2015-2016學(xué)年高中生物 第5章 第2節(jié) 染色體變異學(xué)案 新人教版必修2

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1、 染色體變異 1．染色體結(jié)構(gòu)的改變，會(huì)使排列在染色體上的基因的數(shù)目或排列順序發(fā)生改變，而導(dǎo)致性狀的變異。 2．染色體數(shù)目的變異可以分為兩類：一類是細(xì)胞內(nèi)個(gè)別染色體的增加或減少，另一類是細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目以染色體組的形式成倍地增加或減少。 3．染色體組是指細(xì)胞中的一組非同源染色體，在形態(tài)和功能上各不相同，但又互相協(xié)調(diào)，共同控制生物的生長(zhǎng)、發(fā)育、遺傳和變異，如雄果蠅精子中的一組染色體就組成一個(gè)染色體組。 4．由受精卵(或合子)發(fā)育而來(lái)的個(gè)體，體細(xì)胞中含有兩個(gè)染色體組的個(gè)體叫做二倍體；體細(xì)胞中含有三個(gè)或三個(gè)以上染色體組的個(gè)體叫做多倍體。 5．由生殖細(xì)胞(卵細(xì)胞或花粉)發(fā)育而來(lái)，體細(xì)胞中

2、含有本物種配子染色體數(shù)目的個(gè)體，叫做單倍體。 一、染色體結(jié)構(gòu)的變異 1．基因突變與染色體變異的區(qū)別。 (1)基因突變是染色體的某一個(gè)位點(diǎn)上基因的改變，是分子水平的變異。 (2)基因突變?cè)诠鈱W(xué)顯微鏡下是無(wú)法直接觀察到的，而染色體變異是可以用顯微鏡直接觀察到的。 2．染色體變異類型。 二、染色體數(shù)目變異 1．類型及實(shí)例。 類型 實(shí)例 細(xì)胞內(nèi)個(gè)別染色體的增加或減少 人類的21三體綜合征 細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目以染色體組的形式成倍地增加或減少 雄蜂、三倍體西瓜 2.染色體組。 (1)概念。 ①范圍：細(xì)胞中的一組非同源染色體，在形態(tài)和功能上各

3、不相同。 ②功能：共同控制生物的生長(zhǎng)、發(fā)育、遺傳和變異的一組染色體。 (2)圖示分析。 圖中的雄果蠅體細(xì)胞染色體中Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y就代表一個(gè)染色體組，與其精子中的染色體組成相同。 3．二倍體和多倍體。 (1)概念及實(shí)例。 項(xiàng)目 二倍體 多倍體 概念 發(fā)育起點(diǎn) 受精卵 受精卵 體細(xì)胞中染色體組數(shù) 兩個(gè) 三個(gè)或三個(gè)以上 實(shí)例 幾乎全部動(dòng)物和過(guò)半數(shù)的高等植物 馬鈴薯是四倍體、香蕉是三倍體 (2)多倍體植株的特點(diǎn)。 (3)人工誘導(dǎo)多倍體。 ①方法：目前最常用而且最有效的方法是用秋水仙素處理，還可用低溫處理。 ②過(guò)程：用秋水仙素處理萌發(fā)的

4、種子或幼苗。 ③原理：秋水仙素能夠抑制紡錘體的形成，導(dǎo)致染色體不能移向細(xì)胞兩極，從而使染色體數(shù)目加倍。 4．單倍體。 (1)概念及特點(diǎn)。 ①概念：體細(xì)胞中含有本物種配子染色體數(shù)目的個(gè)體。 ②特點(diǎn) (2)應(yīng)用——單倍體育種。 ①方法： ②優(yōu)點(diǎn)：明顯縮短育種年限。 三、低溫誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目的變化 1．實(shí)驗(yàn)原理。 用低溫處理植物分生組織細(xì)胞，如根尖分生組織細(xì)胞，能夠抑制紡錘體的形成，以致影響染色體被拉向兩極，細(xì)胞不能分裂成兩個(gè)子細(xì)胞，使植物細(xì)胞染色體數(shù)目加倍。 2．方法步驟： 洋蔥根尖培養(yǎng)→取材→制作裝片(解離→漂洗→染色→制片)→觀察 3．實(shí)驗(yàn)結(jié)論： 適當(dāng)?shù)?/p>

5、溫可以誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍。 4．注意事項(xiàng)： (1)為了能觀察到細(xì)胞在生活狀態(tài)下的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，必須先將細(xì)胞固定。 (2)在進(jìn)行本實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，和觀察植物細(xì)胞的有絲分裂一樣，所觀察的細(xì)胞已經(jīng)被鹽酸殺死了，最終在顯微鏡下看到的是死細(xì)胞。 (3)選材的時(shí)候必須選用能夠進(jìn)行分裂的分生組織細(xì)胞，不分裂的細(xì)胞染色體不復(fù)制，不會(huì)出現(xiàn)染色體加倍的情況。 1．判斷正誤： (1)貓叫綜合癥是人的第5號(hào)染色體數(shù)目減少引起的遺傳病。(×) 解析：貓叫綜合征是人的第5號(hào)染色體部分缺失引起的遺傳病。 (2)基因突變和染色體結(jié)構(gòu)變異中的缺失是一樣的，都是堿基對(duì)的缺失。(×) 解析：基因突變中的缺失

6、是指堿基對(duì)的缺失，而染色體結(jié)構(gòu)變異中的缺失是指染色體中某一片段的缺失，會(huì)引起基因數(shù)目的變化。 (3)含有三個(gè)染色體組的個(gè)體就是三倍體。(×) 解析：由受精卵發(fā)育而來(lái)的，體細(xì)胞中含有三個(gè)染色體組的個(gè)體才是三倍體，若是由配子發(fā)育而來(lái)的個(gè)體則稱為單倍體。 2．問(wèn)題導(dǎo)學(xué)： (1)人工誘導(dǎo)多倍體時(shí)常用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗，能否用秋水仙素處理成熟的葉或莖而獲得多倍體植株？試解釋原因。 提示：不能。因?yàn)榍锼伤刈饔糜谡诜至训募?xì)胞，能夠抑制紡錘體的形成，而成熟的植物細(xì)胞一般不再分裂，所以不能形成多倍體植物。 (2)為什么單倍體育種會(huì)縮短育種年限？ 提示：?jiǎn)伪扼w育種得到的植株每對(duì)染色體上

7、的成對(duì)基因都是純合的，自交產(chǎn)生的后代不會(huì)發(fā)生性狀分離。 1．某動(dòng)物的初級(jí)卵母細(xì)胞中，由一個(gè)著絲點(diǎn)相連的兩條染色單體所攜帶的基因不完全相同，其原因不可能是(A) A．染色體數(shù)目的變異 B．發(fā)生基因突變 C．染色體結(jié)構(gòu)變異 D．發(fā)生了基因重組 2．下列情況中屬于染色體變異的是(C) A．同源染色體交叉互換 B．棉花植株導(dǎo)入抗蟲(chóng)基因 C．第21號(hào)染色體多一條 D．某基因缺失1個(gè)堿基對(duì) 3．對(duì)下列細(xì)胞圖中有關(guān)染色體變化的描述不正確的是(D) A．圖甲細(xì)胞中有3個(gè)染色體組，可能是體細(xì)胞，也可能是生殖細(xì)胞 B．圖甲所示的

8、細(xì)胞如果是體細(xì)胞，該細(xì)胞可以進(jìn)行有絲分裂 C．圖乙所示的細(xì)胞如果是二倍體生物的體細(xì)胞，則該生物含有兩個(gè)染色體組 D．圖乙中含有4個(gè)DNA分子、4個(gè)著絲點(diǎn)、4個(gè)中心粒 4．下圖表示某生物細(xì)胞中兩條染色體及其部分基因。下列四種情況的產(chǎn)生不屬于該細(xì)胞染色體結(jié)構(gòu)變異的是(C) A．① B．② C．③ D．④ 5．有關(guān)單倍體的敘述正確的是(D) A．二倍體植物的花粉是單倍體 B．單倍體的細(xì)胞均不含同源染色體 C．單倍體都是高度不育的 D．單倍體育種可明顯縮短育種年限 6．下圖表示一些細(xì)胞中所含的染色體，據(jù)圖完成下列問(wèn)題： (1)

9、圖A所示是含______個(gè)染色體組的體細(xì)胞。每個(gè)染色體組有______條染色體。 (2)圖C所示細(xì)胞為由受精卵發(fā)育來(lái)的生物的體細(xì)胞，則其所在的生物是______倍體，其中含有______對(duì)同源染色體。 (3)圖D表示一個(gè)有性生殖細(xì)胞，這是由______倍體生物經(jīng)減數(shù)分裂產(chǎn)生的，內(nèi)含______個(gè)染色體組。 (4)圖B若表示一個(gè)有性生殖細(xì)胞，它是由______倍體生物經(jīng)減數(shù)分裂產(chǎn)生的，由該生殖細(xì)胞直接發(fā)育成的個(gè)體是______倍體。每個(gè)染色體組含______條染色體。 (5)圖A細(xì)胞在有絲分裂的后期包括______個(gè)染色體組。 解析：圖A中染色體是兩兩相同的，故含有2個(gè)染色體組，并且每

10、個(gè)染色體組中有2條染色體；圖B中染色體每3條是相同的，故有3個(gè)染色體組，由配子直接發(fā)育成的生物個(gè)體，都稱為單倍體；圖C中染色體兩兩相同，故有2個(gè)染色體組，每個(gè)染色體組中有3條染色體，共有3對(duì)同源染色體；圖D中染色體形態(tài)、大小各不相同，則只有1個(gè)染色體組。 答案：(1)2　2　(2)二　3　(3)二　1　(4)六　單　3　(5)4 一、選擇題 1．用X射線處理蠶蛹，使其第2號(hào)染色體上的斑紋基因移接到?jīng)Q定雌性的W染色體上，使雌蠶都有斑紋。再將雌蠶與白體雄蠶交配，其后代凡是雌蠶都有斑紋，凡是雄蠶都無(wú)斑紋。這樣有利于去雌留雄，提高蠶絲的質(zhì)量。這種育種方法依據(jù)的原理是(C)

11、A．基因突變 B．染色體數(shù)目的變異 C．染色體結(jié)構(gòu)的變異 D．基因互換 2．下列關(guān)于人類貓叫綜合癥的敘述，正確的是(A) A．該病是由于特定的染色體片段缺失造成的 B．該病是由于特定染色體的數(shù)目增加造成的 C．該病是由于染色體組數(shù)目成倍增加造成的 D．該病是由于染色體中增加某一片段引起的 3．如圖顯示一對(duì)表型正常的夫婦及其智障兒子細(xì)胞中的兩對(duì)染色體(不考慮受精)(D) A．父親染色體上的基因發(fā)生突變 B．母親染色體上的基因發(fā)生突變 C．母親染色體發(fā)生缺失 D．母親染色體發(fā)生易位 4．某二倍體生物在細(xì)胞分裂過(guò)程中出現(xiàn)了甲、乙兩種變異，甲圖中英文字母表示

12、染色體片段。下列有關(guān)敘述正確的是(C) ①甲圖中發(fā)生了染色體結(jié)構(gòu)變異，增加了生物變異的多樣性?、谝覉D中出現(xiàn)的這種變異屬于染色體變異 ③甲、乙兩圖中的變化只會(huì)出現(xiàn)在有絲分裂中 ④甲、乙兩圖中的變異類型都可以用顯微鏡觀察檢驗(yàn) A．①②③ B．②③④ C．①②④ D．①③④ 5．除草劑敏感型的大豆經(jīng)輻射獲得抗性突變體，且敏感基因與抗性基因是一對(duì)等位基因。下列敘述正確的是(A) A．突變體若為1條染色體的片段缺失所致，則該抗性基因一定為隱性基因 B．突變體若為1對(duì)同源染色體相同位置的片段缺失所致，則再經(jīng)誘變可恢復(fù)為敏感型 C．突變體若為基因突變

13、所致，則再經(jīng)誘變不可能恢復(fù)為敏感型 D．抗性基因若為敏感基因中的單個(gè)堿基對(duì)替換所致，則該抗性基因一定不能編碼肽鏈 6．六倍體普通小麥和黑麥雜交后獲得種子，再經(jīng)過(guò)秋水仙素處理，可以獲得八倍體小黑麥(染色體數(shù)為8N＝56條)，據(jù)此可推斷出(D) A．黑麥的一個(gè)染色體組含有14條染色體 B．黑麥屬于二倍體，不可育 C．秋水仙素作用于有絲分裂前期的細(xì)胞 D．小黑麥產(chǎn)生的單倍體植株不可育 7．用秋水仙素處理某二倍植物的愈傷組織，從獲得的再生植株中篩選四倍體植株。預(yù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表，正式實(shí)驗(yàn)時(shí)秋水仙素濃度設(shè)計(jì)最合理的是(B) 秋水仙素濃度 (g/L) 再生植株 (棵) 四倍體植

14、株 (棵) 0 48 0 2 44 4 4 37 8 6 28 11 8 18 5 10 9 2 A.0、2、3、4、5、6 B．0、4、5、6、7、8 C．0、6、7、8、9、10 D．0、3、6、9、12、15 二、非選擇題 8．下圖表示某種農(nóng)作物①和②兩品種分別培育出④⑤⑥三個(gè)品種，據(jù)圖回答問(wèn)題： (1)用①和②培育⑤所采用的育種方法稱___________，由①和②培育⑤所依據(jù)的原理是________。 (2)用③培育出④的常用方法Ⅲ是____________，由④培育出⑤的過(guò)程中常用化學(xué)藥劑__

15、______處理④的幼苗，方法Ⅲ和Ⅴ合稱為_(kāi)_______育種，其優(yōu)點(diǎn)是________________。 (3)由③培育出⑥的常用方法為_(kāi)_________，形成的⑥叫________。 解析：(1)用①和②培育⑤是雜交農(nóng)作物連續(xù)自交的過(guò)程，方法為雜交育種，原理為基因重組。(2)用③培育出④的常用方法Ⅲ是花藥離體培養(yǎng)，由④培育出⑤的過(guò)程中常用化學(xué)藥劑是秋水仙素，使染色體數(shù)目加倍；方法Ⅲ和Ⅴ合稱為單倍體育種，可以明顯縮短育種年限。(3)由③培育出⑥的常用方法為人工誘導(dǎo)，形成的植株為多倍體。 答案：(1)雜交育種　基因重組 (2)花藥離體培養(yǎng)　秋水仙素　單倍體　明顯縮短育種年限 (3)

16、人工誘導(dǎo)　多倍體 9．如圖表示某動(dòng)物細(xì)胞分裂過(guò)程中染色體變化的示意圖，請(qǐng)據(jù)圖回答下列問(wèn)題。 (1)圖中，從細(xì)胞①到細(xì)胞②是由于發(fā)生了________而形成的，經(jīng)過(guò)Ⅱ、Ⅲ后形成的4種子細(xì)胞中，屬于變異后特有的子細(xì)胞的是________。 (2)可遺傳的變異有三種來(lái)源，三倍體香蕉這種變異屬于__________，人們用什么技術(shù)能將這種變異遺傳給子代？____________。 (3)野生香蕉是二倍體，無(wú)法食用，三倍體香蕉可食。由于一種致命真菌使香蕉可能在5年左右瀕臨滅絕，假若生物學(xué)家找到了攜帶該真菌抗性基因的野生純合(AA，A代表二倍體香蕉的一個(gè)染色體組)香蕉，如何培育出符合要求的

17、無(wú)子香蕉？請(qǐng)你簡(jiǎn)要寫(xiě)出遺傳育種圖解。 解析：(1)圖中細(xì)胞發(fā)生的染色體片段的交換是發(fā)生在非同源染色體之間，所以屬于染色體結(jié)構(gòu)的變異。從染色體的結(jié)構(gòu)可以看出，⑤⑥⑦中的染色體組成發(fā)生了染色體片段的交換。 (2)三倍體香蕉的染色體數(shù)量相對(duì)于正常的二倍體多了一個(gè)染色體組，屬于染色體數(shù)目的變化，屬于可遺傳變異的三種來(lái)源中的染色體變異。由于三倍體香蕉不能通過(guò)減數(shù)分裂產(chǎn)生正常的配子，所以只能通過(guò)無(wú)性生殖的方式產(chǎn)生后代。 (3)由二倍體產(chǎn)生三倍體的過(guò)程，可以借鑒三倍體無(wú)子西瓜的培育過(guò)程，由含有抗性基因的二倍體誘導(dǎo)產(chǎn)生四倍體，產(chǎn)生的四倍體再與含有抗性基因的二倍體雜交，最后產(chǎn)生含有抗性基因的三倍體。 答案：(1)易位(或染色體結(jié)構(gòu)變異)?、茛蔻? (2)染色體變異　植物組織培養(yǎng) - 9 -