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第2节染色体变异回归教材夯实双基回归教材夯实双基一、染色体结构的变异一、染色体结构的变异1实例：猫叫综合征，人的第实例：猫叫综合征，人的第5号染号染色体部分色体部分_引起的遗传病。引起的遗传病。2类型类型(1)缺失：染色体中某一片段缺失，缺失：染色体中某一片段缺失，片段上的基因也随之丢失。片段上的基因也随之丢失。缺失缺失(2)_ ：染色体增加某一片段，该：染色体增加某一片段，该片段上的基因与正常染色体部分片段片段上的基因与正常染色体部分片段基因相同。基因相同。(3)_ ：两条非同源染色体间片段：两条非同源染色体间片段的移接。的移接。(4)倒位：染色体中某一片段位置颠倒倒位：染色体中某一片段位置颠倒180。重复重复易位易位3结果：使排列在染色体上的基因结果：使排列在染色体上的基因数目或数目或_发生改变，从而导发生改变，从而导致性状的变异。致性状的变异。思考感悟思考感悟1基因突变和染色体变异都改变基基因突变和染色体变异都改变基因的种类和排列顺序吗？因的种类和排列顺序吗？排列顺序排列顺序【提示提示】不是。基因突变只是基因不是。基因突变只是基因碱基对的替换、增添或缺失，不改变碱基对的替换、增添或缺失，不改变基因的数量和排列顺序；而染色体变基因的数量和排列顺序；而染色体变异则会造成基因的种类、数量和排列异则会造成基因的种类、数量和排列顺序的改变。顺序的改变。二、染色体数目的变异二、染色体数目的变异1个别染色体增减个别染色体增减:如如21三体综合征。三体综合征。2染色体组成倍增减染色体组成倍增减(1)染色体组：细胞中的在染色体组：细胞中的在_上各不相同，携带着控制生物生长发育上各不相同，携带着控制生物生长发育的全部遗传信息的一组的全部遗传信息的一组_。形态和功能形态和功能非同源染色体非同源染色体(2)二倍体：由二倍体：由_发育而成的，体发育而成的，体细胞中含有细胞中含有_染色体组的个体。如：染色体组的个体。如：果蝇。果蝇。(3)多倍体多倍体概念：由概念：由_发育而来，体细胞中发育而来，体细胞中含有含有_染色体组的个体。染色体组的个体。实例：香蕉实例：香蕉(三倍体三倍体)、马铃薯、马铃薯(四倍四倍体体)、普通小麦、普通小麦(六倍体六倍体)。受精卵受精卵两个两个受精卵受精卵三个或三个以上三个或三个以上特点：茎秆粗壮，叶片、果实、种特点：茎秆粗壮，叶片、果实、种子比较大，营养物质含量高，发育延子比较大，营养物质含量高，发育延迟。迟。人工诱导多倍体人工诱导多倍体a方法：用秋水仙素处理方法：用秋水仙素处理_或幼苗。或幼苗。b成因：秋水仙素抑制成因：秋水仙素抑制_形成。形成。萌发的种子萌发的种子纺锤体纺锤体加倍加倍d实例：三倍体无子西瓜。实例：三倍体无子西瓜。(4)单倍体单倍体概念：体细胞中含有本物种概念：体细胞中含有本物种_染染色体数目的个体。色体数目的个体。成因成因a自然成因：由配子直接发育成的自然成因：由配子直接发育成的新个体，如蜜蜂的雄蜂。新个体，如蜜蜂的雄蜂。配子配子b人工成因：花药离体培养。人工成因：花药离体培养。特点：植株长得特点：植株长得_，大部分高，大部分高度度_。应用：单倍体育种应用：单倍体育种a方法：花药方法：花药(花粉花粉)离体培养。离体培养。弱小弱小不育不育缩短缩短纯合子纯合子思考感悟思考感悟2判断某个体是否为单倍体的依判断某个体是否为单倍体的依据是什么？据是什么？【提示提示】判断某个体是否为单倍判断某个体是否为单倍体的依据为个体发育的起点是否是体的依据为个体发育的起点是否是配子，而不是其体细胞中所含的染配子，而不是其体细胞中所含的染色体组的数目。色体组的数目。考点一染色体组和染色体组数目考点一染色体组和染色体组数目的判断的判断1一个染色体组中所含染色体的特点一个染色体组中所含染色体的特点(1)不含同源染色体。不含同源染色体。(2)染色体形态、大小和功能各不相同。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，含有控制一种生物性状的一整套基因，但不能重复。但不能重复。高频考点深度剖析高频考点深度剖析2.确定某生物体细胞中染色体组数目确定某生物体细胞中染色体组数目的方法的方法(1)细胞内形态相同的染色细胞内形态相同的染色体体(同源染色体同源染色体)有几条，有几条，含有几个染色体组。如图含有几个染色体组。如图细胞中相同的染色体有细胞中相同的染色体有4条，此细胞条，此细胞中有中有4个染色体组。个染色体组。(2)根据基因型来判断。在细胞或生物根据基因型来判断。在细胞或生物体的基因型中，控制同一性状体的基因型中，控制同一性状(单位性单位性状状)的基因出现几次，则有几个染色体的基因出现几次，则有几个染色体组，如基因型为组，如基因型为AAaBBb的细胞或生物的细胞或生物体含有体含有3个染色体组。也可以记作：同个染色体组。也可以记作：同一个字母不分大小，重复出现几次，就一个字母不分大小，重复出现几次，就是几个染色体组。控制同一性状的基因是几个染色体组。控制同一性状的基因位于同源染色体上，所以有几个等位基位于同源染色体上，所以有几个等位基因就意味着有几条同源染色体。因就意味着有几条同源染色体。(3)根据染色体的数目和染色体的形根据染色体的数目和染色体的形态数来推算。染色体组的数目染色态数来推算。染色体组的数目染色体数体数/染色体形态数。例如，果蝇体染色体形态数。例如，果蝇体细胞中有细胞中有8条染色体，分为条染色体，分为4种形态，种形态，则染色体组的数目为则染色体组的数目为2个。个。易误警示易误警示不同种生物的一个染色体组中所含不同种生物的一个染色体组中所含的染色体数目不一定相同，但同种的染色体数目不一定相同，但同种生物的一个染色体组中所含染色体生物的一个染色体组中所含染色体数目一定相同。数目一定相同。即时应用即时应用1图示细胞中含有的染色体组数目图示细胞中含有的染色体组数目分别是分别是()A5个、个、4个个B10个、个、8个个C5个、个、2个个 D2.5个、个、2个个考点二考点二单倍体与多倍体比较单倍体与多倍体比较比较项目比较项目单倍体单倍体多倍体多倍体发育起点发育起点配子配子受精卵或者合子受精卵或者合子成成因因自然自然成因成因单性生殖单性生殖的结果的结果外界环境条件剧外界环境条件剧变变人工人工诱导诱导花药离体花药离体培养培养秋水仙素或低温秋水仙素或低温处理萌发的种子处理萌发的种子或幼苗或幼苗比较项目比较项目单倍体单倍体多倍体多倍体植株特点植株特点植株弱小，植株弱小，生长发育快生长发育快植株粗大、营植株粗大、营养物质含量养物质含量高高,生生长发育迟缓长发育迟缓可育性可育性高度不育高度不育可育，但结实可育，但结实性差性差易误警示易误警示界定单倍体的关键在于由界定单倍体的关键在于由“配子发育配子发育而来而来”。某生物体细胞中含。某生物体细胞中含n个染色个染色体组，若该个体由受精卵发育而来即体组，若该个体由受精卵发育而来即n倍体，若该个体由配子倍体，若该个体由配子(不经受精不经受精)发育而来，则为单倍体。发育而来，则为单倍体。即时应用即时应用2四倍体水稻是重要的粮食作物，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四倍体水稻的配子形成的子代含两个染色体组，是二倍体两个染色体组，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、可以得到四倍体植株，表现为早熟、粒多等性状粒多等性状C三倍体水稻的花粉经离体培养，三倍体水稻的花粉经离体培养，可得到单倍体水稻，稻穗、子粒大但可得到单倍体水稻，稻穗、子粒大但子粒数目少子粒数目少D单倍体水稻是由配子不经过受精单倍体水稻是由配子不经过受精直接形成的新个体，是迅速获得纯合直接形成的新个体，是迅速获得纯合体的重要方法体的重要方法解析：选解析：选D。所有配子不经过受精形。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，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子倍体水稻，多倍体植株的特点是其子粒大，子粒数目减少，但是发育粒大，子粒数目减少，但是发育周期延长，表现为晚熟。三倍体周期延长，表现为晚熟。三倍体水稻高度不育，不能形成正常配水稻高度不育，不能形成正常配子，所以无法形成单倍体。子，所以无法形成单倍体。实验探究专项突破实验探究专项突破低温诱导植物染色体数目的变化低温诱导植物染色体数目的变化1原理原理用低温处理植物分生组织细胞，能够用低温处理植物分生组织细胞，能够抑制纺锤体的形成，染色体不能被拉抑制纺锤体的形成，染色体不能被拉向两极，细胞也不能分裂成两个子细向两极，细胞也不能分裂成两个子细胞，导致细胞染色体数目发生变化。胞，导致细胞染色体数目发生变化。2方法步骤方法步骤3实验结论：低温能诱导植物染色实验结论：低温能诱导植物染色体数目变化。体数目变化。易误警示易误警示选材的时候必须选用能够进行有丝分选材的时候必须选用能够进行有丝分裂的分生组织细胞，不分裂的细胞染裂的分生组织细胞，不分裂的细胞染色质为细丝状，看不到染色体加倍的色质为细丝状，看不到染色体加倍的情况。情况。 实战演练(专项提能，小试牛刀) 用浓度为2%的秋水仙素，处理植物分生组织56小时，能够诱导细胞内染色体加倍。那么，用一定时间的低温(如4 )处理水培的洋葱根尖时，是否也能诱导细胞内染色体加倍呢？请对这个问题进行实验探究。(1)针对以上问题，你作出的假设是针对以上问题，你作出的假设是：_。你提出此假设的依据是你提出此假设的依据是_。(2)低温处理植物材料时，通常需要低温处理植物材料时，通常需要较长时间才能产生低温效应，根据这较长时间才能产生低温效应，根据这个提示将你设计的实验组合以表格形个提示将你设计的实验组合以表格形式列出来。式列出来。(3)按照你的设计思路，以按照你的设计思路，以_作为鉴别低温是否诱导细胞内染色体作为鉴别低温是否诱导细胞内染色体加倍的依据。为此，你要进行的具体加倍的依据。为此，你要进行的具体操作是：操作是：第一步：剪取根尖第一步：剪取根尖23 mm。第二步：按照第二步：按照_步骤制作步骤制作_。解析：提出的假设应该具有一定的科学解析：提出的假设应该具有一定的科学根据，提出的假设应该是最有可能的而根据，提出的假设应该是最有可能的而不是随意猜测，所以探究的课题在题干不是随意猜测，所以探究的课题在题干中具有一定的指向性。在设计表格的时中具有一定的指向性。在设计表格的时候要注意题干的要求是测量低温效应的候要注意题干的要求是测量低温效应的时间，考虑到一般植物的细胞周期时间时间，考虑到一般植物的细胞周期时间的单位应该以小时为单位比较合适。为的单位应该以小时为单位比较合适。为了保证实验的严谨性，应该做一组常温了保证实验的严谨性，应该做一组常温下的对照组，以排除环境因素的干扰。下的对照组，以排除环境因素的干扰。答案：答案：(1)用一定时间的低温处理水用一定时间的低温处理水培的洋葱根尖能够诱导细胞内染色体培的洋葱根尖能够诱导细胞内染色体加倍加倍低温能够影响酶的活性低温能够影响酶的活性(或纺或纺锤丝的形成锤丝的形成)，使细胞不能正常进行，使细胞不能正常进行有丝分裂有丝分裂(也可提出其他假设，只要也可提出其他假设，只要能够运用所学的生物知识进行合理地能够运用所学的生物知识进行合理地解释即可解释即可)(2)只要设计的表格达到以下两个要只要设计的表格达到以下两个要求均可：求均可：A.至少作两个温度的对照至少作两个温度的对照(常温和时间常温和时间)；B.间隔相等的培养时间隔相等的培养时间进行取样。以下表格仅作参考。间进行取样。以下表格仅作参考。培养时间培养时间培养温度培养温度5 hrs 10 hrs 15 hrs常温常温4 0 (3)在显微镜下观察和比较经过不同在显微镜下观察和比较经过不同处理后根尖细胞内染色体数目处理后根尖细胞内染色体数目(或染或染色体计数色体计数)解离解离漂洗漂洗染色染色制制片片细胞有丝分裂装片细胞有丝分裂装片命题视角把脉高考命题视角把脉高考 紧扣教材重点紧扣教材重点基因重组和染色体结构变异的比较基因重组和染色体结构变异的比较(1)判断染色体易位与交叉互换的方判断染色体易位与交叉互换的方法法染色体易位染色体易位交叉互换交叉互换图图解解区区别别发生于非同源染色体发生于非同源染色体之间之间发生于同源染色体的发生于同源染色体的非姐妹染色单体之间非姐妹染色单体之间属于染色体结构变异属于染色体结构变异属于基因重组属于基因重组可在显微镜下观察到可在显微镜下观察到 在显微镜下观察不到在显微镜下观察不到 下图中下图中和和表示发生在常染表示发生在常染色体上的变异。色体上的变异。和和所表示的变异所表示的变异类型分别属于类型分别属于( )A重组和易位重组和易位B易位和易位易位和易位C易位和重组易位和重组 D重组和重组重组和重组例例1【解析解析】由题图可看出，由题图可看出，表示表示同源染色体互换同源区段，是交叉同源染色体互换同源区段，是交叉互换，属于基因重组；互换，属于基因重组；表示两条表示两条非同源染色体交换了片段，属于染非同源染色体交换了片段，属于染色体结构变异中的易位。色体结构变异中的易位。【答案答案】A 变式训练(2012青岛高三摸底)下列有关两种生物变异的种类的叙述， 正 确的是()A图图A过程发生在减数第一次分裂过程发生在减数第一次分裂时期时期B图图A中的变异未产生新的基因，中的变异未产生新的基因，但可以产生新的基因型但可以产生新的基因型C图图B过程表示染色体数目的变异过程表示染色体数目的变异D图图B中的变异未产生新的基因，中的变异未产生新的基因，但可以改变基因的排列次序但可以改变基因的排列次序解析：选解析：选C。图。图A表示同源染色体中非表示同源染色体中非姐妹染色单体之间的交叉互换，该过程姐妹染色单体之间的交叉互换，该过程发生在减数第一次分裂时期，该变异属发生在减数第一次分裂时期，该变异属于基因重组，未产生新的基因，但可以于基因重组，未产生新的基因，但可以产生新的基因组合。图产生新的基因组合。图B表示染色体结表示染色体结构变异中的易位构变异中的易位,虽然未产生新的基因虽然未产生新的基因,但由于染色体的结构发生了改变，基因但由于染色体的结构发生了改变，基因的排列次序也随之改变。的排列次序也随之改变。染色体变异的结果染色体变异的结果 (2011高考海南卷高考海南卷)关于植物关于植物染色体变异的叙述，正确的是染色体变异的叙述，正确的是()A染色体组整倍性变化必然导致基染色体组整倍性变化必然导致基因种类的增加因种类的增加洞悉高考热点洞悉高考热点例例2B染色体组非整倍性变化必然导致染色体组非整倍性变化必然导致新基因的产生新基因的产生C染色体片段的缺失和重复必然导染色体片段的缺失和重复必然导致基因种类的变化致基因种类的变化D染色体片段的倒位和易位必然导染色体片段的倒位和易位必然导致基因排列顺序的变化致基因排列顺序的变化【解析解析】染色体组整倍性变化会使染色体组整倍性变化会使基因整倍性变化，但基因种类不会改基因整倍性变化，但基因种类不会改变；染色体组非整倍性变化也会使基变；染色体组非整倍性变化也会使基因非整倍性增加或减少，但基因种类因非整倍性增加或减少，但基因种类不一定会改变；染色体片段的缺失和不一定会改变；染色体片段的缺失和重复会导致基因的缺失和重复，缺失重复会导致基因的缺失和重复，缺失可导致基因种类减少，但重复只导致可导致基因种类减少，但重复只导致基因重复，种类不变；染色体片段基因重复，种类不变；染色体片段的倒位和易位会导致其上的基因顺的倒位和易位会导致其上的基因顺序发生改变。序发生改变。【答案答案】D无子西瓜和无子番茄辨析不清无子西瓜和无子番茄辨析不清突破易错疑点突破易错疑点比较项目比较项目无子西瓜无子西瓜无子番茄无子番茄培育原理培育原理染色体变异染色体变异生长素促进果生长素促进果实发育实发育无子原因无子原因三倍体植物在减三倍体植物在减数分裂中同源染数分裂中同源染色体联会紊乱，色体联会紊乱，不能形成正常的不能形成正常的配子而无子配子而无子未授粉、胚珠未授粉、胚珠内的卵细胞没内的卵细胞没有经过受精，有经过受精，所以果实中没所以果实中没有形成种子有形成种子比较比较项目项目无子西瓜无子西瓜无子番茄无子番茄无子无子性状性状能否能否遗传遗传能，结无子西瓜能，结无子西瓜的植株经植物组的植株经植物组织培养后，所结织培养后，所结西瓜仍是无子西瓜仍是无子不能，结无子番不能，结无子番茄的植株经植物茄的植株经植物组织培养后，所组织培养后，所结番茄有子结番茄有子所用所用试剂试剂秋水仙素秋水仙素生长素生长素特别提醒特别提醒“可遗传可遗传”“”“可育可育”。自我挑战自我挑战科学家做了两项实验：科学家做了两项实验：(1)用适当浓度的生长素溶液处理未授用适当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；粉的番茄花蕾子房，发育成无子番茄；(2)用四倍体与二倍体西瓜杂交，获得用四倍体与二倍体西瓜杂交，获得三倍体西瓜植株三倍体西瓜植株,给其雌蕊授二倍体花给其雌蕊授二倍体花粉粉,子房发育成无子西瓜。子房发育成无子西瓜。下列有关叙述不正确的是下列有关叙述不正确的是()A上述番茄无子这一变异是不遗传上述番茄无子这一变异是不遗传的变异的变异B无子番茄植株进行无性繁殖，长无子番茄植株进行无性繁殖，长成的植株所结果实中有种子成的植株所结果实中有种子C无子西瓜进行无性繁殖，长成的无子西瓜进行无性繁殖，长成的植株所结果实中有种子植株所结果实中有种子D无子西瓜进行无性繁殖，长成的无子西瓜进行无性繁殖，长成的植株不能正常结实植株不能正常结实【解析解析】本题考查无子果实产生的本题考查无子果实产生的原理及理解能力、分析判断能力。无原理及理解能力、分析判断能力。无子番茄的产生属于外源生长素作用下子番茄的产生属于外源生长素作用下的单性结实，该方式并未使植物体的的单性结实，该方式并未使植物体的遗传物质发生改变，因而属于不遗传遗传物质发生改变，因而属于不遗传变异，若这样的植株通过无性繁殖，变异，若这样的植株通过无性繁殖，长成的植株细胞仍为正常二倍体，所长成的植株细胞仍为正常二倍体，所结果实中有种子。结果实中有种子。用四倍体西瓜与二倍体西瓜杂交所得用四倍体西瓜与二倍体西瓜杂交所得的后代为三倍体，属于染色体变异，的后代为三倍体，属于染色体变异，为可遗传变异。经无性繁殖所得植株为可遗传变异。经无性繁殖所得植株仍为三倍体，在减数分裂中同源染色仍为三倍体，在减数分裂中同源染色体联会紊乱，故不能正常结实。体联会紊乱，故不能正常结实。【答案答案】C
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