1、第 22 课时 染色体变异及其应用 回扣基础构建网络 一、染色体变异分类变异类型具体变化结果举例缺失某一片段增加某一片段某一片段移接到另一条非同源染色体上染色体结构变异某一片段位置颠倒染色体上的改变，从而导致性状变异猫叫综合征缺失重复易位倒位排列顺序基因数目或染色体数目变异成倍地增加或减少大 量 基 因 增加或减少，性状 改 变 幅 度较大三倍体无子西瓜个别染色体的增加或减少染色体组识图析图判断上述 4 幅图解分别表示染色体结构变异的哪种类型？提示 缺失 倒位 重复 易位 二、染色体数目的变异1.染色体组：二倍体生物中所具有的全部染色体组成一个染色体组。2.非整倍性变异：指在正常的染色体组中，
2、或了一条或几条完整的染色体。3.整倍性变异(1)单倍性变异：指体细胞只含有的变异，由此产生的个体称为，是不育的。(2)多倍体变异：指与正常的二倍体细胞相比，具有更多的变异。配子丢失添加一个染色体组单倍体染色体组判一判 单倍体只含有一个染色体组。单倍体只含有一条染色体。单倍体是含有本物种配子染色体数目的个体。单倍体只含有一对同源染色体。未经受精的配子发育成的个体是单倍体。四倍体水稻的配子形成的子代含两个染色体组，是二倍体。二倍体水稻经过秋水仙素加倍后可以得到四倍体植株，表现为早熟、粒多等性状。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。提示 和正确，即未经受精的配子直接发育成的
3、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，故都错；错，多倍体应表现为晚熟；错，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、染色体变异在育种上的应用1.染色体变异：染色体和的改变统称为染色体变异。2.单倍体育种(1)方法：花药离体培养 正常纯合植株。(2)优点：后代都是纯合子，不会发生，与杂交育种相比，可明显缩短育种年限。3.多倍体育种(1)原理：破坏正在分裂的细胞中的，导致不能分离，引起细胞内染色体加倍，若此细胞继续进行正常有丝分裂就可能得到多倍体。(2)常用方法：用处理萌发的种子或幼苗。人工诱导染色体加倍结构数目单倍体性状分离纺锤体的染色体已
4、复制秋水仙素练一练 培育无子西瓜所依据的遗传学原理是()A.基因突变B.基因重组C.染色体结构变异D.染色体数目解析 无子西瓜的培育过程属于多倍体育种，其原理是染色体数目变异。D构建知识网络 突破考点 提炼方法 考点一 染色体结构变异1.染色体结构变异缺失一个正常染色体在断裂后丢失一个片段，这个片段上的基因也随之失去重复一条染色体的片段连接到同源的另一条染色体上，使另一条同源的染色体多出跟本身相同的某一片段倒位指染色体断裂后倒转 180后重新接合起来，造成这段染色体上基因位置顺序颠倒易位染色体断裂后在非同源染色体间错误接合，更换了位置2.遗传效应染色体结构（基因载体）改变基因的数目或排列顺序改
5、变可导致 性状的变异特别提醒易位与交叉互换的区别：(1)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。(2)交叉互换发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间。对位训练1.下图中甲、乙、丙、丁表示生物的几种变异类型，下列判断正确的是()A.图甲是染色体结构变异中的易位B.图乙是染色体结构变异中的重复C.图丙表示生殖过程中的基因重组D.图丁表示的是染色体的数目变异解析 图甲中染色体发生了倒位，图乙中染色体变异属于易位，图丙中染色体变异属于缺失。D2.如图表示某生物细胞中两条染色体及其上的部分基因，下列选项的结果中，不属于染色体变异引起的是()解析 A 项属于染色体的部分(
6、bC)缺失；B 项属于染色体的易位；D 项属于染色体的倒位。C 项不属于染色体变异，属于基因突变。C考点二 染色体数目变异1.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。2.染色体组概念的理解(1)不含同源染色体，没有等位基因。(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。3.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
7、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
8、，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 中两两相同、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 个染色体组。对位训练3.下图 ah 所示的细胞图中，说明它们各含有几个染色体组，其中正确的是()A.细胞
9、中含有一个染色体组的是 h 图B.细胞中含有二个染色体组的是 e、g 图C.细胞中含有三个染色体组的是 a、b 图D.细胞中含有四个染色体组的是 c、f 图解析 此题主要考查染色体组的概念及染色体组数目的识别。其形态、大小各不相同的染色体组成一个染色体组。根据图形判断染色体组数有如下规律：在细胞内，形态相同的染色体有几条就含有几个染色体组，如图 e，每种染色体含有 4 个，所以是四个染色体组。在细胞内，含有同音字母有几个，就是含有几个染色体组，如 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 图含有二个染色体组，e、f 图含有四个染色
10、体组，d、g 图含有一个染色体组。答案 C4.将某马铃薯品种的花药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.多倍体解析 花药中的花粉粒只有体细胞中的染色体数目的一半，花药进行离体培养获得的植株，无论细胞中含几个染色体组，都是单倍体。A考点三 染色体变异在育种上的应用单倍体育种与多倍体育种比较单倍体育种多倍体育种原理染色体数目以染色体组形式成倍减少，然后再加倍后获得纯种染色体数目以染色体组形式成倍增加方法花药离体培养获得单倍体，再用秋水仙素处理幼苗秋水仙素处理正在萌发的种子或幼苗优点明显缩短育种年限器官大，营养成分含
11、量高，产量增加缺点技术复杂，需要与杂交育种配合适用于植物，动物难以开展。多倍体植物生长周期延长，结实率降低举例对位训练5.将二倍体玉米的幼苗用秋水仙素处理，待其长成后用其花粉进行离体培养得到了新的植株，下列有关新植株的叙述正确的一组是()是单倍体 体细胞内没有同源染色体 不能形成可育的配子 体细胞内有同源染色体 能形成可育的配子 可能是纯合子也可能是杂合子 一定是纯合子 是二倍体A.B.C.D.解析 二倍体幼苗经秋水仙素处理后得到四倍体植株，其花药进行离体培养长成的植株属于单倍体，含有两个染色体组，即含有同源染色体，能形成可育的配子，由于不知二倍体玉米是否为纯合子，因此形成的新植株可能是纯合子
12、也有可能是杂合子。答案 B6.已知西瓜红色瓤(R)对黄色瓤(r)为显性。图中 A 是黄瓤瓜种子(rr)萌发而成的，B 是红瓤瓜种子(RR)长成的。据图作答：(1)秋水仙素的作用是。(2)G 瓜瓤是_色，其中瓜子的胚的基因型是。(3)H 瓜瓤是_色，H 中无子的原理是。(4)生产上培育无子西瓜的原理是，而培育无子番茄的原理是。解析(1)秋水仙素的作用是抑制纺锤体的形成，使染色体的着丝粒分裂后，两姐妹染色单体分开形成的子染色体不能分到两个子细胞中去，引起染色体数目加倍。(2)用秋水仙素处理黄瓤(rr)西瓜的幼苗，使之形成四倍体的西瓜(rrrr)，植株开花后产生的卵细胞为 rr。当它接受二倍体红瓤(
13、RR)西瓜的花粉后，子房壁发育成果皮(rrrr)，瓜瓤为黄色，受精卵的基因型为 Rrr，发育成的胚为三倍体(Rrr)。第二年，三倍体的西瓜开花后，由于减数分裂过程中同源染色体联会紊乱，不能产生正常的配子，所以当接受普通二倍体西瓜的花粉刺激后，发育成的三倍体西瓜中没有种子。(3)无子西瓜的培育原理是染色体数目变异，而无子番茄的培育原理则是生长素促进果实发育。答案(1)抑制细胞有丝分裂过程中纺锤体的形成，使染色体数目加倍(2)黄 Rrr(3)红 三倍体植株减数分裂过程中，染色体联会紊乱，不能形成正常的生殖细胞(4)染色体数目变异 生长素促进果实发育方法体验三倍体无子西瓜的培育方法1.无子西瓜培育过
14、程中果实各部分染色体分析第一年所结果实第二年所结果实果实位置四倍体植株上三倍体植株上果皮染色体组数43种皮染色体组数43种子中染色体组数3无果实类型比较项目2.无子西瓜和无子番茄辨析比较项目无子西瓜无子番茄培育原理染色体数目变异生长素促进果实发育无子原因三倍体植物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而无子未授粉，胚珠内的卵细胞没有经过受精，所以果实中没有形成种子无子性状能否遗传能，结无子西瓜的植株经植物组织培养后，所结西瓜仍是无子不能，结无子番茄的植株经植物组织培养后，所结番茄有子所用试剂秋水仙素生长素典例已知西瓜的染色体数目 2n22，请根据下面的西瓜育种流程回答有关问题：
15、(1)图 中 过 程 所 用 的 试 剂 分 别 是 _ 和_。(2)培育无子西瓜 A 的育种方法称为_。(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_。解析(1)试剂为秋水仙素，试剂为生长素。(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是：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(1)秋水仙素 生长素(2)多倍体育种(3)花药离体培养 全能(4)有丝分裂中期易错警示混淆基因重组中交叉互换和染色体易位典例 下
16、图中和表示发生在常染色体上的变异。和所表示的变异类型分别属于()A.重组和易位 B.易位和易位C.易位和重组D.重组和重组错因分析 辨析不清基因重组和染色体易位的片段错接的范围及结果。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。答案 A纠错笔记 交叉互换与染色体易位的区别交叉互换染色体易位图解发生于同源染色体的非姐妹染色单体之间发生于非同源染色体之间属于基因重组属于染色体结构变异区别在显微镜下观察不到 可在显微镜下观察到检测落实 体验成功 题组一 染色体结构的变异1.微核是指(
17、)A.草履虫细胞中的小核B.多核细胞中最小的细胞核C.染色体增加的小片段D.染色体缺失的小片段解析 微核是细胞在有丝分裂过程中因各种有害物质使细胞核损伤，残留在核外的微小核染色质块，微核是染色体结构是否变异的标志。由于留在核外，说明是染色体缺失的那部分形成的。D2.果蝇的一条染色体上，正常基因的排列顺序为 123456789，“”代表着丝粒，下表中表示了由该正常染色体发生变异后基因顺序变化的四种情况，有关叙述错误的是()染色体基因顺序变化a123476589b1234789c165432789d12345676789A.a 是染色体某一片段位置颠倒引起的B.b 是染色体某一片段缺失引起的C.c
18、 是染色体着丝粒改变引起的D.d 是染色体增加了某一片段引起的解析 将 a、b、c、d 分别与正常的基因排列顺序 123456789 分别作比较可知：a 是 5、6、7 这 3 个基因所在片段的位置颠倒引起的；b 是 5、6 这 2 个基因所在片段缺失引起的；c 是 2、3、4、5、6 这 5 个基因所在的片段颠倒而引起的；d 则是增加了 6、7 这 2 个基因所在的片段而引起的。答案 C题组二 染色体数目变异3.低温和秋水仙素都能诱导洋葱染色体数目加倍，以下相关叙述正确的是()A.用前者处理洋葱比后者处理更有效B.两者起作用的时期都是分裂间期C.两者都可以用改良苯酚品红染液使染色体(质)着色
19、D.采取一定方法可在高倍显微镜下观察到细胞从两个染色体组变为四个染色体组的过程解析 A 两者都能诱导，秋水仙素处理更有效；B 作用时期皆为前期；D 细胞已被杀死，不能继续分裂。C4.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 具有两个染色体组的马铃薯A.B.C.D.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。A题组三 染色体变异在育
20、种上的应用5.基因型为 AABBCC 的豌豆与基因型为 aabbcc 的豌豆杂交，产生的 F1 用秋水仙素处理幼苗后得到的植株是()A.二倍体 B.三倍体C.四倍体 D.六倍体解析 基因型为 AABBCC 的豌豆与基因型为 aabbcc 的豌豆均为二倍体，杂交产生的 F1 仍为二倍体，经秋水仙素处理后得到的是四倍体。C6.(2010江苏生物，10)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解析 本题考查染色体变异在多倍体育种的应用。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，二倍的受精卵加上未释放的单倍的极体的遗传物质，发育成的个体恰好为三倍体。答案 D返回