色体上部分基因及其位置如图所示，该动物通过减数分裂产生的若干精细胞中，出现了以下6种异常精子。下列相关叙述正确的是()A.1和6属于同一变异类型，发生于减数第一次分裂后期B.2、4、5同属于染色体结构变异，都一定发生了染色体片段断裂C.3发生的变异一般不改变碱基序列，是变异的根本来源D.以上6种异常精子的形成都与同源染色体的交叉互换有关【解析】选B。1和6精细胞形成的原因可能是减数第一次分裂的四分体时期同源染色体的非姐妹染色单体之间发生交叉互换，属于基因重组，两者很可能来自同一个初级精母细胞；2的染色体片段缺失、4的染色体片段重复、5的染色体片段倒位，三者都属于染色体结构变异，染色体结构变异的基础是染色体片段断裂；3中d基因出现的原因一定是基因突变，基因突变是由DNA复制出错引起的，其实质是碱基对的增添、缺失和替换，故一定存在基因中碱基顺序的改变；染色体结构变异和基因突变都与同源染色体的交叉互换无关。2.(2018·临沂模拟)某二倍体生物在细胞分裂过程中出现了甲、乙、丙、丁4种类型的变异，图甲中字母表示染色体片段。下列叙述错误的是()A.图示中的生物变异都属于染色体变异B.若图乙为一性原细胞，其可能产生正常的配子C.与图丙相比较，图丁产生不利变异的可能性更大D.图中所示的变异类型在减数分裂中均可能发生【解析】选A。甲、乙和丁属于染色体变异，丙属于基因重组；若图乙为一性原细胞，其减数分裂过程中可能产生正常的配子和异常的配子；图丁和图丙相比较，图丁属于染色体结构变异中的易位，其产生不利变异的可能性更大；图中所示的变异类型在减数分裂中均可能发生。【方法技巧】“三看法”判断基因突变和染色体结构变异3.(金榜原创预测)DNA分子中特定片段的“拷贝数变异”是指与本物种正常的基因组相比，染色体上发生变异。某研究小组利用PCR方法，检测了莱芜猪(2n=38)种群体细胞中R基因拷贝总数。如图为R基因在13号染色体上的位置及拷贝数示意图。以下叙述错误的是世纪金榜导学号()A.与a比较，b、c染色体发生了R基因所在片段的缺失、重复B.R基因拷贝数的改变可能导致基因表达量的改变，引起性状的改变C.因为染色体的长度差异，减数分裂过程中，a、b、c三种染色体不能联会D.上述两种变异在光学显微镜下都可以观察到【解题指南】解答本题的关键是：(1)观察染色体基因的排列顺序和数目。(2)染色体结构变异不影响同源染色体的联会。【解析】选C。与a比较，b缺失了部分片段，c重复了部分片段，分别属于染色体结构变异的缺失和重复，A正确；R基因拷贝数的改变可能导致基因表达量的改变，进而引起性状的改变，B正确；虽然由于R基因拷贝不同染色体长度出现差异，但是a、b、c仍然是同源染色体，减数分裂时可以联会，C错误；染色体结构变异在光学显微镜下都能观察到，D正确。角度二染色体数目变异4.(2016·海南高考)减数分裂过程中出现染色体数目异常，可能导致的遗传病是()A.先天性愚型B.原发性高血压C.猫叫综合征D.苯丙酮尿症【解析】选A。本题主要考查不同遗传病的发病原因。先天性愚型又称21三体综合征，如果双亲之一的第21号染色体在减数分裂时没有正常分离，移向细胞的同一极，这样生殖细胞中就多了一条21号染色体，导致后代患先天性愚型。原发性高血压是多基因遗传病；猫叫综合征是第5号染色体部分缺失引起的遗传病；苯丙酮尿症是单基因遗传病。5.(教材素材新命题·必修2P89拓展题变式)如图表示三倍体无子西瓜的培育过程图解，请回答：(1)秋水仙素一般滴加在二倍体西瓜幼苗的什么部位？_______，其作用机理是___________________。(2)三倍体西瓜没有种子的原因是___________________________________________________________。(3)无子西瓜需要每年制种，很麻烦，请设计一种解决方案。【解析】(1)西瓜幼苗的芽尖是有丝分裂旺盛的地方，用秋水仙素处理有利于抑制细胞有丝分裂时形成纺锤体，从而形成四倍体西瓜植株。(2)三倍体植株不能进行正常的减数分裂形成生殖细胞，因此，不能形成种子。(3)可以通过无性繁殖的方式或生长素处理的方式解决。答案：(1)芽尖抑制细胞有丝分裂时形成纺锤体(2)三倍体植株不能进行正常的减数分裂形成生殖细胞，因此不能形成种子(3)方法一：进行无性繁殖。将三倍体西瓜植株进行组织培养获取大量的组培苗，再进行移栽。方法二：利用生长素或生长素类似物处理二倍体未受粉的雌蕊，以促进子房发育成无种子的果实，在此过程中要进行套袋处理，以避免受粉。(答出一种即可)6.(2018·濮阳模拟)下列是对a～h所示的生物体细胞图中各含有几个染色体组的叙述，正确的是()A.细胞中含有一个染色体组的是h图，该个体是单倍体B.细胞中含有两个染色体组的是e、g图，该个体是二倍体C.细胞中含有三个染色体组的是a、b图，但该个体未必是三倍体D.细胞中含有四个染色体组的是c、f图，该个体一定是四倍体【解析】选C。形态、大小各不相同的染色体组成一个染色体组，由此我们可知：a、b图含有三个染色体组，c、h图含有两个染色体组，d、g图含有一个染色体组，e、f图含有四个染色体组。确认单倍体、二倍体、三倍体必须先看发育起点：若由配子发育而来，无论含几个染色体组均属于单倍体；若由受精卵发育而来，有几个染色体组即属于几倍体。【方法技巧】判断单倍体、二倍体和多倍体【加固训练】1.生物的某些变异可通过细胞分裂某一时期染色体的行为来识别。甲、乙两模式图分别表示细胞减数分裂过程中出现的“环形圈”“十字形结构”现象，图中字母表示染色体上的基因。下列有关叙述正确的是()A.甲、乙两图所示变异类型分别属于染色体结构变异、基因重组B.甲图所示为个别碱基对的增添或缺失，导致染色体上基因数目改变C.乙图所示为四分体时期同源染色体上的非姐妹染色单体之间发生交叉互换的结果D.甲、乙两图常出现在减数第一次分裂前期，染色体数目与DNA数目之比为1∶2【解析】选D。甲图中染色体增添或缺失了部分片段，属于染色体结构变异；乙图表示的是两对同源染色体之间的片段互换，也属于染色体结构变异，而不是四分体时期同源染色体上的非姐妹染色单体之间发生交叉互换。染色体的出现及同源染色体的联会发生在减数第一次分裂前期，此时每条染色体上有两条姐妹染色单体，故染色体数目与DNA数目之比为1∶2。2.(2018·贵阳模拟)图中，甲、乙分别表示两种果蝇的一个染色体组，丙表示果蝇的X染色体及其携带的部分基因。下列有关叙述正确的是()A.甲、乙杂交产生的F1减数分裂都正常B.甲、乙1号染色体上的基因排列顺序相同C.丙中①过程，可能是发生在X和Y的非姐妹染色单体之间的易位D.丙中①②所示变异都可归类于染色体结构变异【解析】选D。与甲相比，乙中的1号染色体发生了倒位，所以甲、乙杂交产生的F1减数分裂过程中1号染色体不能正常联会，不能产生正常配子，A项错误；因为乙中的1号染色体发生了倒位，所以甲、乙的1号染色体上的基因排列顺序不完全相同，B项错误；丙中①过程基因的位置发生颠倒，属于倒位，丙中②过程染色体右侧的片段发生改变，显然来自它的非同源染色体，属于染色体结构变异中的易位，①②都属于染色体结构变异，C项错误，D项正确。考点二低温诱导植物染色体数目的变化【核心知识·突破】1.实验原理、步骤与现象：2.实验中的试剂及其作用：试剂使用方法作用卡诺氏液将根尖放入卡诺氏液中浸泡0.5～1h固定细胞形态体积分数为95%的酒精冲洗用卡诺氏液处理过的根尖洗去卡诺氏液与质量分数为15%的盐酸等体积混合，浸泡经过固定的根尖______________解离根尖细胞试剂使用方法作用质量分数为15%的盐酸与体积分数为95%的酒精等体积混合，作为解离液解离根尖细胞蒸馏水浸泡解离后的根尖细胞约10min_______________________改良苯酚品红染液把漂洗干净的根尖放进盛有改良苯酚品红染液的玻璃皿中染色3～5min使染色体着色漂洗根尖，去掉解离液【微点警示】低温诱导植物染色体数目的变化实验四点提醒(1)选材时应选用能进行分裂的分生组织细胞，否则不会出现染色体数目加倍的情况。(2)显微镜下观察到的