PAGE13-第2節染色體變異[學習目標]1.闡明染色體結構變異的類型和結果。2.簡述二倍體、多倍體和單倍體的概念。3.了解單倍體和多倍體育種的原理和操作過程。學問點一染色體結構的變異學問梳理1.基因突變與染色體變異的區分2．染色體結構變異(1)類型(2)結果①使排列在染色體上的基因的eq\o(□,\s\up3(10))數目或排列依次發生變更，而導致eq\o(□,\s\up3(11))性狀的變異。②大多數染色體結構變異對生物是eq\o(□,\s\up3(12))不利的，有的甚至導致生物體eq\o(□,\s\up3(13))死亡。1.染色體結構變異有的甚至導致生物體死亡，為何還稱為可遺傳的變異？提示：染色體結構變異使排列在染色體上的基因的數目或排列依次發生變更，即遺傳物質發生變更，所以稱為可遺傳的變異。2．染色體變異能不能產生新基因？提示：不能，只有基因突變能產生新基因。典題精析[例1]染色體之間的交叉互換可能導致染色體結構或基因序列的變更。如圖所示，甲、乙兩圖分別表示兩種常染色體之間的交叉互換模式，丙、丁、戊圖表示某染色體變更的三種情形。則下列敘述正確的是()A．甲圖所示交換模式可以導致戊的形成B．乙圖所示交換模式可以導致丙的形成C．甲圖所示交換模式可以導致丁或戊兩種情形的產生D．乙圖所示交換模式可以導致戊的形成解題分析甲圖是同源染色體的交叉互換，結果是出現基因重組，沒有新基因的出現，可以形成丁但不行能形成戊，A、C錯誤；乙圖是非同源染色體的交叉互換，結果是產生染色體結構變異中的易位，可以形成戊，丙是染色體片段的重復而導致的染色體結構變異。答案D[例2]如圖表示某生物細胞中兩條染色體及其部分基因。下列四種狀況的產生不屬于該細胞染色體結構變異的是()A．①B．②C．③D．④解題分析染色體結構變異指的是染色體某一片段的增加、缺失(①)、易位(②)、倒位(④)；③是基因突變或減數第一次分裂四分體時期發生交叉互換所致。答案C學問拓展染色體的缺失、重復、倒位與基因突變的區分基因突變包括基因中堿基對的增加、缺失和替換；染色體結構的變異包括染色體片段的缺失、重復、倒位和易位。它們的區分可用下圖表示。(1)從變異的范圍看：基因內部個別堿基對的變更?基因突變基因數目或排列依次的變更?染色體結構變異(2)從變異的結果看：染色體上基因的數量和位置不變更?基因突變基因的數量和排列依次變更?染色體結構變異(3)從鏡檢的結果看：在顯微鏡下視察不到?基因突變在顯微鏡下可視察到?染色體結構變異

學問點二染色體數目的變異學問梳理1.類型eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(①細胞內\o(□,\s\up3(01))個別染色體的增加或削減,②細胞內染色體數目以\o(□,\s\up3(02))染色體組的形式成倍,地增加或削減))2．染色體組(1)雌果蠅體細胞染色體組成為Ⅱ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅳ、eq\o(□,\s\up3(03))X、X，雄果蠅體細胞染色體組成為Ⅱ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅳ、eq\o(□,\s\up3(04))X、Y。(2)果蠅體細胞中共有eq\o(□,\s\up3(05))4對同源染色體，其中eq\o(□,\s\up3(06))3對是常染色體，eq\o(□,\s\up3(07))1對是性染色體。(3)雄果蠅減數分裂產生精子的過程中，eq\o(□,\s\up3(08))同源染色體分別，因此配子中的染色體的組成為eq\o(□,\s\up3(09))Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或eq\o(□,\s\up3(10))Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y，它們是一組eq\o(□,\s\up3(11))非同源染色體。(4)細胞中的一組eq\o(□,\s\up3(12))非同源染色體，在eq\o(□,\s\up3(13))形態和功能上各不相同，但又相互協調，共同限制生物的eq\o(□,\s\up3(14))生長、發育、遺傳和變異，這樣的一組染色體，叫做一個eq\o(□,\s\up3(15))染色體組。例如，雄果蠅精子中的一組染色體就組成了一個染色體組。(5)果蠅體細胞中含有eq\o(□,\s\up3(16))2個染色體組，每個染色體組含eq\o(□,\s\up3(17))4條染色體。3．二倍體、多倍體和單倍體(1)二倍體①定義：由eq\o(□,\s\up3(18))受精卵發育而來的個體，體細胞中含有eq\o(□,\s\up3(19))兩個染色體組的個體叫做二倍體。②實例：自然界中，幾乎全部eq\o(□,\s\up3(20))動物和過半數的eq\o(□,\s\up3(21))高等植物都是二倍體。(2)多倍體①概念：由eq\o(□,\s\up3(22))受精卵發育而來，體細胞中含有eq\o(□,\s\up3(23))三個或三個以上染色體組的個體。②實例：香蕉(eq\o(□,\s\up3(24))三倍體)、馬鈴薯(eq\o(□,\s\up3(25))四倍體)、一般小麥(eq\o(□,\s\up3(26))六倍體)。③特點：莖稈eq\o(□,\s\up3(27))粗大，葉片、果實和種子都比較eq\o(□,\s\up3(28))大，糖類和蛋白質等養分物質的含量都有所eq\o(□,\s\up3(29))增加。④多倍體育種方法用eq\o(□,\s\up3(30))低溫處理或用eq\o(□,\s\up3(31))秋水仙素處理(最常用且有效)處理對象eq\o(□,\s\up3(32))萌發的種子或eq\o(□,\s\up3(33))幼苗原理能夠抑制eq\o(□,\s\up3(34))紡錘體的形成，導致染色體不能移向細胞的兩極，從而使染色體數目eq\o(□,\s\up3(35))加倍過程eq\o(□,\s\up3(36))秋水仙素或低溫eq\o(→,\s\up16(處理))eq\o(□,\s\up3(37))萌發的種子或幼苗eq\o(→,\s\up16(形成))eq\o(□,\s\up3(38))多倍體植株(3)單倍體①概念：體細胞中含有本物種eq\o(□,\s\up3(39))配子染色體數目的個體。②實例：蜜蜂中的eq\o(□,\s\up3(40))雄蜂。③特點：植株長得eq\o(□,\s\up3(41))弱小，一般高度eq\o(□,\s\up3(42))不育。④單倍體育種1.一個染色體組中是否存在等位基因，為什么？提示：不存在等位基因，因為等位基因位于同源染色體上，而一個染色體組中無同源染色體。2．單倍體是不是肯定只含有一個染色體組？只含一個染色體組的生物肯定為單倍體嗎？提示：單倍體不肯定只含有一個染色體組，如四倍體的單倍體含有2個染色體組。只含一個染色體組的生物肯定是單倍體，因為只含有一個染色體組的生物不行能由受精卵發育而來，只能是由配子發育而來。3．若生物的體細胞含32條染色體，有8種形態，該生物體細胞中含有幾個染色體組？提示：4個。4．單倍體育種與多倍體育種過程中，均用到秋水仙素處理。在運用秋水仙素時，操作對象有何不同？提示：單倍體育種操作對象是單倍體幼苗；多倍體育種的操作對象是正常萌發的種子或幼苗。5．為什么單倍體育種能縮短育種年限？提示：采納花藥離體培育獲得的單倍體植株，經人工誘導染色體加倍后，植株細胞內每對染色體上的基因都是純合的，自交后代不會發生性狀分別，因此縮短了育種年限。典題精析[例1]下列關于染色體組、單倍體和二倍體的敘述，不正確的是()A．一個染色體組中不含同源染色體B．由受精卵發育成的體細胞中含有兩個染色體組的個體叫二倍體C．單倍體生物體細胞中不肯定只含有一個染色體組D．人有23對染色體，所以可分為23個染色體組解題分析染色體組是不含有同源染色體的，A正確；個體若由受精卵發育而來，含有幾個染色體組就是幾倍體，B正確；單倍體是由配子發育而成的，不肯定只含有一個染色體組，C正確；人的23對同源染色體可以分為2個染色體組，D錯誤。答案D[例2]將二倍體芝麻的種子萌發成的幼苗用秋水仙素處理后得到的四倍體芝麻()A．對花粉進行離體培育，可得到二倍體芝麻B．產生的配子沒有同源染色體，所以無遺傳效應C．與原來的二倍體芝麻雜交，產生的是不育的三倍體芝麻D．秋水仙素誘導染色體加倍時，最可能作用于細胞分裂的后期解題分析花藥離體培育得到的是單倍體，A錯誤；四倍體產生的配子中有2個染色體組，有同源染色體，B錯誤；二倍體與四倍體雜交產生不育的三倍體，C正確；秋水仙素抑制紡綞體形成，作用于細胞分裂前期，D錯誤。答案C[例3]依據圖中A～H所示的細胞圖回答下列問題：(1)細胞中含有一個染色體組的是__________圖。(2)細胞中含有兩個染色體組的是__________圖。(3)細胞中含有三個染色體組的是__________圖，它__________(填“肯定”或“不肯定”)是三倍體。(4)細胞中含有四個染色體組的是__________圖，它__________(填“可能”或“不行能”)是單倍體。解題分析在細胞內，形態相同的染色體有幾條，就含有幾個染色體組。在細胞內，含有幾個同音字母，就是含有幾個染色體組。確認是否為單倍體需看發育起點。答案(1)D、G(2)C、H(3)A、B不肯定(4)E、F可能技法提升1.推斷染色體組數目的方法(1)依據染色體形態推斷。細胞內形態相同的染色體有幾條，則含有幾個染色體組。(2)依據基因型推斷。限制同一性狀的基因出現幾次，即發音相同的字母有幾個，就含幾個染色體組。(3)依據染色體的數目和染色體的形態數來推算。染色體組的數目＝細胞內的染色體數/染色體形態數。2．單倍體、多倍體的推斷方法學問點三低溫誘導植物染色體數目的變更試驗學問梳理1.試驗原理(1)正常進行eq\o(□,\s\up3(01))有絲分裂的植物分生組織細胞，在有絲分裂eq\o(□,\s\up3(02))后期著絲點分裂后，子染色體在eq\o(□,\s\up3(03))紡錘絲作用下分別移向兩極，進而平均安排到兩個子細胞中去。(2)用eq\o(□,\s\up3(04))低溫處理植物分生組織細胞，能夠抑制細胞分裂時eq\o(□,\s\up3(05))紡錘體的形成，使染色體不能被拉向兩極，這樣細胞不能eq\o(□,\s\up3(06))分裂成兩個子細胞，染色體的數目就發生變更。2．試驗步驟3．試驗中幾種溶液的作用(1)卡諾氏液：eq\o(□,\s\up3(18))固定細胞的形態。(2)改良苯酚品紅染液：eq\o(□,\s\up3(19))細胞核染色，便于視察染色體的形態。除此之外，eq\o(□,\s\up3(20))醋酸洋紅液或eq\o(□,\s\up3(21))龍膽紫溶液都是堿性染料，都可使eq\o(□,\s\up3(22))染色體著色。(3)質量分數為15%的鹽酸溶液：與體積分數為95%的酒精1∶1混合，eq\o(□,\s\up3(23))解離，使細胞分散開。(4)體積分數為95%的酒精：可用于洗去附著在根尖表面的eq\o(□,\s\up3(24))卡諾氏液，還可與eq\o(□,\s\up3(25))15%的鹽酸溶液混合，解離、分散細胞。4．試驗結論低溫能誘導植物染色體數目加倍。1.視野中洋蔥細胞的染色體組都加倍嗎？提示：不是。視野中既有二倍體細胞，也有染色體數目發生變更的細胞。2．能否只選擇一個細胞，視察其染色體漸漸加倍的過程？提示：不能，細胞經過固定已經被殺死了。3．與秋水仙素相比，低溫誘導多倍體的形成有哪些優點？提示：低溫條件簡單創建，成本低、對人體無害，易于限制。典題精析[例]有關“低溫誘導洋蔥(2n＝16)染色體數目的變更”試驗的分析，正確的是()A．體積分數為95%的酒精用于根尖解離B．低溫與秋水仙素均能抑制著絲點分裂而導致染色體數目加倍C．應設置常溫培育的比照組，以確認低溫誘導染色體數目加倍D．假如顯微視察到染色體數為32的細胞，可推斷低溫誘導勝利解題分析該試驗中用鹽酸和體積分數為95%的酒精混合液可以使洋蔥根尖解離，A錯誤；低溫與秋水仙素均能抑制有絲分裂過程中紡錘體的形成，使細胞分裂后期染色體不能向兩極移動而導致染色體數目加倍，B錯誤；應設置常溫培育的比照組，以確認低溫誘導染色體數目加倍，C正確；有絲分裂后期，著絲點分裂，染色體數目短暫加倍，所以顯微視察到染色體數為32的細胞，還不能推斷低溫誘導勝利，D錯誤。答案C當堂檢測——查漏補缺鞏固提升1．基因突變和染色體變異的一個重要的區分是()A．基因突變在光學顯微鏡下看不見B．染色體變異是定向的，而基因突變是不定向的C．基因突變是可以遺傳的D．染色體變異是不能遺傳的答案A解析基因突變是DNA分子中發生堿基對的替換、增加和缺失，而引起的基因結構的變更，屬于分子水平的變更，光學顯微鏡下視察不到，染色體變異可在光學顯微鏡下干脆視察到；生物的變異是不定向的；基因突變和染色體變異其遺傳物質均發生變更，都是可遺傳的變異。2．若細胞進行減數分裂，在聯會時一條異樣的染色體總是從某一部位凸出來，如圖所示，其緣由是()A．染色體中某一片段位置顛倒B．染色體中增加了某一片段C．染色體中某一片段缺失D．染色體中某一片段移接到另一條非同源染色體上答案B解析細胞進行減數分裂，在聯會時一條染色體從某一部位凸出來(圖中上面的那