1、第5章基因突變及其他變異第2節染色體變異課內探究名師點睛指點名津撥云見日教材問題解疑答惑鞏固訓練課堂達標基礎知識雙基夯實課標要求核心素養舉例說明染色體結構和數目的變異都可能導致生物性狀的改變，甚至死亡。1結合染色體結構變異的示意圖，了解染色體結構變異的常見類型。(科學思維)2通過分析染色體組的概念，理解二倍體、多倍體和單倍體的特點和生產中的應用。(社會責任)3通過低溫誘導染色體數目變化的實驗，理解染色體數目變化的機制。(科學探究)知識導圖學霸記憶1染色體結構的變異包括缺失、重復、易位和倒位等幾種類型。2染色體結構變異會使染色體上基因的數目或排列順序發生改變，從而導致性狀的變異。3染色體數目變異

2、包括細胞內個別染色體的增加或減少和以染色體組的形式成倍地增加或減少。4秋水仙素或低溫能抑制紡錘體的形成，從而導致染色體數目加倍?；A知識雙基夯實一、染色體數目的變異1類型：一類是細胞內的_的增加或減少，如21三體綜合征；一類是細胞內染色體數目以一套完整的非同源染色體為基數成倍地增加或減少，例如雄蜂。個別染色體2染色體組的概念：在大多數生物的體細胞中染色體都是兩兩成對的，也就是說含兩套非同源染色體，其中每套非同源染色體稱為一個染色體組。如圖中的雄果蠅體細胞染色體中_就代表一個染色體組，與其_中的染色體相同。X、或Y、精子3二倍體、多倍體(1)二倍體：由_發育而成，體細胞中含有_的個體，包括幾乎全

3、部的_和過半數的_。(2)多倍體概念：由_發育而成，體細胞含_或_染色體組的個體。其中，體細胞中含有三個染色體組的叫作_，含有四個染色體組的叫作_。受精卵兩個染色體組動物高等植物受精卵三個三個以上三倍體四倍體植株的特點a_；b_都比較大；c._等營養物質的含量有所增加。(3)人工誘導多倍體方法：目前最常用最有效的方法是用_處理_。原理：當秋水仙素作用于正在分裂的細胞時，能夠抑制_，導致染色體不能_，從而引起細胞內_加倍。莖稈粗壯葉片、果實、種子糖類和蛋白質秋水仙素萌發的種子或幼苗紡錘體的形成移向細胞兩極染色體數目4單倍體(1)概念：體細胞中的染色體數目與本物種配子染色體數目相同的個體，叫做單倍

4、體。(2)特點：由二倍體形成的單倍體與正常植株相比，植株長得_，且_。弱小高度不育單倍體植株單倍體植株染色體數目明顯縮短育種年限二、染色體結構的變異1類型(連線)：2結果：導致排列在染色體上的基因的_發生改變，而導致_的變異。3意義：大多數染色體結構變異對生物體是_的，有的甚至會導致生物體死亡。數目或排列順序性狀不利活學巧練判斷下列敘述的正誤(1)染色體組內染色體的形態和功能可能相同。()(2)染色體組非整倍性變化必然導致新基因產生。()(3)體細胞中含1個染色體組的個體是單倍體，含有三個或三個以上染色體組的個體是多倍體。()(4)低溫處理和利用秋水仙素處理材料的原理是相同的。()(5)同源染

5、色體上相應的片段發生互換屬于易位。()思考1蜜蜂中的雄蜂是單倍體嗎？提示：是。蜜蜂中的雄蜂是由未受精的卵細胞發育而來的，為單倍體。2若一條染色體發生結構變異，則位于該染色體上的基因M能不能變為m？說出你的理由。提示：不能。基因M變為m屬于基因突變，不屬于染色體結構變異。3若某個體兩條非同源染色體之間發生了易位，那么該個體產生正常配子的概率是多少？(假設易位不影響原染色體之間的聯會)(科學思維)提示：(1/2)(1/2)1/4。4馬鈴薯的野生祖先種和栽培品種分別屬于幾倍體？其配子細胞中有幾個染色體組？試推測栽培品種是如何培育而來的。(科學思維)提示：馬鈴薯的野生祖先種體細胞含有兩套非同源染色體，

6、即含有兩個染色體組，屬于二倍體，其配子中含有一個染色體組；栽培品種含有四個染色體組，屬于四倍體，其配子中含有兩個染色體組。栽培品種是通過誘導野生祖先種的染色體數目加倍培育形成的。課內探究名師點睛1染色體組的特點一染色體數目變異及生物變異在育種中的應用要點歸納 2單倍體、二倍體和多倍體的判斷(1)如果生物體由受精卵(或合子)發育而來，體細胞中含有幾個染色體組，該生物就稱為幾倍體。(2)如果生物體是由生殖細胞卵細胞或花粉直接發育而成，無論體細胞中含有幾個染色體組，都稱為單倍體。3生物變異的原理在育種中的應用雜交育種誘變育種單倍體育種多倍體育種原理基因重組基因突變染色體變異染色體變異常用方法雜交輻射

7、、激光、太空誘變等花藥離體培養，秋水仙素處理(單倍體幼苗)用秋水仙素處理萌發的種子或幼苗優點操作簡單，目標性強提高突變頻率，加速育種進程明顯縮短育種年限，后代不發生性狀分離操作簡單，能在較短的時間內獲得所需品種雜交育種誘變育種單倍體育種多倍體育種缺點育種時間長有利變異少，需大量處理實驗材料技術復雜，需與雜交育種配合只適用于植物，發育延遲，結實率低實例矮稈抗病小麥青霉素高產菌株“京花1號”小麥三倍體無子西瓜、八倍體小黑麥易錯提醒關于單倍體的三個易錯點(1)單倍體的體細胞中并不一定只有一個染色體組；如四倍體的配子形成的單倍體的體細胞中含有兩個染色體組。(2)單倍體并非都不育；二倍體的配子發育成的單

8、倍體，表現為高度不育；多倍體的配子如含有偶數個染色體組，則發育成的單倍體含有同源染色體及等位基因，可育并能產生后代。(3)單倍體是生物個體，而不是配子；精子和卵細胞屬于配子，但不是單倍體。(不定項)(2021河北省張家口市第一中學高一期末)下列敘述中不正確的是()A含有兩個染色體組的生物體，一定不是單倍體B生物的精子或卵細胞一定都是單倍體C基因型是aaaBBBCcc的植株一定是單倍體D基因型是Abcd的生物體一般是單倍體典例剖析典例 1ABC解析含有兩個染色體組的生物體，若是由受精卵發育而成，則為二倍體，若是由配子發育而成，則是單倍體，A項錯誤；生物的精子或卵細胞為配子，不是單倍體，B項錯誤；

9、基因型是aaaBBBCcc的植株，可能是三倍體，也可能是單倍體，C項錯誤；基因型是Abcd的生物體含有一個染色體組，一般是單倍體，D項正確。(2021北京高一學業考試)果蠅的下列細胞中，只含一個染色體組的是()A體細胞B精原細胞C精子D受精卵解析果蠅的受精卵中含有2個染色體組，A項錯誤；果蠅精原細胞就是特殊的體細胞，含有2個染色體組，B項錯誤；果蠅的精子是減數分裂形成的，只含有1個染色體組，C項正確；果蠅受精卵中含有2個染色體組，D項錯誤。變式訓練1 C1實驗原理用低溫處理植物的分生組織細胞細胞的紡錘體不能形成染色體不能被拉向兩極細胞不能分裂成兩個子細胞細胞的染色體數目發生變化二低溫誘導植物細

10、胞染色體數目的變化要點歸納 2實驗中的試劑和作用試劑使用方法作用卡諾氏液將根尖放入卡諾氏液中浸泡0.51 h固定細胞形態體積分數為95%的酒精沖洗用卡諾氏液處理的根尖洗去卡諾氏液與質量分數為15%的鹽酸等體積混合，浸泡經固定的根尖解離根尖細胞，使細胞之間的聯系變得疏松質量分數為15%的鹽酸與體積分數為95%的酒精等體積混合，作為解離液解離根尖細胞試劑使用方法作用蒸餾水浸泡解離后的根尖約10 min漂洗根尖，去掉解離液，防止解離過度影響染色甲紫溶液把漂洗干凈的根尖放進盛有甲紫溶液的玻璃皿中染色35 min使染色體著色在低溫誘導植物染色體數目變化實驗中，下列說法合理的是()A剪取0.51 cm洋蔥

11、根尖放入4 的低溫環境中誘導B待根長至1 cm左右時將洋蔥放入卡諾氏液中處理C材料固定后殘留的卡諾氏液用體積分數為95%的酒精沖洗D經甲紫染液染色后的根尖需用清水進行漂洗典例剖析典例 2C解析將長出1 cm左右不定根的洋蔥放入4 的低溫環境中誘導培養4872 h，之后剪取0.51 cm洋蔥根尖，放入卡諾氏液中浸泡0.51 h，以固定細胞形態，A、B說法不合理；材料固定后殘留的卡諾氏液用體積分數為95%的酒精沖洗2次，C說法合理；經解離后的根尖需用清水進行漂洗，D說法不合理。下列關于低溫誘導染色體數目變化實驗中制片操作的相關敘述，錯誤的是()A解離的目的是為了讓組織細胞彼此分離B可用清水對解離后

12、的根尖進行漂洗C染色所用的甲紫溶液是一種堿性染料D制片時的操作順序為解離染色漂洗制片解析制片時的正確操作順序為解離漂洗染色制片。變式訓練2 D1染色體結構變異的類型三染色體結構變異要點歸納 2染色體結構變異對染色體上基因的數目和排列順序的影響(1)圖解：(2)結果：染色體上的基因數目和排列順序均改變，細胞中基因數目改變()；染色體上基因的數目不變，排列順序改變()；染色體上基因的數目和排列順序均改變，但細胞中基因數目不變()。3染色體易位與互換的比較4染色體結構變異與基因突變的比較項目染色體結構變異基因突變本質染色體片段的缺失、重復、易位或倒位堿基的替換、增添或缺失基因數目的變化1個或多個1個

13、變異水平細胞分子光鏡檢測可見不可見(2021吉林市第五十五中學高一期末)圖、分別表示不同的變異類型，其中中的基因片段2由基因片段1變異而來。下列有關說法正確的是()A圖都表示易位，發生在減數分裂的四分體時期B圖中的變異屬于染色體結構變異中的缺失C圖中的變異屬于染色體結構變異D圖中4種變異能夠遺傳的是典例剖析典例 3C解析圖顯示：兩條同源染色體的非姐妹染色單體之間發生了互換，此過程發生在減數第一次分裂四分體時期，其變異類型屬于基因重組，圖的兩條非同源染色體之間相互交換片段，這屬于染色體結構變異中的易位，A錯誤；觀察并比較分析圖中的基因1和基因2的堿基序列可知，基因2較基因1少了一對堿基：AT，因

14、此這種變化屬于基因突變中的堿基對的缺失，B錯誤；圖中“環形圈”的出現，是由于兩條同源染色體中的上面一條多了一段或是下面一條少了一段，因此屬于染色體結構變異中的缺失或重復，而圖屬于染色體結構變異中的易位，C正確；圖中4種變異都屬于可遺傳變異，都能夠遺傳，D錯誤。(2021浙江選考，4)某條染色體經處理后，其結構發生了如圖所示的變化。這種染色體結構的變異屬于()A缺失B倒位C重復D易位解析分析題圖可知，原來基因排列為123456的染色體經過斷裂，重新連接形成排列順序為125436的染色體，可知其中的345片段發生了180的顛倒，因此此類染色體結構變異為倒位。故選B。變式訓練3 B指點迷津撥云見日一

15、、細胞中染色體組數目的判斷染色體組數目的判斷方法(1)根據染色體形態判斷：在細胞內任選一條染色體，細胞內與該染色體形態相同的染色體共有幾條，則含有幾個染色體組。如上圖中甲細胞含有四個染色體組。(2)根據基因型判斷：在細胞或生物體的基因型中，控制同一性狀的基因(控制1對相對性狀的基因)出現幾次，則含有幾個染色體組。如上圖中乙細胞含有四個染色體組。(3)根據染色體數和染色體形態數來推算：染色體組的數目染色體數/染色體形態數。如上圖中丙細胞中共有8條染色體，染色體形態數(形狀、大小均不相同)為2，所以染色體組數為8/24。如下圖為四個不同種生物體細胞的染色體組成，相關敘述錯誤的是()A甲和丙生物可能

16、是單倍體B圖中可稱作三倍體的是乙、丙C21三體綜合征患者原理與乙類似D圖甲丁的基因型可依次對應：甲AAAaBBbb、乙AaBbCcc、丙AaaBbb、丁ABCD典例 4B解析題圖甲所示細胞若由受精卵發育而來，則該種生物為四倍體，若由配子發育而來，則該種生物為單倍體；題圖乙所示細胞若由受精卵發育而來，則該種生物為二倍體，若由配子發育而來，則該種生物為單倍體；題圖丙所示細胞若由受精卵發育而來，則該種生物為三倍體，若由配子發育而來，則該種生物為單倍體；題圖丁所示細胞只含有1個染色體組，只能為單倍體，A敘述正確。題圖乙為“三體”，題圖丙為三倍體，B敘述錯誤。21三體綜合征患者原理與乙類似，其21號染色

17、體為三條，C敘述正確。根據以上分析可知，題圖甲丁的基因型可依次對應：甲AAAaBBbb、乙AaBbCcc、丙AaaBbb、丁ABCD，D敘述正確。二、與生物變異有關的幾個方法1生物體倍性的判斷方法 (1)判斷細胞的發育起點起點是配子的一定是單倍體。由配子發育而成的個體，不論含有幾個染色體組，都稱為單倍體。單倍體的體細胞染色體組數一般為奇數，當其進行減數分裂形成配子時，由于同源染色體無法正常聯會或聯會紊亂，不能產生正常的配子。起點是受精卵的，再根據染色體組數目判斷，含有幾個染色體組就是幾倍體。(2)如果細胞內只含有一個染色體組，則是單倍體。2可遺傳的變異類型的判斷方法(1)DNA分子內的變異一看

18、基因種類：即看染色體上的基因種類是否發生改變，若發生改變則為基因突變，由基因中堿基對的替換、增添或缺失所致。二看基因位置：若基因種類和基因數目未發生改變，但染色體上的基因位置發生改變，則為染色體結構變異中的易位或倒位。三看基因數目：若基因的種類和位置均未改變，但基因的數目發生改變，則為染色體結構變異中的重復或缺失。(2)DNA分子間的變異一看染色體數目：若染色體的數目發生改變，可根據染色體數目的變化情況，確定是整倍性變異還是非整倍性變異。二看基因位置：若染色體的數目和基因數目均未發生改變，但基因所處的染色體位于非同源染色體上，則應為染色體變異中的易位。三看基因數目：若染色體上的基因數目不變，則

19、為減數分裂過程中同源染色體的非姐妹染色單體間互換的結果，屬于基因重組。3可遺傳的變異和不可遺傳的變異的判斷方法(1)兩類變異的本質區別是遺傳物質是否發生改變，若發生改變則能遺傳給后代。由環境引起的性狀改變，若遺傳物質未發生改變，則不能遺傳給后代。(2)若為染色體變異，則可直接借助顯微鏡觀察染色體形態、數目是否發生改變。(3)與原來類型在相同環境中種植，觀察變異性狀是否消失。若不消失，則為可遺傳的變異；反之，則為不可遺傳的變異。(4)自交，觀察后代是否發生性狀分離。下列關于生物變異的敘述中錯誤的是()A基因突變是隨機的，可以發生在個體發育的任何時期B原核生物和真核生物都可發生基因突變，而只有真核

20、生物能發生染色體變異C染色體變異、基因突變均可以用光學顯微鏡直接觀察D在有性生殖過程中可發生基因重組解析基因突變不能用光學顯微鏡直接觀察，C錯誤。典例 5C三、與生物變異有關的幾個易錯點1變換角度理解三種變異的實質若把基因視為染色體上的一個“點”，染色體視為點所在的“線段”，則基因突變為“點”的變化(點的質變，但量不變)；基因重組為“點”的結合或交換(點的質與量均不變)；染色體變異為“線段”發生結構或數目的變化。2利用4個“關于”區分三種變異(1)關于“互換”問題。同源染色體上的非姐妹染色單體之間的互換，屬于基因重組；非同源染色體之間的互換，屬于染色體結構變異中的易位。(2)關于“缺失”問題。

21、DNA分子上若干基因的缺失屬于染色體結構變異；DNA分子上若干堿基對的缺失屬于基因突變。(3)關于“變異的水平”問題。基因突變、基因重組屬于分子水平的變化，光學顯微鏡下觀察不到；染色體變異屬于細胞水平的變化，光學顯微鏡下可以觀察到。(4)關于變異的“質”和“量”問題?；蛲蛔兏淖兓虻馁|，不改變基因的量；基因重組不改變基因的質，一般也不改變基因的量，但轉基因技術會改變基因的量；染色體變異不改變基因的質，但會改變基因的量或改變基因的排列順序。3生物體不育的原因生物體不育的標志是不能產生正常的配子。能否產生正常配子的關鍵是看減數分裂過程中有沒有同源染色體的聯會以及聯會是否正常，若體細胞中沒有同源染

22、色體，則該生物不育，如馬和驢交配產生的騾子；若體細胞中有同源染色體但數目是奇數，則減數分裂時染色體聯會紊亂，也不能產生正常的配子，如無子西瓜。沒有同源染色體的生物個體，通過基因突變和基因重組不會出現同源染色體，但是若發生染色體數目加倍，則會出現同源染色體而導致可育。(2021大連期中)除草劑敏感型的大豆經輻射獲得抗性突變體，且敏感基因與抗性基因是一對等位基因。下列敘述正確的是()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對同源染色體相同位置的片段缺失所致，則再經誘變可恢復為敏感型C突變體若為基因突變所致，則再經誘變不可能恢復為敏感型D抗性基因若為敏感基因中的

23、單個堿基對替換所致，則該抗性基因一定不能編碼肽鏈典例 6A解析突變體若為1條染色體的片段缺失所致，則除草劑敏感型大豆為雜合子。它缺失的一定是顯性敏感基因，體內依舊存在的是隱性抗性基因，A正確；突變體若為1對同源染色體相同位置的片段缺失所致，而染色體缺失引發的變異是不可逆的，不能恢復原狀，B錯誤；因為基因突變具有不定向性，所以再經誘變可能由抗除草劑型恢復為敏感型，C錯誤；敏感基因中的單個堿基對替換將發生基因突變，可能使編碼的肽鏈翻譯提前終止或延長，不一定不能編碼肽鏈，D錯誤。教材問題解疑答惑問題探討P871提示：見表格生物種類體細胞染色體數/條體細胞非同源染色體/套配子染色體數/條馬鈴薯野生祖先

24、種24212栽培品種48424香蕉野生祖先種22211栽培品種333無配子2提示：香蕉是三倍體，減數分裂時無法正常聯會，無法正常產生配子。3提示：由表中數據可知：栽培品種的染色體數目比野生祖先種多，這說明染色體數目和生物性狀有什么關系呢？染色體數目的變化會影響生物的性狀。探究實踐P89提示：兩者都是通過抑制分裂細胞內紡錘體的形成，使染色體不能移向兩極而引起細胞內染色體數目加倍。練習與應用P91一、概念檢測1(1)體細胞中染色體數目和結構的變化也屬于染色體變異。(2)體細胞中含有兩個染色體組也可能是單倍體，如：一個四倍體通過花藥離體培養獲得的植株含有兩個染色體組，是單倍體。(3)單倍體不一定含有

25、一個染色體組，也可能含有多個染色體組。2D秋水仙素的作用是抑制紡錘體的形成。3C這種變異是非同源染色體之間片段的互換，因此屬于染色體結構變異中的易位。4提示：生物種類豌豆普通小麥小黑麥體細胞中的染色體數/條144256配子中的染色體數/條72128體細胞中的染色體組數268配子中的染色體組數134屬于幾倍體生物二倍體六倍體八倍體二、拓展應用1提示：自然狀態下，單倍體通常來源于單性生殖，比如未受精的卵細胞發育成的植物體；不能繁殖后代是因為二倍體的單倍體細胞中只有一個染色體組，在減數分裂的時候，無法形成四分體，也就無法正常減數分裂形成配子，所以一般不能繁殖后代。2(1)提示：西瓜幼苗的芽尖是有絲分

26、裂旺盛的地方，用秋水仙素處理有利于抑制細胞有絲分裂時形成紡錘體，從而形成四倍體西瓜植株。(2)提示：雜交可以獲得三倍體植株。產生多倍體的基本途徑為秋水仙素處理萌發的種子或幼苗。(3)提示：三倍體植株不能進行正常的減數分裂形成生殖細胞，因此不能形成種子。但并不是絕對一顆種子都沒有，其原因是在進行減數分裂時，有可能形成正常的卵細胞，該卵細胞可與精子結合形成種子。(4)提示：有其他的方法可以替代。方法一，進行無性繁殖。將三倍體西瓜植株進行組織培養獲取大量的組培苗，再進行移栽。方法二，利用生長素或生長素類似物處理二倍體未受粉的雌蕊，以促進子房發育成無種子的果實，在此過程中要進行套袋處理，以避免受粉。鞏固訓練課堂達標1下列關于染色體組的敘述，不正確的是()A一個染色體組中不含同源染色體B一個染色體組中染色體大小、形態一般不同C一個配子中的全部染色體構成一個染色體組D一個染色體組的染色體攜帶著控制生物生長發育的全套遺傳信息解析一個配子中的全部染色體也可能構成多個染色體組，C錯。C2(