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1、染色体变异一、染色体结构的变异1类型 连线 2染色体结构的改变，会使排列在染色体上基因的数目或排列顺序发生改变，而导致性状的变异。3大多数变异对生物体是不利的，有的甚至会导致生物体死亡。二、染色体数目的变异1染色体组(1) 概念：细胞中的一组非同源染色体，在形态和功能上各不相同，但又互相协调，共同控制生物的生长、发育、遗传和变异的一组染色体。(2) 写出图中的染色体组： X、或 Y、。2二倍体、多倍体项目起点体细胞染色实例体组数几乎全部动物和过半数二倍体受精卵两个的高等植物三个或三个三倍体香蕉和四倍体马多倍体受精卵以上铃薯3染色体数目变异与育种(1) 人工诱导多倍体的方法(2) 单倍体育种的方
2、法三、低温诱导植物染色体数目的变化实验重点聚焦1染色体结构的变异有哪些类型？2什么是单倍体、二倍体和多倍体？3什么是染色体组？利用染色体数目变异的育种方法有哪些？ 共研探究 1仔细观察下图，回答下列问题：(1) 图 1 表示交叉互换，发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间，属于基因重组。(2) 图 2 表示易位，发生在非同源染色体之间，属于染色体结构变异。2染色体结构变异与基因突变项目染色体结构变异基因突变染色体片段的缺失、碱基对的替换、增添本质重复、易位或倒位和缺失发生变化的基因的1 个或多个1 个数目变异水平细胞分子光镜检测可见不可见 总结升华 1染色体结构变异类型类型定义实例示意图一条正常
3、染色体断裂果蝇缺刻翅、猫叫综合缺失后丢失某一片段引起征的变异染色体中增加某一片段引起的变异。一条染重复色体的某一片段连接果蝇棒状眼到同源的另一条染色体上，结果后者就有一段重复基因续表类型定义实例示意图染色体的某一片段移某种夜来香经常发生易位接到另一条非同源染色体上引起的变异染色体中某一片段位置颠倒 180后重新结普通果蝇 3 号染色体上倒位合到原部位引起的变某些基因异。基因并不丢失，因此一般生活正常2. 染色体的缺失、重复、倒位与基因突变的区别( 如图所示 )【易错易混】染色体易位与交叉互换的比较染色体易位交叉互换图解发生于非同源染色体发生于同源染色体之间的非姐妹染色单体之间区别染色体结构变异
4、基因重组在显微镜下观察不可在显微镜下观察到到 对点演练 1下列变异中，不属于染色体结构变异的是()A染色体缺失了某一片段B染色体增加了某一片段C染色体中 DNA的一个碱基发生了改变D染色体某一片段位置颠倒了180解析：选 CDNA中一个碱基发生改变，属于基因突变，选项A、B、 D 依次属于染色体结构变异的缺失、重复和倒位。2图 1 和图 2 表示发生在常染色体上的变异，则二者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：选 A 图 1 为同源染色体的非姐妹染色单体之间的交叉互换，属于基因重组；图 2 发生在非同源染色体之间，属于染色体结构变异中的易位。
5、 共研探究 1请根据图示，回答下列问题：(1) 图甲有三个染色体组，判断依据是形态大小相同的染色体有几条，就有几个染色体组。(2) 图乙有四个染色体组，判断依据是控制同一性状的基因出现几次，则有几个染色体组。(3) 某生物的体细胞含 32 条染色体，有 8 种形态，则该生物的体细胞中含有 4 个染色体组，计算公式为染色体组的数目染色体数/ 染色体形态数。2单倍体、二倍体和多倍体(1) 单倍体是指体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体。单倍体不一定不育：体细胞中染色体组为奇数的单倍体高度不育；体细胞中染色体组为偶数的单倍体能进行正常的减数分裂，是可育的。(2) 若甲、乙均是由配子直接发育而来，则
6、甲、乙均为单倍体。若甲、乙均是由受精卵发育而来，则甲所示生物为三倍体，乙所示生物为四倍体。(3) 诱导多倍体产生的措施有低温、秋水仙素处理等。(4) 一般情况下，单倍体高度不育，一般无种子，所以在单倍体育种时，用秋水仙素处理幼苗，以使染色体数目加倍。 总结升华 1判断染色体组和一个染色体组含有几条染色体的方法(1) 根据染色体形态判断细胞中同一形态的染色体有几条，该细胞内就含有几个染色体组。细胞中染色体共有几种形态，该细胞的一个染色体组中就含有几条染色体。(2) 根据基因型判断在细胞或生物体基因型中，控制同一性状的基因( 相同基因或等位基因)共有几个，该细胞或生物体就含有几个染色体组。在细胞或
7、生物体的基因型中，控制不同性状的基因有几个，该细胞或生物体的一个染色体组中就含有几条染色体。(3) 根据细胞中染色体数及染色体形态数计算染色体组数染色体数目 / 染色体形态数。2二倍体、多倍体和单倍体的比较二倍体多倍体来源受精卵发育受精卵发育体细胞中含有体细胞中含有概念两个染色体组的个三个或三个以上染体色体组的个体单倍体配子发育体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体染色体三个或三个以不确定 ( 一至多两个组数上个)发育过程3. 单倍体育种4多倍体育种(1) 原理(2) 实例 ( 三倍体无子西瓜的培育 )秋水仙素处理后，新产生的茎、叶、花的染色体数目加倍，而未处理的根细胞中仍为两个染色体组。四倍
8、体植株上结的西瓜，种皮和瓜瓤为四个染色体组，而种子的胚为三个染色体组。三倍体西瓜无子的原因：三倍体西瓜在减数分裂过程中，由于染色体联会紊乱，不能产生正常配子。【易错易混】花药离体培养单倍体育种单倍体育种包括花药离体培养和秋水仙素处理幼苗等过程。花药离体培养只得到单倍体，再用秋水仙素处理才能得到可育的纯合子。 对点演练 3判断正误(1) 根据某生物的体细胞基因型为AAaaBBbb，可判断该生物为二倍体生物。()(2) 体细胞中含有一个染色体组的生物是单倍体， 含有两个染色体组的生物是二倍体。 ()(3) 用秋水仙素处理植株使染色体数目加倍就是多倍体育种。()解析：(1) 根据某生物的体细胞基因型
9、为AAaaBBbb，可判断该生物可能为四倍体生物，也可能为单倍体生物。(2) 含有两个染色体组的生物如果由配子直接发育而来就是单倍体。 (3) 在单倍体育种中也用到了秋水仙素。答案： (1) (2) (3) 4如图为 A、B 两种生物体细胞中的染色体，则其基因型可依次表示为()ADdEeGG；DDEeGgHHMmNNBDdEEGg；DddEEEgggHHhCDddEEe；DdddeeeeHHHhDDDdEee；DdEEGgHhMmNn解析：选C 由图可知， A 生物含有两种染色体，且有三个染色体组，A、 B错误， B 生物含有三种染色体，且有四个染色体组，D 错误。 共研探究 仔细阅读教材 P
10、88“实验”内容，分析探讨下列问题：1选材：选择能正常进行有丝分裂的植物分生组织。2低温处理时间：实验中必须在洋葱长出1 cm 左右不定根之后进行低温处理，因为若在生根前进行低温处理，低温抑制细胞代谢，进而抑制根尖分生区的形成，从而观察不到根尖分生区的有丝分裂受低温影响的现象。3染色：在染色时，除了用改良苯酚品红染色剂外，还可以用龙胆紫染液或醋酸洋红染液。此时细胞已死亡。4观察：洋葱为二倍体， 在显微镜下能观察到二倍体细胞、四倍体细胞等。5低温诱导和秋水仙素处理在原理上的相似之处：二者都作用于有丝分裂前期，抑制纺锤体的形成。6低温诱导的优点：低温条件容易创造和控制，成本低、对人体无害、易于操作
11、。 总结升华 1实验中几种溶液的作用(1) 卡诺氏液：固定细胞的形态。(2) 改良苯酚品红染液：细胞核染色，便于观察染色体的形态。除此之外，醋酸洋红或龙胆紫都是碱性染料，都可使染色体着色。(3) 质量分数为 15%的盐酸溶液：解离，使细胞分散开。(4) 体积分数为 95%的酒精：可用于洗去附着在根尖表面的卡诺氏液，还可与 15%的盐酸溶液混合，解离、分散细胞。2本实验的其他问题(1) 低温的作用与秋水仙素的作用基本相似。(2) 此实验可通过设置不同的温度来探究温度对植物染色体数目变化的影响。 对点演练 5下列关于低温诱导染色体加倍实验的叙述，错误的是()A实验原理是低温抑制纺锤体的形成，使子染
12、色体不能移向两极B解离后的洋葱根尖应漂洗后才能进行染色C龙胆紫溶液可以使细胞中的染色体着色D显微镜下可以看到大多数细胞处在分裂期并且细胞中的染色体数目发生改变解析：选 D 低温处理植物的分生组织细胞，通过抑制纺锤体的形成，使染色体数目加倍；解离后洋葱根尖经过漂洗可去掉盐酸，有利于染色体着色；洋葱根尖装片中的细胞大部分处于有丝分裂间期，因此在显微镜下能观察到染色体数目发生改变的只是少数细胞。1在植物体细胞有丝分裂的过程中，可能引起的可遗传变异是()基因突变基因重组染色体变异A BC D解析：选 B 基因重组主要发生在减数分裂形成配子的过程中，基因突变和染色体变异可发生在个体发育的任何时期。2普通
13、小麦是六倍体，有42 条染色体，科学家们用花药离体培养培育出的小麦幼苗是 ()A三倍体、 21 条染色体 B单倍体、 21 条染色体C三倍体、三个染色体组D单倍体、一个染色体组解析：选 B 花药中的花粉是经过减数分裂发育而成的，由其培育出的幼苗比普通小麦的染色体数减少了一半，含有三个染色体组，体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体叫单倍体。3基因突变和染色体变异的一个重要的区别是()A基因突变在光学显微镜下看不见B染色体变异是定向的，而基因突变是不定向的C基因突变是可以遗传的D染色体变异是不能遗传的解析：选 A 基因突变是基因内部的碱基种类、数量、排列顺序发生变化而引起生物变异，属于分子水平的
14、变化，光学显微镜下观察不到。染色体的变化可在光学显微镜下直接观察到。生物的变异是不定向的，基因突变和染色体变异均使遗传物质发生改变，都是可遗传的变异。4关于染色体组、单倍体和二倍体的叙述，不正确的是()A一个染色体组中不含同源染色体B由受精卵发育成的，体细胞中含有两个染色体组的个体叫二倍体C单倍体生物体细胞中不一定含有一个染色体组D人工诱导多倍体的唯一方法是用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗解析：选 D 一个染色体组中不含有同源染色体；个体若由受精卵发育而来则含有几个染色体组就是几倍体；单倍体是由配子发育而成的，不一定只含有一个染色体组；人工诱导多倍体的方法有秋水仙素或低温处理等。5已知西瓜的染色
15、体数目2N22，请根据西瓜育种流程图回答有关问题：(1)图中所用的试剂是_， 该 试 剂 的 作 用 是。(2)培育无子西瓜A的育种方法称为。(3) 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) 试剂为秋水仙素，其作用是抑制纺锤体的形成，使染色体数目加倍。 (2) 培育无子西瓜A 的育种方法为多倍体育种。(3) 单倍体育种的基本流程是花药离体培养单倍体植株秋水仙素处理筛选以获得纯合子。(4) 观察染色体数目、形态最好的时期是有丝分裂中期。答案： (1) 秋水仙素
16、抑制纺锤体的形成，使染色体数目加倍(2) 多倍体育种(3) 花药离体培养全能(4) 有丝分裂中期【基础题组】1由于种种原因，某生物体内某条染色体上多了或少了几个基因，这种遗传物质的变化属于 ()A基因内部结构的改变B染色体结构变异C染色体数目变异D染色单体的交叉互换解析：选 B 变异发生在某条染色体上，发生的变化是几个基因的增加或减少，应属于染色体的结构变异。2如图显示了染色体及其部分基因，对和过程最恰当的表述分别是()A交换、缺失 B倒位、缺失C倒位、易位 D交换、易位解析：选 C过程中 F 与 m位置相反，表示染色体的倒位，过程只有F，没有 m，但多出了一段原来没有的染色体片段，表示染色体
17、的易位。3下列有关单倍体的叙述，正确的是()A未经受精的卵细胞发育成的植物，一定是单倍体B含有两个染色体组的生物体，一定不是单倍体C生物的精子或卵细胞一定都是单倍体D含有奇数染色体组的个体一定是单倍体解析：选 A 由配子发育成的植株一定是单倍体。细胞内含有两个染色体组的生物可能是单倍体，也可能是二倍体。精子或卵细胞是细胞而非个体。三倍体生物体细胞中含有三个染色体组。4单倍体经秋水仙素处理后，得到的()A一定是二倍体 B一定是多倍体C一定是纯合子 D是纯合子或杂合子解析：选 D多倍体的配子发育成的单倍体，可能是纯合子也可能是杂合子。5下列关于染色体组的叙述，不正确的是()A起源相同的一组完整的非
18、同源染色体B通常指二倍体生物的一个配子中的染色体C人的体细胞中有两个染色体组D普通小麦的花粉细胞中有一个染色体组解析：选 D 普通小麦是六倍体，其体细胞中含六个染色体组，减数分裂形成的花粉细胞中应含三个染色体组。6某地发现罕见人类染色体异常核型。其46 条染色体中有4 条变异无法成对。经研究发现： X 染色体上有一个片段“搬”到了1 号染色体上， 3 号染色体的一个片段插入13 号染色体上。上述变化属于染色体结构变异中的()A缺失 B片段重复C易位 D倒位解析：选 C 发生在非同源染色体之间的染色体片段的移接，属于易位。7下列有关生物变异的叙述，正确的是()A三倍体植物不能由受精卵发育而来B观
19、察细胞有丝分裂中期染色体形态可判断基因突变发生的位置C在减数分裂中，会由于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导致染色体加倍解析：选C 三倍体植物可以由二倍体和四倍体的配子结合发育而来，故A错误；基因突变属于分子水平的变异，用显微镜观察不到，故B 错误；在减数分裂过程中，非同源染色体之间的交换属于染色体结构变异，故C 正确；低温能够抑制纺锤体的形成，故D 错误。8如图是果蝇体细胞的染色体组成，以下说法正确的是()A染色体 1、2、4、5 组成果蝇的一个染色体组B染色体 3、6 之间的交换属于基因重组C控制果蝇红眼或白眼的基因位
20、于1 号染色体上D控制不同性状的非等位基因在减数分裂时进行自由组合解析：选 C果蝇的性别决定是XY型，X、Y 染色体是一对形态大小不完全相同、所含遗传信息也不完全相同的同源染色体。3、6 为非同源染色体，二者之间发生的交换属于染色体结构变异。若控制不同性状的非等位基因位于同源染色体上，则在其减数分裂时不能进行自由组合。【能力题组】9如图为利用纯合高秆 (D) 抗病 (E) 小麦和纯合矮秆 (d) 易感病 (e) 小麦快速培育纯合矮秆抗病小麦 (ddEE) 的示意图，有关此图叙述不正确的是()A图中进行过程的主要目的是让控制不同优良性状的基因组合到一起B过程中发生了非同源染色体的自由组合C实施过
21、程依据的主要生物学原理是细胞分化D过程的实施中通常用一定浓度的秋水仙素解析：选 C 题图表示单倍体育种的过程，其中分别表示杂交、减数分裂、花药离体培养( 植物组织培养 ) 、秋水仙素处理。杂交的目的是将位于不同亲本上的优良性状集中到同一个体上；减数分裂过程中存在非同源染色体的自由组合；花药离体培养依据的原理是细胞的全能性；诱导染色体加倍的常用方法是秋水仙素处理。10将二倍体玉米的幼苗用秋水仙素处理，待其长成后用其花药进行离体培养得到了新的植株，有关新植株的叙述正确的一组是()是单倍体体细胞内没有同源染色体不能形成可育的配子体细胞内有同源染色体能形成可育的配子可能是纯合子也可能是杂合子一定是纯合
22、子是二倍体A BC D解析：选 B 二倍体玉米的幼苗用秋水仙素处理，染色体加倍变成四倍体，对其花药进行离体培养得到单倍体，但其体细胞内含有两个染色体组，故有同源染色体，仍能进行正常的减数分裂形成可育的配子。若原二倍体玉米是杂合子，则处理后得到的单倍体可能是纯合子也可能是杂合子。11洋葱是二倍体植物，体细胞中有16 条染色体，某同学用低温诱导洋葱根尖细胞染色体加倍获得成功。下列相关叙述不正确的是()A该同学不会观察到染色体加倍的过程B低温诱导细胞染色体加倍时不可能发生基因重组C分生区同时存在染色体数为8、16、 32、64 的细胞D低温诱导染色体加倍的原理是抑制纺锤体的形成解析：选 C 制片时经
23、过解离的细胞已经死亡，不会观察到染色体加倍的过程，故 A 正确。低温诱导染色体数目加倍发生在有丝分裂中，基因重组发生在减数分裂过程中，故B 正确。分生区有的含2 个染色体组，有的含4 个染色体组，但不可能出现8 条染色体的情况，因为根尖不进行减数分裂，故C 错误。低温诱导染色体加倍的原理是抑制纺锤体的形成，使染色体不能移向细胞两极，导致染色体数目加倍，故D 正确。12由受精卵发育而来的雌蜂( 蜂王 ) 是二倍体 (2 n 32) ，由未受精的卵细胞发育而来的雄蜂是单倍体( n 16) 。下列相关叙述正确的是()A蜜蜂属于 XY型性别决定的生物B雄蜂是单倍体，因此高度不育C由于基因重组，一只雄蜂
24、可以产生多种配子D雄蜂体细胞有丝分裂后期含有两个染色体组解析：选 D蜜蜂性别是由细胞中染色体数目来决定的，而不是XY型性别决定方式；雄蜂可进行假减数分裂产生精子，因此雄蜂是可育的单倍体；雄蜂中只有一个染色体组，在减数分裂过程中不发生基因重组，一只雄蜂只可以产生一种与自身基因型相同的精子而不是多种。13如图表示一些细胞中所含的染色体，据图完成下列问题：(1) 图 A 所示是含 _个染色体组的体细胞。 每个染色体组有 _条染色体。(2) 若图 C 所示细胞为体细胞，则其所在的生物是 _倍体，其中含有_对同源染色体。(3) 图 D 表示一个生殖细胞，这是由 _倍体生物经减数分裂产生的，内含 _个染色
25、体组。(4) 图 B若表示一个生殖细胞，它是由 _倍体生物经减数分裂产生的，由该生殖细胞直接发育成的个体是 _倍体。每个染色体组含 _条染色体。(5) 图 A 细胞在有丝分裂的后期包括 _个染色体组。解析： (1) 图 A 中染色体是两两相同的，故含有两个染色体组，并且每个染色体组中有两条染色体；(2) 图 C 中染色体两两相同，故有两个染色体组，如果是由受精卵发育而来，则该生物为二倍体，如果是由配子发育而来，则该生物是单倍体。图C 所示细胞中，每个染色体组中有三条染色体，共有三对同源染色体。 (3) 图 D 中染色体形态、大小各不相同，则只有一个染色体组。(4) 图 B中染色体每三条是相同的
26、，故为三倍体，由配子直接发育成的生物个体，都称为单倍体。答案： (1) 两两 (2) 二或单三 (3) 二一 (4) 六单三 (5) 四14如图是培育三倍体西瓜的流程图，请据图回答问题。(1) 用秋水仙素处理 _，可诱导多倍体的产生，因为它们的某些细胞具有_的特征，秋水仙素的作用为。(2) 三倍体植株需要授以二倍体的成熟花粉，这一操作的目的是_。(3) 四倍体母本上结出的三倍体西瓜，其果肉细胞为 _倍体，种子中的胚为_倍体。三倍体植株不能进行减数分裂的原因是。(4) 三倍体西瓜高产、优质，这些事实说明染色体组倍增的意义是_；上述过程需要的时间为_。(5) 育种过程中，三倍体无子西瓜偶尔有少量子
27、。 请从染色体组的角度解释，其原因是_。(6) 三倍体无子西瓜的性状 _(填“能”或“不能” ) 遗传，请设计一个简单的实验验证你的结论，并做出实验结果的预期。解析： (1) 用秋水仙素诱导多倍体形成，处理对象多是萌发的种子或幼苗，萌发的种子和幼苗的分生组织细胞具有分裂旺盛的特征，秋水仙素的作用机理是抑制细胞分裂前期纺锤体的形成。 (2) 给三倍体植株授以二倍体的成熟花粉的目的是刺激子房产生生长素，供给无子果实的发育。 (3) 四倍体母本上结出的三倍体西瓜，其果肉是由四倍体的子房壁发育而来的，细胞内含有四个染色体组。种子中的胚是由二倍体产生的花粉与四倍体产生的卵细胞融合形成的受精卵发育而来的，
28、细胞内含有三个染色体组。由于三倍体植株细胞内不含成对的同源染色体，故在减数第一次分裂时联会紊乱，不能形成正常的生殖细胞。(4) 染色体组的倍增可以促进基因效应的增强，这是三倍体西瓜高产、优质的主要原因。(5) 若三倍体西瓜在减数第一次分裂过程中，一个染色体组的全部染色体移向细胞一极，另外两个染色体组的全部染色体移向细胞另一极，则可以形成正常的配子。(6) 三倍体西瓜的无子性状是由遗传物质的改变引起的， 该性状能够遗传，但需要通过无性生殖的方式来实现，如植物组织培养、嫁接等。答案： (1) 萌发的种子或幼苗分裂旺盛抑制细胞( 分裂前期 ) 形成纺锤体 (2)通过授粉刺激子房产生生长素，供给无子果
29、实的发育( 或生长素促进生长 )(3) 四三联会紊乱 (4) 促进基因效应的增强两年 (5) 三倍体西瓜减数分裂过程中，一个染色体组的全部染色体正好被纺锤丝拉向细胞的一极，另两个染色体组的全部染色体正好被纺锤丝拉向细胞的另一极，碰巧产生了正常的配子 (6)能实验：将三倍体无子西瓜果皮的任意一部分进行植物组织培养( 或无性繁殖 ) ，观察果实中是否有种子。预期结果：成活长大后的植株仍然不能结出有子果实。15四倍体大蒜的产量比二倍体大蒜高许多，为探究诱导大蒜染色体数目加倍的最佳低温，设计了如下实验。(1) 主要实验材料：大蒜、培养皿、恒温箱、卡诺氏液、体积分数为95%的酒精溶液、显微镜、改良苯酚品
30、红染液。(2) 实验步骤：取五个培养皿，编号并分别加入纱布和适量的水。将培养皿分别放入 4、 0、 _、 _、 _的恒温箱中 1 h 。_。 分 别取 根尖 _cm，放 入 _中固定0.5 1 h ，然后用_冲洗 2 次。制作装片：解离 _制片。低倍镜检测，并记录结果。(3) 实验结果：染色体加倍率最高的一组为最佳低温。(4) 实验分析：设置实验步骤的目的是。对染色体染色还可以用_、_等。除低温外，_也可以诱导染色体数目加倍，原理是_。解析：本实验的目的是探究诱导大蒜染色体数目加倍的最佳低温，所以温度应设置为变量，不同温度处理是为了进行相互对照，在细胞分裂时尽可能使细胞处于设定温度中，以排除其他温度的干扰。但低温并不可能使所有细胞的染色体数加倍，所以要统计加倍率来确定最佳低温。答案： (2) 4812取大蒜随机均分为五组，分别放入五个培养皿中诱导培养 36 h 0.5 1 卡诺氏液体积分数为95%的酒精溶液漂洗染色统计每组视野中的染色体加倍率(4) 将培养皿放在不同温度下恒温处理，是为了进行相互对照；恒温处理1 h 是为了排除室温对实验结果的干扰龙胆紫溶液醋酸洋红溶液秋水仙素抑制纺锤体形成