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1、,第22课时 染色体变异,一、染色体变异的类型及实例 连一连,识图析图,提醒 (1)三体和三倍体分别属于染色体数目变异中的和(上图中)类型。 (2)变异的结果：不能产生新基因，但造成基因数目或排列顺序(倒位)的改变。,二、染色体组及单倍体、二倍体和多倍体的概念 1染色体组 判一判 (1)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( ) 【答案】 (2)染色体组中一定没有等位基因( ) 【答案】 (3)染色体组中染色体数就是体细胞染色体数的一半( ) 【答案】 【解析】只对二倍体生物符合。,2二倍体和多倍体 判一判 (1)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
2、个以上染色体组的个体是多倍体( ) 【答案】 【解析】也有可能是单倍体。 (2)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( ) 【答案】,(3)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( ) 【答案】 【解析】发育迟缓。,3单倍体 判一判 (1)单倍体只含有一个染色体组( ) 【答案】 【解析】未经受精的配子直接发育成的个体不管含几个染色体组都叫单倍体，所以单倍体不一定只含1个染色体组。 (2)单倍体只含有一条染色体( ) 【答案】 (3)单倍体是含有本物种配子染色体数目的个体( ) 【答案】 (4
3、)单倍体只含有一对同源染色体( ) 【答案】,(5)未经受精的配子发育成的个体是单倍体( ) 【答案】 (6)四倍体水稻的配子形成的子代含两个染色体组，是二倍体( ) 【答案】 (7)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( ) 【答案】 【解析】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。,三、单倍体育种和多倍体育种 1图中和的操作是_，其作用原理是_。 【答案】秋水仙素处理 抑制纺锤体形成 2图中过程是_。 【答案】花药离体培养,3单倍体育种的优点是_。 【答案】明显缩短育种年限 4单倍体和四倍体的来源分别为_和_。 【答案】配子 受精卵 5单倍体植株
4、的特点是_。 【答案】植株长得弱小且高度不育,1教材第8586页图55和图56，注意识图析图并通过图示确定是哪种结构变异。 2教材第86页图58及最后一段，理解染色体组的概念，是否含全部遗传信息及能否体现细胞全能性。 3教材第88页实验注意试剂作用，二倍体、四倍体细胞的比例，与观察有丝分裂实验的比较。 4教材第89页“一 基础题”中1和3及“二 拓展题”。,【答案】染色体结构 染色体数目 缺失 重复 易位 单倍体 多倍体,【典例引领】 1(2015届厦门质检)园艺工作者以野生的阔叶风铃草为材料，人工诱导形成多倍体。相关叙述正确的是( ) A检测染色体时，用卡诺氏液固定细胞后直接染色观察 B检测
5、染色体时，不能使用醋酸洋红溶液作为染色剂 C经诱导处理，植株中仅部分细胞发生染色体数目变异 D培育出的多倍体高度不育，只能进行无性繁殖 【答案】C,考点66 析图突破概念染色体数目变异,【解析】观察染色体时，需要用改良苯酚品红、醋酸洋红或龙胆紫进行染色；经诱导处理的植株形成多倍体的概率低，所以植株中仅有部分细胞发生染色体数目变异；单倍体高度不育，只能进行无性繁殖，培育出的多倍体具有成对的同源染色体，所以是可育的。 提醒 此题考查多倍体育种相关知识，意在考查考生能理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系，形成知识的网络结构能力。,【考点剖析】 1染色体组概念的理解 (1)不含同源染色体，没有等位
6、基因。 (2)染色体形态、大小和功能各不相同。 (3)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 (1)据细胞分裂图像进行识别判断 以生殖细胞中的染色体数为标准，判断题目图示中的染色体组数。如下图所示：,减数第一次分裂前期，染色体4条，生殖细胞中染色体2条，每个染色体组有2条染色体，该细胞中有2个染色体组。 减数第一次分裂末期或减数第二次分裂前期，染色体2条，生殖细胞中染色体2条，每个染色体组有2条染色体，该细胞中有1个染色体组。 减数第一次分裂后期，染色体4条，生殖细胞中染色体2条，每个染色体组有2条染色体，该细胞中有2个染色体组。 有丝分裂后期，染色体8条，生
7、殖细胞中染色体2条，每个染色体组有2条染色体，该细胞中有4个染色体组。,(2)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。,(3)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：(dg中依次含4、2、3、1个染色体组) (4)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
8、组。,3单倍体、二倍体和多倍体的确定方法 (1)由合子发育来的个体，细胞中含有几个染色体组，就叫几倍体。 (2)由配子直接发育来的个体，不管含有几个染色体组，都只能叫单倍体。 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。,【对位训练】 1某生物正常体细胞的染色体数目为8条，下图中，表示含有一个染色体组的细胞是( ) 【答案】A,【典例引领】 2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
9、导致基因排列顺序的变化 【答案】D,考点67 列表比较法基因突变、基因重组和 染色体变异的比较,【解析】染色体组整倍性变化会使基因整倍性变化，但基因种类不会改变；染色体组非整倍性变化也会使基因非整倍性增加或减少，但基因种类不一定会改变；染色体片段的缺失和重复会导致基因的缺失和重复，缺失可导致基因种类减少，但重复只导致基因重复，种类不变；染色体片段的倒位和易位会导致其上的基因顺序颠倒。,排雷 (1),(2),【考点剖析】,特别提醒 (1)三种变异的实质解读：若把基因视为染色体上的一个位“点”，染色体视为点所在的“线段”，则 基因突变“点”的变化(点的质变，但数目不变)； 基因重组“点”的结合或交
10、换(点的质与量均不变)； 染色体变异“线段”发生结构或数目的变化； 染色体结构变异线段的部分片段增添、缺失、倒位、易位(点的质不变，数目和位置可能变化)； 染色体数目变异个别线段增添、缺失或线段成倍增减(点的质不变、数目变化)。,(2)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。 (3)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
11、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：,(4)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。,【对位训练】 2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
12、的染色体数目发生改变 【答案】C,【解析】低温抑制纺锤体的形成，使子染色体不能移向两极；卡诺氏液使洋葱根尖细胞固定；染色体变异频率较低，所以显微镜下可以看到大多数细胞的染色体数目没有发生改变。,【典例引领】 3(高考组合题)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,考点68 实验技能提升低温诱导植物染色体 数目的变化,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
13、体数目变化方面，低温与秋水仙素诱导的原理相似 【答案】CF 【解析】显微镜下观察的细胞已被杀死，故E错；主要是二倍体细胞，四倍体细胞有但数量少，三倍体不可能出现，因该过程为有丝分裂，故A、D错；四倍体形成的原理是低温抑制纺锤体的形成，导致细胞周期不完整无末期，染色体数目加倍。,排雷 注意实验中各步骤的时间控制和根尖长度 (1)诱导培养时间36 h，卡诺氏液固定0.51 h。 (2)解离时间：35 min，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。 (3)漂洗时间：10 min，不宜过短，否
14、则解离液未洗去，染色困难。,(4)染色时间：35 min，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。 (5)培养根长到1 cm(有丝分裂长到5 cm)，剪取长度0.51 cm(有丝分裂23 mm)。,【考点剖析】 1原理、步骤和现象,2注意问题 (1)选材 选用的实验材料既要容易获得，又要便于观察；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。 (2)试剂及用途。卡诺氏液：固定细胞形态；改良苯酚品红染液：使染色体着色；解离液(体积分数
15、为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精混合液11)：使组织中的细胞相互分离开。 (3)根尖培养 培养不定根：要使材料湿润以利生根；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。,(4)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。 (5)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。 (6)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。,【对位训练】 3下列关于低温诱导染色体加倍实验的叙述，正确的是
16、( ) 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 【答案】C,1无子西瓜培育过程中果实各部分染色体分析,三倍体无子西瓜的培育方法,2.无子西瓜和无籽番茄辨析,(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_。 【答案】(1)秋水仙素 生长素 (2)多倍体育种 (3)花药离体培养 全能 (4)有丝
17、分裂中期 【解析】(1)试剂为秋水仙素，试剂为生长素而不是生长激素(动物激素)，不要混淆。(2)无子西瓜A是三倍体，联会紊乱，不育无法结子，应为多倍体育种。(3)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。,【答案】A,混淆基因重组中交叉互换和染色体易位,【解析】图表示的是同源染色体形成的四分体发生了非姐妹染色单体的交叉互换，属于基因重组。图表示染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上，属于染色体结构变异中的易位。,错因分析 辨析不清基因重组和染色体易位的范围及结果。,纠错笔记 交叉互换与染色体易位的区别,1(经典高考题)在细胞分裂过程中出现了甲、乙2种变异
18、，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 染色体变异的类型,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 【答案】C,2(2012广东卷，6)科学家用人工合成的染色体片段，成功替代了酵母菌的第6号和第9号染色体的部分片段，得到的重组酵母菌能存活，未见明显异常。关于该重组酵母菌的叙述，错误的是( ) A还可能发生变异 B表现型仍受环境的影响 C增加了酵母菌的遗传多样性 D改变了酵母菌的进化方向 【答案】D,【解析】因酵母菌中替换
19、的是第6号和第9号染色体的部分片段，这种变异属于染色体结构变异，这样的重组酵母菌还有可能再发生基因突变等可遗传的变异，A项正确；生物的表现型是基因型与环境条件共同作用的结果，B项正确；替代的人工合成的染色体片段中含有原酵母菌所没有的基因，故增加了酵母菌的遗传多样性，C项正确；生物的进化方向是由定向的自然选择决定的，D项错误。,3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
20、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、多倍体的考查,【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下列均属于单倍体的一组是( ) 蜜蜂中的雄蜂 香蕉 无子西瓜 具有三个染色体组的普通小麦 具有一个染色体组的玉米 具有两个
21、染色体组的马铃薯 A B C D 【答案】A 【解析】单倍体是指体细胞中含有本物种配子染色体数的个体。蜜蜂中的雄蜂是由未受精的卵细胞发育而成；香蕉、无子西瓜均为三倍体；普通小麦为六倍体，其配子中有三个染色体组；玉米是二倍体，其配子中有一个染色体组；马铃薯是四倍体，其单倍体中含有两个染色体组。,5下列关于染色体组、单倍体和二倍体的叙述，不正确的是( ) A一个染色体组不含同源染色体 B由受精卵发育成、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 【答案】D 【解析】染色体组中不含有同源染色体；判断单
22、倍体不是看体细胞中的染色体组的数目，而是看发育起点；人工诱导多倍体的方法有多种，如低温、秋水仙素等。,6下列细胞分裂图像中含有2个染色体组的是( ) A B C D 【答案】C 【解析】染色体组数变化与染色体数变化相辅相成；染色体数为2N含2个染色体组；有丝分裂后期染色体数2N4N，则染色体组变成4个；减半则染色体组只有1个。,题组三 染色体组辨析及低温诱导染色体加倍实验,7(2015南通月考)用2%的秋水仙素处理植物分生组织5 6 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
23、，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_的步骤制作_。,【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) (3)在显微镜下观察和比较经过不同处理后根尖细胞内染色体数目(或染色体计数) 解离 漂洗 染色 制片 细胞有丝分裂装片,