第5章基因突變及其他變異探究一染色體數目的變異

結合教材第87頁圖5-5、第88頁圖5-6,閱讀相關內容,說出染色體變異的概念和類型;闡明染色體組、單倍體、二倍體、多倍體的概念及特點;列舉人工誘導多倍體的方法。1.染色體變異的概念。

生物的體細胞或生殖細胞內_________________的變化,稱為染色體變異。2.染色體數目的變異。(1)類型。①細胞內__________的增加或減少。②細胞內染色體數目以_______________________為基數成倍地增加或成套地減少。染色體數目或結構個別染色體一套完整的非同源染色體非同源染色體(2)二倍體和多倍體。①染色體組。

細胞內每套_____________稱為一個染色體組。②二倍體和多倍體。項目二倍體多倍體(植物中常見)概念發育起點______________體細胞中染色體組數_________________特點—莖稈_____,葉片、果實和種子都比較大,糖類和蛋白質等營養物質的______________③人工誘導多倍體。a.方法:用________或_____________等。b.處理對象:_____的種子或______。受精卵受精卵兩個三個及以上粗壯含量都有所增加低溫處理秋水仙素誘發萌發幼苗

c.原理:

分裂的細胞

抑制_______形成

染色體不能移向細胞兩極,從而

引起細胞內__________加倍(3)單倍體。①概念:體細胞中的染色體數目與本物種_____染色體數目相同的個體。②特點紡錘體染色體數目配子探究二

染色體結構的變異某一片段缺失類型染色體變化示意圖實例缺失染色體的______________果蠅缺刻翅的形成_____染色體中增加某一片段果蠅棒狀眼的形成易位染色體的某一片段移接到另一條_______________果蠅花斑眼的形成_____染色體的某一片段_________果蠅卷翅的形成非同源染色體上重復倒位位置顛倒2.結果。

會使排列在染色體上的___________________發生改變,導致性狀的變異。3.對生物體的影響。

大多數染色體結構變異對生物體是_______,有的甚至會導致生物體死亡。基因數目或排列順序不利的探究一染色體數目的變異

1.下圖為男性體細胞中染色體組成圖解,讀圖并思考下列問題。

(1)1號的兩條染色體是什么關系?

提示:同源染色體。(2)男性的精子中有

條染色體,這些染色體在形態、大小和功能上

(填“相同”或“不同”),它們之間互為

(填“同源染色體”或“非同源染色體”)。

答案:23不同非同源染色體(3)如果將精子中的染色體看成一組,那么體細胞中有幾組染色體?

提示:兩組。

2.下圖為8種植物體細胞內的染色體組成示意圖,請據圖回答問題。

abcd

efgh(1)請判斷圖示細胞中各有幾個染色體組。

提示:a:3,b:3,c:2,d:1,e:4,f:4,g:1,h:2。(2)假如圖中細胞都為植物體的體細胞:①a所在的植物體一定是三倍體嗎?為什么?

提示:不一定。如果該植物體由配子發育而來,則為單倍體,如果由受精卵發育而來,則為三倍體。②圖中細胞所在的植物體一定為單倍體的是____。

答案:d、g(3)圖中細胞所在的植物體高度不育的有哪些?

提示:a、b、d、g。染色體組數為奇數,減數分裂產生配子的過程中,同源染色體聯會紊亂,不能產生正常配子。單倍體、二倍體和多倍體的判斷

【例1】下列關于染色體組、單倍體和二倍體的敘述,錯誤的是(

)A.一個染色體組中不含同源染色體B.體細胞中含有兩個染色體組的個體就是二倍體C.由配子直接發育得到的個體稱為單倍體D.二倍體生物中的一個染色體組攜有控制該物種生

長發育的全部遺傳信息

解析:一個染色體組中不含同源染色體,A項正確;由受精卵發育而來的個體,體細胞含有兩個染色體組的叫二倍體,如果不是由受精卵發育而來的就不是二倍體,B項錯誤;由配子發育而來的,不論含幾個染色體組都叫單倍體,C項正確;一個染色體組攜有控制該物種生長發育的全部遺傳信息,D項正確。

答案:B

【例2】在三倍體西瓜的培育過程中,用秋水仙素溶液處理二倍體西瓜(2n=22)的幼苗,獲得四倍體植株。經過研究發現,四倍體植株中有的體細胞含2n條染色體,有的含有4n條染色體。下列有關該四倍體植株的敘述,錯誤的是(

)A.可能產生含22條染色體的精子和卵細胞B.該植株的不同花之間傳粉可以產生三倍體的子代C.該植株體細胞染色體數目不同的原因之一是細胞

分裂不同步D.該植株根尖分生區產生的子細胞含有44條染色體

解析:四倍體植株中,有的細胞含有4n條染色體,即44條染色體,則這些細胞減數分裂形成的精子或卵細胞的染色體數目是22條,A項正確;由于四倍體植株同時含有2n條染色體的細胞和4n條染色體的細胞,產生的配子中有的含11條染色體,有的含22條染色體,所以該植株的不同花之間相互傳粉,會產生2、3、4共3種不同染色體組數的子代,即產生的后代可能是二倍體、三倍體或四倍體,B項正確;該植株體細胞染色體數目不同的原因之一是細胞分裂不同步,C項正確;四倍體植株的根尖分生區未接觸到秋水仙素,所以產生的子細胞中染色體數目仍然是22條,D項錯誤。

答案:D【情境遷移】中國女科學家屠呦呦從黃花蒿(二倍體)中提取的抗瘧藥青蒿素挽救了數百萬人的生命,并因此獲得了諾貝爾生理學或醫學獎。(1)四倍體黃花蒿中青蒿素的含量比二倍體高,請設計一個方案,培育四倍體黃花蒿,以提高青蒿素的產量。

提示:用低溫或秋水仙素處理二倍體黃花蒿的種子或幼苗,抑制紡錘體形成,從而得到四倍體黃花蒿。(2)青蒿素不是蛋白質,在黃花蒿細胞內合成青蒿素的過程中,基因如何控制青蒿素的合成?

提示:基因通過控制酶的合成來控制代謝過程,進而控制青蒿素的合成。探究二

染色體結構的變異

1.觀察下列染色體結構變異的圖解,分析回答下列問題。(1)圖甲、乙均發生了某些片段的交換,其交換對象分別是什么?它們屬于哪種變異?

提示:圖甲是非同源染色體之間片段的交換,圖乙是同源染色體中的非姐妹染色單體之間相應片段的交換。圖甲屬于染色體結構變異中的易位,圖乙則屬于交叉互換(基因重組)。

甲乙丙(2)圖丙①~④的結果中哪些是由染色體變異引起的?它們分別屬于哪種變異?能在光學顯微鏡下觀察到的是哪幾個?

提示:①②④均為染色體變異。①~④的變異類型分別為:①染色體片段缺失,②染色體片段易位,③基因突變,④染色體片段倒位。①②④可在光學顯微鏡下觀察到,③在光學顯微鏡下觀察不到。(3)圖丙①~④中,哪種變異沒有改變染色體上基因的數量和排列順序?

提示:圖丙①~④中,③屬于基因突變,只是產生了新基因,即改變了基因的結構,但基因的數量和排列順序均未發生改變。

2.分析下圖,回答問題。

甲乙(1)圖甲表示的變異類型是什么?該變異發生在什么時期?

提示:圖甲表示基因重組,發生在減數分裂的四分體時期。(2)圖乙和圖甲表示的變異類型相同嗎?如果不同,該變異類型是什么?

提示:不同。圖乙表示染色體結構變異。(3)圖中a與b、c與d的關系是什么?

提示:a與b是同源染色體,c與d是非同源染色體。

染色體易位與交叉互換比較項目染色體易位交叉互換圖解區別位置發生于非同源染色體之間發生于同源染色體中的非姐妹染色單體之間原理染色體結構變異基因重組觀察可在顯微鏡下觀察到在顯微鏡下觀察不到

【例3】下列關于染色體結構變異的敘述,正確的是

(

)A.染色體之間的交換屬于染色體結構變異B.只有在有絲分裂過程中才能發生染色體結構

變異C.貓叫綜合征是人的5號染色體部分缺失引起的一

種遺傳病D.染色體結構變異對生物體都是不利的,甚至會導

致生物體死亡

解析:同源染色體的非姐妹染色單體之間的交換屬于基因重組,不屬于染色體結構變異,A項錯誤;有絲分裂和減數分裂過程中都可能發生染色體結構變異,B項錯誤;貓叫綜合征是人的5號染色體部分缺失引起的一種遺傳病,C項正確;染色體結構變異對生物體大多數是不利的,甚至會導致生物體死亡,但也有可能出現有利變異,D項錯誤。

答案:C

【例4】下圖是一個正常染色體上基因序列的示意圖,染色體在細胞增殖過程中可能發生結構變異。下列屬于染色體缺失的是(

)

解析:A項圖示中多了b