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第1课时染色体结构变异与染色体数目变异(一)1．阐明染色体结构变异的类型和结果。2．理解染色体组、二倍体和多倍体的概念及特点。一、染色体结构变异1．概念：染色体较大范围的结构改变，叫做染色体结构变异。2．类型：重复、缺失、倒位、易位。其中阻碍基因交换的是倒位，造成染色体间基因重排的是易位。3．遗传效应(1)染色体结构的改变，会使排列在染色体上的基因的数目和排列顺序发生改变，而导致性状的变异。(2)大多数染色体结构变异对生物是不利的。二、染色体数目变异1．类型：整倍性变异和非整倍性变异。2．染色体组(1)概念：细胞中的一组非同源染色体，它们在形态和功能上各不相同，但是携带着控制这种生物生长发育、遗传和变异的全部信息。(2)举例：图中的雄果蝇体细胞染色体中X、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ或Y、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ就代表一个染色体组，与其精子中的染色体相同。3．整倍性变异(1)含义：细胞内的染色体数目以染色体组为单位成倍增加或减少。(2)二倍体、多倍体①二倍体：体细胞中含有两个染色体组的个体。②多倍体：体细胞中含有三个或三个以上的染色体组。③多倍体的形成a．原理：细胞核中染色体正常分裂而细胞分裂受阻。b．方式发生于配子形成时产生二倍体配子发生于体细胞有丝分裂过程，产生多倍体植株④多倍体的特点茎秆粗壮，叶片、果实和种子较大，糖类和蛋白质等营养物质的含量有所增加，成熟延迟，结实率低。判一判(1)果蝇的棒状眼是基因重复造成的。(√)(2)倒位会导致染色体上基因的重排。(√)(3)易位是基因重组的一种。(×)(4)果蝇的一个染色体组包括两对染色体。(×)(5)二倍体生物的生殖细胞中的所有染色体就是一个染色体组。(√)染色体结构变异的类型及遗传效应类型原因遗传效应图解实例缺失一条正常染色体断裂后丢失一个片段；同源染色体配对时可形成缺失环缺失片段越大，对个体影响越大。轻则影响个体生活力，重则引起死亡玉米白化苗和褐色中脉重复染色体上增加了相同的某个区段引起的遗传效应比缺失小，重复部分太大会影响个体生活力果蝇的棒状眼倒位一条染色体片段断裂后倒转180°后重新接到原位形成的配子大多异常，从而影响个体的生育易位一条染色体臂的一段移接到另一条非同源染色体的臂上的结构变异产生部分异常配子，使配子的可育性降低或产生有遗传病的后代人慢性粒细胞白血病1．基因突变和染色体结构变异的比较(1)从变异的范围看基因内部个别碱基对的增添、缺失和替换⇒基因突变，即改变发生于“基因内部”，从而改变了基因结构；“基因”数目或排列顺序的改变⇒染色体结构变异，即改变发生于基因数目或排序，不曾深入基因内部。(2)从变异的结果看染色体上基因的数量和位置不改变⇒基因突变基因的数量和排列顺序改变⇒染色体结构变异(3)从镜检的结果看：基因突变在显微镜下观察不到，而染色体结构变异可通过显微镜观察到。2．易位与交叉互换的比较染色体易位交叉互换图解区别发生于非同源染色体之间发生于同源染色体的非姐妹染色单体间属于染色体结构变异属于基因重组可在显微镜下观察到在显微镜下观察不到1．在减数第一次分裂前的间期，某些原因导致果蝇Ⅱ号染色体上的DNA分子：(1)缺失了一个基因，(2)缺失了一对碱基。它们分别属于()A．染色体变异、基因突变B．基因突变、染色体变异C．染色体变异、染色体变异D．基因突变、基因突变解析：选A。基因突变改变的是基因的内部分子结构，不改变基因的数目和位置；染色体结构变异可改变基因的数目和排列顺序。2．如图①②③④分别表示不同的变异类型，其中图③中的基因2由基因1变异而来。下列有关说法正确的是()A．①②都表示易位，发生在减数分裂的四分体时期B．③中的变异属于染色体结构变异中的缺失C．④中的变异属于染色体结构变异中的缺失或重复D．图中4种变异能够遗传的是①③解析：选C。①表示基因重组中的交叉互换，因为其发生在同源染色体之间；②表示染色体结构变异中的易位，因为其发生在非同源染色体之间；③表示基因突变中碱基对的缺失；④表示染色体的缺失或重复。图中4种变异都是可遗传的变异。染色体结构变异的两个错误认识(1)错误1：染色体变异对生物体都是不利的。染色体结构变异并不都是不利的，有的是中性的，极少数是有利的。(2)错误2：染色体结构变异和基因突变都属于分子层次的变异。前者属于细胞层次，后者属于分子层次。染色体组与二倍体和多倍体1．对染色体组概念的理解(1)从本质上看，组成一个染色体组的所有染色体，互为非同源染色体，在一个染色体组中无同源染色体的存在。(2)从形式上看，一个染色体组中的所有染色体的形态、大小各不相同。可依此来判断染色体组的数目。(3)从功能上看，一个染色体组携带着一种生物生长发育、遗传和变异的全部遗传信息。(4)从物种类型上看，每种生物染色体组都是固定的。2．染色体组数的判断(1)结合染色体的形态判断：细胞内某形态染色体共有几条，则含有几个染色体组，如图细胞有四个染色体组。(2)结合基因型判断：在细胞或生物体中，控制同一性状的基因出现几次，则有几个染色体组，如图细胞含有四个染色体组。(3)结合染色体数目和染色体形态数判断：染色体组的数目＝染色体数/染色体形态数，如图所示共有8条染色体，染色体形态数为4，所以染色体组数为2。3．二倍体和多倍体的比较比较项目二倍体多倍体发育起点受精卵受精卵染色体组数含有两个染色体组含有三个或三个以上的染色体组自然成因配子正常受精发育而来环境条件突然恶化，纺锤体形成受阻植株特点正常形态特征茎秆粗壮，叶片、叶片上的细胞、气孔和果实都比较大，糖类和蛋白质等营养物质的含量比较高可育性可育，结实率高可育，结实率低1．如图为果蝇体细胞染色体组成示意图，以下说法正确的是()A．果蝇的一个染色体组含有的染色体是Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X、YB．X染色体上的基因控制的性状遗传，均表现为性别差异C．果蝇体内的细胞，除生殖细胞外都只含有两个染色体组D．Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X(或Y)四条染色体携带了控制果蝇生长发育所需的全部遗传信息解析：选D。一个染色体组是没有同源染色体的，而X与Y为一对同源染色体。X染色体与Y染色体具有同源区段，此区段上基因控制的性状无性别差异。果蝇体内的细胞有的处于有丝分裂状态，此过程后期的细胞含有四个染色体组。一个染色体组中含有发育成个体的全套遗传信息。2．如图表示某植物正常体细胞的染色体组成，Aa、Bb、Cc、Dd代表四对同源染色体。下列各选项中，可能是该植物染色体组成的是()A．ABCdB．AaaaC．AaBbCcDdD．AaaBbb解析：选B。由图可以看出，同源染色体出现了四次，该植物属于四倍体，故染色体组成可能是Aaaa。核心知识小结[要点回眸][规范答题]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。[随堂检测]1．已知某物种一条染色体上依次排列着A、B、C、D、E五个基因，下面列出的几种改变情况中，未发生染色体结构改变的是()解析：选D。已知染色体上含A、B、C、D、E五个基因，A选项中缺失了D、E基因；B选项中增加了E基因；C选项中基因E、D颠倒，上述三种情况分别为染色体结构变异中的缺失、重复、倒位；D选项中属于基因突变。2．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析：选D。由题意可知，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，并丢失一个小片段，此变异属于染色体变异，A项错误；分裂中期染色体螺旋化程度最高，该时期是观察异常染色体的最佳时期，B项错误；若不考虑其他染色体，根据染色体分离的不同情况，该男子产生的精子类型有6种，即仅具有异常染色体、同时具有14号和21号染色体、同时具有异常染色体＋14号染色体、仅具有21号染色体、同时具有异常染色体＋21号染色体、仅具有14号染色体，C项错误；因该男子可产生同时具有14号和21号染色体的正常精子，故与正常女子婚配能生育染色体组成正常的后代，D项正确。3．某生物正常体细胞的染色体数目为8条，如图能表示有一个染色体组的是()解析：选C。图中含有一个染色体组的为B和C，其中B中每个染色体组含有3条染色体，体细胞中不可能为8条染色体，因此B错误。4．一株同源四倍体玉米的基因型为Aaaa，其异常联会形成的部分配子也可受精形成子代。下列相关叙述正确的是()A．上图表示的过程发生在减数第一次分裂后期B．自交后代会出现染色体数目变异的个体C．该玉米单穗上的籽粒基因型相同D．该植株花药培养加倍后的个体均为纯合子解析：选B。图示的联会过程发生在减数第一次分裂前期，A项错误；由异常联会图示可知，同源染色体中的三条染色体可移到一个细胞中，而另一条染色体可移到另一个细胞中，因此，减数分裂后形成的配子中有的染色体数目异常，自交后代会出现染色体数目变异的个体，B项正确；该玉米单穗上的籽粒可由不同基因型的配子结合形成，因此基因型可能不同，C项错误；该植株形成的配子中有的基因型为Aa，含这种配子的花药培养加倍后形成的个体是杂合子，D项错误。5．在某基因型为AA的二倍体水稻根尖中，发现一个如图所示的细胞(图中Ⅰ、Ⅱ表示该细胞中部分染色体，其他染色体均正常)，以下分析合理的是()A．a基因产生的原因可能是其亲代产生配子时发生了基因突变B．该细胞一定发生了染色体变异，一定没有发生基因自由组合C．该细胞产生的各项变异均可在光学显微镜下直接进行观察D．该细胞的变异均为可遗传变异，都可通过有性生殖传给后代解析：选B。水稻根尖细胞进行有丝分裂，可能是该过程中发生了基因突变，A错误；细胞中Ⅱ号染色体是3条，一定发生了染色体变异，基因的自由组合发生在减数分裂过程中，B正确；基因突变不能用光学显微镜直接进行观察，C错误；水稻根尖细胞是体细胞，发生的变异不能通过有性生殖传给后代，D错误。6．如图是果蝇的染色体图解，请据图回答有关问题：(1)写出与性别有关的染色体的名称：________。(2)此果蝇是________倍体，一个染色体组有________条染色体，同一个染色体组里的每条染色体上的DNA分子所携带的遗传信息是________。(3)图中含有________对同源染色体。(4)图中含有________条常染色体。(5)图中含有________条性染色体。(6)此种果蝇的一个性原细胞进行染色体复制后能产生________个初级性母细胞、________个次级性母细胞、________个生殖细胞。解析：由X、Y一对异型性染色体的存在判断这是雄性果蝇的染色体组成。其中的X、Y染色体虽然形态、大小不同，但减数分裂中能够配对，故也是一对同源染色体。根据图解还可判断出此果蝇是二倍体，因为其细胞内有两个染色体组，每个染色体组包含4条染色体。同时，由于这4条染色体各不相同，故每条染色体上的DNA分子所携带的遗传信息也各不相同。据图可知，此果蝇共含有4对同源染色体，其中3对是常染色体，1对是性染色体。这只果蝇是雄性，它的1个精原细胞能产生1个初级精母细胞、2个次级精母细胞及4个精子。答案：(1)X、Y(2)二4不同的(3)4(4)6(5)2(6)124[课时作业]1．一条正常染色体的基因排列顺序为ABCD·EFGH，“·”表示着丝粒，字母代表不同基因，下列哪种基因的排列顺序发生了倒位，且倒位片段包含着丝粒()A．ABCFE·DGHB．ABCD·EFEFGHC．CDAB·EFGHD．ABCD·GHEF答案：A2．下列生命活动可能会使DNA分子