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1、第第 21 讲讲 染色体变异及应用染色体变异及应用考纲要求 1.染色体结构变异和数目变异()。2.生物变异在育种上的应用()。3.实验：低温诱导染色体加倍。考点一 染色体结构的变异重要程度：1主要起因：染色体的断裂以及断裂后的片段不正常的重新连接。2类型(写出下列序号所代表的变异类型)3结果：染色体上基因的数目或排列顺序发生改变，从而导致性状的变异。4影响因素：电离辐射、病毒感染或一些化学物质诱导。5对生物的影响：多数变异是不利的，有时甚至会导致生物体死亡。6实例：猫叫综合征，是人的第 5 号染色体部分缺失造成的。1 观察下列图示，填出变异类型并回答相关问题(1)已知的染色体：(2)可在显微镜
2、下观察到的是 A、B、C(填字母)。(3)基因数目和排列顺序均未变化的是 D。2 染色体易位与交叉互换的不同点染色体易位交叉互换图解染色体角度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变异类型属于染色体结构变异属于基因重组显微镜下是否观察到可在显微镜下观察到在显微镜下观察不到易错警示 与三种可遗传变异有关的 3 个注意点(1)基因突变、基因重组、染色体变异都会引起遗传物质的改变，均可传给后代。(2)基因突变是基因内部碱基对的改变，属于 DNA 分子水平上的变化；染色体变异是染色体结构或数目的变异，属于细胞水平上的变化。(3)染色体的某一个位点上基因的改变属于基因突变，这种改变在
3、光学显微镜下是无法直接观察到的。而染色体上几个基因的改变属于染色体变异，这种改变可以用显微镜直接观察到。1 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分子中碱基对的增添、缺失或改变等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，而基因突变则不能答案 C解析 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
4、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，只有真核生物可以发生。基因突变和染色体结构变异都可能对生物体的性状产生较大影响。2 普通果蝇的第 3 号染色体上的三个基因，按猩红眼桃色眼三角翅脉的顺序排列(StPDI)；同时，这三个基因在另一种果蝇中的顺序是 StDIP，我们把这种染色体结构变异方式称为倒位。仅仅这一倒位的差异便构成了两个物种之间的差别。据此，下列说法正确的是( )A倒位和发生在同源染色体之间的交叉互换一样，属于基因重组B倒位后的染色体与其同源染色体完全不能发生联会C自然情况下，这两种果蝇之间不能产生可育子代D由于倒位没有改变基因的种类，所以发生倒位
5、的果蝇性状不变答案 C解析 倒位发生在非同源染色体之间，属于染色体的结构变异，交叉互换发生在同源染色体之间，属于基因重组；倒位后的染色体与其同源染色体也可能发生联会；两种果蝇属于两个物种，它们之间存在生殖隔离，因此两种果蝇之间不能产生可育子代；倒位虽然没有改变基因的种类，但由于染色体上基因的排列顺序改变，往往会导致果蝇性状改变。1变换角度理解三种变异的实质若把基因视为染色体上的一个位“点” ，染色体视为点所在的“线段” ，则基因突变为“点”的变化(点的质变，但量不变)；基因重组为“点”的结合或交换(点的质与量均不变)；染色体变异为“线段”发生结构或数目的变化。2利用 4 个“关于”区分三种变异
6、(1)关于“互换”问题。同源染色体上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。(3)关于变异的水平问题。基因突变、基因重组属于分子水平的变化，光学显微镜下观察不到；染色体变异属于亚细胞水平的变化，光学显微镜下可以观察到。(4)关于变异的“质”和“量”问题。基因突变改变基因的质，不改变基因的量；基因重组不改变基因的质，一般也不改变基因的量，但转基因技术会改变基因的量；染色体变异不改变基因的质，但会改变基因的量或改变基因的排列顺序
7、。考点二 染色体数目的变异重要程度：1 染色体数目的变异(1)概念：染色体数目的成倍增加或减少，或者个别染色体的增加或减少而引起的变异。(2)变异类型非整倍性变异：在正常的染色体组中，丢失或添加了一条或几条完整的染色体。整倍性变异：染色体组数目的变异，可分为一倍性变异和多倍性变异。2 染色体组(1)二倍体生物配子中所具有的全部染色体组成一个染色体组。(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：、X 或、Y。3 二倍体、多倍体和单倍体的比较二倍体多倍体单倍体概念体细胞中含有两个染色体组的个体体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体染色体组两个
8、三个或三个以上一至多个发育起点受精卵受精卵配子4 单倍体育种和多倍体育种四倍体二倍体单倍体纯合二倍体(1)图中和的操作是秋水仙素处理，其作用原理是抑制纺锤体的形成。(2)图中过程是花药离体培养。(3)单倍体育种的优点是能明显缩短育种年限。1 染色体组的特点观察下图雄果蝇的染色体组成，概括染色体组的组成特点(1)从染色体来源看，一个染色体组中不含同源染色体。(2)从形态、大小和功能看，一个染色体组中所含的染色体各不相同。(3)从所含的基因看，一个染色体组中含有控制本物种生物性状的一整套基因，但不能重复。2 染色体组数目的判断方法(1)根据细胞分裂图像进行识别判断(适用于二倍体)减数第一次分裂前期
9、减数第一次分裂后期减数第一次分裂末期或减数第二次分裂前期有丝分裂后期图像染色体数4 条4 条2 条8 条染色体组数2 个2 个1 个4 个生殖细胞中染色体数2 条2 条2 条2 条每个染色体2 条2 条2 条2 条组中的染色体数(2)根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。如图所示的细胞中所含的染色体组数分别是：a 为 3 个，b 为 2 个，c 为 1 个。(3)根据基因型判断：控制同一性状的基因出现几次，就含几个染色体组每个染色体组内不含等位或相同基因。如图所示的细胞中，它们所含的染色体组数分别是：a 为4 个，b 为 2 个，c 为 3 个，d 为 1 个。(
10、4)根据染色体数与形态数的比值判断：染色体数与形态数比值意味着每种形态染色体数目的多少，每种形态染色体有几条，即含几个染色体组。如玉米的体细胞中共有 20条染色体，10 种形态，则玉米含有 2 个染色体组。3 单倍体、二倍体和多倍体的判断方式(1)如果生物体由受精卵(或合子)发育而成，其体细胞中含有几个染色体组，该生物就称为几倍体。(2)如果生物体是由生殖细胞卵细胞或花粉直接发育而成，则无论体细胞中含有几个染色体组，都称为单倍体。4 单倍体育种与多倍体育种的不同点观察下列两种育种图示，并对两种育种方式进行比较。(1)A 为单倍体育种，B 为多倍体育种。(2)比较两种育种方式单倍体育种多倍体育种
11、原理染色体数目以染色体组的形式成倍减少，然后再加倍从而获得纯种染色体数目以染色体组的形式成倍增加方式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或低温诱导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，需要与杂交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，结实率降低易错警示 与单倍体、多倍体有关的 3 个易错点(1)单倍体的体细胞中并非只有一个染色体组，因为大部分的生物是二倍体，所以有时认为单倍体的体细胞中只含有一个染色体组，但是多倍体的配子形成的单倍体的体细胞中含有不只一个染色体组。(2)单倍体并非都不育。二倍体的配子发育成的单
12、倍体，表现为高度不育；多倍体的配子如含有偶数个染色体组，则发育成的单倍体含有同源染色体及等位基因，可育并能产生后代。(3)单倍体与多倍体育种过程不同。单倍体育种要经过花药离体培养和秋水仙素处理；多倍体育种只用秋水仙素处理这一步骤。1 下列据图叙述不正确的是( )A代表的生物可能是二倍体，其每个染色体组含一条染色体B代表的生物可能是二倍体，其每个染色体组含三条染色体C代表的生物可能是二倍体，其每个染色体组含三条染色体D代表的生物可能是单倍体，其每个染色体组含四条染色体答案 B解析 分析简图可知，图细胞中含有 2 个染色体组，每个染色体组含一条染色体，则代表的生物可能是二倍体；图细胞中含有 3 个
13、染色体组，每个染色体组含两条染色体，则代表的生物可能是三倍体；图细胞中含有 2 个染色体组，每个染色体组含三条染色体，则代表的生物可能是二倍体；图细胞中含有 1 个染色体组，每个染色体组含四条染色体，则代表的生物可能是单倍体。2 下列有关单倍体的叙述中，不正确的是( )未经受精的卵细胞发育成的植物，一定是单倍体含有两个染色体组的生物体，一定不是单倍体生物的精子或卵细胞一定都是单倍体基因型为 aaaBBBCcc 的植株一定不是单倍体基因型为 Abcd 的生物体一般是单倍体A B C D答案 B解析 单倍体通常是由配子直接发育而来的个体，正确；含有两个染色体组的配子发育成的个体也为单倍体，错误；单
14、倍体指的是个体，而不是细胞，错误；若aaaBBBCcc 的植株是由配子直接发育而来的，则为单倍体，错误；基因型为 Abcd 的生物体，只含有一个染色体组，一般是单倍体，正确。3 如图表示无子西瓜的培育过程：根据图解，结合你学过的生物学知识，判断下列叙述错误的是( )A秋水仙素处理二倍体西瓜幼苗的茎尖，主要是抑制有丝分裂前期纺锤体的形成B四倍体植株所结的西瓜，果皮细胞内含有 4 个染色体组C无子西瓜既没有种皮，也没有胚D培育无子西瓜通常需要年年制种，用植物组织培养技术可以快速进行无性繁殖答案 C解析 图示无子西瓜的培育中使用的秋水仙素，其机理是抑制有丝分裂前期纺锤体的形成；四倍体植株的体细胞中均
15、含 4 个染色体组；无子西瓜没有种子，实际操作中会看到发育不完全的种皮，胚是一定没有的；因无子西瓜是三倍体，不能自己繁殖后代，因此需年年制种，可以通过无性繁殖的技术快速繁殖。4 玉米植株有高茎、矮茎之分。据此完成下列问题：矮茎玉米幼苗经适宜浓度的生长素类似物处理，可以长成高茎植株。为了探究该变异性状是否能稳定遗传，生物科技小组设计实验方案如下。请你写出实验预期及相关结论，并回答问题。(1)实验步骤：在这株变异的高茎玉米雌花、雄花成熟之前，分别用纸袋将雌穗、雄穗套住，防止异株之间传粉。雌花、雄花成熟后，人工授粉，使其自交。雌穗上种子成熟后，收藏保管，第二年播种观察。(2)实验预期及相关结论：_；_。(3)问题：预期最可能的结果：_。对上述预期
