精品学案高三生物一轮复习染色体变异(人教版必修二)

-1-染色体变异必备知识梳理回扣基础要点一、染色体变异分类变异类型具体变化结果举例染色体结构变异缺失缺失某一片段染色体上的基因数目或排列顺序改变，从而导致性状变异猫叫综合征重复增加某一片段易位某一片段移接到另一条非同源染色体上倒位某一片段位置颠倒染色体数目变异个别染色体的增加或减少大量基因增加或减少，性状改变幅度较大三倍体无子西瓜染色体组成倍地增加或减少识图析图判断上述4幅图解分别表示染色体结构变异的哪种类型？提示①缺失②倒位③重复④易位二、染色体数目变异1.染色体组：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，携带着控制生物生长发育的全部遗传信息。2.二倍体：由受精卵发育而成，体细胞中含有两个染色体组，包括几乎全部动物和过半数的高-2-等植物，如人、果蝇、玉米等。3.多倍体（1）概念：由受精卵发育而来，体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体。（2）实例：香蕉：含三个染色体组，称为三倍体。马铃薯：含四个染色体组，称为四倍体。普通小麦：含六个染色体组。小黑麦：含八个染色体组。（3）特点：与二倍体植株相比，多倍体植株常常是茎秆粗壮，叶片、果实和种子都比较大，糖类与蛋白质等营养物质含量丰富。（4）人工诱导多倍体正在的萌发种子或幼苗抑制纺锤体形成染色体不分离细胞中染色体加倍多倍体植物4.单倍体（1）概念：由配子发育而来，体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体。（2）特点（以植物为例）：与正常植株相比，植株弱小高度不育。练一练四倍体水稻是重要的粮食作物，下列有关水稻的说法正确的是（）A.四倍体水稻的配子形成的子代含两个染色体组，是二倍体B.二倍体水稻经过秋水仙素加倍后可以得到四倍体植株，表现为早熟、粒多等性状C.三倍体水稻的花粉经离体培养，可得到单倍体水稻，稻穗、米粒变小D.单倍体水稻是由配子不经过受精直接形成的新个体，是迅速获得纯合子的重要方法解析：所有配子不经过受精形成的新个体都是单倍体（无论含有几个染色体组），所以四倍体水稻的配子形成的子代虽然含有两个染色体组，但仍然是单倍体。二倍体水稻经秋水仙素处理，染色体数目加倍，得到四倍体水稻，多倍体植株的特点是其种子粒大，子粒数目减少，但是发育周期延长，表现为晚熟。三倍体水稻高度不育，不能形成正常配子，所以无法形成单倍体。答案D三、低温诱导植物染色体数目变化的实验1.实验原理低温抑制纺锤体的形成，以致影响染色体被拉向两极，细胞不能分裂成两个子细胞，于是染色体数目加倍。2.方法步骤洋葱根尖培养→取材固定(细胞已被杀死)→制作装片（解离→漂洗→染色→制片）→观察。3.试剂及用途（1）卡诺氏液：固定细胞形态。（2）改良苯酚品红染液：使染色体着色。（3）解离液［体积分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精混合液（1∶1）］：使组织中的细胞相互分离开。构建知识网络-3-高频考点突破考点一染色体数目变异1.单倍体、二倍体和多倍体的确定方法可由下列图解中提供的方法区分开来。注：x为一个染色体组的染色体数，a、b为正整数。单倍体往往是由配子不经受精作用直接发育成的生物个体。提醒单倍体不一定只含1个染色体组，可能含同源染色体，可能含等位基因，也有可能产生可育后代。2.染色体组概念的理解（1）不含同源染色体，没有等位基因。（2）染色体形态、大小和功能各不相同。（3）含有控制一种生物性状的一整套基因，但不能重复。3.染色体组数量的判断方法（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，判断题目中所给图的染色体组数。如下图所示：-4-①减数第一次分裂的前期，染色体4条，生殖细胞中染色体2条，每个染色体组有2条染色体，该细胞中有2个染色体组。②减数第一次分裂的未期或减数第二次分裂前期，染色体2条，生殖细胞中染色体2条，每个染色体组有2条染色体，该细胞中有1个染色体组。③减数第一次分裂的后期，染色体4条，生殖细胞中染色体2条，每个染色体组有2条染色体，该细胞中有2个染色体组。④有丝分裂后期，染色体8条，生殖细胞中染色体2条，每个染色体组有2条染色体，该细胞中有4个染色体组。（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，形态相同的染色体a中有3条，b中两两相同，c中各不相同，则可判定它们分别含3个、2个、1个染色体组。（3）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：（d～g中依次含4、2、3、1个染色体组）（4）据染色体数/形态数的比值判断染色体数/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。如果蝇该比值为8条/4种形态=2，则果蝇含2个染色体组。对位训练1.下列关于单倍体的叙述，正确的是（B）①单倍体只含有一个染色体组②单倍体只含有一条染色体③单倍体是含有本物种配子染色体数目的个体④单倍体只含有一对同源染色体⑤未经受精的配子发育成的个体是单倍体A.①⑤B.③⑤C.②③D.④⑤2.从下图a～h所示的细胞图中，说明它们各含有几个染色体组。正确答案为()-5-A.细胞中含有一个染色体组的是h图B.细胞中含有二个染色体组的是g、e图C.细胞中含有三个染色体组的是a、b图D.细胞中含有四个染色体组的是f、c图解析此题主要考查染色体组的概念及染色体组数目的识别。其形态、大小各不相同的染色体组成一个染色体组。根据图形判断染色体组数有如下规律：在细胞内，形态相同的染色体有几条就含有几个染色体组，如图e，每种染色体含有4个，所以是四个染色体组。在细胞内，含有同音字母有几个，就是含有几个染色体组，如d图中，同音字母仅有一个，所以该图只有一个染色体组。由此，我们可知：a、b图含有三个染色体组，c、h图含有二个染色体组，e、图含有四个染色体组，d、g图含有一个染色体组。答案C考点二基因重组、基因突变和染色体变异的比较变异类型比较项目基因突变基因重组染色体变异实质基因结构的改变（碱基对的增添、缺失或替换）基因的重新组合，产生多种多样的基因型染色体结构或数目变化引起基因数量或排序改变时间自然突变、人工诱变基因自由组合、交叉互换、转基因染色体结构、数目变化类型细胞分裂间期减数第一次分裂前期或后期细胞分裂过-6-程中适用范围任何生物均可发生真核生物进行有性生殖产生配子时真核生物核遗传中发生产生结果产生新的基因，但基因数目未变只改变基因型，未发生基因的改变可引起基因“数量”上的变化意义生物变异的根本来源，提供生物进化的原始材料形成多样性的重要原因，对生物进化有十分重要的意义对生物进化有一定意义育种应用诱变育种杂交育种单倍体、多倍体育种实例青霉菌高产菌株的培育豌豆、小麦的杂交三倍体无子西瓜及八倍体小黑麦的培育特别提醒1.三种变异的共同点：基因突变、基因重组、染色体变异都会引起遗传物质的改变,都是可遗传变异，但不一定遗传给后代。2.三种变异的实质解读：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——“点”的变化（点的质变，但数目不变）；基因重组——“点”的结合或交换（点的质与量均不变）；染色体变异——“线段”发生结构或数目的变化；染色体结构变异——线段的部分片段增添、缺失、倒位、易位（点的质不变，数目和位置可能变化）；染色体数目变异——个别线段增添、缺失或线段成倍增减（点的质不变、数目变化）。3.基因突变和基因重组的判断：根据变异个体数量确定是否发生基因突变，如一群棕猴中出现一只白猴，一片红花植株中偶尔出现一株白花，即可确定是由基因突变造成的；若出现一定比例白猴或白花，则由于等位基因分离，配子经受精作用随机结合产生的，但该过程不叫基因重组。4.基因突变和染色体结构变异的判断：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。基因突变是“基因结构”的改变，包括DNA分子中碱基对的替换、增添和缺失。基因突变导致“新基因”的产生，染色体结构变异未形成新的基因。如图所示：-7-对位训练3.下列关于染色体结构变异和基因突变的主要区别的叙述中，不正确的是()A.基因突变是由DNA分子发生碱基对的增添、缺失或改变而引起的基因结构的变化B.基因突变可发生回复突变，染色体结构变异则不能发生回复突变C.基因突变一般是微小突变，其遗传效应小，而染色体结构变异是较大的变异，其遗传效应大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基因突变是由DNA分子中碱基对的增添、缺失或改变而引起的基因结构变化，这种改变在显微镜下看不到，而染色体结构变异后则可以用显微镜直接观察到明显的染色体变化。基因突变是不定向的，可产生一个以上的等位基因，也可能发生回复突变，而染色体结构变异是在自然条件或人为因素的影响下部分染色体的缺失、重复、倒位和易位，是不能发生回复突变的。遗传效应指的是遗传功能，即可以通过控制蛋白质的合成来控制生物性状，遗传效应的大小与突变的大小无关。答案C4.家蚕的性别决定为ZW型。用X射线处理使第2染色体上的含显性斑纹基因PB的区段易位到W染色体上，再将雌蚕与白体雄蚕交配，其后代凡是雌蚕都有斑纹，凡是雄蚕都无斑纹，这样有利于“去雌留雄”，提高蚕丝产量。该育种方法依据的原理是(C)A.基因突变B.基因重组C.染色体结构的变异D.染色体数目的变异解析根据题意可知，用X射线处理后，家蚕第2染色体上的含显性斑纹基因PB的区段易位到W染色体上，即将染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上，这种变异属于染色体结构的变异。解题思路探究思维误区警示易错分析1.染色体结构变异中的易位与基因重组中交叉互换混淆不清易位交叉互换变异类型染色体结构变异基因重组范围非同源染色体之间同源染色体内部非姐妹染色单体之间-8-交换对象非等位基因等位基因图示2.无子西瓜和无子番茄辨析不清比较项目无子西瓜无子番茄培育原理染色体变异生长素促进果实发育无子原因三倍体植物在减数分裂中同源染色体联会紊乱，不能形成正常的配子而无子未授粉，胚珠内的卵细胞没有经过受精，所以果实中没有形成种子无子性状能否遗传能，结无子西瓜的植株经植物组织培养后，所结西瓜仍是无子不能，结无子番茄的植株经植物组织培养后，所结番茄有子所用试剂秋水仙素生长素纠正训练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，下面列出的若干种变化中可使基因内部结构发生改变的是(D)解析据图分析选项A、B、C分别为染色体变异中缺失、增添和易位造成，没有新基因产生，而选项D中c的出现既可能是基因突变（基因内部结构发生变化）又可能是交叉互换产生的。2.请分析下列两个实验：（1）用适量浓度的生长素溶液处理未授粉的番茄花蕾，子房发育成无子番茄。（2）用四倍体与二倍体杂交，获得三倍体西瓜植株，给其雌蕊授以二倍体西瓜花粉，子房发育成无子西瓜。-9-试问：a.番茄和三倍体西瓜的无子性状是否能遗传？b.番茄和三倍体西瓜的枝条扦插生成的植株所结果实中是否有种子？（C）A.a能，不能；b无，有B.a不能，不能；b有，无C.a不能，能；b有，无D.a能，能；b无，无解析无子番茄是利用了生长素能促进果实发育的原理得到的无子性状，因遗传物质未发生改变，不能遗传给后代，属于不可遗传的变异；无子西瓜是利用了三倍体植物在减数分裂中同源染色体联会紊乱，不能形成正常的配子而无子的原理，其遗传物质发生改变，无子性状可遗传给后代，属于可遗传的变异。知识综合应用重点提示通过“三倍体无子西瓜培育过程”的考查，提升“综合运用所学知识，解决自然界和社会生活中有关生物学问题”的能力。典例分析已知西瓜的染色体数目2n=22，请根据下面的西瓜育种流程回答有关问题：（1）图中①③过程所用的试剂分别是和。（2）培育无子西瓜A的育种方法称为。（3）④过程中形成单倍体植株所采用的方法是。该过程利用了植物细胞的性。（4）为确认某植株是否为单倍体，应在显微镜下观察根尖分生区细胞的染色体，观察的最佳时期为。解析（1）试剂①为秋水仙素，试剂③为生长素而不是生长激素（动物激素），不要混淆。（2）无子西瓜A是三倍体，联会紊乱，不育无法结子，应为多倍体育种