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第2讲染色体变异及生物育种-2-1.染色体结构变异和数目变异(Ⅱ)。2.生物变异在育种上的应用(Ⅱ)。3.转基因食品的安全(Ⅰ)。4.实验:低温诱导植物染色体数目的变化。-3-核心梳理提能探究考向感悟染色体变异的判断与分析1.染色体结构的变异(1)类型(连线)归纳总结-4-核心梳理提能探究考向感悟(2)结果: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。教材深挖基因突变中碱基对的增添、缺失与染色体结构变异中的重复、缺失有何区别?提示:①基因突变中碱基对的增添、缺失是基因内部结构的变化,该基因还存在,只是变为原基因的等位基因或其他基因;而染色体结构变异中的重复、缺失是某个基因或染色体片段重复出现或减少。②基因突变中碱基对的增添、缺失属于分子水平的变化,在光学显微镜下观察不到;染色体结构变异中的重复、缺失属于细胞水平的变化,在光学显微镜下能观察到。归纳总结-5-核心梳理提能探究考向感悟2.染色体数目的变异(1)类型类型实例个别染色体的增减21三体综合征以染色体组的形式成倍增减三倍体无子西瓜归纳总结-6-核心梳理提能探究考向感悟(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,这样的一组染色体叫作一个染色体组。②组成:下图为雌雄果蝇的染色体组成,其染色体组可表示为Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y。归纳总结雌、雄果蝇体细胞的染色体图解-7-核心梳理提能探究考向感悟(3)单倍体、二倍体和多倍体的比较单倍体二倍体多倍体发育起点配子受精卵受精卵特点植株弱小、高度不育正常可育茎秆粗壮,叶、果实、种子较大,营养物质含量丰富体细胞染色体组数1或多个2个≥3个归纳总结-8-核心梳理提能探究考向感悟单倍体二倍体多倍体形成过程所含染色体组数不定,可为1,2或多个染色体组受精卵二倍体(2个染色体组)多倍体(3个或3个以上染色体组,有几个染色体组就叫几倍体)归纳总结-9-核心梳理提能探究考向感悟单倍体二倍体多倍体自然成因单性生殖正常的有性生殖外界环境条件剧变(如低温)人工诱导花药离体培养—秋水仙素处理萌发的种子或幼苗实例蜜蜂的雄蜂几乎全部动物和过半数的高等植物香蕉(三倍体),马铃薯(四倍体)教材深挖若果蝇的某细胞在减数第一次分裂后期X染色体和Y染色体没有分离,最终形成的精子中含有的是不是一个染色体组?提示:不是。归纳总结-10-核心梳理提能探究考向感悟(1)染色体增加某一片段可提高基因表达水平,是有利变异。(×)(2)染色体缺失有利于隐性基因表达,可提高个体的生存能力。(×)(3)染色体易位不改变基因数目,对个体性状不会产生影响。(×)(4)染色体组整倍性变化必然导致基因种类的增加。(×)(5)体细胞中含有2个染色体组的个体是二倍体,含有3个或3个以上染色体组的个体是多倍体。(×)(6)单倍体体细胞中不一定只含有1个染色体组。(√)归纳总结-11-核心梳理提能探究考向感悟1.下图甲、乙均发生了片段的交换,其交换对象分别是什么?它们各属于哪种变异?提示:图甲发生的是非同源染色体间片段的交换,图乙发生的是同源染色体非姐妹染色单体间相应片段的交换,前者属染色体结构变异中的易位,后者则属于交叉互换型基因重组。归纳总结-12-核心梳理提能探究考向感悟2.下图表示细胞发生的几种变异,据图回答问题。(1)①~④分别属于哪种变异?提示:①属于染色体结构变异中的缺失;②属于染色体结构变异中的易位;③属于基因突变;④属于染色体结构变异中的倒位。(2)①~④中哪种变异能在光学显微镜下观察到?提示:①②④均为染色体变异,可在光学显微镜下观察到,③为基因突变,不能在光学显微镜下观察到。归纳总结-13-核心梳理提能探究考向感悟(3)①~④中哪种变异没有改变染色体上基因的数目和排列顺序?提示:①~④中,③基因突变只是产生了新基因,改变了基因的质,并未改变基因的量,故染色体上基因的数目和排列顺序均未发生改变。归纳总结-14-核心梳理提能探究考向感悟考向1染色体结构变异的分析与判断1.下图中,甲、乙分别表示两种果蝇的一个染色体组,丙表示果蝇的X染色体上携带的部分基因及其变异。下列有关叙述正确的是()归纳总结A.甲、乙杂交产生的F1能正常进行减数分裂B.甲、乙果蝇的细胞中1号染色体上的基因排列顺序相同C.丙中的①过程可能是发生在X染色体和Y染色体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答案解析解析关闭与甲相比,乙中的1号染色体发生了倒位,所以甲、乙杂交产生的F1的初级性母细胞中1号染色体不能正常联会,F1不能正常进行减数分裂。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。丙中的①过程,基因的位置发生颠倒,属于倒位,丙中的②过程,染色体片段发生改变,属于易位,①②都属于染色体结构变异。答案解析关闭D-15-核心梳理提能探究考向感悟2.下图①②③④分别表示不同的变异类型,基因a、a'仅有图③所示片段的差异。相关叙述正确的是()A.图中4种变异中能够遗传的变异是①②④B.③中的变异属于染色体结构变异中的缺失C.④中的变异可能是染色体结构变异中的缺失或重复D.①②都表示同源染色体非姐妹染色单体的交叉互换,发生在减数第一次分裂的前期归纳总结答案解析解析关闭可遗传变异包括基因突变、基因重组和染色体变异。由图可知,①为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;②为非同源染色体之间交换片段,属于染色体结构变异中的易位;③发生了碱基对的增添,属于基因突变;④为染色体结构变异中的缺失或重复。答案解析关闭C-16-核心梳理提能探究考向感悟考向2染色体组与生物倍性的判断3.下列关于单倍体、二倍体及染色体组的叙述,正确的是()A.单倍体生物的体细胞中都没有同源染色体B.21三体综合征患者的体细胞中有三个染色体组C.人的初级卵母细胞中的一个染色体组中可能存在等位基因D.用秋水仙素处理二倍体西瓜幼苗的芽尖后,芽尖的细胞中都含有四个染色体组归纳总结答案解析解析关闭同源四倍体的单倍体中含有两个染色体组,有同源染色体;21三体综合征患者的21号染色体为三条,而不是其体细胞中有三个染色体组;由于在DNA复制时可能出现基因突变,在减数第一次分裂前期可能发生交叉互换,所以人的初级卵母细胞中的一个染色体组中可能存在等位基因;用秋水仙素处理二倍体西瓜幼苗的芽尖,芽尖细胞的染色体数目不一定均加倍。答案解析关闭C-17-核心梳理提能探究考向感悟4.下列对图a~h所示的生物体细胞中含有的染色体组数目的叙述,正确的是()A.细胞中含有1个染色体组的是图h,对应的个体是单倍体B.细胞中含有2个染色体组的是图e、g,对应的个体是二倍体C.细胞中含有3个染色体组的是图a、b,对应的该个体未必是三倍体D.细胞中含有4个染色体组的是图c、f,对应的个体一定是四倍体归纳总结答案解析解析关闭形态、大小各不相同的染色体组成一个染色体组。由图可知,图a、b含有3个染色体组,图c、h含有2个染色体组,图d、g含有1个染色体组,图e、f含有4个染色体组。确认某生物是单倍体、二倍体,还是多倍体,必须先看发育起点,若由配子发育而来,则无论含几个染色体组均属于单倍体,若由受精卵发育而来,则有几个染色体组就为几倍体。答案解析关闭C-18-核心梳理提能探究考向感悟考向3染色体变异的实验分析与探究5.用秋水仙素处理某二倍体植物的愈伤组织,从获得的再生植株中筛选四倍体植株。预实验结果如下表。正式实验时秋水仙素的质量浓度设计最合理的是()A.0,2,3,4,5,6B.0,4,5,6,7,8C.0,6,7,8,9,10D.0,3,6,9,12,15归纳总结秋水仙素的质量浓度/(g·L-1)再生植株/棵四倍体植株/棵0480244443786281181851092答案解析解析关闭由题表可知,随着秋水仙素质量浓度的增大,再生植株的棵数逐渐减少,四倍体植株的棵数在秋水仙素的质量浓度为6g/L时,达到表中最大值11。故秋水仙素的质量浓度为6g/L时,接近最适浓度,所以正式实验时,设置的秋水仙素的质量浓度应该在最接近于6g/L的两个浓度之间,B项正确。答案解析关闭B-19-核心梳理提能探究考向感悟6.二倍体动物缺失一条染色体称为单体。大多数单体动物不能存活,但在黑腹果蝇中,点状染色体(Ⅳ号染色体)缺失一条可以存活,而且能够繁殖后代。(1)果蝇群体中存在无眼个体,无眼基因位于常染色体上,将无眼果蝇个体与纯合野生型个体交配,子代的表现型及比例如下表所示:无眼野生型F1085F279245据此判断,显性性状为,理由是。归纳总结-20-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结(2)根据上述判断结果,可利用正常无眼果蝇与野生型(纯合)单体果蝇交配,探究无眼基因是否位于Ⅳ号染色体上。请完成以下实验设计。实验步骤:让正常无眼果蝇与野生型(纯合)单体果蝇交配,获得子代;统计子代的,并记录。实验结果预测及结论:Ⅰ.若子代中出现,则说明无眼基因位于Ⅳ号染色体上;Ⅱ.若子代全为,则说明无眼基因不位于Ⅳ号染色体上。-21-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结答案:(1)野生型F1全为野生型(F2中野生型∶无眼=3∶1)(2)性状表现野生型果蝇和无眼果蝇且比例为1∶1野生型解析:(1)由表中数据可知F1全为野生型,F2中野生型果蝇∶无眼果蝇=3∶1,所以野生型是显性性状。(2)要判断无眼基因是否在Ⅳ号染色体上,可让正常无眼果蝇与野生型(纯合)Ⅳ号染色体单体果蝇交配。假设控制无眼的基因为b,如果无眼基因位于Ⅳ号染色体上,则亲本为bb×BO(O表示缺失一条染色体),子代中会出现bO∶Bb=1∶1,即后代出现野生型果蝇和无眼果蝇且比例为1∶1。如果无眼基因不在Ⅳ号染色体上,则亲本为bb×BB,子代全为野生型。-22-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结1.染色体结构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。-23-核心梳理提能探究(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;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。考向感悟归纳总结-24-核心梳理提能探究(3)变异的结果不同①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染色体结构的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。考向感悟归纳总结-25-核心梳理提能探究2.易位与交叉互换的区别考向感悟归纳总结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之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-26-核心梳理提能探究3.“四法”判定染色体组的数目(1)据细胞分裂图像进行识别判断以生殖细胞中的染色体数为标准,判断题目图示中的染色体组数。如下页左上图所示。考向感悟归纳总结-27-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结①A处于减数第一次分裂前期,染色体为4条,生殖细胞中染色体为2条,每个染色体组有2条染色体,故该细胞中有2个染色体组。②B处于减数第二次分裂前期,染色体为2条,生殖细胞中染色体为2条,每个染色体组有2条染色体,故该细胞中有1个染色体组。③C处于减数第一次分裂后期,染色体为4条,生殖细胞中染色体为2条,每个染色体组有2条染色体,故该细胞中有2个染色体组。④若D处于有丝分裂后期,染色体为8条,生殖细胞中染色体为2条,每个染色体组有2条染色体,故该细胞中有4个染色体组;若D处于减数第二次分裂后期,染色体为8条,生殖细胞中染色体为4条,每个染色体组有2条染色体,故该细胞中有4个染色体组。-28-核心梳理提能探究(2)据染色体形态判断细胞内形态相同的染色体有几条,则含有几个染色体组。如下图所示的细胞中,a中形态相