高考生物一轮总复习学案：第7单元 生物的变异与进化 第2讲 染色体变异

第2讲　染色体变异考纲考情考查内容等级要求考查详情染色体结构变异和数目变异B 17年—非选—T27以文字叙述形式考查染色体变异  17年—非选—T30第4小题通过考查变异的类型来考查染色体变异  16年—单选—T14染色体结构变异  15年—单选—T10染色体组  14年—单选—T7染色体变异中的结构变异和数目变异   知识整合       一、染色体结构变异1．染色体变异包括：染色体__________变异和染色体 __________变异。2．如图所示，已知某物种的一条染色体上依次排列着M、N、O、P、Q五个基因，下面列出的若干种变化中，分别属于何种变异A：________________；B：________________；C：________________；D：________________。3．染色体结构的改变，会使排列在染色体上的______的排列顺序或数目发生改变，而导致性状的变异。二、染色体数目变异1．类型：染色体数目的变异包括细胞内的________的增加或减少和细胞内的染色体以________________的形式成倍地增加或减少。2．染色体组：细胞内的一组________________，在________和________上各不相同，但又相互协调，共同控制生物的________、________、________和________，这样的一组染色体叫做一个染色体组。3．二倍体、多倍体和单倍体(1)二倍体：由________发育而来的个体，体细胞中含有________个染色体组的个体叫做二倍体。自然界中，几乎全部动物和过半的高等植物都是二倍体，例：人，果蝇和玉米。(2)多倍体①概念：由________发育而来的个体，体细胞中含有________________染色体组的个体叫做________倍体。例：香蕉是________，马铃薯是________。②人工诱导多倍体的方法：用________或________处理________________________。③原理：秋水仙素或低温处理能够________________，导致染色体不能移向细胞两极，引起细胞内染色体数目加倍。④多倍体植株的特点优点：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。缺点：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)单倍体①概念：由________________发育而来的个体叫做单倍体。例：蜜蜂的雄蜂。②形成原因：自然界产生单倍体的原因：单性生殖，如蜜蜂的孤雌生殖。人工诱导单倍体的方法：________________________。③单倍体植株的特点：________________________________________。④单倍体育种过程：________________形成单倍体植株，经过________________处理(人工诱导染色体数目加倍)形成正常生殖的纯合子，选择出新品种。单倍体育种的优点：a.________________________　b．________________________________。考点突破        考点1　染色体结构变异1．观察下列图示，判断变异类型已知的染色体及其变异类型：(1)图示中可在显微镜下观察到的变异类型是缺失、重复和倒位。(2)基因数目和排列顺序均未变化的变异类型是基因突变。2．染色体易位与交叉互换的不同点  染色体易位交叉互换图解染色体角度发生于非同源 染色体之间发生于同源染色体的 非姐妹染色单体之间  变异类型属于染色体结构变异属于基因重组显微镜下是  否观察到可在显微镜下 观察到在显微镜下 观察不到  　　例1　(2016·上海高考)导致遗传物质变化的原因有很多，图8字母代表不同基因，其中变异类型①和②依次是(　　)　　　　　　　　　　　　　　　　   A．突变和倒位  B．重组和倒位  C．重组和易位  D．易位和倒位 1．(2016·江苏高考)如图中甲、乙两个体的一对同源染色体中各有一条发生变异(字母表示基因)。下列叙述正确的是(　　)甲　　　　乙 　　　　　　　　　　　　　　　　   A．个体甲的变异对表型无影响  B．个体乙细胞减数分裂形成的四分体异常  C．个体甲自交的后代，性状分离比为3∶1  D．个体乙染色体没有基因缺失，表型无异常  考点2　染色体数目变异1．染色体组的特点观察下图雄果蝇的染色体组成，概括染色体组的组成特点(1)从染色体来源看，一个染色体组中不含同源染色体。(2)从形态、大小和功能看，一个染色体组中所含的染色体各不相同。(3)从所含的基因看，一个染色体组中含有控制本物种生物性状的一整套基因，但不能重复。2．染色体组数量的判断方法(1)根据细胞分裂图像进行识别判断(适用于二倍体)  减Ⅰ前期减Ⅰ后期减Ⅰ末期或 减Ⅱ前期有丝分裂   后期    图像染色体数4条4条2条8条染色体    组数2个2个1个4个生殖细胞中    染色体数2条2条2条2条每个染色    体组中的    染色体数2条2条2条2条　　(2)根据染色体形态判断细胞内形态相同的染色体有几条，则含有几个染色体组。如图所示的细胞中所含的染色体组数分别是：a为3个，b为2个， c为1个。(3)根据基因型判断：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或相同基因。如图所示的细胞中，它们所含的染色体组数分别是：a为4个，b为2个，c为3个，d为1个。(4)根据染色体数与形态数的比值判断：染色体数与形态数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。如玉米的体细胞中共有20条染色体，10种形态，则玉米含有2个染色体组。3．单倍体、二倍体和多倍体的判断方式(1)如果生物体由受精卵(或合子)发育而成，其体细胞中含有几个染色体组，该生物就称为几倍体。(2)如果生物体是由生殖细胞——卵细胞或花粉直接发育而成，则无论体细胞中含有几个染色体组，都称为单倍体。4．单倍体育种与多倍体育种的不同点观察下列两种育种图示，并对两种育种方式进行比较。　　(1)A为单倍体育种，B为多倍体育种。(2)比较两种育种方式  单倍体育种多倍体育种原理染色体数目以染色体组的形式成倍减少，然后再加倍从而获得纯种染色体数目以染色体组的形式成倍增加方式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　　(3)单倍体并非都不育。二倍体的配子发育成的单倍体，表现为高度不育；多倍体的配子如含有偶数个染色体组，则发育成的单倍体含有同源染色体及等位基因，可育并能产生后代。(4)单倍体与多倍体育种过程不同。单倍体育种要经过花药离体培养和秋水仙素处理；多倍体育种只用秋水仙素处理这一步骤。例2　(2017·江苏高考)研究人员在柑橘中发现一棵具有明显早熟特性的变异株，决定以此为基础培育早熟柑橘新品种。请回答下列问题：(1)要判断该变异株的育种价值，首先要确定它的________物质是否发生了变化。(2)在选择育种方法时，需要判断该变异株的变异类型。如果变异株是个别基因的突变体，则可采用育种方法①，使早熟基因逐渐________，培育成新品种1。为了加快这一进程，还可以采集变异株的________进行处理，获得高度纯合的后代，选育成新品种2，这种方法称为________育种。(3)如果该早熟植株属于染色体组变异株，可以推测该变异株减数分裂中染色体有多种联会方式，由此造成不规则的____________，产生染色体数目不等、生活力很低的____________，因而得不到足量的种子。即使得到少量后代，早熟性状也很难稳定遗传。这种情况下，可考虑选择育种方法③，其不足之处是需要不断制备____________，成本较高。(4)新品种1与新品种3均具有早熟性状，但其他性状有差异，这是因为新品种1选育过程中基因发生了多次________，产生的多种基因型中只有一部分在选育过程中保留下来。 2．(2017·北京高考)玉米(2n＝20)是我国栽培面积最大的作物，近年来常用的一种单倍体育种技术使玉米新品种选育更加高效。(1)单倍体玉米体细胞的染色体数为________，因此在________分裂过程中染色体无法联会，导致配子中无完整的________。(2)研究者发现一种玉米突变体(S)，用S的花粉给普通玉米授粉，会结出一定比例的单倍体籽粒(胚是单倍体；胚乳与二倍体籽粒胚乳相同，是含有一整套精子染色体的三倍体。见图1)①根据亲本中某基因的差异，通过PCR扩增以确定单倍体胚的来源，结果见图2。从图2结果可以推测单倍体的胚是由________发育而来。②玉米籽粒颜色由A、a与R、r两对独立遗传的基因控制，A、R同时存在时籽粒为紫色，缺少A或R时籽粒为白色。紫粒玉米与白粒玉米杂交，结出的籽粒中紫∶白＝3∶5，出现性状分离的原因是________。推测白粒亲本的基因型是________。③将玉米籽粒颜色作为标记性状，用于筛选S与普通玉米杂交后代中的单倍体，过程如下请根据F1籽粒颜色区分单倍体和二倍体籽粒并写出与表型相应的基因型____________________________________________________________________。(3)现有高产抗病白粒玉米纯合子(G)、抗旱抗倒伏白粒玉米纯合子(H)，欲培育出高产抗病抗旱抗倒伏的品种。结合(2)③中的育种材料与方法，育种流程应为：________________________________________________________________________________________________________________________________________________；将得到的单倍体进行染色体加倍以获得纯合子；选出具有优良性状的个体。考点3　低温诱导染色体数目加倍(实验)1．实验原理低温处理植物分生组织细胞→纺锤体不能形成→染色体不被拉向两极→细胞不能分裂→细胞染色体数目加倍。2．实验步骤3．实验注意点(1)为什么选用洋葱(或大葱、蒜)作实验材料？除此之外还可以选用哪种植物？选用实验材料的原则是既要容易获得，又便于观察；常用洋葱(或大葱、蒜)的染色体是2n＝16条；若用蚕豆(2n＝12条)染色体更便于观察。(2)比较实验中所用试剂的使用方法及作用 试剂使用方法作用卡诺氏液将根尖放入卡诺氏液中浸泡0.5～1 h固定细胞形态体积分数为95%的酒精溶液冲洗经卡诺氏液处理后的根尖洗去卡诺氏液体积分数为95%的酒精溶液和质量分数为15%的盐酸溶液两种溶液等体积混合作为解离液解离根尖细胞，使细胞相互分离开来清水浸泡解离后的根尖约10  min漂洗根尖，洗去解离液改良苯酚  品红染液把漂洗干净的根尖放进盛有改良苯酚品红染液的玻璃皿中染色3～5  min使染色体着色　　例3　下列有关“低温诱导植物染色体数目加倍”实验的叙述，正确的是(　　)　　　　　　　　　　　　　　　　   A．低温诱导染色体加倍的原理和秋水仙素诱导染色体加倍的原理一致  B．改良苯酚品红染液的作用是固定和染色  C．固定和解离后的漂洗液都是体积分数为95%的酒精  D．在高倍显微镜下可以观察到细胞从二倍体变为四倍体的过程 3．四倍体大蒜的产量比二倍体大蒜高许多，为探究诱导大蒜染色体数目加倍的最佳低温，特设计如下实验。(1)实验主要材料：大蒜、培养皿、恒温箱、卡诺氏液、体积分数为95%的酒精、显微镜、改良苯酚品红染液等。(2)实验步骤①取五个培养皿，编号并分别加入纱布和适量的水。②将培养皿分别放入－4℃、0℃、________、________、________的恒温箱中1 h。③取大蒜随机均分成________组，分别________________诱导培养36小时。④分别取根尖________ mm左右，放入________中固定0.5～1 h，然后用________________冲洗2～3次。⑤制作装片：解离→________→________→制片。⑥低倍镜检测，____________________________________________________________________________，并记录结果。(3)实验结果：染色体数目加倍率最高的一组为最佳低温。(4)实验分析a．设置实验步骤②的目的：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。b．对染色体染色还可以用________________、________________等。c．除低温外，________________也可以诱导染色体数目加倍，原理是____________________________________。  请根据下列关键词的提示，归纳构建本课时知识体系染色体结构变异　染色体数目变异　染色体组　单倍体　单倍体育种　多倍体　多倍体育种　低温诱导染色体数目加倍(实验)   随堂演练      1．下列有关单倍体的叙述中，不正确的是(　　)　　　　　　　　　　　　　　　　 ①未经受精的卵细胞发育成的植物，一定是单倍体②含有两个染色体组的生物体，一定不是单倍体③生物的精子或卵细胞一定都是单倍体④基因型为aaaBBBCcc的植株一定不是单倍体⑤基因型为Abcd的生物体一般是单倍体  A．③④⑤  B．②③④  C．①③⑤  D．②④⑤2．(2017·盐城三模)在自然条件下，二倍体植物(2n＝4)形成四倍体植物的过程如图所示。下列有关叙述错误的是(　　)第2题图 　　　　　　　　　　　　　　　　   A．减数分裂失败可能发生在减数第二次分裂  B．二倍体植物与四倍体植物应属于不同的物种  C．图示四倍体植物的形成并未经长期的地理隔离过程  D．若要测定图示四倍体植物的基因组DNA序列，则需测4条染色体上的DNA3．下图1、图2表示某种生物的部分染色体发生变异的示意图，①和②，③和④互为同源染色体，则两图所示的变异(　　)图1 图2 第3题图　　　　　　　　　　　　　　　　   A．均为染色体结构变异  B．基因的数目和排列顺序均发生改变  C．均使生物的性状发生改变  D．均可发生在减数分裂过程中4．如图所示细胞中所含的染色体，下列叙述正确的是(　　)第4题图 　　　　　　　　　　　　　　　　   A．图a含有2个染色体组，图b含有3个染色体组  B．如果图b表示体细胞，则图b代表的生物一定是三倍体  C．如果图c代表由受精卵发育成的生物的体细胞，则该生物一定是二倍体  D．图d代表的生物一定是由卵细胞发育而成的，是单倍体5．(多选)下列有关遗传变异及应用的说法正确的是(　　)　　　　　　　　　　　　　　　　   A．同源染色体上基因不能发生重组  B．基因突变只能发生在有丝分裂间期  C．由受精卵发育来的个体不是单倍体  D．培育多倍体不一定用到秋水仙素6．二倍体动物缺失一条染色体称为单体。大多数单体动物不能存活，但在黑腹果蝇中，点状染色体(Ⅳ号染色体)缺失一条可以存活，而且能够繁殖后代。(1)果蝇群体中存在无眼个体，无眼基因位于常染色体上，将无眼果蝇个体与纯合野生型个体交配，子代的表现型及比例如下表：  无眼野生型F1085F279245　　据此判断，显性性状为________，理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)根据上述判断结果，可利用正常无眼果蝇与野生型(纯合)单体果蝇交配，探究无眼基因是否位于Ⅳ号染色体上。请完成以下实验设计：实验步骤：让正常无眼果蝇与野生型(纯合)单体果蝇交配，获得子代；统计子代的________________，并记录。实验结果预测及结论：①若子代中出现________________________________________________________________________________________________________________________________________________，则说明无眼基因位于Ⅳ号染色体上；②若子代全为________，说明无眼基因不位于Ⅳ号染色体上。