xx届高考生物第一轮复习染色体变异导学案

1 / 25 XX 届高考生物第一轮复习染色体变异导学案 本资料为 WoRD 文档，请点击下载地址下载全文下载地址 第 2 节染色体变异 【高考目标导航】 1、染色体结构变异和数目变异 2、低温诱导植物染色体 【基础知识梳理】 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 猫叫综合症 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籽西瓜 染色体组成倍的增加或减少 二、与染色体数目变异有关的概念 1、染色体组：细胞中的一组非同源染色体，它们在形态和2 / 25 功能上各不相同，携带着控制生物生长、发育、遗传和变异的全部遗传信息。 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等植物。 3、多倍体 （ 1）概念：由受精卵发育而来，体细胞中含三个或三个以上染色体组的个体。其中，体细胞中含有三个染色体组的叫做三倍体，含有四个染色体组的叫做四倍体。例如，香蕉是三倍体， 马铃薯是四倍体。 （ 2）分布：在植物中常见，在动物中极少见。 （ 3）特点：与二倍体植株相比，多倍体植株常常是茎杆粗壮，叶片、果实和种子都比较大，糖类和蛋白质等营养物质含量丰富。 （ 4）应用：人工诱导多倍体 方法：用秋水仙素或低温处理萌发的种子或幼苗。 原理：秋水仙素或低温处理能够抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞两极，引起细胞内染色体数目加倍。 4、单倍体 （ 1）概念：由未受精的生殖细胞发育而来，染色体数和染色体组数是正常体细胞的一半，即体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体。 （ 2） 特点：与正常植株相比，植株长得弱小，且高度不育。 3 / 25 （ 3）应用：单倍体育种 过程：花药立体培养形成单倍体植株，经过秋水仙素处理（人工诱导染色体数目加倍）形成正常生殖的纯合子，选择出新品种。 优点：明显缩短育种年限。 三、低温诱导植物染色体数目的变化实验 1、实验原理 低温抑制纺缍体的形成，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 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：固定细胞的形态。 （ 2）改良苯酚品红染液：使染色体着色。 （ 3）解离液 15%的盐酸和 95%的酒精混合液（ 1 1） ：使细胞分散。 4、实验结论 适当低温可以诱导染色体数目加倍。 【要点名师透析】 一、三种可遗传变异的比较 比较基因重组基因突变染色体变异 4 / 25 变异实质控制不同性状的基因重新组合基因结构的改变染色体结构或数目变化 适用范围真核生物进行有性生殖产生配子时任何生物均可发生真核生物核遗传中发生 产生结果产生新的基因型，未发生基因的改变产生新的基因，但基因数目未变可引起基因数量上的变化 类型 非同源染色体上的非等位基因的自由组合 同源染色体上的非姐妹染色单体之间的交叉互换 自然突变 人工诱变 染色体结构的变异 染色体数目的变异 意义形成多样性的重要原因，对生物进化有十分重要的意义生物变异的根本来源，提供生物进化的原始材料对生物进化有一定意义 实例黄圆与绿皱豌豆杂交，后代产生黄皱与绿圆个体镰刀型细胞贫血症普通小麦（六倍体） 雄蜂、单倍体玉米 育种应用杂交育种诱变育种单倍体、多倍体育种 【典例】关于染色体变异和基因突变的主要区别，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分子碱基对的增加、减少或改变 B原核生物和真核生物均可发生基因突变，而只有真核生5 / 25 物能发生染色体变异 c基因突变一般是微小突变，其对生物体的影响较小，而染色体结构变异是较大的变异，其对生物体的影响较大 D两者都能改变生物的基因型 【解析】基因突变和染色体变异都属于突变，对生物体的影响主要取决于突变发生的时间和发生突变的细胞。 【答案】 c 二、二倍体、多倍体与单倍体的分析 二倍体多倍体单倍体 概念体细胞中含 2 个染色体 组的个体体细胞中含 3 个或 3 个以 上染色体组的个体体细胞中含本物种配子染色 体数的个体 染色体组 2 个 3 个或 3 个以上 1 至多个 发育起点受精卵受精卵配子 形成原因受精作用低温诱导、秋水仙素处理直接发育 植物特点正常果实、种子较大，生长发 育延迟，结实率低植株弱小，高度不育 举例几乎全部动物、过半数 高等植物香蕉、普通小麦玉米、小麦的单倍体 发育过程 【典例】将二倍体芝麻的种子萌发成的幼苗用秋水仙素处理6 / 25 后得到四倍体芝麻，此四倍体芝麻 ( ) A与原来的二倍体芝麻相比，在理论上已经是一个新物种了 B产生的配子中 由于没有同源染色体，所以配子无遗传效应 c产生的配子中有同源染色体，用秋水仙素诱导成的单倍体可育 D将此四倍体芝麻产生的花粉进行离体培养长成的芝麻属于二倍体 【解析】四倍体产生的配子含有两个染色体组，是有同源染色体的，含有本物种生长发育所需要的全部遗传物质，是有遗传效应的；单倍体是由配子发育来的个体，秋水仙素处理单倍体幼苗获得的个体，为多倍体 (或二倍体 )；四倍体芝麻产生的花粉进行离体培养获得的芝麻是单倍体，用花药进行离体培养长成的植物，属于单倍体。 【答案】 A 三、理解染色体结构变异的类型与特 点 四、染色体变异原理的应用 多倍体育种单倍体育种 原理染色体数目以染色体组的形式成倍增加染色体数目一染色体组的形式成倍减少，再加倍后获得纯种 7 / 25 常用方法秋水仙素处理萌发的种子或幼苗（或者低温诱导）花药离体培养后获得单倍体，再用秋水仙素处理，形成纯合子 优点器官大，营养成分含量提高明显缩短育种年限 缺点适用于植物，在动物方面难以开展；发育延迟，结实率低技术复杂，需与杂交育种配合 【感悟高考真题】 1、 (XX海南高考 )关于植物染色体变异的叙述，正确的是（） A染色体 组整倍性变化必然导致基因种类的增加 B染色体组非整倍性变化必然导致新基因的产生 c染色体片段的缺失和重复必然导致基因种类的变化 D染色体片段的倒位和易位必然导致基因排列顺序的变化 【解析】 A 项 ,染色体组整倍性变化会导致染色体变异，不会导致基因种类的增加 ;B 项 ,染色体组非整倍性增加是染色体数目的增加，不会产生新的基因 ;c 项 ,染色体片段的缺失和重复属于染色体变异，不一定导致基因种类的变化 ;D 项 ,染色体的倒位和易位可以导致基因排列顺序的变化。 【答案】 D 2、（ XX江苏高考）在有丝 分裂和减数分裂的过程中均可产生的变异是 () 复制时发生碱基对的增添、缺失或改变，导致基因突变 8 / 25 B.非同源染色体之间发生自由组合，导致基因重组 c.非同源染色体之间交换一部分片段，导致染色体结构变异 D.着丝点分裂后形成的两条染色体不能移向两极，导致染色体数目变异 【解析】基因突变发生在减数第一次分裂和有丝分裂的间期，A 项正确。基因重组发生在减数第一次分裂前、后期， B 项错误。减数分裂过程、植物细胞有丝分裂过程、单倍体形成过程均可发生染色体变异， c、 D 正确。 【答案】 AcD 3、（ XX江苏高考）洋葱（ 2n=16)为二倍体植物。为比较不同处理方法对洋葱根尖细胞分裂指数（即视野内分裂期细胞数占细胞总数的百分比）的影响，某研究性学习小组进行了相关实验，实验步骤如下： 将洋葱的老根去除，经水培生根后取出。 将洋葱分组同时转入质量分数为 %、 %秋水仙素溶液中，分别培养 24h、 36h、 48h；秋水仙素处理停止后再转入清水中分别培养 0h、 12h、 24h、 36h。 剪取根尖，用 carnoy 固定液（用 3 份无水乙醇、 1 份冰乙酸混匀）固定 8h，然后将根尖浸泡在 1mol/L 盐酸溶液中58min。 将根尖取出，放入盛有清水的培养皿中漂洗。 用石炭酸 -品红试剂染色。 9 / 25 制片、镜检；计数、拍照。 实验结果：不同方法处理后的细胞分裂指数（ %）如下表。 秋水仙素溶液处理清水培养时间（ h） 质量分数（ %）时间（ h） 0122436 请分析上述实验，回答有关问题： （ 1）步骤 中 “ 将根尖浸泡在 1mol/L 盐酸溶液中 ” 的作用是。 （ 2）步骤 为了获得相应的观察视野，镜检时正确的操作方法是 . (3)根据所学的知识推测，石炭酸 -品红试剂是一种性染料。 （ 4）为了统计数据更 加科学，计数时应采取的方法是。 （ 5）根据上表结果可以得出如下初步结论： 质量分数为秋水仙素溶液诱导后的细胞分裂指数较高； 本实验的各种处理中，提高细胞分裂指数的最佳方法是。 （ 6）如图为一位同学在步骤 所拍摄的显微照片，形成细胞 a 的最可能的原因是。 10 / 25 【解析】实验过程中盐酸的作用是使组织中的细胞相互分离开来。步骤 在显微镜下观察，一定要先用低倍镜找到所要观察的视野，再换上高倍镜仔细观察。染色体是遗传物质的载体，容易被碱性染料着色，故石炭酸 -品红试剂是一种碱性染料。为了使统计数据更加科学，计 数时应采取的方法是每组装片观察多个视野。由表格可知，质量分数为 %秋水仙素溶液诱导后的细胞分裂指数较高；本实验的各种处理中，提高细胞分裂指数的最佳方法是 %秋水仙素溶液诱导 24h，再在清水中培养 36h。 【答案】 (1)使组织中的细胞相互分离开来 (2)先在低倍镜下观察，缓慢移动装片，发现理想视野后换用高倍镜 (3)碱 (4)每组装片观察多个视野 (5)% 秋水仙素溶液诱导 24h，再在清水中培养 36h (6)秋水仙素处理发生在上一个细胞周期纺锤体形成之后 4、（ XX江苏高考）为解决二倍 体普通牡蛎在夏季因产卵二出现肉质下降的问题，人们培育出三倍体牡蛎。利用普通牡蛎培育三倍体牡蛎合理的方法是 A.利用水压抑制受精卵的第一次卵裂，然后培育形成新个体 B.用被射线破坏了细胞核的精子刺激卵细胞，然后培育形成新个体 11 / 25 c.将早期胚胎细胞的细胞核植人去核卵细胞中，然后培育形成新个体 D.用化学试剂阻止受精后的次级卵母细胞释放极体，然后培育形成新个体 【解析】本题考查多倍体育种方法操作，抑制第一次卵裂导致染色体加倍，培育而成的个体为四倍体， A 项错误，用射线破坏了细胞核的精子刺激卵细胞，然后形成的 新个体为单倍体， B 项错误。 c 项利用移植方法获得的个体为二倍体， c项错误。极体中含有一个染色体组，受精卵含有两个染色体组，含有极体的受精卵中含有三个染色体组，发育而成的个体为三倍体， D 项正确。 【答案】 D 5、（ XX江苏高考）在细胞分裂过程中出现了甲、乙2 种变异，甲图中英文字母表示染色体片段。下列有关叙述正确的是 甲图中发生了染色体结构变异，增加了生物变异的多样性 乙图中出现的这种变异属于染色体变异 甲、乙两图中的变化只会出现在有丝分裂中 甲、乙两图中的变异类型都可以用显 微镜观察检验 A.B c D 【解析】本题考查的是染色体变异。甲图中发生的是染色体12 / 25 变异，属于染色体中某一片段位置颠倒，属于结构的变异；乙图中属于在着丝点分裂时，两条姐妹染色单体移向了同一级，使子细胞中染色体多了一条，也属于染色体变异。染色体可以用显微镜中观察到，因此选 c。而 c 选项中乙图只会出现在有丝分裂中，甲图可是减数分裂也可是有丝分裂。 【答案】 c 6、（ XX上海高考）右图中 和 表示发生在常染色体上的变异。 和 所表示的变异类型分别属于 A.重组和易位 B.易位和易位 c.易位和重组 D.重组和重组 【解析】由染色体图像可判断 中两条为同源染色体 中两条为非同源染色体， 是同源染色体的非姐妹染色单体间交换部分染色体片段属于重组， 是在非同源染色体之间交换部分染色体属于易位。 【答案】 A 【考点模拟演练】 一、选择题 1、科研工作者将基因型为 Bb 的某植物幼苗用秋水仙素处理，使其成为四倍体；再将该四倍体产生的配子进行离体培养成幼苗后再用秋水仙素处理使之染色体加倍。依据上述材13 / 25 料，你认为正确的判断组合是 ( ) 最终获得的后代有 2种表现 型和 3种基因型 上述育种方式包含了多倍体育种和单倍体育种 最终获得的后代都是纯合子 第二次秋水仙素处理后得到的植株是可育的 A B c D 【解析】某植株幼苗 (Bb) 秋水仙素处理 四倍体 (BBbb)产生配子 (BB、 Bb、 bb) 花药离体培养 单倍体 (BB、 Bb、bb) 秋水仙素处理 四倍体 (BBBB、 BBbb、 bbbb)。 【答案】 B 2、基因重组、基因突变和染色体变异的共同点是 ( ) A都能产生可遗传的变异 B都能产生新的基因 c产生的变异对 生物均不利 D在显微镜下都可观察到变异状况 【解析】能够产生新的基因的只有基因突变，在显微镜下看到的变异是染色体变异，这些变异都是不定向的，有的有利，但多数有害。 【答案】 A 3、 (XX烟台模拟 )关于染色体结构变异的叙述，不正确的是 ( ) 14 / 25 A外界因素可提高染色体断裂的频率 B染色体缺失了某段，可使生物性状发生变化 c一条染色体某一段颠倒 180 后，生物性状不发生变化 D染色体结构变异一般可用现代遗传技术直接检验 【解析】染色体结构变异是 由于某些自然条件或人为因素造成的，这些变化可导致生物性状发生相应的改变。虽然倒位是某段染色体的位置颠倒，但使其中的基因位置发生了改变，也可导致生物性状发生变化。 【答案】 c 4、 (XX广州模拟 )如图所示细胞为三倍体的是 ( ) 【解析】解答本题所需要的知识依托是：染色体组数目的判断方法： (1)根据染色体的形态：相同形态的染色体数目染色体组数。 (2)根据基因型：控制同一性状的基因数染色体组数。 (3)根据染色体数和形态数：染色体组数目染色体数 /形态数。解答本题的方法和技巧：三倍体细 胞中应含三个染色体组。只有 B 图中形态相同的染色体数为 3，即染色体组数为三。 【答案】 B 5、 (XX济宁模拟 )染色体变异包括染色体结构变异和染色体数目变异，下列属于染色体变异的一组是 ( ) 花药离体培养后长成的植株 15 / 25 镰刀型细胞贫血症 非同源染色体的自由组合 四分体中非姐妹染色单体之间相应部位的交叉互换 21 三体综合征 A B c D 【解析】 是基因突变， 为基因重组。 【答案】 c 6、将某马铃薯品种的花药进行离体培养获得幼苗，在幼苗细胞中发现了 12对染色体，能够确定此幼苗个体属于 ( ) A单倍体 B二倍体 c四倍体 D多倍体 【解析】花药里的花粉粒只有体细胞中的染色体数的一半，花药进行离体培养获得植株，无论细胞中含几个染色体组，都是单倍体。 【答案】 A 7、与玉米植株颜色有关的一对基因 Pl(紫 )和 pl(绿 )在第 6号染色体长臂的外段，纯合紫株玉米与纯合绿株玉米杂交，F1植株均表现为紫色。科学家用 X 射线照射纯合紫株玉米的花粉，然后给绿株授粉， 734株 F1幼苗中出现 2 株绿苗。经16 / 25 细胞学鉴定表明，这是由于第 6 号染色体上载 有 Pl 基因的长臂缺失导致的。这种变异在生物学上称为 ( ) A基因突变 B基因重组 c染色体结构变异 D染色体数目变异 【解析】 “ 第 6 号染色体上载有 Pl 基因的长臂缺失 ” 属于染色体结构变异中的缺失。 【答案】 c 8、萝卜和甘蓝均为二倍体，利用萝卜和甘蓝作为材料经以下不同处理后得到的植株可育的组合是 ( ) 萝卜 甘蓝 F1 植株 萝卜 甘蓝 F1 经秋水仙素处理加倍植株 萝卜经秋水仙素处理加倍植株 甘蓝 F1植株 萝卜与甘蓝经体细胞杂交得到的杂种植株 A B c D 【解析】萝卜和甘蓝之间有生殖隔离，所以其杂交后代 ()不可育，但是染色体加倍 () 后就可育了。 得到的是三倍体，也不可育。萝卜与甘蓝经体细胞杂交得到的杂种植株 ()是异源四倍体，是可育的。 【答案】 c 9、 (XX江苏模拟 )人类 21 三体综合征的成因是在生17 / 25 殖细胞形成的过程中，第 21号染色体没有分离 (通常是减数第一次分裂期的不分离造成的 )。已知 21四体的胚胎不能成活。一对夫妇均为 21 三体综合征患者，从理论上说他们生出患病女孩的概率及实际可能性低于理论值的原因分别是( ) A 2/3，多一条染色体的卵细胞不易完成受精 B 1/3，多一条染色体的精子因活力低并不易完成受精 c 2/3，多一条染色体的精子因活力低并不易完成受精 D 1/4，多一条染色体的卵细胞不易完成受精 【解析】 21 三体综合征女患者产生的卵细胞类型是 “ 两条21 号染色体 X” 和 “ 一条 21 号染色体 X” ，男患者产生的精子类型是 “ 两条 21 号染色体 X” 和 “ 一条 21 号染色体 y” 或 “ 一条 21号染色体 X” 和 “ 两条 21号染色体y” ，其组合类型有 8 种，但由于 21四体的胚胎不能成活，故成活者只能有 6 种，其中 21 三体综合征女 患者占 2/61/3；而子女中女患者的实际可能性低于理论值的原因最可能是因为多一条染色体的精子因活力低而不易完成受精。 【答案】 B 10、下列关于染色体组的叙述正确的是 ( ) 一个体细胞中任意两个染色体组之间的染色体形态、数目一定相同 一个染色体组携带着控制一种生物生长发育、遗传和变异的全部信息 一个染色体组中各个染色体的18 / 25 形态和功能各不相同，互称为非同源染色体 体细胞含有奇数个染色体组的个体，一般不能产生正常可育的种子 A B c D 【 解析】本题考查对染色体组概念的理解。染色体组是指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，但是携带着控制一种生物生长发育、遗传和变异的全部信息。若某个体的体细胞含有奇数个染色体组，则该细胞在减数分裂过程中，染色体联会发生紊乱，不能形成正常可育的配子。 【答案】 D 11、 (XX济宁质检 )某些类型的染色体结构和数目的变异，可通过对细胞有丝分裂中期或减数第一次分裂时期的观察来识别。 a、 b、 c、 d 为某些生物减数第一次分裂时期染色体变异的模式图，它们依次属于 ( ) A三倍体、染 色体片段增加、个别染色体数目变异、染色体片段缺失 B三倍体、染色体片段缺失、个别染色体数目变异、染色体片段增加 c个别染色体数目变异、染色体片段增加、三倍体、染色体片段缺失 19 / 25 D染色体片段缺失、个别染色体数目变异、染色体片段增加、三倍体 【解析】第一个图三对同源染色体，有两对是 2 条染色体，一对是 3 条染色体，说明是个别染色体数目变异。第二个图一条染色体多一部分 4，属于重复。第三个图同源染色体均为三个，染色体组成倍地增加为三倍体。第四个图一条染色体缺少一部分 3，所以属于缺失。 【答案】 c 12、 (XX泰兴调研 )下列说法正确的是 ( ) 水稻 (2n 24)一个染色体组有 12 条染色体，但水稻的一个基因组应有 13 条染色体 普通小麦 (6n)的花药离体培养后，长成的植株细胞中含三个染色体组，但其不是三倍体 番茄和马铃薯体细胞杂交形成的杂种植株含两个染色体组 马和驴杂交的后代骡是不育的二倍体 A B c D 【解析】本题主要考查单倍体、多倍体等概念的比较。 水稻是雌雄同株植物，无性染色体之分，一个染色体组即含有本物种一整套的遗传信息，因此水稻的一个基因组应只 有 12条染色体； 花药离体培养后形成的植株是由配子直接发育而成的，不管细胞中含有几个染色体组，都为单倍体； 通过细胞融合形成的番茄 马铃薯杂种植株，两个染色体组中20 / 25 含有番茄和马铃薯各一套染色体； 马和驴是两个物种，存在生殖隔离，杂交的后代骡是不育的二倍体。 【答案】 B 13、如下图表示无子西瓜的培育过程： 根据图解，结合生物学知识，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 14、 (XX烟台模拟 )下列有关 “ 低温诱导大蒜根尖细胞染色体加倍 ” 的实验，正确的叙述是 ( ) A可能出现三倍体细胞 B多倍体细胞形成的比例常达 100% c多倍体细胞形成过程无完整的细胞周期 D多倍体形成过程增加了非同源染色体重组的机会 【解析】本题考查教材 “ 低温诱导植物染色体数目的变化 ”的实验，意在考查学生对实验结果的分析能力。 B 错误：并非所有的细胞的染色体 都被加倍。 D 错误：大蒜根尖细胞进21 / 25 行的是有丝分裂，有丝分裂过程中没有非同源染色体的重组。 【答案】 c 15、 (XX广州检测 )下列情况中不属于染色体变异的是 ( ) A第 5 号染色体短臂缺失引起的遗传病 B第 21号染色体多一条引起的 21三体综合征 c同源染色体非姐妹染色单体之间交换了对应部分的结构 D用花药培养出了单倍体植株 【解析】 A 项中的第 5 号染色体部分缺失引起的遗传病属于染色体结构变异； B 项中的 21三体综合征是由细胞中的个别染色体数目增多引起的，属于染色体数目变异； c 项是 指减数分裂过程中，同源染色体上的非姐妹染色单体交叉互换了对应部分，属于基因重组； D 项中的单倍体植株是由花粉粒直接培养形成的，染色体数目减少一半，属于染色体数目变异。 【答案】 c 二、非选择题 16、 (XX无锡调研 )下图为四种不同的育种方法，请回答： (1)图中 A、 D 途径表示杂交育种，一般从 F2 开始选种，这22 / 25 是因为_。 (2)若亲本的基因型有以 下四种类型： 两亲本相互杂交，后代表现型为 31 的杂交组合是_。 选乙、丁为亲本，经 A、 B、 c 途径可培育出 _种纯合 植 物 ， 该 育 种 方 法 突 出 的 优 点 是_。 (3) 图中通过 E 方 法 育 种 所 运 用 的 原 理 是_。 (4)下列植物中，是通过图中 F 方法培育而成的植物是 ( ) A太空椒 B无子番茄 c白菜 甘蓝 D八倍体小黑麦 【解析】 (1)图中 A、 D 途径表示杂交育种，杂交育种的选种是从性状分离那代开始选种，所以从 F2开始选种。 (2) 两亲本相互杂交，后代表现型为 31 的是一对杂合子的自交，从图解不难看出是甲 乙； 选乙、丁为亲本，杂交后