第21课时染色体变异（定）

染色体变异1、可以用显微镜直接观察到。2、包括染色体结构的改变和染色体数目的增减。识图析图缺失倒位重复易位一．染色体结构变异图解基础导学一、染色体变异的类型及实例

一、染色体结构变异图解类型图解联会紊乱实例猫叫综合征，即5号染色体短臂缺失缺失类型图解联会紊乱实例果蝇的棒眼重复类型图解联会紊乱实例人类9号染色体长臂倒位可以导致习惯性流产倒位类型图解联会紊乱实例人类慢性粒细胞白血病易位【点拨】（1）基因突变，名义上是基因在变，其实是基因内部碱基在变，基因的数目和位置都未变；染色体变异，名义上是染色体在变，其实是染色体内部基因在变，基因的数目和位置都改变。大多数是对生物体不利的，有的甚至导致生物体死亡。2通过光学显微镜区别：①染色体变异可借助光学显微镜观察；②基因突变、基因重组用光学显微镜观察不到。1．右图示意某生物细胞减数分裂时，两对联会的染色体之间出现异常的“十字型结构”现象，图中字母表示染色体上的基因。据此所作推断中，错误的是A．此种异常源于染色体的结构变异B．该生物产生的异常配子很可能有HAa或hBbC．该生物基因型为HhAaBb，一定属于二倍体生物D．此种异常可能会导致生物体生殖能力下降C训练题：解析：题图中发生了易位，属于染色体结构变异，该生物基因型为HhAaBb，可能是二倍体生物，也可能是四倍体的单倍体。答案：C2．南通质检下图是某细胞中一对同源染色体形态示意图a—f，a＋—f＋代表基因。下列有关叙述不正确的是 A．该对染色体构成一个四分体，含4个DNA分子B．该细胞中染色体发生了结构变异C．该细胞中染色体的变化导致缺失部分基因D．该细胞可能产生基因组成为adc＋bef的配子解析：从图像中可以看出bcd片段发生了位置的颠倒，为染色体结构变异中的倒位，基因的数目没有减少。答案：C1判断单倍体、二倍体和多倍体1单倍体：体细胞中含有___________染色体数目的个体。2二倍体：由_______发育而来，体细胞中含有两个染色体组的个体。3多倍体：由受精卵发育而来，体细胞中含有___________以上染色体组的个体。本物种配子受精卵三个或三个细胞内的个别染色体增加或减少细胞内的染色体数目以染色体组的形式成倍地增加或减少二、染色体数目变异2特点1单倍体：__________，高度不育。2多倍体：茎秆粗壮，_________________较大，_________含量高。3人工诱导方法1单倍体：_________培养；2多倍体：秋水仙素处理____________________；______处理植物分生组织细胞。植株弱小叶片、果实、种子营养物质花药离体萌发的种子或者幼苗低温判一判

1．染色体组

⑴一个染色体组内没有同源染色体，但却含有控制生长发育的全部遗传信息

⑵染色体组中一定没有等位基因

⑶染色体组中染色体数就是体细胞染色体数的一半×√√提示只对二倍体生物符合。基因组：对于有性染色体的生物二倍体，其基因组为常染色体/2性染色体；对于无性染色体的生物，其基因组与染色体组相同。2．二倍体和多倍体

⑴体细胞中含有两个染色体组的个体是二倍体，含有三个或三个以上染色体组的个体是多倍体

⑵常见多倍体植物有香蕉三倍体、马铃薯四倍体、小麦六倍体、小黑麦八倍体

⑶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，成熟较早

√××提示也有可能是单倍体。提示发育迟缓。3．单倍体

⑴单倍体只含有一个染色体组

⑵单倍体只含有一条染色体

⑶单倍体是含有本物种配子染色体数目的个体

⑷单倍体只含有一对同源染色体

⑸未经受精的配子发育成的个体是单倍体

⑹四倍体水稻的配子形成的子代含两个染色体组，是二倍体

⑺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

××××√√提示三倍体水稻高度不育，不能形成正常的配子，所以无法形成单倍体。×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，也可能可育并产生后代。三、单倍体育种和多倍体育种1．图中①和③的操作是＿＿＿＿＿＿，其作用原理是＿＿＿＿＿＿＿。

2．图中②过程是＿＿＿＿＿＿。

3．单倍体育种的优点是＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

4．单倍体和四倍体的单倍体植株的特点是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。秋水仙素处理抑制花药离体培养明显缩短育种年限配子受精卵植株长的弱小且高度不育纺锤体形成四、低温诱导植物染色体数目的变化1实验原理用低温处理植物分生组织细胞，如根尖分生组织细胞，能够抑制_____________，以致影响染色体被拉向两极，细胞不能分裂成____________，使植物细胞___________加倍。纺锤体的形成两个子细胞染色体数目2方法步骤洋葱根尖培养→取材→__________解离→漂洗→_____→制片→观察3实验结论适当低温可以诱导___________加倍。制作装片染色染色体数目4个染色体8个染色体无纺缍体形成染色体复制着丝点分裂无纺缍丝牵引多倍体的形成若继续进行正常的有丝分裂染色体加倍的组织或个体突破考点·提炼方法1．下图a～h所示的细胞图中，说明它们各含有几个染色体组，其中正确的是 析图突破概念——染色体数目变异典例引领考点一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e、g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c、f图C排雷⑴染色体组内无同源染色体，无等位基因。

⑵二倍体生物配子中一组染色体即为一个染色体组，含全部遗传信息，可发育成完整个体而体现全能性，例如雄蜂。

⑶关于单倍体和多倍体的可育性，主要看其染色体组的组成的个体如染色体组成为A、AAA不可育，具偶数个染色体组的个体不一定可育。

⑷染色体组数与细胞分裂中染色体数变化保持一致；染色体数：N→2N→4N，则染色体组数分别为1→2→4个。

提醒①二倍体生物染色体数和染色体组数最多的为有丝分裂后期，分别为4N和4个；②有2个染色体组的细胞不一定含同源染色体，如减数第二次分裂后期。考点剖析1．染色体组概念的理解

⑴不含同源染色体，没有等位基因。

⑵染色体形态、大小和功能各不相同。

⑶含有控制一种生物性状的一整套基因，但不能重复。2．染色体组数量的判断方法

⑴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中有2条、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。（2）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基因或相同基因，如图所示：d～g中依次含4、2、3、1个染色体组（3）据染色体数/形态数的比值判断

染色体数/形态数的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。1．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，此幼苗个体属于几倍体，马铃薯的体细胞含染色体数是多少

A．单倍体，48 B．二倍体，24

C．四倍体，48 D．四倍体，24对位训练答案A

2．2011·海南卷，19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列表比较法——基因突变、基因重组和染色体变异的比较典例引领考点二D

排雷变异类型基因突变交叉互换(基因重组)染色体变异(易位)结果产生新基因、新基因型只产生新的基因型基因排序改变等位基因分离时期减Ⅰ后期和减Ⅱ后期减Ⅰ后期和减Ⅱ后期减Ⅰ后期产生配子AB、aB、ab三种AB、ab、Ab、aB四种AB、CB、ab三种考点剖析比较项目基因突变基因重组染色体变异变异的本质基因的分子结构发生改变原有基因的重新组合染色体结构或数目发生改变发生时间主要有丝分裂间期和减数第一次分裂间期减数第一次分裂前期和后期细胞分裂各个时期适用范围生物种类所有生物均可发生自然状态下，真核生物真核生物细胞增殖过程均可发生生殖类型无性生殖、有性生殖有性生殖无性生殖、有性生殖产生结果产生新的基因、新的基因型产生新基因型，不产生新基因不产生新基因，基因数目或顺序发生变化鉴定方法光镜下均无法检出，可根据是否有新性状或新性状组合确定光镜下可检出应用诱变育种杂交育种单倍体、多倍体育种联系①三者均属于可遗传的变异，都为生物的进化提供了原材料；②基因突变产生新的基因，是生物变异的根本来源；③基因突变是基因重组的基础；④基因重组是形成生物多样性的重要原因之一（1）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。

（2）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：提醒：题型全突破6考法2生物变异与遗传的综合考查继续学习生物专题十五染色体变异与育种考法综述该考法的综合性较强,常结合细胞分裂、DNA复制、遗传的基本规律考查染色体变异的类型及其判断等相关知识,题目主要是非选择题,往往有较高的难度。考法指导1三种可遗传变异的辨析比较项目基因突变基因重组(基因工程等除外)染色体变异变异的本质基因的分子结构发生改变原有基因的重新组合染色体结构或数目发生改变发生时间主要是有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期减数第一次分裂前期和后期细胞分裂间期或分裂期

适用范围生物种类所有生物均可发生自然状态下,真核生物真核生物生殖类型无性生殖、有性生殖有性生殖无性生殖、有性生殖题型全突破7考法2生物变异与遗传的综合考查继续学习生物专题十五染色体变异与育种比较项目基因突变基因重组(基因工程等除外)染色体变异产生结果产生新基因但基因数目未变产生新基因型,没有产生新基因没有产生新基因,基因数目或顺序发生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生物多样性的重要原因,对生物进化有重要意义对生物进化有一定意义应用诱变育种杂交育种单倍体、多倍体育种实例青霉素高产菌株的培育豌豆、小麦的杂交三倍体无子西瓜、八倍体小黑麦相同点基因变突、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题型全突破8考法2生物变异与遗传的综合考查继续学习2生物变异类型的推断方法1生物类型推断法2细胞分裂方式推断法生物类型病毒基因突变真核生物基因突变、基因重组和染色体变异原核生物基因突变细

胞

分

裂

方

式二分裂基因突变无丝分裂基因突变、染色体变异有丝分裂基因突变、染色体变异减数分裂基因突变、基因重组和染色体变异题型全突破9考法2生物变异与遗传的综合考查继续学习生物专题十五染色体变异与育种3显微镜辅助推断法4变异水平推断法（3）辨析染色体变异方式图a为三体个别染色体增加；图c为三倍体染色体组成倍增加；图b和图f皆为染色体结构变异中的重复；图d和图e皆为染色体结构变异中的缺失。2．如图表示某生物细胞中两条染色体及其上的部分基因，下列选项的结果中，不属于染色体变异引起的是对位训练答案C

。3、生物的某些变异可通过细胞分裂某一时期染色体的行为来识别。甲、乙、丙、丁模式图表示细胞分裂过程中出现的“环形圈”“十字形结构”现象以及某时期呈现的状态,图中字母表示染色体上的基因。下列有关叙述正确的是A甲和丙属于染色体结构变异,乙和丁属于基因重组B甲图是由个别碱基对的增添或缺失造成的,导致染色体上基因数目发生改变C乙图是四分体时期同源染色体非姐妹染色单体之间发生交叉互换的结果D甲、乙、丙、丁四图均发生在减数分裂过程中D3．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，主要是二倍体和四倍体细胞

B．多倍体细胞形成的比例可达到100%

C．多倍体细胞形成过程中无完整的细胞周期，且间期细胞最多

D．多倍体形成过程增加了非同源染色体重组的机会

E．在高倍显微镜下可以观察到细胞从二倍体变为四倍体的过程

F．在诱导染色体数目变化方面，低温与秋水仙素诱导的原理相似实验技能提升——低温诱导植物染色体数目的变化典例引领考点三CF

注意：实验中各步骤的时间控制和根尖长度

⑴诱导培养时间36h，卡诺氏液固定05～1h。

⑵解离时间：3～5min，不宜过长也不宜过短。过长，根尖过于酥软，无法捞起，导致以后的制片工作无法进行；过短，组织中的细胞没有相互分离开来，给下一步的染色和制片工作造成困难。

⑶漂洗时间：10min，不宜过短，否则解离液未洗去，染色困难。⑷染色时间：3～5min，不宜过长也不宜过短。时间过长，染色过度，导致观察到的细胞一片颜色与染色液相同，分不清哪是染色体质，无法观察；时间过短，染色体质着色浅，也不易区分染色体质与其他结构，无法观察。

⑸培养根长到1cm有丝分裂长到5cm，剪取长度05～

1cm有丝分裂2～3mm。1．原理、步骤和现象考点剖析2．注意问题

⑴选材

①选用的实验材料既要容易获得，又要便于观察；②常用的观察材料有蚕豆染色体较洋葱少故首选、洋葱、大蒜等。

⑵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[质量分数为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。

⑶根尖培养

①培养不定根：要使材料湿润以利生根；②低温诱导：应设常温、低温4℃、0℃三种，以作对照，否则实验设计不严密。⑷固定：用卡诺氏固定液无水酒精3份∶冰醋酸1份或无水乙醇6份∶氯仿3份∶冰醋酸1份是为了杀死固定细胞，使其停留在一定的分裂时期以利于观察。

⑸制作装片：按有丝分裂过程进行。冲洗载玻片时水的流速要尽量慢一些，忌直接用水龙头冲洗，防止细胞被水流冲走。

⑹观察：换用高倍镜观察材料时，只能用细准焦螺旋进行调焦，切不可动粗准焦螺旋。3．福建卷，3下列关于低温诱导染色体加倍实验的叙述，正确的是 A．原理：低温抑制染色体着丝点分裂，使子染色体不能分别移向两极

B．解离：盐酸酒精混合液和卡诺氏液都可以使洋葱根尖解离

C．染色：改良苯酚品红溶液和醋酸洋红溶液都可以使染色体着色

D．观察：显微镜下可以看到大多数细胞的染色体数目发生改变对位训练C秋水仙素三倍体二倍体四倍体（♀）二倍体（♂）第二年

无子西瓜方法体验三倍体无子西瓜的培育方法2．无子西瓜培育过程中果实各部分染色体分析

果实类型比较项目第一年所结果实第二年所结果实果实位置四倍体植株上三倍体植株上果皮染色体组数43种皮染色体组数43种子中染色体组数3无3无子西瓜和无子番茄辨析所用试剂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典例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：⑴图中①③过程所用的试剂分别是＿＿＿＿和＿＿＿＿。

⑵培育无子西瓜A的育种方法称为＿＿＿＿＿。

⑶④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。

⑷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＿＿＿＿＿＿＿＿。秋水仙素生长素多倍体育种花药离体培养全能有丝分裂中期解析单倍体育种基本流程：植株杂交―→花药离体培养―→单倍体植株―→秋水仙素加倍―→筛选获得纯合子。典例下图中①和②表示发生在常染色体上的变异。①和②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．重组和重组易错警示混淆基因重组中交叉互换和染色体易位A

八倍体小黑麦由小麦属和黑麦属物种经属间有性杂交和杂种染色体数加倍而人工结合成的新物种。小麦属有二倍体的一粒小麦（染色体组为AA）、四倍体的圆锥小麦染色体组为AABB和六倍体的普通小麦染色体组为AABBDD3个不同的物种。因此，小麦与二倍体黑麦染色体组为RR综合而成的小黑麦也有四倍体AARR、六倍体AABBRR和八倍体AABBDDRR3个类型。普通小麦是异源六倍体（AABBDD），其配子中有三个染色体组（ABD），共21个染色体；二倍体黑麦（RR），配子中有一个染色体组（R），7个染色体。普通小麦与黑麦杂交后，子代含四个染色体组（ABDR），由于是异源的，联会紊乱，是高度不育的。若子代染色体加倍为异源八倍体（AABBDDRR），就能形成正常的雌雄配子，具有可育性了。拓展：普通小麦的形成过程1414一粒小麦山羊草14另一种山羊草7777杂交种不育配子配子147147配子配子杂交种不育281442加倍异源多倍体二粒小麦141428加倍异源多倍体普通小麦拓展：检测落实·体验成功1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题组一基因重组①甲图中发生了染色体结构变异，增加了生物变异的多样性②乙图中出现的这种变异属于染色体变异③甲、乙两图中的变化只会出现在有丝分裂中④甲、乙两图中的变异类型都可以用显微镜观察检验A．①②③ B．②③④C．①②④ D．①③④答案C解析由甲图染色体上的基因排序变化可知，染色体发生了结构变异，该变异既可以发生在减数分裂过程，也可以在有丝分裂过程中。乙图是发生在有丝分裂后期，染色体没有平均分配而导致的染色体数目变异。染色体结构变异和数目变异均可在显微镜下直接观察到。2．家蚕的性别决定为W型。用射线处理使第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

A．基因突变 B．基因重组

C．染色体结构的变异 D．染色体数目的变异答案C解析根据题意可知，用射线处理后，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。3．2010·江苏卷，10为解决二倍体普通牡蛎在夏季因产卵而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γ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

C．将早期胚胎细胞的细胞核植入去核卵细胞中，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题组二核心概念二倍体、单倍体、多倍体的答案D

解析水压抑制受精卵第一次卵裂，使细胞染色体数目加倍，发育成的个体为四倍体，不能形成三倍体；射线破坏精子细胞核，刺激卵细胞发育为新个体，为单倍体；早期胚胎细胞核移植入去核卵细胞中是克隆动物的培育过程，其结果形成的个体是二倍体；极体是单倍的，受精卵是二倍的，二倍的受精卵加上单倍的极体的遗传物质，发育成的个体恰好为三倍体。4．下列均属于单倍体