1、第21讲 染色体变异1界定染色体结构变异与基因突变(1)主要区别：染色体结构变异是“线”的变化，变异程度大，在光学显微镜下可见。基因突变是“点”的变化，是DNA分子内部碱基对的变化，在光学显微镜下不可见。染色体结构变异改变基因的位置或数量，基因突变不改变基因的位置和数量，只是产生了新基因(如染色体上产生等位基因)。考点一 染色体结构变异(2)区别图示：(3)“缺失”问题：(4)变异水平问题：注：欲通过显微镜观察法界定基因突变与染色体结构变异需取“分生组织”制片，因不分裂的细胞，并不出现染色体。2界定易位与交叉互换清错破疑 两种变异类型导致的基因变换状况如下：3变异类型与细胞分裂的关系变异类型可
2、发生的细胞分裂方式基因突变二分裂、无丝分裂、有丝分裂、减数分裂基因重组减数分裂染色体变异有丝分裂、减数分裂角度一 染色体结构变异的分析与判断1(2015上海卷)如图显示一对表型正常的夫妇及其智障儿子细胞中的两对染色体(不考虑受精和胚胎发育过程中的任何情况)，造成儿子异常的根本原因是()A父亲染色体上的基因发生突变 B母亲染色体上的基因发生突变C母亲染色体发生缺失 D母亲染色体发生易位解析：由图示可看出：父亲的染色体正常(同源染色体的大小、形态一致)，母亲的染色体异常。若把图示亲本细胞中的染色体按从左到右编号为1、2、3、4，其中1与2为一对同源染色体，3与4为一对同源染色体。与父亲正常的染色体
3、比较，可看出母亲细胞中的2号染色体的一段移接到了3号染色体上，这发生在非同源染色体之间，属于染色体结构变异中的易位。由此可推断造成儿子异常的根本原因是母亲染色体发生易位。答案：D2如下图所示，图1、图2表示某种生物的部分染色体发生变异的示意图，其中和、和互为同源染色体，则两图所示的变异()A均为染色体结构变异B基因的数目和排列顺序均发生改变C均使生物的性状发生改变D均可发生在减数分裂过程中解析：图1所示为同源染色体上非姐妹染色单体之间的交叉互换，属于基因重组，图2所示为染色体结构变异中的易位；基因重组中基因的数目和排列顺序没有发生改变，生物的性状不一定发生改变；基因重组和染色体变异均可发生在减
4、数分裂过程中。答案：D角度二 变异类型的区分3(2016长沙雅礼中学月考)下图、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。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：图表示交叉互换，发生在减数分裂的四分体时期，图表示易位；图中的变异属于基因突变中的碱基对的缺失；图中，若染色体3正常，则染色体4发生染色体结构变异中的缺失，若染色体4正常，则染色体3发生染色体结构变异中的重复；图中4种变异原因都是遗传物质的改变，都能够遗传。答案：C4(2015江苏卷)
5、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解析：与图甲相比，图乙染色体1发生了倒位，所以甲、乙杂交产生的F1减数分裂过程中染色体1间不能正常联会，不能产生正常配子，A错误；甲染色体1发生倒位形成乙，B错误；甲、乙1号染色体上的基因排列不完全相同，C错误；染色体结构变异属于可遗传变异，可为生物进化提供原材料，D正确。答案：D1染色体组(1)概念：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
6、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。(2)组成：如图为一雄果蝇的染色体组成，其染色体组可表示为：、X或、Y。考点二 染色体数目变异2单倍体、二倍体和多倍体的比较3.染色体数目与生物体倍性的判定(1)染色体组数的判定根据染色体形态判定：细胞中形态、大小完全相同的染色体有几条，则有几个染色体组。如图A中形态、大小完全相同的染色体有1条，所以有1个染色体组；图B中彼此相同的染色体(比如点状的)有3条，故有3个染色体组；同理，图C中有1个染色体组，图D中有2个染色体组。根据基因型判定：在细胞或生物体的基因型中，控制同一性状的基因(包括同一字母的大、小写)出现几次，则含有
7、几个染色体组。如图甲所示基因型为ABC，所以有1个染色体组；图乙所示基因型为AAa，A(a)基因有3个，即含有3个染色体组；同理，图丙中有2个染色体组，图丁中有3个染色体组。注：判定染色体组的数目时只需参考其中任意一对等位基因的数量即可。根据染色体数和染色体的形态数推算：染色体组数染色体数/染色体形态数。如果蝇体细胞中有8条染色体，分为4种形态，则染色体组的数目为2。(2)生物体倍性的判断如果生物体由受精卵或合子发育而来，则体细胞中有几个染色体组，就叫几倍体。如果生物体是由生殖细胞卵细胞或花粉直接发育而来，则不管细胞内有几个染色体组，都叫单倍体。注：单倍体是生物个体，而不是配子，精子和卵细胞属
8、于配子，但不是单倍体。清错破疑 单倍体认识的三点提醒 (1)单倍体的体细胞中并不一定只有一个染色体组。因为大部分的生物是二倍体，所以有时认为单倍体的体细胞中只含有一个染色体组，但是多倍体的配子形成的单倍体的体细胞中含有不只一个染色体组。(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)单倍体育种与多倍体育种的操作对象不同。两种育种方式都出现了染色体加倍情况，但操作对象不同。单倍体育种操作的对象是单倍体幼苗，通过组织培养得到纯合子植株；多倍体育种操作的对象是正常萌发的种子或幼苗。
9、角度一 染色体组与生物体倍性的判断5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f、c图，该个体一定是四倍体解析：此题主要考查染色体组的概念及染色体组数目的识别。形态、大小各不相同的染色体组成一个染色体组。如图e，每种染色体含有4个，所以含有四个染色体组；d图中，同音字母仅有一个，所以该图只有一个染色体组。由此，我们可知：a、b图含有三个染色体组，c、h图含有两个染色体组，g图含有一个
10、染色体组。确认单倍体、二倍体、三倍体必需先看发育起点若由配子发育而来，含几个染色体组均属单倍体，若由受精卵发育而来，有几个染色体组即几倍体。答案：C6如图所示细胞中所含的染色体，下列叙述正确的是()A图a含有2个染色体组，图b含有3个染色体组B如果图b表示体细胞，则图b代表的生物一定是三倍体C如果图c代表由受精卵发育成的生物的体细胞，则该生物一定是二倍体D图d代表的生物一定是由卵细胞发育而成的，是单倍体解析：图a为有丝分裂后期，含有4个染色体组，图b有同源染色体，含有3个染色体组；如果图b生物是由配子发育成的，则图b代表的生物是单倍体，如果图b生物是由受精卵发育成的，则图b代表的生物是三倍体；
11、图c中有同源染色体，含有2个染色体组，若是由受精卵发育而成的，则该细胞所代表的生物一定是二倍体；图d中只含1个染色体组，一定是单倍体，可能是由雄性配子或雌性配子发育而成的。答案：C角度二 染色体变异在育种中的应用7如图展示了普通小麦(六倍体)的培育过程。据图判断下列说法中正确的是()A普通小麦的一个染色体组中含有14条染色体B杂种F1和杂种F2同属一个新的物种C二粒小麦和普通小麦通过自交能产生种子，因此都是可育的D图中染色体加倍只能通过秋水仙素处理萌发的种子来实现解析：选项A不正确，普通小麦是六倍体，体细胞内含有42条染色体，每个染色体组中有7条不同的染色体；选项B不正确，杂种F1和杂种F2的
12、遗传物质来自不同的物种，不属于同一个新的物种；选项D不正确，图中染色体加倍除可通过秋水仙素处理萌发的种子外，也可以通过处理幼苗来实现。答案：C8单倍体经一次秋水仙素处理，可得到()一定是二倍体 一定是多倍体 二倍体或多倍体 一定是杂合体 含两个染色体组的个体可能是纯合体A BC D解析：单倍体中不一定只含有一个染色体组，故秋水仙素处理后可得到二倍体或多倍体，可能是纯合体，也可能是杂合体。答案：C1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实验步骤考点三 实验：低温诱导植物染色体数目的变化(1)该实验中各种液体的作用是什么？提示：卡诺氏液：
13、固定细胞形态。体积分数为95%的酒精：冲洗附着在根尖表面的卡诺氏液。解离液(体积分数为15%的盐酸溶液和体积分数为95%的酒精以11混合)使组织中的细胞相互分离。清水：洗去解离液，防止解离过度影响染色。改良苯酚品红染液：使染色体着色，便于观察染色体的形态、数目、行为。(2)在显微镜下，能观察到细胞染色体加倍的过程吗？秋水仙素是抑制着丝点分裂吗？提示：显微镜下观察到的细胞是已被盐酸杀死的细胞。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数目加倍的情况。秋水仙素在诱导形成多倍体时并不能抑制着丝点的分裂，而是通过抑制纺锤体的形成，使着丝点分裂后形成的子染色体不能分配到两个子细胞中去，从而使
14、染色体数目加倍。9(2015广东卷)用秋水仙素处理某二倍体植物的愈伤组织，从获得的再生植株中筛选四倍体植株。预实验结果如表，正式实验时秋水仙素浓度设计最合理的是()秋水仙素浓度(g/L)再生植株(棵)四倍体植株(棵)0480244443786281181851092A.0、2、3、4、5、6 B0、4、5、6、7、8C0、6、7、8、9、10D0、3、6、9、12、15解析：由表中数据可知，在秋水仙素浓度为48 g/L范围内，再生植株数，及四倍体植株所占比例都较高，因此正式实验时应在此范围内设计更小浓度梯度进行实验。答案：B10(2016郑州模拟)下列有关“低温诱导植物染色体数目 的 变 化”
15、实 验 的 叙 述，正 确 的 是()A低温诱导染色体加倍的原理和秋水仙素诱导染色体加倍的原理一致B改良苯酚品红染液的作用是固定和染色C固定和解离后的漂洗液都是体积分数为95%的酒精D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解析：低温和秋水仙素诱导染色体加倍的原理，都是抑制细胞分裂时纺锤体的形成，导致染色体数目加倍；改良苯酚品红染液的作用是对染色体进行染色；固定后的漂洗液是体积分数为95%的酒精，解离后的漂洗液是清水，目的是洗去多余的药液，防止解离过度；经解离后细胞已经死亡，不能观察到细胞从二倍体变为四倍体的过程。答案：A“三看”法判断生物变异的类型1DNA分子内的变异2DNA分子
16、间的变异典例透析 某男子表现型正常，但其一条14号和一条21号染色体相互连接形成一条异常染色体，如图甲。减数分裂时异常染色体的联会如图乙，配对的三条染色体中，任意配对的两条染色体分离时，另一条染色体随机移向细胞任一极。下列叙述正确的是()A图甲所示的变异属于基因重组B观察异常染色体应选择处于分裂间期的细胞C如不考虑其他染色体，理论上该男子产生的精子类型有8种D该男子与正常女子婚配能生育染色体组成正常的后代审题指导(1)一条染色体的片段移接到另一条非同源染色体上属于染色体变异。(2)根据题干提供信息，画简图展示图乙细胞减数分裂后子细胞染色体组成。解析：图甲所示的变异属于染色体变异；观察异常染色体
17、应选择处于分裂中期的细胞，因为此时染色体的形态固定、数目清晰；若不考虑其他染色体，根据“配对的三条染色体中，任意配对的两条染色体分离时，另一条染色体随机移向细胞任一极”可知，理论上该男子产生的精子类型有“只含有14号染色体”、“只含有21号染色体”、“含有14号染色体和21号染色体”、“含有异常染色体和14号染色体”、“含有异常染色体和21号染色体”、“只含有异常染色体”，共计6种；当异常染色体与14号染色体分离时，21号染色体有可能与14号染色体一起移向一极，含有14号染色体和21号染色体的精子与正常卵子结合，可以发育为染色体组成正常的后代。答案：D1(2015海南卷)关于基因突变和染色体结
18、构变异的叙述，正确的是()A基因突变都会导致染色体结构变异B基因突变与染色体结构变异都导致个体表现型改变C基因突变与染色体结构变异都导致碱基序列的改变D基因突变与染色体结构变异通常都用光学显微镜观察解析：基因突变不会导致染色体结构变异，A错误；基因突变与染色体结构变异都有可能导致个体表现型改变，B错误；基因突变与染色体结构变异都导致碱基序列的改变，C正确；基因突变在光学显微镜下是不可见的，染色体结构变异可用光学显微镜观察到，D错误。答案：C2下图中图1为等位基因Aa间的转化关系图，图2为黑腹果蝇(2n8)的单体图，图3为某动物的精原细胞形成的四个精细胞的示意图，则图1、2、3分别发生何种变异(
19、)A基因突变 染色体变异 基因重组B基因突变 染色体变异 染色体变异C基因重组 基因突变 染色体变异D基因突变 基因重组 基因突变解析：等位基因A、a是由基因突变形成的，图1反映了突变的不定向性；图2黑腹果蝇正常体细胞的染色体数为8条，单体则有7条，此变异应属于染色体数目变异；图3形成了四个染色体各不相同的精子，可推断某动物的精原细胞在减数第一次分裂时同源染色体的非姐妹染色单体之间发生了交叉互换。答案：A1染色体变异的实质是基因数目和位置的改变。2染色体组是指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。3体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体，叫单倍体。与正常植株相比，单倍体植株长得弱小，并且高度不育。4体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体叫多倍体。多倍体植株常常茎秆粗壮，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较高。
