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1、第10讲 染色体变异,一、 染色体变异的类型 1. 染色体结构变异类型及图解,续表,2. 遗传效应,3. 染色体数目变异类型,(1)细胞内的个别染色体增加或减少。 (2)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。,(1)根据染色体形态判断：细胞内形态、大小相同的染色体有几条，则该细胞中就含有几个染色体组。如图：每种形态的染色体有3条，则该细胞中含有3个染色体组。,4. 染色体组数的判定,(2)根据基因型判断：在细胞或生物体的基因型中，控制同一性状的相同基因或等位基因出现几次，该细胞或生物体中就含有几个染色体组。例如：基因型为AaaaBBbb的细胞或生物体，含有4个染色体组。也可以记作
2、：同一个字母不分大小写重复出现几次，就是几倍体生物。,(3)根据染色体数目和染色体形态推算含有几个染色体组。 染色体组数 如图：共有8条染色体，染色体形态数(形态大小不相同)为2，所以染色体组数为824(个)。,【例1】已知某物种的一条染色体上依次排列着M、N、O、P、Q五个基因，如下图列出的若干种变化中，不属于染色体结构发生变化的是( ),D,【解析】 D选项属于基因突变。,【例2】如图所示细胞代表四个物种的不同时期细胞，其中含有染色体组数最多的是( ) 【解析】 D图中细胞内形态、大小相同的染色体有4条，则该细胞中含有4个染色体组，而其他图像的染色体组数都少于它。,D,二、单倍体、二倍体、
3、多倍体及其育种,1二倍体、多倍体、单倍体的比较,2单倍体育种与多倍体育种的比较,续表,【例3】下列有关叙述正确的是( ) A由生物的卵细胞发育而来的个体都是一倍体 B含有两个染色体组的生物体，一定不是单倍体 C二倍体植物未经受精的卵细胞发育成的植株，一定是单倍体 D含有奇数染色体组的个体一定是单倍体,C,【解析】二倍体、单倍体和多倍体的判断一要看染色体组数，二要看发育起点。由生物的卵细胞发育而来的个体，无论含有多少个染色体组均是单倍体，A错误；含两个染色体组的生物体，如果是由配子发育而来的，就是单倍体，B错误；含有奇数染色体组的个体，如果发育起点是受精卵，则一定不是单倍体，如无子西瓜，D错误。
4、,【例4】下列几种育种方法中，只产生出与亲代相同基因型品种的育种方式是( ) A杂交育种 B单倍体育种 C植物的组织培养 D人工诱变育种,C,【解析】植物的组织培养能保证亲代和子代的遗传物质完全相同，故是一种保持亲代优良性状的育种方法。,三、三种可遗传变异的比较,续表,【例5】下列有关可遗传变异的叙述，正确的是( ) A大多数染色体结构变异对生物体是不利的，有的甚至会导致生物体死亡 B基因重组可以通过产生新的基因表现出性状的重新组合 C三倍体无子西瓜的培育过程运用了生长素促进果实发育的原理 D若DNA中某碱基对改变，则其控制合成的蛋白质分子结构肯定会发生改变,A,【解析】染色体结构的变异会使排
5、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。大多数染色体结构变异对生物体是不利的，有的甚至会导致生物体死亡，染色体结构变异导致的遗传病在人类遗传病中是比较严重的遗传病。基因重组不能产生新的基因，但基因重新组合会导致性状的重新组合。三倍体无子西瓜的培育过程运用了多倍体育种的原理。由于一种氨基酸不一定只由一种密码子决定，所以DNA发生基因突变时，其控制合成的蛋白质分子结构不一定发生改变。,1易位与交叉互换的区别 易位发生在非同源染色体之间，是指染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上。 交叉互换发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间。 2一个染色体组内的各条染色体在形态、结构、
6、功能上都各不相同，它们是一组非同源染色体。 不同生物的一个染色体组中所含的染色体数目不一定相同，但同种生物的一个染色体组所含的染色体数目一定相同。 3判断某个体是否为单倍体的依据为个体发育的起点，而不是其体细胞中所含的染色体组的数目。,4基因突变、染色体变异并不一定能遗传给后代。 染色体结构变异与基因突变的区别：染色体结构变异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。基因突变是基因结构的改变，包括DNA碱基对的增添、缺失或替换。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。 基因突变、基因重组是DNA分子水平上的变化，借助显微镜无法观察；但染色体变异是染色体
7、结构或数目的变异，属细胞水平上的变化，借助显微镜可以观察。,四、低温诱导植物染色体数目的变化(实验) 1实验原理 (1)进行正常有丝分裂的植物分生组织细胞，在有丝分裂后期，染色体的着丝点分裂，子染色体在纺锤丝的作用下分别移向两极，进而平均分配到两个子细胞中去。 (2)低温可抑制纺锤体的形成，阻止细胞分裂，导致细胞染色体数目加倍。,2实验流程,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，与观察植物细胞的有丝分裂一样，所观察的细胞已经被杀死了，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
8、裂的细胞染色体不复制，不会出现染色体加倍的情况。,【例6】用浓度为2%的秋水仙素，处理植物分生组织56 h，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 _。 你提出此假设的依据是 _。,(2)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，根据这个提示将你设计的实验组合以表格形式列出来。 (3)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加倍的依据。为此，你要进行的具体操作是： 第一步：剪取根尖23 mm。 第二步：按照_步骤，制作_。,【解析】
9、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，应该以小时为单位比较合适。为了保证实验的严谨性，应该做一组常温下的对照组，以排除环境因素的干扰。,【答案】 (1)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加倍 低温能够影响酶的活性(或纺锤丝的形成、着丝点的分裂)，使细胞不能正常进行有丝分裂 (2)注：设计的表格要达到以下两个要求。 至少做两个温度的对照；间隔相等的培养时间进行取样。,(3)在显微镜下观察和比较经过不同处理后根尖细胞
10、内染色体的数目 解离 漂洗 染色 制片 细胞有丝分裂临时装片,1.(2011海南)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,D,2.(2011江苏)在有丝分裂和减数分裂的过程中均可产生的变异是(多选)( ) ADNA复制时发生碱基对的增添、缺失或改变，导致基因突变 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
11、致染色体数目变异,ACD,【解析】有丝分裂中可发生基因突变、染色体结构和数目变异；减数分裂过程中可发生基因突变、基因重组、染色体结构和数目变异。,3.(2011江苏)洋葱(2n16)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0.01%、0.1%的秋水仙素溶液中，分别培养24 h、36 h、48 h；秋水仙素处理停止后再转入清水中分别培养0 h、12 h、24 h、36 h。 剪取根尖，用Carnoy固定液(用3份无水乙醇
12、、1份冰乙酸混匀)固定8 h，然后将根尖浸泡在1 mol/L盐酸溶液中58 min。,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。 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。,请分析上述实验，回答有关问题： (1)步骤中“将根尖浸泡在1 mol/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。,使组织中的细胞相互分离开来,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,碱,(4)为了使统计数据更加科学，计数时应采取的方法是 。,每
13、组装片观察多个视野,(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 。,0.01%,0.01%秋水仙素溶液诱导24 h，再在清水中,培养36 h,(6)右面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 。,秋水仙素处,理发生在上一个细胞周期纺锤体,形成之后,【解析】(1)有丝分裂装片制作过程中，盐酸的作用是使植物根尖组织细胞相互分离。(2)用显微镜进行观察的顺序为先在低倍镜下观察找到物像，并在低倍镜下将该物像移到视野中央，再换高倍镜，进行仔细观察。(3)为细胞核中染色体或染色质染色的
14、染色剂为碱性染料。(4)为使统计数据更科学，计数时需对同一组装片的多个视野进行统计、计数并取其平均值。(5)由表格数据的比较即可知。(6)图示细胞a中的染色体并未加倍，说明秋水仙素处理应在上一个细胞周期纺锤体形成后，从而才使该细胞中的染色体没有发生加倍。,4.(2011雅礼模拟)变异是生物的基因特征之一，下列不属于细菌产生的可遗传变异有( ) 基因突变 基因重组 染色体变异 环境条件的变化 染色单体互换 非同源染色体上非等位基因自由组合 A B C D,C,【解析】细菌属于原核生物，没有染色体，进行无性生殖，因此细菌产生的可遗传变异只有基因突变，没有其他的。,5.(2011江西省南昌市高三上学
15、期调研测试卷)下列变异中，属于染色体变异的是( ) A三倍体无子西瓜 B同源染色体的非姐妹染色单体之间交叉互换 C染色体中DNA的一个碱基对发生改变 D染色体中的DNA缺失了三个碱基对,A,【解析】三倍体无子西瓜属于染色体组数目的改变。,6.(2011湖南长郡中学高三复习小结)下列与多倍体形成有关的是( ) A纺锤体的形成受到抑制 B非同源染色体自由组合 C个别染色体增加 D染色体结构的变异,A,【解析】纺锤体的形成受到抑制会造成染色体不能正确分离，从而导致多倍体的出现。,7.(原创)各种染色体变异中，对于变异个体本身性状影响最小的可能是( ) A染色体片段缺失 B染色体片段重复 C染色体数目增加 D染色体数目加倍,D,【解析】染色体数目加倍形成的多倍体，性状与原来的个体相比，大体上没有改变，只是某些性状的数量层次上发生改变。,