第三節(jié)染色體變異及其應(yīng)用第一頁(yè)，共六十二頁(yè)，編輯于2023年，星期四第二頁(yè)，共六十二頁(yè)，編輯于2023年，星期四第三頁(yè)，共六十二頁(yè)，編輯于2023年，星期四1．染色體變異包括形態(tài)、結(jié)構(gòu)、數(shù)目的變異等，這些變異常?？梢酝ㄟ^(guò)顯微鏡直接觀察到。2．染色體結(jié)構(gòu)變異主要起因于染色體的斷裂及斷裂后片段的不正常的重新連接，包括缺失、重復(fù)、倒位和易位4種類型。第四頁(yè)，共六十二頁(yè)，編輯于2023年，星期四3．染色體結(jié)構(gòu)發(fā)生的改變，都會(huì)使染色體上基因的數(shù)目或排列順序發(fā)生改變，從而導(dǎo)致性狀的變異。4．自然界中的生物大多是二倍體，它們的配子中所具有的全部染色體組成一個(gè)染色體組。5．與常規(guī)雜交育種相比，利用單倍體植株培育新品種明顯縮短了育種年限。第五頁(yè)，共六十二頁(yè)，編輯于2023年，星期四第六頁(yè)，共六十二頁(yè)，編輯于2023年，星期四[自讀教材·夯基礎(chǔ)]1．染色體結(jié)構(gòu)的變異[填空](1)染色體結(jié)構(gòu)變異的特點(diǎn)：染色體結(jié)構(gòu)變異

(能，不能)通過(guò)顯微鏡直接觀察到。(2)染色體結(jié)構(gòu)變異的原因、類型及結(jié)果：能第七頁(yè)，共六十二頁(yè)，編輯于2023年，星期四第八頁(yè)，共六十二頁(yè)，編輯于2023年，星期四2．染色體數(shù)目變異[判斷、連線](1)染色體組：①在正常情況下，每種生物的染色體數(shù)目都是恒定的，在不同物種之間，染色體數(shù)目往往差別很大。()②生物配子中所具有的全部染色體組成一個(gè)染色體組。()③正常情況下，一個(gè)染色體組中一定不含同源染色體，也不存在等位基因。()√×√第九頁(yè)，共六十二頁(yè)，編輯于2023年，星期四(2)染色體數(shù)目變異類型：第十頁(yè)，共六十二頁(yè)，編輯于2023年，星期四1．如圖所示的變異屬于哪種染色體結(jié)構(gòu)變異？a、b中哪一條發(fā)生了改變？提示：缺失。b染色體中缺失了3、4兩個(gè)片段。第十一頁(yè)，共六十二頁(yè)，編輯于2023年，星期四2．染色體結(jié)構(gòu)變異是否產(chǎn)生了新基因？提示：染色體結(jié)構(gòu)變異可引起基因數(shù)量的增加、減少或基因排列順序的改變，并未產(chǎn)生新基因。3．含有四個(gè)染色體組的個(gè)體一定是四倍體嗎？單倍體一定是一倍體嗎？

提示：(1)不一定，如由八倍體生物的配子發(fā)育而來(lái)的單倍體含有四個(gè)染色體組。(2)一倍體一定是單倍體，但單倍體不一定是一倍體。第十二頁(yè)，共六十二頁(yè)，編輯于2023年，星期四[跟隨名師·解疑難]1．染色體結(jié)構(gòu)變異的類型歸納染色體結(jié)構(gòu)變異的類型缺失一個(gè)正常染色體在斷裂后丟失一個(gè)片段，這個(gè)片段上的基因也隨之失去重復(fù)一條染色體的片段連接到同源的另一條染色體上，使另一條同源的染色體多出跟本身的相同的某一片段第十三頁(yè)，共六十二頁(yè)，編輯于2023年，星期四染色體結(jié)構(gòu)變異的類型倒位指染色體斷裂后旋轉(zhuǎn)180°重新接合起來(lái)，造成這段染色體上基因位置順序顛倒易位染色體斷裂后在非同源染色體間錯(cuò)誤接合，更換了位置結(jié)果使排列在染色體上的基因的數(shù)目和排列順序發(fā)生改變，從而導(dǎo)致性狀的變異。大多對(duì)生物體不利，有的會(huì)導(dǎo)致死亡第十四頁(yè)，共六十二頁(yè)，編輯于2023年，星期四2．染色體數(shù)目的變異(1)染色體組的特征：①一個(gè)染色體組中不含同源染色體，是一組非同源染色體；②每條染色體的形態(tài)、大小和功能各不相同；③攜帶著控制生物生長(zhǎng)發(fā)育的全部遺傳信息；④同種生物的一個(gè)染色體組中染色體數(shù)目是一定的，不同生物一個(gè)染色體組中染色體數(shù)目不同。第十五頁(yè)，共六十二頁(yè)，編輯于2023年，星期四(2)染色體組數(shù)目的判斷：①據(jù)染色體形態(tài)判斷：細(xì)胞內(nèi)形態(tài)相同的染色體有幾條，則含有幾個(gè)染色體組。如下圖所示的細(xì)胞中，形態(tài)相同的染色體在a中有3條、b中兩兩相同、c中各不相同，則可判定它們分別含三個(gè)、二個(gè)、一個(gè)染色體組。第十六頁(yè)，共六十二頁(yè)，編輯于2023年，星期四②據(jù)基因型判斷：控制同一性狀的基因出現(xiàn)幾次，就含幾個(gè)染色體組——每個(gè)染色體組內(nèi)不含等位基因或相同基因，如圖所示：(d～g中依次含四、二、三、一個(gè)染色體組)第十七頁(yè)，共六十二頁(yè)，編輯于2023年，星期四③據(jù)染色體數(shù)/形態(tài)數(shù)的比值判斷：染色體數(shù)/形態(tài)數(shù)的比值意味著每種形態(tài)染色體數(shù)目的多少，每種形態(tài)染色體有幾條，即含幾個(gè)染色體組。如果蠅該比值為8條/4種形態(tài)＝2，則果蠅含二個(gè)染色體組。第十八頁(yè)，共六十二頁(yè)，編輯于2023年，星期四3．單倍體、二倍體與多倍體的比較單倍體二倍體多倍體概念體細(xì)胞中含有本物種配子染色體數(shù)目的個(gè)體由受精卵發(fā)育而來(lái)，體細(xì)胞含有二個(gè)染色體組的個(gè)體由受精卵發(fā)育而來(lái)，體細(xì)胞中含有三個(gè)或三個(gè)以上染色體組的個(gè)體染色體組一至多個(gè)二三個(gè)或三個(gè)以上第十九頁(yè)，共六十二頁(yè)，編輯于2023年，星期四單倍體二倍體多倍體形成過(guò)程第二十頁(yè)，共六十二頁(yè)，編輯于2023年，星期四單倍體二倍體多倍體舉例蜜蜂的雄蜂幾乎全部的動(dòng)物和過(guò)半數(shù)的高等植物香蕉(三倍體)；馬鈴薯(四倍體)；八倍體小黑麥第二十一頁(yè)，共六十二頁(yè)，編輯于2023年，星期四[自讀教材·夯基礎(chǔ)]純合子性狀分離縮短育種年限單倍體第二十二頁(yè)，共六十二頁(yè)，編輯于2023年，星期四2．多倍體育種[填空](1)方法：第二十三頁(yè)，共六十二頁(yè)，編輯于2023年，星期四(2)優(yōu)點(diǎn)：多倍體植株的莖稈

，葉片、果實(shí)和種子都

，糖類和蛋白質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的含量也有所

。(3)人工誘導(dǎo)：①方法：用

處理或用低溫處理。②處理對(duì)象：

的種子或

。③原理：能夠抑制

的形成，導(dǎo)致染色體不能移向細(xì)胞的兩極，從而使染色體數(shù)目

。(4)實(shí)例：三倍體無(wú)子西瓜的培育。粗壯比較大增加秋水仙素萌發(fā)幼苗紡錘體加倍第二十四頁(yè)，共六十二頁(yè)，編輯于2023年，星期四1．為什么單倍體育種能明顯縮短育種年限？提示：?jiǎn)伪扼w育種所得植株是純合子，自交產(chǎn)生的子代不會(huì)發(fā)生性狀分離。2．煙草是四倍體，其配子中含有24條染色體。(1)分析煙草的一個(gè)染色體組中含有多少條染色體？(2)思考由煙草的花粉細(xì)胞經(jīng)花藥離體培養(yǎng)而成的植株是幾倍體？提示：(1)12條。(2)單倍體。第二十五頁(yè)，共六十二頁(yè)，編輯于2023年，星期四3．三倍體香蕉通過(guò)什么方式繁殖后代？為什么？提示：無(wú)性繁殖。因?yàn)橄憬扼w細(xì)胞中含有三個(gè)染色體組，在減數(shù)分裂時(shí)聯(lián)會(huì)紊亂，不能產(chǎn)生正常的配子，故香蕉的果實(shí)里幾乎沒(méi)有種子，只能通過(guò)無(wú)性繁殖方式產(chǎn)生后代。第二十六頁(yè)，共六十二頁(yè)，編輯于2023年，星期四[跟隨名師·解疑難]1．單倍體育種、多倍體育種的比較單倍體育種多倍體育種原理染色體變異染色體變異常用方法花粉離體培養(yǎng)，然后進(jìn)行人工誘導(dǎo)使染色體數(shù)目加倍，形成純合子秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗優(yōu)點(diǎn)明顯縮短育種年限操作簡(jiǎn)單，可在較短時(shí)間獲得所需類型第二十七頁(yè)，共六十二頁(yè)，編輯于2023年，星期四單倍體育種多倍體育種缺點(diǎn)技術(shù)復(fù)雜，需與雜交育種配合適用于植物，在動(dòng)物方面難以開(kāi)展舉例抗病植株的快速育成三倍體無(wú)子西瓜、甜菜第二十八頁(yè)，共六十二頁(yè)，編輯于2023年，星期四2.三倍體無(wú)子西瓜的培育過(guò)程第二十九頁(yè)，共六十二頁(yè)，編輯于2023年，星期四(1)關(guān)于兩次傳粉：第一次傳粉是雜交得到三倍體種子，第二次傳粉是為了刺激子房發(fā)育成果實(shí)。(2)用秋水仙素處理二倍體西瓜幼苗使之成為四倍體，秋水仙素應(yīng)處理萌發(fā)的種子或幼苗。因?yàn)槊劝l(fā)的種子、幼苗具有分生能力，細(xì)胞進(jìn)行有絲分裂，秋水仙素處理后可達(dá)到使產(chǎn)生的新細(xì)胞染色體數(shù)目加倍的目的。(3)秋水仙素處理幼苗后，分生組織分裂產(chǎn)生的莖、葉、花等染色體數(shù)目加倍，而未處理的如根部細(xì)胞染色體數(shù)目不變。第三十頁(yè)，共六十二頁(yè)，編輯于2023年，星期四第三十一頁(yè)，共六十二頁(yè)，編輯于2023年，星期四[例1]染色體之間的交叉互換可能導(dǎo)致染色體的結(jié)構(gòu)或基因序列的變化。下列圖中，甲、乙兩圖分別表示兩種染色體之間的交叉互換模式，丙、丁、戊圖表示某染色體變化的三種情形。則下列有關(guān)敘述正確的是(

)第三十二頁(yè)，共六十二頁(yè)，編輯于2023年，星期四A．甲可以導(dǎo)致戊的形成B．甲可以導(dǎo)致丁或戊兩種情形的形成C．乙可以導(dǎo)致戊的形成D．乙可以導(dǎo)致丙的形成第三十三頁(yè)，共六十二頁(yè)，編輯于2023年，星期四[思路點(diǎn)撥]第三十四頁(yè)，共六十二頁(yè)，編輯于2023年，星期四[精講精析]

甲屬于同源染色體之間的交叉互換，乙屬于非同源染色體之間的交叉互換。同源染色體之間的交換只能是成對(duì)基因或等位基因之間的交換，不會(huì)有“新”基因(f、k)加入，因此甲→戊是不正確的，但甲可以導(dǎo)致丁的產(chǎn)生；乙中的交換可以獲得相應(yīng)染色體原來(lái)沒(méi)有的基因，乙→戊是正確的；丙沒(méi)有“新”基因，出現(xiàn)了重復(fù)片段，因此乙→丙是不正確的。[答案]

C第三十五頁(yè)，共六十二頁(yè)，編輯于2023年，星期四交叉互換染色體易位圖解區(qū)別發(fā)生于同源染色體的非姐妹染色單體之間發(fā)生于非同源染色體之間可導(dǎo)致等位基因互換可改變基因排列順序在顯微鏡下觀察不到可在顯微鏡下觀察到第三十六頁(yè)，共六十二頁(yè)，編輯于2023年，星期四[例2]

分析下列圖形中各細(xì)胞內(nèi)染色體組成情況，并回答相關(guān)問(wèn)題。第三十七頁(yè)，共六十二頁(yè)，編輯于2023年，星期四(1)一般情況下，一定屬于單倍體生物體細(xì)胞染色體組成的圖是________。(2)圖C中含______個(gè)染色體組，每個(gè)染色體組含______條染色體，由C細(xì)胞組成的生物體可育嗎？如何處理才能產(chǎn)生有性生殖的后代？_____________________________________。(3)對(duì)于有性生殖生物而言，在_____________________時(shí)，由B細(xì)胞組成的生物體是二倍體；在_____________________時(shí)，由B細(xì)胞組成的生物體是單倍體。(4)假若A細(xì)胞組成的生物體是單倍體，則其正常物種體細(xì)胞內(nèi)含______個(gè)染色體組。(5)基因型分別為AAaBbb、AaBB、AaaaBBbb及Ab的體細(xì)胞，其染色體組成應(yīng)依次對(duì)應(yīng)圖A～D中的____________。第三十八頁(yè)，共六十二頁(yè)，編輯于2023年，星期四[思路點(diǎn)撥]第三十九頁(yè)，共六十二頁(yè)，編輯于2023年，星期四[精講精析]

(1)單倍體即由配子發(fā)育來(lái)的個(gè)體，圖D中只含一個(gè)染色體組，應(yīng)屬二倍體配子類型，符合單倍體體細(xì)胞染色體組成狀況。(2)圖C中相同形態(tài)的染色體有三條，故含三個(gè)染色體組。(3)由合子發(fā)育來(lái)的個(gè)體有幾個(gè)染色體組即幾倍體，由配子發(fā)育來(lái)的個(gè)體無(wú)論有幾個(gè)染色體組均屬單倍體。(4)A細(xì)胞含四個(gè)染色體組，若A為單倍體的細(xì)胞，則其正常物種體細(xì)胞應(yīng)含八個(gè)染色體組。(5)AAaBbb含三個(gè)染色體組，AaBB含兩個(gè)染色體組，AaaaBBbb含四個(gè)染色體組，Ab含一個(gè)染色體組，它們分別對(duì)應(yīng)圖C、B、A、D。第四十頁(yè)，共六十二頁(yè)，編輯于2023年，星期四[答案]

(1)D

(2)三3不可育。用秋水仙素處理其幼苗，誘導(dǎo)使之發(fā)生染色體數(shù)目加倍(3)該個(gè)體由受精卵發(fā)育而來(lái)該個(gè)體由未受精的生殖細(xì)胞直接發(fā)育而來(lái)(4)八(5)C、B、A、D第四十一頁(yè)，共六十二頁(yè)，編輯于2023年，星期四(1)確認(rèn)染色體組：看相同形態(tài)的染色體有幾條(一個(gè)染色體組內(nèi)不含相同形態(tài)的染色體)，即為幾個(gè)染色體組。(2)確認(rèn)幾倍體：應(yīng)先看是否由合子發(fā)育而來(lái)——凡由合子發(fā)育而來(lái)，有幾個(gè)染色體組即為幾倍體，凡由配子發(fā)育而來(lái)，無(wú)論有幾個(gè)染色體組均為單倍體。(3)確認(rèn)是否可育：應(yīng)看有無(wú)成對(duì)的同源染色體，同源染色體奇數(shù)時(shí)，因減數(shù)分裂聯(lián)會(huì)紊亂而不育；無(wú)同源染色體或染色體雖為偶數(shù)但來(lái)源不同(如1條來(lái)自甲物種，另一條來(lái)自乙物種的人為融合)時(shí)，因減數(shù)分裂不能聯(lián)會(huì)而不育。第四十二頁(yè)，共六十二頁(yè)，編輯于2023年，星期四[例3]

(2012·江蘇高考改編)科學(xué)家將培育的異源多倍體的抗葉銹病基因轉(zhuǎn)移到普通小麥中，育成了抗葉銹病的小麥，育種過(guò)程見(jiàn)下圖。圖中A、B、C、D表示4個(gè)不同的染色體組，每組有7條染色體，C染色體組中含攜帶抗病基因的染色體。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：第四十三頁(yè)，共六十二頁(yè)，編輯于2023年，星期四第四十四頁(yè)，共六十二頁(yè)，編輯于2023年，星期四(1)異源多倍體是由兩種植物AABB與CC遠(yuǎn)緣雜交形成的后代，經(jīng)________方法培育而成。(2)雜交后代①染色體組的組成為_(kāi)_______，進(jìn)行減數(shù)分裂時(shí)形成________個(gè)四分體，體細(xì)胞中含有________條染色體。(3)雜交后代②中C組的染色體減數(shù)分裂時(shí)易丟失，這是因?yàn)闇p數(shù)分裂時(shí)這些染色體________。(4)為使雜交后代③的抗病基因穩(wěn)定遺傳，常用射線照射花粉，使含抗病基因的染色體片段轉(zhuǎn)接到小麥染色體上，這種變異稱為_(kāi)_______。第四十五頁(yè)，共六十二頁(yè)，編輯于2023年，星期四[思路點(diǎn)撥]第四十六頁(yè)，共六十二頁(yè)，編輯于2023年，星期四[精講精析]

(1)一定濃度的秋水仙素能抑制紡錘體的形成，從而使分裂的細(xì)胞染色體數(shù)目增加，經(jīng)培養(yǎng)后得到所需多倍體植株。(2)異源多倍體AABBCC經(jīng)減數(shù)分裂得到的配子為ABC，普通小麥AABBDD植株經(jīng)減數(shù)分裂得到的配子是ABD，所以雜交后代①的染色體組的組成為AABBCD；題干中指出A、B、C、D表示4個(gè)不同的染色體組，每組有7條染色體，雜交后代①AABBCD在減數(shù)分裂時(shí)AA能形成7個(gè)四分體，BB能形成7個(gè)四分體，CD因?yàn)槭欠峭搓P(guān)系，不能形成四分體；雜交后代①AABBCD中含有的染色體條數(shù)為6×7＝42(條)。第四十七頁(yè)，共六十二頁(yè)，編輯于2023年，星期四(3)在減數(shù)分裂時(shí)，C組染色體因?yàn)闆](méi)有同源染色體配對(duì)，聯(lián)會(huì)紊亂，所以在減數(shù)分裂時(shí)易丟失。(4)染色體結(jié)構(gòu)變異主要包括4種類型：①缺失，②增添，③倒位，④易位，其中含抗病基因的染色體片段轉(zhuǎn)接到小麥染色體上，這種變異屬于染色體結(jié)構(gòu)變異中的易位。第四十八頁(yè)，共六十二頁(yè)，編輯于2023年，星期四[答案]

(1)秋水仙素誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍(2)AABBCD

14

42(3)無(wú)同源染色體配對(duì)(4)染色體結(jié)構(gòu)變異第四十九頁(yè)，共六十二頁(yè)，編輯于2023年，星期四1．探究低溫、秋水仙素、工業(yè)廢水等對(duì)細(xì)胞分裂中染色體數(shù)目或行為的影響。2．依據(jù)育種目標(biāo)，利用染色體變異原理設(shè)計(jì)育種程序。第五十頁(yè)，共六十二頁(yè)，編輯于2023年，星期四典例剖析某校生物興趣小組學(xué)生開(kāi)展“不同濃度的工業(yè)廢水對(duì)細(xì)胞分裂過(guò)程中染色體行為的影響”的課題研究。他們到一造紙廠污水排出口采集了水樣，并將過(guò)濾后的濾液作為原液。(1)實(shí)驗(yàn)原理：蠶豆根生長(zhǎng)過(guò)程中吸收污染物后，根尖分生區(qū)細(xì)胞通常會(huì)出現(xiàn)染色體斷裂。這些斷裂的染色體會(huì)與細(xì)胞核分開(kāi)，單獨(dú)存在于細(xì)胞質(zhì)而成為微核。(2)材料用具：蠶豆種子、10%的鹽酸解離液、龍膽紫染液、蒸餾水、培養(yǎng)皿、量筒、顯微鏡、載玻片、蓋玻片等。第五十一頁(yè)，共六十二頁(yè)，編輯于2023年，星期四(3)方法與步驟：①將蠶豆種子用蒸餾水浸泡一天，吸水膨脹后放在培養(yǎng)皿中，保持溫暖濕潤(rùn)，待其發(fā)根。②用蒸餾水稀釋原液，_____________________________；③_____________________________________________；④一段時(shí)間后，規(guī)范制作臨時(shí)裝片；⑤____________________________________________。第五十二頁(yè)，共六十二頁(yè)，編輯于2023年，星期四(4)預(yù)測(cè)結(jié)果并作分析：①_____________________________________________________________________________________________。②_____________________________________________________________________________________________。③_____________________________________________________________________________________________。第五十三頁(yè)，共六十二頁(yè)，編輯于2023年，星期四[解析]

欲確認(rèn)不同濃度的工業(yè)廢水對(duì)細(xì)胞分裂過(guò)程中染色體行為的影響，宜配制不同濃度廢水作實(shí)驗(yàn)組用水，并設(shè)置等量蒸餾水處理組作對(duì)照組，通過(guò)比較實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組處理后細(xì)胞內(nèi)“微核”存在狀況，分析結(jié)果，得出結(jié)論。第五十四頁(yè)，共六十二頁(yè)，編輯于2023年，星期四[答案]

(3)②配成3種不同濃度的溶液置于若干個(gè)培養(yǎng)皿中并編號(hào)(至少3個(gè))③將等量的狀態(tài)相同的生根蠶豆種子移入盛有不同濃度廢水的培養(yǎng)皿中培養(yǎng)一段時(shí)間；另