幻灯片 1第2讲 染色体变异
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一、染色体变异的概念和种类
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幻灯片 8（教师资源·备选题库）
1.（2013年黄冈模拟）下列有关变异的说法正确的是（ ）
A.染色体中DNA的一个碱基缺失属于染色体结构变异
B.染色体变异、基因突变均可以用光学显微镜直接观察
C.在有性生殖过程中发生基因重组
D.秋水仙素诱导多倍体形成的原因是促进染色单体分离使染色体增倍
解析：染色体中DNA的一个碱基缺失属于基因突变。染色体变异可以用光学显微镜直接观察而基因突变一般不可以用光学显微镜直接观察。秋水仙素诱导多倍体形成的原因是抑制纺锤体的形成，染色体无法分离进入两个细胞而使染色体加倍。
答案：C
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2.（2013年福州模拟）下列有关基因突变、基因重组和染色体变异的叙述，不正确的是（ ）
A.三倍体无子西瓜的培育过程利用了染色体变异的原理
B.基因突变、基因重组和染色体变异决定了生物进化的方向
C.基因重组可以产生新的基因型
D.基因突变不一定都会引起生物性状的改变
解析：基因突变、基因重组、染色体变异是可遗传的变异，变异是不定向的，自然选择决定生物进化的方向。
答案：B
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幻灯片 103.基因型为Aa的幼苗经秋水仙素处理后长成的植株，细胞减数分裂产生的配子的种类及其比例是（ ）
A.AA∶aa＝1∶1
B.AA∶Aa∶aa＝1∶2∶1
C.Aa∶Aa＝1∶1
D.AA∶Aa∶aa＝1∶4∶1
解析：基因型为Aa的幼苗经秋水仙素处理后长成的植株的基因型为AAaa，等位基因分离，非等位基因自由组合，A和A组合为AA，A和a组合为Aa，a和a组合为aa，结果AA∶Aa∶aa＝1∶4∶1。
答案：D
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幻灯片 114.（2010年高考安徽卷）如图所示，科研小组用60Co照射棉花种子，诱变当代获得棕色（纤维颜色）新性状，诱变1代获得低酚（棉酚含量）新性状。已知棉花的纤维颜色由一对基因（A、a）控制，棉酚含量由另一对基因（B、b）控制，两对基因独立遗传。
（1）两个新性状中，棕色是 性状，低酚是 性状。
（2）诱变当代中，棕色、高酚的棉花植株基因型是 ，白色、高酚的棉花植株基因型是 。
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幻灯片 12（3）棕色棉抗虫能力强，低酚棉产量高。为获得抗虫高产棉花新品种，研究人员将诱变1代中棕色、高酚植株自交，每株自交后代种植在一个单独的区域，从 的区域中得到纯合棕色、高酚植株。请你利用该纯合体作为一个
亲本，再从诱变1代中选择另一个亲本，设计一方案，尽快选育出抗虫高产（棕色、低酚）的纯合棉花新品种（用遗传图解和必要的文字表示）。
解析：（1）由诱变当代自交，诱变1代发生性状分离可确定棕色为显性性状，低酚是隐性性状。（2）由诱变当代棕色、高酚自交结果，颜色发生性状分离，高酚稳定遗传，可确定棕色高酚植株的基因型为AaBB，同理可确定白色高酚植株的基因型为aaBb。
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（3）诱变1代中棕色高酚植株有纯合AABB和杂合的AaBB，自交不发生性状分离的为纯合体AABB。要培育棕色低酚的纯合植株AAbb，需用AABB植株与诱变1代的白色低酚aabb植株杂交，因要求尽快选育新品种则需用可明显缩短育种年限的单倍体育种方法育种。
答案：（1）显性 隐性 （2）AaBB aaBb
（3）不发生性状分离（或全为棕色棉，或没有出现白色棉）
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幻灯片 15考点一 染色体结构变异的产生与类型
1.产生原因与结果
（1）产生：在某些自然或人为因素的作用下，染色体可能发生断裂，断裂端具有愈合和重接的能力。当染色体在不同区段发生断裂后，在同一条染色体内或不同染色体之间以不同的方式重接时就会导致各种结构变异的出现。
（2）结果：染色体结构变异都会使排列在染色体上的基因的数目或排列顺序发生改变，从而导致性状的改变。
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幻灯片 162.类型
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幻灯片 183.染色体结构变异和基因突变的区别
由于染色体是基因的主要载体，基因在染色体上呈线性排列，因此基因突变只是染色体上的某一位点上基因的改变，有可能产生新的基因，而染色体变异改变的是一些基因的数量、排列顺序。
［特别提醒］
（1）染色体易位是非同源染色体之间的片段交换。在减数分裂四分体时期，同源染色体的非姐妹染色单体之间的交叉互换是基因重组。
（2）染色体变异，可以用显微镜直接观察，属细胞水平变异。
（3）基因突变无法通过显微镜直接观察，只能通过性状变异来推断是否发生变异，属分子水平变异。
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1.右图中①和②表示发生在常染色体上的变异。①和②所表示的变异类型分别属于（ ）
A.重组和易位
B.易位和易位
C.易位和重组
D.重组和重组
解析：①图表示的是同源染色体形成的四分体发生了非姐妹染色单体的交叉互换，属于基因重组。②图表示染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上，属于染色体结构变异中的易位。
答案：A
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幻灯片 20考点二 二倍体、多倍体、单倍体的比较及应用
1.单倍体与单倍体基因组
（1）单倍体：体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体，这种个体可能含有一个或多个染色体组。
（2）单倍体基因组
①无性别区分的生物：一个染色体组的染色体上所有的基因。
②有性别区分的生物：常染色体的一半＋XY（ZW）性染色体上的所有基因。
2.单倍体、二倍体和多倍体的判断
根据二倍体和多倍体的概念，判别二倍体和多倍体时，以体细胞中具有的染色体组数为依据。
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幻灯片 21体细胞中含两个染色体组的个体为二倍体，含三个染色体组的个体为三倍体。一般来说体细胞中含三个或三个以上染色体组的个体，可以称为多倍体。单倍体是体细胞中含本物种配子染色体数目的个体，判断的依据不是染色体组数，而是染色体数目，并且以本物种配子的染色体数目作为参照对象。
（1）如果生物体由受精卵（或合子）发育而成，其体细胞中有几个染色体组，该生物就是几倍体。
（2）如果生物体是由生殖细胞——卵细胞或花粉直接发育而成，则无论体细胞中含几个染色体组，都叫单倍体。
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幻灯片 223.单倍体、二倍体与多倍体的比较
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幻灯片 244.染色体组的判定方法
（1）染色体组是指细胞中形态和功能各不相同，但是携带着控制一种生物生长、发育、遗传和变异的全部信息的一组非同源染色体。一个染色体组所含染色体的特点：
①一个染色体组中不含同源染色体。
②一个染色体组中所含的染色体形态、大小和功能各不相同。
③一个染色体组中含有控制物种生物性状的一整套基因，但不能重复。（即含一整套基因）
（2）要确定某生物体细胞中染色体组的数目，可从以下几个方面考虑：
①细胞中同种形态的染色体有几条，细胞内就含有几个染色体组。（如图一）
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幻灯片 25②根据基因型判断细胞中的染色体数目，根据细胞的基因型确定控制每一性状的基因出现的次数，该次数就等于染色体组数。如基因型AAaaBBbb的细胞生物体含有4个染色体组。（如图二）
③根据染色体的数目和染色体的形态数来推算，染色体组的数目＝染色体数/染色体形态数。
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幻灯片 265.应用：多倍体育种和单倍体育种的比较
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幻灯片 28［特别提醒］
无子番茄和无子西瓜培育过程及遗传特点比较
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2.根据如图所示的细胞图，回答下列问题：
（1）细胞中含有一个染色体组的是 图。
（2）细胞中含有两个染色体组的是 图。
（3）细胞中含有三个染色体组的是 图。
（4）细胞中含有四个染色体组的是 图。
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解析：在细胞内，形态相同的染色体有几条，就含有几个染色体组，如E图，每种形态的染色体有四条，所以是四个染色体组。在细胞内，含有同音字母有几个，就是含有几个染色体组，如D图，同音字母仅有一个，所以该图只有一个染色体组。由此可知：E、F图含有四个染色体组；A、B图含有三个染色体组；C、H图含有两个染色体组；D、G图含有一个染色体组。
答案：（1）D、G （2）C、H （3）A、B （4）E、F
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幻灯片 31考点三 三种可遗传变异的比较
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幻灯片 35［特别提醒］
（1）三种可遗传变异的共性是均引起了遗传物质的变化，与仅由环境条件改变而引起的不可遗传变异有本质区别。
（2）基因突变、基因重组、染色体变异都会引起遗传物质的改变，均属可遗传的变异，但不一定都能传给后代。
（3）基因突变是DNA分子水平上的变化；染色体变异是染色体结构或数目的变异，属于细胞水平上的变化。
（4）基因重组的实质是基因和基因的重新组合，自然情况下在减数分裂过程中才能发生。但在人工操作下也可实现，如基因工程。
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3.（2013年成都模拟）下图表示番茄植株（HhRr）作为实验材料培育新品种的途径。请据图分析回答：
（1）通过途径2、3获得幼苗的过程都应用了植物组织培养技术，该技术依据的生物学原理是 。
（2）要尽快获得稳定遗传的优良品种应采用途径 ，该过程中秋水仙素的作用机理是 。
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幻灯片 37（3）品种A与途径3中幼苗基因型相同的概率为 ，品种C的基因型是 。
（4）品种C与B是否为同一个物种， ，原因是 。
（5）途径4依据的原理是 ，此途径与杂交育种相比，最突出的优点是 。
解析：（1）通过途径2和3，植物由细胞发育成了个体（幼苗），体现了细胞的全能性。（2）二倍体植株通过单倍体育种获得的个体都是纯合子，育种时间短，且稳定，在该过程要使用秋水仙素，其作用是抑制细胞分裂时形成纺锤体。 （3）通过途径3获得的幼苗的基因型与母本一样，为HhRr，通过途径1杂交育种获得的个体中HhRr占个体总数的1/4；正常体细胞加倍后其基因型由HhRr→HHhhRRrr。
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（4）品种C属于四倍体，品种B是二倍体，不属于同一物种，因为它们杂交后代是三倍体，不能再繁殖后代。（5）途径4的处理手段是用β射线处理，属于诱变育种，其原理是基因突变，这种方法虽然突变率低，但能够产生新基因，是进一步育种的基础。
答案：（1）细胞的全能性 （2）2 抑制细胞分裂时形成纺锤体 （3）1/4 HHhhRRrr （4）否 存在生殖隔离 （5）基因突变 能够产生新基因
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低温诱导植物染色体的变化
1.实验原理
（1）正常进行有丝分裂的组织细胞，在分裂后期着丝点分裂后，子染色体在纺锤体作用下分别移向两极，进而平均分配到两个子细胞中去。
（2）低温可抑制纺锤体形成，阻止细胞分裂，导致细胞染色体数目加倍（如图）。
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幻灯片 402.实验流程
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幻灯片 413.基本技术要求
（1）为了能观察到细胞在生活状态下的内部结构，必须先将细胞固定。
（2）在进行本实验的过程中，和观察植物细胞的有丝分裂一样，所观察的细胞已经被盐酸杀死了，最终在显微镜下看到的是死细胞。
（3）选材的时候必须选用能够进行分裂的分生组织细胞，不分裂的细胞染色体不复制，不会出现染色体加倍的情况。
［特别提醒］
注意“低温诱导植物染色体数目的变化”实验中各步骤时间控制。
（1）解离时间：3～5 min，不宜过长也不宜过短。过长，根尖过于酥软，无法捞起，导致以后的制片工作无法进行；过短，组织中的细胞没有相互分离开来，给下一步的染色和制片工作造成困难。
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（2）漂洗时间：10 min，不宜过短，否则解离液未洗去，染色困难。
（3）染色时间：3～5 min，不宜过长也不宜过短。时间过长，染色过度，导致细胞中一片颜色（与染色液相同），分不清哪是染色体（质），无法观察；时间过短，染色体（质）着色浅，也不易区分染色体（质）与其他结构，无法观察。
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4.（2013年深圳模拟）以下材料选自某同学所做实验的部分记录。
实验名称：低温诱导植物染色体数目的变化。
实验步骤：
①培养固定：将洋葱放在装满清水的广口瓶上，待根长出1 cm左右，剪取根尖0.5～1 cm，置于盛有清水的培养皿内，并在冰箱的冷藏室诱导培养36 h。将诱导后的根尖放入卡诺氏液中浸泡0.5～1 h，然后用体积分数为95%的酒精冲洗两次。
②装片制作：解离→染色→漂洗→制片。
③观察：先用低倍镜寻找染色体形态较好的分裂相，确认某个细胞染色体发生数目变化后，再用高倍镜观察。
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幻灯片 44实验结论：低温条件下根尖所有细胞染色体数目都加倍。问题：
（1）请将上述内容中错误之处予以改正。_________________ ___________________________________________________________。
（2）低温导致染色体加倍的原因是__________________________ ________________________________________________________。
如果要探究诱导染色体数目变化的最适温度，请写出简单的设计思路：_______________________________________________________ ___________________________。
（3）洋葱体细胞的一个细胞周期约为12 h。某同学利用洋葱根尖观察细胞有丝分裂，得到了如下结果。
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上述样本1和样本2表示 ，间期为 h。
解析：（1）剪去根尖后，根尖将失去营养物质的供给，细胞将随之失去分裂能力，故应将整个装置放入冰箱的冷藏室中进行诱导培养；
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幻灯片 46装片的制作步骤不正确，应当在解离之后随之漂洗；在低温诱导下可能部分细胞染色体数目发生变化，也可能诱导不成功都没有发生变化。 （2）低温导致染色体加倍是通过抑制纺锤体的形成来实现，使加倍的染色体不能平均分配到两个子细胞中去，从而导致细胞中染色体数目的加倍；要探究诱导染色体数目变化的最适温度，应将温度作为实验变量，设置不同系列温度形成相互对照，然后观察比较结果，其中染色体数目变化最明显的结果所对应的温度为最适温度。（3）样本1和样本2是在不同视野中观察到的细胞分裂各时期的细胞数目，间期的时长计算要根据间期细胞数目与计数细胞的总数以及一个细胞周期所经历的时间来确定，其计算式为12×（85/100）＝10.2（h）。
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答案：（1）①应将整个培养装置放入冰箱的低温室内；②装片制作顺序应为：解离→漂洗→染色→制片；③实验结论应为：部分细胞染色体数目发生变化或者没有细胞发生染色体数目变化
（2）抑制纺锤体的形成和细胞分裂 设置不同温度梯度的对照组，观察并比较结果 （3）两个不同视野所看到的处在分裂各期的细胞数目 10.2
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幻灯片 48类型一 染色体组的概念
［例1］ 下图为果蝇体细胞染色体组成示意图，以下说法正确的是（ ）
A.果蝇的一个染色体组含有的染色体是Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X、Y
B.X染色体上的基因控制的性状遗传，均表现为性别差异
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C.果蝇体内细胞，除生殖细胞外都只含有两个染色体组
D.Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X（或Y）四条染色体携带了控制果蝇生长发育所需的全部遗传信息
［听课记录］ 染色体组是细胞中的一组非同源染色体，它们的形态和功能各不相同，但是携带了一种生物生长发育的全部遗传信息。图示果蝇的一个染色体组为Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X（或Y）；X、Y染色体的同源片段上的基因控制的性状通常没有性别差异；果蝇的体细胞在进行有丝分裂的分裂期的后期有4个染色体组。
［答案］ D
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幻灯片 50类型二 染色体结构与数目变异的分析
［例2］ （2013年温州八校联考）某些类型的染色体结构和数目的变异，可通过对细胞有丝分裂中期或减数第一次分裂时期的观察来识别。a、b、c、d为某些生物减数第一次分裂时期染色体变异的模式图，它们依次属于（ ）
A.三倍体、染色体片段增加、三体、染色体片段缺失
B.三倍体、染色体片段缺失、三体、染色体片段增加
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C.三体、染色体片段增加、三倍体、染色体片段缺失
D.染色体片段缺失、三体、染色体片段增加、三倍体
［听课记录］ a中细胞内右下的染色体为3条，其他染色体都成对，是个别染色体数目变异；b中多了片段4，是染色体片段重复；c属于三倍体；d中3、4片段缺失。
［答案］ C
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幻灯片 53类型三 遗传和变异的知识
［例3］ 生物中缺失一条染色体的个体叫单体（2n－1）。大多数动物的单体不能存活，但在黑腹果蝇（2n＝8）中，点状染色体（4号染色体）缺失一条也可以存活，而且能够繁殖后代，常用来进行遗传学研究。分析回答：
（1）从变异类型看，单体属于 。某4号染色体单体果蝇体细胞染色体组成如图所示，该果蝇所产生的配子中的染色体数目为 。
（2）果蝇群体中存在短肢个体，短肢基因位于常染色体上，短肢果蝇个体与纯合正常肢个体交配得F1，F1自由交配得F2，子代的表现型及比例如表所示。
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幻灯片 54
现利用非单体的短肢果蝇与纯合正常肢4号染色体单体果蝇交配，探究短肢基因是否位于4号染色体上：
实验步骤：①非单体的短肢果蝇个体与纯合正常肢4号染色体单体果蝇交配，获得子代；②统计子代的性状表现并记录。实验结果预测及结论：若子代果蝇 ，则说明短肢基因位于4号染色体上；若子代果蝇 ，则说明短肢基因不位于4号染色体上。
［听课记录］ 本题考查遗传与变异。（1）生物中缺失一条染色体的个体叫单体，因此从变异类型看，单体属于染色体（数目）变异；该果蝇含三对半染色体，因此产生的配子中的染色体数目为4条或3条。
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幻灯片 55
（2）由于短肢基因位于常染色体上，且短肢果蝇个体与纯合正常肢个体交配得F1全为正常肢，F1自由交配得F2正常肢∶短肢＝3∶1，因此短肢为隐性，正常肢为显性。设正常肢和短肢基因分别为A和a，若非单体的短肢果蝇个体（aa）与纯合正常肢4号染色体单体果蝇（A0）交配，获得子代果蝇正常肢∶短肢＝1∶1，则短肢基因必位于4号染色体上，否则短肢基因不位于4号染色体上。
［答案］ （1）染色体（数目）变异 4条或3条 （2）正常肢∶短肢＝1∶1 全为正常肢
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幻灯片 57本小节结束
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