1、第2节 染色体变异,一、染色体结构的变异 1.类型：,缺,失,重复,非同,源染色体,倒位,2.结果：排列在染色体上的基因的_或_ 发生改变，而导致_。 3.对生物体的影响：大多数对生物体是_，有的 甚至会导致生物体_。,数目,排列顺序,性状的变异,不利的,死亡,二、染色体数目的变异 1.类型： (1)细胞内_的增加或减少。 (2)细胞内染色体数目以_的形式成倍地增加 或减少。,个别染色体,染色体组,2.染色体组： (1)范围：细胞中一组_，在形态和功能 上各不相同。 (2)功能：共同控制生物体的_ _。,非同源染色体,生长、发育、遗传和变,异,3.二倍体和多倍体： (1)概念：,两个,三个或三
2、个,(2)多倍体的特点：_粗壮，叶片、果实和种子都比较大，_等营养物质的含量都有所增加。,茎秆,糖类和蛋白质,(3)诱导多倍体的方法：,秋水仙素,纺锤体,加倍,4.单倍体： (1)概念：体细胞中含有本物种_染色体数目的个 体。 (2)特点：植株长得_，而且高度_。,配子,弱小,不育,(3)应用单倍体育种。 过程：,离体,单倍体,秋水仙素,染色体数目,优点：_。,明显缩短育种年限,三、低温诱导植物染色体数目的变化 1.实验原理：,低温,纺锤体,拉向两级,染色体数目,2.实验过程：,1 cm,低温室,内,0.51 cm,卡诺氏液,酒精,改良苯酚品红,低倍镜,【易错辨析】 1.猫叫综合征是人的第5号
3、染色体部分缺失引起的。( ) 2.基因突变、基因重组、染色体变异在光学显微镜下 都可以观察到。 ( ) 分析：基因突变和基因重组在光学显微镜下观察不 到。,3.染色体片段的缺失和重复必然导致基因种类的变 化。 ( ) 分析：染色体片段的重复会导致基因数目增加，基因 种类不会变化；染色体片段缺失会导致基因数目减 少，还有可能导致基因种类减少。,4.体细胞中含两个染色体组的个体是二倍体，含有三 个或三个以上染色体组的个体是多倍体。 ( ) 分析：由配子发育而来的生物，无论含有几个染色体 组，都是单倍体。,5.人工诱导多倍体最常用、最有效的方法是用秋水仙 素处理休眠的种子。 ( ) 分析：秋水仙素可
4、抑制细胞分裂过程中纺锤体的形 成，诱导染色体加倍，休眠种子细胞不进行细胞分 裂。,6.经低温诱导后，在显微镜下可以看到大多数细胞的 染色体数目发生改变。 ( ) 分析：由于分裂间期较长，大多数细胞处于分裂间 期，看不到染色体。,【科技生活】 舟舟从小偏爱指挥，是个先天性愚型患者，智力只相当于几岁的孩子，研究表明：他身材矮小、智力低下的根本原因是第21号染色体比常人多了1条。他的染色体发生了哪种类型的变异？对生物体有什么影响呢？ 提示：染色体数目变异；染色体变异对生物体大多都是不利的，甚至导致死亡。,知识点一 染色体结构的变异 1.染色体结构变异的影响：,2.染色体结构变异与基因突变的区别：,3
5、.染色体易位与交叉互换的区别：,【易错提醒】 染色体结构变异的两个错误认识 (1)认为染色体变异对生物体都是不利的。染色体结构变异并不都是不利的，有的是中性的，极少数是有利的。 (2)认为染色体结构变异和基因突变都属于分子层次的变异。基因突变是发生在DNA分子上基因中的碱基对的变化，属于分子水平变异；染色体变异是细胞中染色体的结构的改变，属于细胞层次。,【典题通关】 1.(2016江苏高考)下图中甲、乙两个体的一对同源染色体中各有一条发生变异(字母表示基因)。下列叙述正确的是 ( ),A.个体甲的变异对表现型无影响 B.个体乙细胞减数分裂形成的四分体异常 C.个体甲自交的后代，性状分离比为31
6、 D.个体乙染色体没有基因缺失，表现型无异常,【解析】选B。本题主要考查基因分离定律的应用与染色体变异的类型。个体甲的变异属于染色体结构变异中的缺失，会导致缺失片段上的基因丢失，进而影响表现型，A项错误；个体乙发生的变异是染色体结构变异中的倒位，减数分裂形成的四分体异常，B项正确；含缺失染色体的配子一般是不育的，后代一般不会发生性状分离，C项错误；个体乙染色体没有基因缺失，但发生倒位，表现型异常，D项错误。,2.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.图都表示易位，发生在减数分裂的四分体时期 B.图中的变异属于染色体结构变异中的缺失 C.
7、图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,【解析】选C。图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；图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；图表示基因突变中碱基对的缺失；图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。,【方法规律】“两看法”判断染色体结构的变异类型 一看：染色体上基因的数目是否变化，如发生变化，则可能是增添、缺失或易位； 二看：染色体上基因顺序是否变化，如变化，则可能是倒位。染色体结构变异往往是多个基因的变化，如果是一个基因变成它的等位基因，则是基因突变。,知识点二 染色体数目的变异 学生用书P58 1.
8、染色体组的理解： (1)果蝇染色体的组成。,(2)染色体组的特点。,2.染色体组数的判断方法： (1)根据染色体形态判断： 依据：细胞内形态相同的染色体有几条，则含有几个染色体组。,实例：如图所示的细胞中，形态相同的染色体a中有4条，b中有3条，c中两两相同，d中各不相同，则可判定它们分别含4个、3个、2个、1个染色体组。,(2)根据基因型判断： 依据：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或相同基因)。,实例：据图可知，eh中依次含4、2、3、1个染色体组。,(3)根据染色体数和形态数的比值判断： 依据：染色体数与形态数的比值意味着每种形态染色体数目的多少，每种
9、形态的染色体有几条，即含几个染色体组。 实例：果蝇体内该比值为8条/4种形态=2，则果蝇含2个染色体组。,3.单倍体、二倍体和多倍体： (1)比较：,(2)判断方法：,如果生物体由受精卵(或合子)发育而成，体细胞中含有几个染色体组，该生物就称为几倍体。 如果生物体是由生殖细胞卵细胞或花粉直接发育而成，无论体细胞中含有几个染色体组，都称为单倍体。,【易错提醒】 关于单倍体的三个易错点 (1)单倍体的体细胞中并不一定只有一个染色体组：如四倍体的配子形成的单倍体的体细胞中含有两个染色体组。 (2)单倍体并非都不育：二倍体的配子发育成的单倍体，表现为高度不育；多倍体的配子如含有偶数个染色体组，则发育成
10、的单倍体含有同源染色体及等位基因，可育并能产生后代。,(3)单倍体是生物个体，而不是配子：精子和卵细胞属于配子，但不是单倍体。,【教材易漏知识】P87右上“相关信息” (1)普通小麦是_倍体，它的单倍体_(填“可 育”或不可育)。 (2)为什么自然界中多倍体常见于植物？ 提示：寒潮来临时，植物无法逃避，低温诱导了多倍 体植物的形成。,六,不可育,【典题通关】 【典例】(2017石家庄高一检测)下图为某植物的体细胞中染色体数示意图，将其花粉经离体培养得到植株的基因型最可能是( ) A.AB B.AaBb C.ab D.AAaaBBbb,【解题探究】 (1)读图：图中细胞类型为_细胞，形态相同的染
11、色 体有_条，说明该细胞含有_个染色体组。 (2)扫清障碍：花粉是_细胞，染色体数目_。,体,4,4,生殖,减半,【解析】选B。从图上可以看出，该植物体细胞有4个染色体组，是四倍体植株，经过减数分裂后染色体数目减半，形成的花粉中含有2个染色体组，所以单倍体植株应含2个染色体组，B项正确。AB和ab只能代表一个染色体组，AAaaBBbb表示4个染色体组，因此A、C、D项错误。,【互动探究】 (1)该植物体一个染色体组中含有多少条非同源染色体？试解释原因。 提示：3条。图中共有3种不同形态的染色体，则一个染色体组中应含有3条非同源染色体。,(2)本题中4个选项中哪项可表示该植物体的基因型？为什么？
12、 提示：D项。植物花粉基因型为AaBb，染色体数目是体细胞的一半，则体细胞基因型为AAaaBBbb。,【过关训练】 1.(2017肇庆高一检测)下列是对ah所示的生物体细胞图中各含有几个染色体组的叙述，正确的是( ),A.细胞中含有一个染色体组的是h图，该个体是单倍体 B.细胞中含有两个染色体组的是g、e图，该个体是二倍体 C.细胞中含有三个染色体组的是a、b图，但该个体未必是三倍体 D.细胞中含有四个染色体组的是c、f图，该个体一定是四倍体,【解析】选C。根据染色体组数目的判断方法可以判断，a、b图含有三个染色体组，c、h图含有两个染色体组，d、g图只有一个染色体组，e、f图含有四个染色体组
13、，故A、B、D项错误。确认单倍体、二倍体、三倍体时，必须先看发育起点若由配子发育而来，无论含几个染色体组均属于单倍体，若由受精卵发育而来，有几个染色体组即为几倍体，故C项正确。,2.(2017长沙高一检测)下列关于单倍体、二倍体及染色体组的表述正确的是( ) A.单倍体生物的体细胞内都无同源染色体 B.21三体综合征患者的体细胞中有3个染色体组 C.人的初级卵母细胞中的1个染色体组中可能存在等位基因 D.用秋水仙素处理二倍体西瓜幼苗的芽尖后，芽尖细胞中都含4个染色体组,【解析】选C。四倍体生物的单倍体可以含2个染色体组，存在同源染色体，A项错误；21三体综合征患者的体细胞中21号染色体有3条，
14、有2个染色体组，B项错误；人的初级卵母细胞中的基因已经复制，如果发生基因突变或交叉互换，则在1个染色体组中可能存在等位基因，C项正确；用秋水仙素处理后，芽尖细胞中不一定都含有4个染色体组，如有丝分裂后期，细胞中含有8个染色体组，D项错误。,【补偿训练】 显微镜下观察到果蝇(2n=8)的一个细胞中染色体已分成两组，每组4条。则可以肯定每组染色体中( ) A.有4个DNA分子 B.有8条染色单体 C.没有非同源染色体 D.没有同源染色体,【解析】选D。若该细胞处于减数第一次分裂后期，则每组染色体中有4条染色体，8个DNA分子；若细胞处于减数第二次分裂后期，着丝点已经分裂，不含染色单体；由题意可知，
15、4条染色体构成一个染色体组，而染色体组中都没有同源染色体，均为非同源染色体。,知识点三 单倍体育种和多倍体育种 1.单倍体育种：以培育抗病高产(aaBB)品种为例。,2.多倍体育种：以培育无子西瓜为例。,(1)两次传粉目的不同。 第一次传粉实现杂交获得三倍体种子。 第二次传粉提供生长素刺激子房发育成果实。,(2)细胞中染色体数目不同。 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2个染色体组。 四倍体植株上结的西瓜，种皮、瓜瓤、瓜皮等部分细胞中含有4个染色体组，仅胚细胞中含有3个染色体组。,(3)三倍体西瓜无子的原因：三倍体西瓜在减数分裂过程中，由于同源染色体联会
16、紊乱，不能产生正常配子。 (4)不以二倍体西瓜为母本的原因：如果以二倍体西瓜作为母本，四倍体西瓜作为父本，也能得到三倍体种子，但这种三倍体种子结的西瓜，因珠被发育成厚硬的种皮，达不到“无子”的目的。,3.多倍体育种与单倍体育种的比较：,【易错提醒】 单倍体育种、多倍体育种中两个易错点 (1)单倍体育种花药离体培养：单倍体育种包括花药离体培养和染色体数目加倍两个步骤，花药离体培养是将花药通过植物组织培养技术培养成完整植株的过程。 (2)三倍体(无子)西瓜没有种子：三倍体西瓜减数分裂时同源染色体联会紊乱，仍有极小的概率产生正常 配子，形成种子，所以无子西瓜中有极少的种子。,【典题通关】 1.(20
17、17赣州高一检测)如图所示，将二倍体植株和杂交得到，再将做进一步处理。下列相关分析错误的是 ( ),A.由得到的育种原理是基因重组 B.图中秋水仙素的作用是使染色体数目加倍 C.若的基因型是AaBbdd，则的基因型可能是aBd D.至的过程中，所产生的变异都有利于生产,【解析】选D。由自交得到，属于杂交育种的一个步骤，杂交育种依据的原理是基因重组，A正确；秋水仙素可抑制纺锤体的形成，诱导染色体数目加倍，B正确；的基因型是AaBbdd，可产生aBd的花粉，经花药离体培养可得到基因型为aBd的单倍体植株，C正确；至的过程属于诱变育种，突变是不定向的，且大多数是有害的，需要经过筛选获得有利于生产的品
18、种，D错误。,2.(2017合肥高一检测)如图是三倍体无子西瓜的培育过程流程图(假设四倍体西瓜减数分裂过程中同源染色体两两分离)。下列有关叙述错误的是( ),A.过程涉及的变异是染色体变异 B.过程中四倍体西瓜产生的配子基因型及比例是AAAaaa=141 C.过程获得的三倍体植株中，aaa基因型个体占1/12 D.过程获得的三倍体植株是可育的,【解析】选D。图中过程表示用秋水仙素处理二倍体西瓜的幼苗，获得四倍体植株，依据原理是染色体变异；四倍体植株的基因型为AAaa，其产生的配子为：1AA、1aa、1Aa、1Aa、1Aa、1Aa，即AAAaaa=141；四倍体西瓜产生的配子中aa占1/6，二倍
19、体Aa产生两种配子，Aa=11，a占1/2，故aaa基因型个体占1/12；三倍体的同源染色体是3条，减数分裂时联会紊乱，不能形成配子，导致高度不育。,【补偿训练】 四倍体水稻是重要的粮食作物，下列有关水稻的说法正确的是( ) A.四倍体水稻的配子形成的子代含两个染色体组，是二倍体 B.二倍体水稻经过秋水仙素处理加倍后可以得到四倍体植株，表现为早熟、粒多等性状,C.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 D.单倍体水稻是由配子不经过受精直接形成的新个体,【解析】选D。所有配子不经过受精形成的新个体都是单倍体(无论含有几个染色体组)，所以四倍体水稻的配子形成的子代虽然含有两个
20、染色体组，但仍是单倍体。二倍体水稻经秋水仙素处理，染色体数目加倍，得到四倍体水稻，多倍体植株的特点是其种子比较大，籽粒数目减少，但是发育周期延长，表现为晚熟。三倍体水稻高度不育，不能形成正常配子，所以无法形成单倍体。,知识点四 低温诱导植物染色体数目的变化实验 1.实验原理：低温处理植物分生组织细胞纺锤体不能形成染色体不被拉向两极细胞不能分裂细胞染色体数目加倍。,2.实验试剂比较：,3.实验过程分析： (1)低温的作用与秋水仙素的作用基本相似。 (2)实验过程中，低温诱导时，应设常温、低温(4)两种，以作对照，否则实验设计不严密。 (3)此实验还可通过设置不同的温度来探究温度对植物染色体数目变
21、化的影响。,【易错提醒】 低温诱导植物染色体数目变化实验中的三点提醒 (1)细胞是死的而非活的：显微镜下观察到的细胞是已被解离液杀死的细胞。 (2)材料不能随意选取：选材应选用能进行分裂的分生组织细胞，否则不会出现染色体加倍的情况。 (3)着丝点分裂与纺锤体无关：着丝点是自动分裂的，无纺锤丝牵引，着丝点也分裂。,【典题通关】 1.(2017淄博高一检测)下列有关低温诱导植物染色体数目的变化实验，说法不正确的是( ) A.原理是作用于正在分裂的细胞，能够抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞两极，从而引起细胞内染色体数目加倍 B.该实验临时装片制作的程序为：选材固定解离漂洗染色制片,C.实验试
22、剂及作用分别为：卡诺氏液固定，改良苯酚品红染液染色，质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精混合液解离 D.如果以洋葱幼苗为实验材料，显微镜下观察到某细胞染色体数目加倍，则说明实验成功，该幼苗长成植物体之后所有细胞的染色体数目都实现了加倍,【解析】选D。A项中，低温诱导染色体数目加倍是通过抑制纺锤体形成实现的。B项中，选材固定解离漂洗染色制片是该实验临时装片的制作程序。C项中，各种实验试剂的作用正确。D项中，只是部分细胞染色体数目加倍，多数细胞染色体数目没有加倍。,2.用质量分数为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数目加倍。那么，用一定时间的低温(如4)处理水
23、培的洋葱根尖(2N=16条)时，是否也能诱导细胞内染色体数目加倍呢？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_ _。 你提出此假设的依据是_。 (2)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数目加倍的依据。为此，你要进行的具体操作是： 第一步：剪取根尖0.51 cm。 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)解离所用的试剂是_， 其作用是_。 (4)显微镜
24、下观察到的细胞中染色体数可能为_ _。,【解析】(1)探究实验中，假设是由探究的问题决定的，该实验探究的问题是低温是否也能诱导细胞内染色体数目加倍，由此得出该探究实验的假设。根据低温能够影响酶的活性(或纺锤体的形成)，而推断低温状态下细胞不能进行正常有丝分裂。,(2)通过观察细胞内染色体的数目并和不经过低温处理的正常根尖细胞内染色体数目进行比较，可以得出实验结论。制作装片的步骤是解离漂洗染色制片。由于在解离时已经杀死根尖细胞，所以不会再观察到细胞分裂的动态变化。 (3)解离液是用质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精溶液11混合而成，解离液可使组织中的细胞相互分离开。,(4)由于大部分
25、细胞没有发生染色体数目加倍，其染色体数目仍为2N=16条，部分细胞进行有丝分裂，并处于后期，其染色体数目加倍，为4N=32条，还有个别加倍后的细胞，进行有丝分裂，并处于后期，其细胞内染色体数目为8N=64条。,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数目加倍 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)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数目加倍的动态变化,(3)质量分数为15%的盐酸溶液和体积分数为95%的酒精溶液11混合 使组织中的细胞相互分离开 (4)2
26、N=16条、4N=32条、8N=64条(加倍后的细胞有丝分裂后期),【误区警示】对低温诱导植物染色体数目变化实验原理的理解的两个误区 (1)将“抑制纺锤体形成”等同于“着丝点不分裂”：低温条件不能形成纺锤体，但着丝点正常分裂，结果是染色体无法移向细胞两极。 (2)将低温处理“分生组织细胞”等同于“任何细胞”：分生组织的细胞分裂旺盛，其他细胞不分裂或分裂速度较慢。,【补偿训练】 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.分生组织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。制片时经过了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过程中，基因重组发生在减数分裂过程中，故B正确。分生组织的细胞有的含16条染色体，有的含32条染色体，有的含64条染色体，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，染色体不能移向细胞两极，导致染色体数目加倍，故D正确。,
