2019高中生物 第5章 基因突变及其他变异 第2节 染色体变异学案 新人教版必修2.doc

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1、1第第 2 2 节节 染色体变异染色体变异学习目标 1.简述染色体变异的类型及特点。2.了解染色体组、二倍体、多倍体、单倍体的概念及区别。一、染色体结构的变异1类型图解变化名称举例染色体 b 片段丢失缺失猫叫综合征；果蝇缺刻翅的形成染色体 b 片段增加重复果蝇的棒状眼染色体断裂的片段(d、g)移接到另一条非同源染色体上易位人慢性粒细胞白血病同一条染色体上某一片段(ab)位置颠倒了倒位略2.结果染色体结构的改变，会使排列在染色体上的基因的数目或排列顺序发生改变，而导致性状的变异。3对生物体的影响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。2例 1 若图甲中和为一对同源染色体，

2、和为另一对同源染色体，图中字母表示基因， “”表示着丝点，则图乙图戊中染色体结构变异的类型依次是( )A缺失、重复、倒位、易位B缺失、重复、易位、倒位C重复、缺失、倒位、易位D重复、缺失、易位、倒位答案 A解析 图乙中号染色体丢失了 D 基因，形成缺失；图丙中号染色体多了一个 C 基因，形成重复；图丁中号染色体上的“BC”基因位置发生颠倒，形成倒位；图戊中号染色体与号染色体间相互交换了部分片段，产生易位。例 2 (2018郑州一中月考)如图分别表示不同的变异类型，其中图中的基因2 由基因 1 变异而来。下列有关说法正确的是( )A都表示易位，发生在减数分裂的四分体时期B中的变异属于染色体结构变

3、异中的缺失C中的变异属于染色体结构变异中的缺失或重复D图中 4 种变异能够遗传的是答案 C解析 表示基因重组中的交叉互换，因为其发生在同源染色体之间；表示染色体结构变异中的易位，因为其发生在非同源染色体之间；表示基因突变中碱基对的缺失；表示染色体的缺失或重复。图中 4 种变异都是可遗传的变异。3拓展提升 易位与交叉互换的比较项目染色体易位交叉互换图解发生于非同源染色体之间发生于同源染色体的非姐妹染色单体之间区别属于染色体结构变异属于基因重组二、染色体数目的变异1类型Error!2染色体组(1)果蝇体细胞中共有 4 对同源染色体，其中 3 对是常染色体，1 对是性染色体。(2)雄果蝇减数分裂产生

4、精子的过程中，同源染色体分离，因此配子中的染色体的组成为、X 或、Y，它们是一组非同源染色体。(3)像雄果蝇精子中的染色体一样，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，这样的一组染色体，叫做一个染色体组。3二倍体由受精卵发育而来的个体，体细胞中含有两个染色体组的个体叫做二倍体。自然界中，几乎全部动物和过半数的高等植物都是二倍体。4多倍体(1)概念：由受精卵发育而来，体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体。(2)实例：香蕉(三倍体)、马铃薯(四倍体)、普通小麦(六倍体)。(3)特点：茎秆粗壮，叶片、果实和种子都比较大，糖类和蛋白质等

5、营养物质的含量都有所增加，也存在结实率低，晚熟等缺点。4(4)人工诱导(多倍体育种)方法：用低温处理或用秋水仙素处理。处理对象：正在萌发的种子或幼苗。原理：能够抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞的两极，从而使染色体数目加倍。5单倍体(1)概念：体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体。(2)实例：蜜蜂中的雄蜂。(3)特点：植株长得弱小，一般高度不育。(4)应用单倍体育种。方法优点：明显缩短育种年限。例 3 下列关于染色体组的叙述，正确的是( )A体细胞中的一半染色体是一个染色体组B配子中的全部染色体是一个染色体组C本物种配子中的一半染色体是一个染色体组D二倍体生物配子中的全部染色体是一个染

6、色体组答案 D解析 一个染色体组内各条染色体大小、形态各不相同，是一组非同源染色体。只有二倍体产生的配子中含有一套非同源染色体，才是一个染色体组。例 4 将二倍体芝麻的种子萌发成的幼苗用秋水仙素处理后得到的四倍体芝麻( )A对花粉进行离体培养，可得到二倍体芝麻B产生的配子没有同源染色体，所以无遗传效应C与原来的二倍体芝麻杂交，产生的是不育的三倍体芝麻D秋水仙素诱导染色体加倍时，最可能作用于细胞分裂的后期答案 C解析 二倍体芝麻幼苗用秋水仙素处理，得到的是同源四倍体，体细胞内有 4 个染色体组，而且每个染色体组之间都有同源染色体；由四倍体的配子发育来的芝麻是单倍体，含两个染色体组，所以该单倍体芝

7、麻是可育的；四倍体的配子中有两个染色体组，二倍体的配子中有一个染色体组，所以四倍体与二倍体杂交产生的是三倍体芝麻，由于三倍体芝麻在减数分裂过程中同源染色体联会紊乱，不能形成正常的配子，所以不育；秋水仙素诱导染色体加倍时，起作用的时期是细胞分裂的前期，抑制纺锤体的形成。5三、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，能够抑制细胞分裂时纺锤体的形成，使染色体不能被拉向两极，这样细胞不能分裂成两个子细胞，染色体的数目就发生变化。2实验操作步骤(1)培养：将洋葱放在清水中培养，待长出约 1_cm 左右的不定根时，放入冰箱(4)诱导培养 36h。(2)固定：剪取诱导处理的根尖约

8、 0.51cm，放入卡诺氏液中浸泡 0.51h，以固定细胞的形态，然后用体积分数为 95%的酒精冲洗 2 次。(3)制作装片：按解离、漂洗、染色和制片 4 个步骤，具体操作方法与实验“观察植物细胞的有丝分裂”相同。(4)观察：先用低倍镜观察，找到既有正常的二倍体细胞，也有染色体数目发生改变的细胞的视野。确认某个细胞发生染色体数目变化后，再用高倍镜观察。例 5 下列关于“低温诱导植物染色体数目的变化”实验的叙述，不正确的是( )A用低温处理植物分生组织细胞，能抑制纺锤体的形成B洋葱根尖长出约 1cm 时，剪下，置于 4冰箱中，诱导 36hC卡诺氏液浸泡根尖，固定细胞的形态D装片制作包括解离、漂洗

9、、染色和制片 4 个步骤答案 B解析 低温诱导的原理是抑制纺锤体的形成；剪下根尖，会使其失去生命力，细胞不再分裂；卡诺氏液的作用是固定细胞的形态；在制作装片时，过程和“观察植物细胞的有丝分裂”相同，包括解离、漂洗、染色和制片 4 个步骤。例 6 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答案 C解析 制片时经过了解离的细胞已经死亡，不会观察

10、到染色体加倍的过程，A 正确；低温诱导染色体数目加倍发生在有丝分裂过程中，基因重组发生在减数分裂过程中，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，因为根尖细胞不进行减数分裂，C 错误；低温诱导染色体加倍的原理是抑制纺锤体的形成，染色体不能移向细胞两极，导致染色体数目加倍，D 正确。61判断正误(1)猫叫综合征是人的第 5 号染色体数目减少引起的遗传病( )(2)基因突变和染色体结构变异中的缺失是一样的，都是碱基对的缺失( )(3)染色体结构变异不改变染色体上的基因的数目或排列顺序，可在显微镜下观察到( )(4)含有三个染色体组的个体就是三

11、倍体( )(5)秋水仙素或低温能抑制纺锤体的形成，从而导致染色体数目加倍( )(6)单倍体的体细胞中不存在同源染色体( )答案 (1) (2) (3) (4) (5) (6)2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答案 B解析 某条染色体上多了或少了几个基因是由染色体结构变异中的重复或缺失所致。3下图所示细胞含三个染色体组的是( )答案 D4下列有关多倍体的叙述，正确的是( )A体细胞中含有 3 个或 3 个以上染色体组的个体就是多倍体B人工诱导多倍体的方法很多，目前最常用最有

12、效的方法是用低温处理植物分生组织细胞7C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，糖类和蛋白质等营养物质的含量都有所增加D秋水仙素诱导多倍体形成的原因是促使染色单体分离，从而使染色体数目加倍答案 C解析 体细胞中含有 3 个或 3 个以上染色体组的个体可能是单倍体，如六倍体对应的单倍体；人工诱导多倍体最有效的方法是用秋水仙素处理分生组织细胞；多倍体植株器官较大，营养物质的含量有所增加；秋水仙素抑制纺锤体的形成，使染色体数目加倍。5四倍体大蒜比二倍体大蒜的产量高许多，为探究诱导大蒜染色体数目加倍的最佳低温，特设计如下实验。请分析回答下列问题：(1)实验主要材料：大蒜、

13、培养皿、恒温箱、卡诺氏液、体积分数为 95%的酒精溶液、显微镜、改良苯酚品红染液。(2)实验步骤：取 5 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 1h。_。分别取根尖_cm，放入_中固定 0.51h，然后用_冲洗 2 次。制作装片：解离_制片。低倍镜检测，统计_，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：a设置实验步骤的目的是_。b对染色体染色还可以用_、_等。c除低温外，_也可以诱导染色体数目加倍，原理是_。答案 (2)4 8 12 取大蒜随机均分为 5 组，分别放入 5 个培养皿中诱导 36h 0.51 卡诺

14、氏液 体积分数为 95%的酒精溶液 漂洗 染色每组视野中的染色体加倍率 (4)a.进行相互对照；恒温处理 1h 是为了排除室温对实验结果的干扰 b龙胆紫染液 醋酸洋红染液 c秋水仙素 抑制纺锤体形成解析 (2)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，可设置4、0、4、8、12等温度。选取根尖 0.51cm，不可过长，主要取分生区的组织细胞。将根尖放入卡诺氏液中固定，然后用体积分数为 95%的酒精溶液冲洗。装片制作包括解离、漂洗、染色和制片四个步骤。低温并不能使所有细胞染色体加倍，所以要统计加倍率来确定最佳低温。(4)不同温度处理是为了进行相互对照，在 DNA

15、复制时尽8可能使细胞处于设定温度中，以排除其他温度的干扰。只要不对染色体造成损伤，碱性染料均可对染色体染色，如龙胆紫染液、醋酸洋红染液等。低温和秋水仙素的作用机理均是抑制纺锤体的形成，使染色体数目加倍。对点训练题组一 染色体结构变异1在减数第一次分裂前的间期，因某些原因使果蝇号染色体上的 DNA 分子缺失了一个基因，这种变异属于( )A染色体变异B基因重组C基因突变D基因重组或基因突变答案 A解析 DNA 分子缺失了一个基因，涉及基因数目的改变，属于染色体结构的变异；而基因突变是 DNA 分子中碱基对的替换、增添和缺失，导致基因结构的改变。2(2018石家庄二中高一月考)在某些外界条件作用下，

16、图 a 中某对同源染色体发生了变异(图 b)，则该种变异属于( )A基因突变B染色体数目变异C缺失D重复答案 C解析 分析题图可知，与图 a 相比，图 b 中下面的一条染色体中染色体片段 3 和染色体片段 4 缺失，因此属于染色体结构变异中的缺失。3甲、乙为两种果蝇(2n)，下图为这两种果蝇的各一个染色体组，下列叙述正确的是( )A甲、乙杂交产生的 F1减数分裂都正常B甲发生染色体交叉互换形成了乙C甲、乙 1 号染色体上的基因排列顺序相同D图示染色体结构变异可为生物进化提供原材料答案 D9解析 A 项，根据题干信息可知，甲、乙是两种果蝇，甲、乙杂交产生的 F1虽然含有 2 个染色体组，但是因为

17、来自甲、乙中的 1 号染色体不能正常联会配对，所以 F1不能进行正常的减数分裂；B 项，根据题图，甲中 1 号染色体发生倒位形成了乙中的 1 号染色体；C 项，染色体中某一片段倒位会改变基因的排列顺序；D 项，可遗传变异如基因突变、基因重组和染色体变异都能为生物进化提供原材料。4某些类型的染色体结构和数目的变异，可通过对细胞分裂时期的观察来识别。图中a、b、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( )A三倍体、染色体片段重复、三体、染色体片段缺失B三倍体、染色体片段缺失、三体、染色体片段重复C三体、染色体片段重复、三倍体、染色体片段缺失D染色体片段缺失、三体、染色

18、体片段重复、三倍体答案 C解析 a 图是染色体数目变异中个别染色体的增加，属于三体；b 图为染色体结构变异中 4号染色体片段的重复；c 图细胞中含三个染色体组，可能为三倍体；d 图为染色体结构变异中染色体片段 3 和 4 的缺失。5(2017江苏，19)一株同源四倍体玉米的基因型为 Aaaa，其异常联会形成的部分配子也可受精形成子代。下列相关叙述正确的是( )A上图表示的过程发生在减数第一次分裂后期B自交后代会出现染色体数目变异的个体C该玉米单穗上的子粒基因型相同D该植株花药培养加倍后的个体均为纯合子答案 B解析 同源染色体的联会发生在减数第一次分裂的前期，A 错误；由于异常联会，形成染色体数

19、目异常的配子，自交后代会出现染色体数目变异的个体，B 正确；经过减数分裂可以形成多种不同类型的配子，该玉米单穗上的子粒基因型可能不同，C 错误；由于减数分裂可形成杂合的配子，则该植株花药培养加倍后的个体可为杂合子，D 错误。题组二 染色体数目变异6下面有关单倍体和染色体组的叙述中，不正确的是( )10A由未受精的卵细胞发育而成的个体称为单倍体B一个染色体组中无等位基因C有性生殖的配子细胞中染色体肯定为一个染色体组D普通小麦含 6 个染色体组、42 条染色体，它的单倍体含 3 个染色体组、21 条染色体答案 C解析 由未受精的卵细胞发育而成的个体中染色体数目是正常体细胞中染色体数目的一半；一个染

20、色体组中不含有同源染色体，所以也就不存在等位基因；配子中含有正常体细胞中一半的染色体，例如四倍体的配子中就含有两个染色体组；普通小麦中含有 6 个染色体组、42 条染色体，单倍体中染色体数目是正常体细胞中的一半。7.如图所示为雄果蝇染色体图，据图能得到的结论是( )其配子的染色体组是 X、或 Y、有丝分裂后期有 4 个染色体组，染色体有 5 种不同形态减数第二次分裂后期有 2 个染色体组，染色体有 5 种不同形态该生物进行基因测序应选择 5 条染色体ABCD答案 C解析 该图为雄果蝇染色体图，减数第一次分裂产生的子细胞含有 4 条形态不同的染色体(、X 或、Y)；减数第二次分裂后期含 2 个染

21、色体组，染色体只有 4种不同形态。8将某马铃薯品种的花粉进行离体培养获得幼苗，在幼苗细胞中发现了 12 对染色体，能够确定此幼苗个体属于( )A单倍体B二倍体C四倍体D多倍体答案 A解析 由于该马铃薯幼苗是由配子直接发育而来的，故是单倍体。9下图表示无子西瓜的培育过程：根据图解，结合你学过的生物学知识，判断下列叙述错误的是( )11A秋水仙素处理二倍体西瓜幼苗的茎尖，主要是抑制有丝分裂前期纺锤体的形成B四倍体植株所结的西瓜，果皮细胞内含有 4 个染色体组C无子西瓜既没有种皮，也没有胚D四倍体西瓜的根细胞中含有 2 个染色体组答案 C解析 秋水仙素抑制纺锤体的形成，是在有丝分裂的前期；四倍体西瓜

22、的果皮是由子房壁发育而成的，来自母本，应含有 4 个染色体组；无子西瓜是由于不能产生正常配子，所以不能形成受精卵，而种皮来自于母本，所以有种皮，而没有胚；由于植株的地下部分没有经秋水仙素处理，细胞中仍含有 2 个染色体组。10如图表示用纯种的高秆(D)抗锈病(T)小麦与矮秆(d)易染锈病(t)小麦培育矮秆抗锈病小麦新品种的方法，有关此育种方法的叙述错误的是( )A过程可使育种所需的优良基因由亲本进入 F1B过程为减数分裂C过程是利用组织培养技术获得单倍体幼苗D过程必须使用秋水仙素处理答案 D解析 过程是杂交，通过基因重组使优良的性状集中到同一个体上；过程是通过减数分裂产生配子；过程是对花药的离

23、体培养；过程为人工诱导染色体加倍，除秋水仙素外，低温也可达到诱导染色体加倍的目的。题组三 低温诱导植物染色体数目的变化11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细胞两极B解离：盐酸和酒精的混合液和卡诺氏液都可以使洋葱根尖解离C染色：改良苯酚品红染液和醋酸洋红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解析 低温诱导染色体数目加倍的原理是低温抑制纺锤体的形成，使子染色体不能分别移向细胞两极；卡诺氏液用于染色体的固定，解离液为盐酸和酒精的混合液；改良苯酚品红染液和醋酸洋红液都可以用于染色体的

24、染色；低温诱导染色体加倍的时期是有丝分裂的前期，而大多数细胞处于间期。12用不同浓度的秋水仙素溶液处理多组二倍体草莓幼苗的芽尖，诱导其染色体加倍，得到如图所示的实验结果。下列有关叙述中正确的是( )12A该实验的自变量是秋水仙素处理的时间B秋水仙素作用于有丝分裂间期C秋水仙素通过抑制着丝点分裂诱导染色体加倍D处理后的植株中不同细胞染色体数目可能不同答案 D解析 由图可知，该实验的自变量是秋水仙素的浓度和处理时间；秋水仙素诱导染色体数目加倍是通过抑制细胞分裂过程中纺锤体的形成来实现的；由于秋水仙素只能对处于细胞分裂前期的细胞起作用，因此处理后不同细胞内染色体的数目可能不同。综合强化13下列各图中

25、所表示的是某些植物的体细胞，据图回答下列问题：(1)肯定是单倍体的是_图，它是由_倍体生物的生殖细胞直接发育形成的。(2)茎秆粗壮但不能产生种子的可能是_图，判断的理由是_。(3)如果都不是由生殖细胞直接发育而成，其中肯定是二倍体的是_图。(4)如果 C 图代表的生物是由某生物卵细胞直接发育形成的，那么它是_倍体，形成它的那个生物是_倍体。答案 (1)D 二 (2)A 有三个染色体组，无法正常减数分裂 (3)B、C (4)单 四14某二倍体植株的体细胞中染色体数为 24，基因型为 AaBb。请据图完成下列问题：(1)图中 A 所示的细胞分裂方式主要是_。(2)产生的花粉基因型有_种，由花粉发育

26、成的单倍体有哪几种基因型？_。(3)若 C 处是指用秋水仙素处理，则个体的体细胞中含染色体_条，它是纯合子还是杂合子？_。(4)若该植物进行自花传粉，在形成的以个体组成的群体中可能有几种基因型？13_。(5)若 A 表示水稻的高秆基因，a 表示水稻的矮秆基因；B 表示水稻的抗病基因，b 表示水稻的不抗病基因，这两对基因按自由组合定律遗传。那么该水稻自花传粉的后代中，矮秆抗病的个体所占比例是_，若要获得稳定遗传的矮秆抗病水稻，应让矮秆抗病的水稻进行自交，在自交的后代中纯种的矮秆抗病水稻所占比例为_。(6)若要尽快获得纯种的矮秆抗病水稻，则应采用图中_(填字母)过程进行育种，这种育种方法称为_。答

27、案 (1)减数分裂 (2)4 AB、Ab、aB、ab (3)24 纯合子 (4)9 种 (5) (6)3 161 2A、B、C 单倍体育种解析 植物产生花粉或卵细胞要经过减数分裂，由于基因型为 AaBb，所以能产生 4 种基因型花粉，将花粉经花药离体培养产生的单倍体也应该有 4 种基因型：AB、Ab、aB、ab。花粉中染色体数是体细胞的一半，即 12 条，经秋水仙素处理后的纯合子染色体数应该为 24条，基因型为 AaBb 的个体自交，后代应该有 9 种基因型。矮秆抗病的个体基因型有两种：aaBB 和 aaBb，在后代中所占比例是(aaBB)(aaBb)。当矮秆抗病的水稻进行自交，1 162 1

28、63 16纯合子(aaBB)是 ，自交后代占 ，而杂合子(aaBb)是 ，自交的后代中纯合子比例为 1 31 32 32 31 4，所以矮秆抗病的水稻进行自交，后代中矮秆抗病纯合子所占比例为 。1 61 31 61 2 15用质量分数为 2%的秋水仙素处理植物分生组织 56h，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(2n16 条)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)针对以上的问题，你作出的假设是_。提出此假设的依据是_。(2)按照你的设计思路，可以_，并以此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

29、是：第一步：剪取根尖 0.51cm。第二步：按照_的操作顺序对根尖进行处理。第三步：将洋葱根尖制成临时装片，在显微镜下用一个分裂期的细胞观察染色体加倍的动态变化过程。根据该同学的实验设计回答：该同学设计的实验操作步骤中有一处明显的错误，请指出错误所在。_。(3)解离作用的试剂是_，其作用是_。14(4)显微镜下观察到的细胞中染色体数可能为_。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(或纺锤体的形成)，使细胞不能正常进行有丝分裂 (2)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的数目 解离 漂洗 染色 细胞已被杀死，在第三 步中不会观察到染色体加倍的动态变化 (3)质量分数为 15%的盐酸和体积分数为 95%的酒 精 11 混合 使组织中的细胞相互分离开 (4)2n16、4n32、8n64(加倍后的细胞有 丝分裂后期)