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1、5.2染色体变异【学习目标】1、简述染色体结构变异和数目变异。2、概述染色体组、二倍体、多倍体及单倍体的概念及联系。【要点梳理】要点一、染色体变异的概念和类型1、概念：细胞内染色体数目、结构发生变化。2、类型：& l> C倒位易位易位变异类型主要原因结构变异染色体断裂一一复合出现差错数目变异整倍体染色体组的倍性变化非整倍体个别染色体的增减变化要点二、染色体结构的变异1、概念：染色体结构的改变，使排列在染色体上的基因的数目和排列顺序发生改变，从而导致性状的变异。2、类型：缺失、重复、倒位、易位四种要点诠释： 染色体易位是非同源染色体之间的片段交换。在减数分裂四分体时期， 同源染色体
2、的非姐妹染色单体之间的交叉互换，是基因重组。 染色体变异，可以用显微镜直接观察，属细胞水平变异。3、结果：引起染色体上基因的数目或排列顺序发生改变，对生物个体往往是不利的，有的甚至导致生物个体死 亡。要点三、染色体数目的变异1、非整倍体变异： 细胞内个别染色体数目的增加或减少。例如：人类21号染色体正常情况下只有一对同源染色体，而由于某种原因变成了 3条，导致21三体综合征;女性由于缺少了 1条X染色体，导致性腺发育不良。(n-1)等配机理：减数分裂时，某对同源染色体没有分开或者姐妹染色单体没有分开，导致产生含有（n+1）、子（如下图所示）。2、整倍体变异： 体细胞内染色体数目以染色体组的形式
3、成倍地增加或减少（1）染色体组的概念染色体组是指细胞中形态和功能各不相同，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 的一组非同源染色体。要点诠释：要构成一个染色体组应具备以下几条： 一个染色体组中不含同源染色体。 一个染色体组中所含的染色体形态、大小和功能各不相同。 一个染色体组中含有控制物种生物性状的一整套基因，但不能重复。（2）体细胞中染色体组数目的判断要确定某生物体细胞中染色体组的数目，可从以下几个方面考虑:（如图一） 细胞中同种形态的染色体有几条，细胞内就含有几个染色体组。该次数就 根据基因型判断细胞中的染色体数目，根据细胞的基因型确定控制每一性状的基因出现的次数,等于染
4、色体组数。如基因型AAaaBBbb的细胞生物体含有 4个染色体组。（如图果蝇体 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=染色体数/染色体形态数。例如,细胞中有8条染色体，分为4种形态，则染色体组的数目为 2。（3）二倍体与多倍体 二倍体：由受精卵发育而成的个体，体细胞中含有两个染色体组的个体称为二倍体。二倍体在自然界比较 普遍，几乎全部的动物和过半数的高等植物均是二倍体。 多倍体：由受精卵发育而成的个体，体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体，称为多倍体。 要点诠释：二倍体、多倍体都是指由受精卵发育而成的个体。由生殖细胞发育成的个体是单倍体。 多倍体的成因A. 同源多倍体的成
5、因（同源多倍体：染色体组来自于共同的祖先种）二倍休有丝分裂过程*“初倍：訂三倍体二倍体减数分裂 过程并常A染赳体教EI加倍旳配子芒合. 染色体数目正常的配子二k三倍休B. 异源多倍体形成原因 （异源多倍体：染色体组来自于不同的祖先种）种间杂交 不育子代染色体数目加倍如普通小麦（六倍体）是由三种野生植物经过两次天然远缘杂交和九千多年的自然选择和人工选择而形成的。-粒小垂姒斷卑MdJS杂交种不育普逋小麦 多倍体的特点一般表现为茎秆粗壮、叶片果实大；糖类和蛋白质等含量增加；抗旱抗病能力增强；但发育迟缓，结实率低。（4）单倍体 概念：指体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体。 成因：通常是未受精的卵细
6、胞直接发育而成。例如蜜蜂、蚜虫在夏天进行的孤雌生殖。 特点：单倍体含有本物种配子染色体数目及其染色体组，也就是含有生长、发育的全套基因，因此适宜的条件 下，能正常生长。一般表现为：植株矮小，不能形成配子，高度不育。染色体一经加倍，即得到纯和的正常植物 体。要点诠释： 染色体组与单倍体、二倍体、多倍体依据进行有性生殖的生物是否由受精卵发育而来，可先将二倍体、多倍体与单倍体区分开。即凡仅由单方生殖细胞（卵细胞或花粉）发育来的生物体，不论其细胞内含几个染色体组均叫做单倍体；而由受精卵发育来的 个体，细胞内含有几个染色体组就叫做几倍体。如：由六倍体小麦的花粉经花药离体培养而获得的植株，尽管其 细胞内有
7、三个染色体组，但应属单倍体。小结如下：单倍依T (如醴蜂)I受卵O燮精卵中會有÷体组二蛊体Jk受精卵申警费三个戒三*以上樂色体a*多倍体要点四、“低温诱导植物染色体数目的变化”的实验1、实验原理(1) 正常进行有丝分裂的组织细胞，在分裂后期着丝点分裂后，子染色体在纺锤体作用下分别移向两极，进而平均分配到两个子细胞中去；(2) 低温可抑制纺锤体形成，阻止细胞分裂，导致细胞染色体数目加倍。2、实验流程根尖培养：将洋葱等材料放在装满清水的广口瓶上，底部接触水面，置于适宜条件下，使之生根低温诱导：待不定根长至1 Cm时，将整个装置放入冰箱的低温室内(4C),诱导培养36h材料固定：剪取根尖约
8、051 cm,放入卡诺氏液中浸泡 0.51h ,固定其形态，然后用95%酒精冲洗2次制作装片：解离漂洗染色制片(同观察植物细胞的有丝分裂)观察：先用低倍镜观察，找到变异细胞，再换用高倍镜观察3、基本技术要求(1) 为了能观察到细胞在生活状态下的内部结构，必须先将细胞固定。(2) 在进行本实验的过程中，和观察植物细胞的有丝分裂一样，所观察的细胞已经被盐酸杀死了，最终在显微镜下看到的是死细胞。(3) 选材的时候必须选用能够进行分裂的分生组织细胞，不分裂的细胞染色体不复制， 不会出现染色体加倍的情况。要点五、三种可遗传变异的比较项M基囚突变基因重组染色体变异适 用 范 国生物 种类所有生物（包推生*
9、具有普遍性自然狀态卜=只 发生在克核生 物旳何性生殖 过餐屮细胞核 遗传直枝生物细胞 墳殖过程均J 发生生殖X1±L.有性 隹殖有性生殖X、有性 生殖类型可分为自然突 強和诱建突奎. 血可分为显性 突变和隐性 突变自由组含型"交 衷互换型魂色体结构的 改变、染色体数H的变化【典型例题】 类型一：染色体结构的变异a、b、例1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。 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（C .D .【答案】【解析】三体、染色体片段缺失三体、染色体片段增加O,2/三倍体、染色体片段
10、增加、三倍体、染色体片段缺失、 三体、染色体片段增加、三倍体、染色体片段缺失 染色体片段缺失、三体、染色体片段增加、三倍体Ca为个别染色体的增加，即一对同源染色体中增加了一条染色体，即形成了“三体”；b为染色体片段的d为染色体片段缺失，即复制时缺失了“3”增加，即增加了“ 4”号片段；C为三倍体，即同源染色体有三条；“ 4 ”号片段。【点评】本题考查染色体结构的变异，需要同学们结合所学知识并识别相关图。【举一反三】：【变式】已知某物种的一条染色体上依次排列着MNOP Q五个基因，下图列出的若干种变化中，不属于染色体结构变异的是（）M N OPqGMM.已扛的桑色律【答案】D类型二：染色体数目的
11、变异例2、性染色体组成为（a） XY和（b） YY的精子产生的原因是（）A. a和b均为减I分裂同源染色体不分离B. a和b均为减分裂姐妹染色单体不分离C. a减I分裂同源染色体不分离，b减分裂姐妹染色单体不分离D. a减分裂姐妹染色单体不分离，b减I分裂同源染色体不分离【答案】C【解析】X Y为同源染色体，在减数第一次分裂的后期要分开的，分别到两个次级精母细胞中去，所以a的性染色体（XY是因减I分裂后期同源染色体未分离导致的，b的性染色体（YY）,减I分裂正常，减分裂着丝点未分开，导致姐妹染色单体未分离。【点评】本题考查染色体数目的变异一一非整倍体的变异。【举一反三】：【变式】一个初级精母细
12、胞在减数分裂的第一次分裂时，有一对同源染色体不发生分离；所形成的次级精母细胞减数分裂的第二次分裂正常。 另一个初级精母细胞在减分裂的第一次分裂正常；减数分裂的第二次分裂时在两个次级精母细胞中，有一个次级精母细胞的 1条染色体的姐妹染色单体没有分开。以上两个初级精母细胞可产生染色体数目不正常的配子（以下简称为不正常的配子）。上述两个初级精母细胞减数分裂的最终结果应当是（）A. 前者产生全部不正常的配子，后者只产生一半不正常的配子B. 前者产生一半不正常的配子，后者产生的配子都不正常C. 两者都只产生一半不正常的配子D. 两者产生的配子全部都不正常【答案】A类型三：染色体组、二倍体、多倍体、单倍体
13、的概念的考查 例3、根据如图所示的细胞图，回答下列问题：（1）细胞中含有一个染色体组的是（2）细胞中含有两个染色体组的是（3）细胞中含有三个染色体组的是（4）细胞中含有四个染色体组的是 【答案】(1) D、G(2) C、H(3) A、B(4) E、F【解析】E图，每种形态的染色体有四条，所以是（1）在细胞内，形态相同的染色体有几条，就含有几个染色体组，如四个染色体组。（2）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，同音字母仅有一个，所以该图只有一个染色体组。由此可知：E F图含有四个染色体组；A B图含有三个染色体组； C H图含有两个染色体组；DG图含有一个染色体组。【点评
14、】本题考查对染色体组的概念的理解。【举一反三】：【变式】以下是二倍体生物的细胞中含有两个染色体组的是（）有丝分裂中期的细胞有丝分裂后期的细胞减数第一次分裂中期的细胞减数第二次分裂中期的细胞 减数第一次分裂后期的细胞减数第二次分裂后期的细胞A. B. C.D.【答案】C类型三：二倍体、多倍体、单倍体的概念的考查例4、下图是四种生物的体细胞示意图，A、B图中的每一个字母代表细胞的染色体上的基因，C D图代表细胞的染色体情况，那么最可能属于多倍体的细胞是（）【答案】D【解析】一般情况下，细胞中具有同一形态的染色体有几条，或控制某一相对性状的基因有几个，则表示细胞含有几个染色体组，如图 A B、C、D
15、中一般可认为分别具有 4个、1个、2个、4个染色体组。但有丝分裂过程的 前期和中期，每条染色体上含有两条姐妹染色单体， 而每条染色单体上含有相同的基因， 则一对同源染色体则可 能具有相应的4个基因，如图A。故最可能属于多倍体的细胞是图 D所示的细胞。【点评】考查多倍体的概念。还要结合所给图进行分析。【举一反三】：【变式一】下列有关单倍体的叙述中，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【答案】A【解析】由配子发育成的植株一定是单倍体。细胞内含有两个染
16、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。三倍体生物细胞中含有三个染色体组。【变式二】关于多倍体的叙述，正确的是 （）A. 植物多倍体不能产生可育的配子B. 八倍体小黑麦是用基因工程技术创造的新物种C. 二倍体植株加倍为四倍体后，营养成分必然增加D. 多倍体在植物中比在动物中更为常见【答案】D【解析】植物的四倍体、六倍体、八倍体等能产生可育的配子；八倍体小黑麦是利用异源多倍体育种的方法培育 的；二倍体植物加倍为四倍体后，营养成分不一定增加。【变式三】 已知普通小麦是六倍体，含 42 条染色体。有关普通小麦的下列叙述中，错误的是 ( )A. 它的单倍体植株的体细胞含 21条染色体B. 它的每个染色体组含 7条染色体C. 离体培养它的花粉，产生的植株表现高度不育D. 六倍体小麦不能结实【答案】 D