（江蘇專用）2019年高考生物一輪總復習 第7單元 生物的變異與進化 第2講 染色體變異學案

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1、 第2講　染色體變異 考綱考情 考查內(nèi)容 等級要求 考查詳情 染色體結(jié)構(gòu)變異和數(shù)目變異 B 17年—非選—T27以文字敘述形式考查染色體變異 17年—非選—T30第4小題通過考查變異的類型來考查染色體變異 16年—單選—T14染色體結(jié)構(gòu)變異 15年—單選—T10染色體組 14年—單選—T7染色體變異中的結(jié)構(gòu)變異和數(shù)目變異 知識整合 一、染色體結(jié)構(gòu)變異 1．染色體變異包括：染色體__________變異和染色體 __________變異。 2．如圖所示，已知某物種的一條染色體上依次排列著M

2、、N、O、P、Q五個基因，下面列出的若干種變化中，分別屬于何種變異 A：________________； B：________________； C：________________； D：________________。 3．染色體結(jié)構(gòu)的改變，會使排列在染色體上的______的排列順序或數(shù)目發(fā)生改變，而導致性狀的變異。 二、染色體數(shù)目變異 1．類型：染色體數(shù)目的變異包括細胞內(nèi)的________的增加或減少和細胞內(nèi)的染色體以________________的形式成倍地增加或減少。 2．染色體組：細胞內(nèi)的一組________________，在________和_____

3、___上各不相同，但又相互協(xié)調(diào)，共同控制生物的________、________、________和________，這樣的一組染色體叫做一個染色體組。 3．二倍體、多倍體和單倍體 (1)二倍體：由________發(fā)育而來的個體，體細胞中含有________個染色體組的個體叫做二倍體。自然界中，幾乎全部動物和過半的高等植物都是二倍體，例：人，果蠅和玉米。 (2)多倍體 ①概念：由________發(fā)育而來的個體，體細胞中含有________________染色體組的個體叫做________倍體。例：香蕉是________，馬鈴薯是________。 ②人工誘導多倍體的方法：用_____

4、___或________處理________________________。 ③原理：秋水仙素或低溫處理能夠________________，導致染色體不能移向細胞兩極，引起細胞內(nèi)染色體數(shù)目加倍。 ④多倍體植株的特點 優(yōu)點：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 缺點：________________________________

5、________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)單倍體 ①概念：由________________發(fā)育而來的個體叫做單倍體。例：蜜蜂的雄蜂。 ②形成原因：自然界產(chǎn)生單倍體的原因：單性生殖，如蜜蜂的孤雌生殖。 人工誘導單倍體的方法：________________________。 ③單倍體植株的特點：________________________________________。 ④單倍體育種

6、過程：________________形成單倍體植株，經(jīng)過________________處理(人工誘導染色體數(shù)目加倍)形成正常生殖的純合子，選擇出新品種。 單倍體育種的優(yōu)點：a.________________________　b．________________________________。考點突破 考點1　染色體結(jié)構(gòu)變異 1．觀察下列圖示，判斷變異類型 已知的染色體及其變異類型： (1)圖示中可在顯微鏡下觀察到的變異類型是缺失、重復和倒位。 (2)基因數(shù)目和排列順序均未變化的變異類型是基因突變。 2．染色體易位與交叉互換的不同點

7、 染色體易位 交叉互換 圖解 染色體角度 發(fā)生于非同源 染色體之間 發(fā)生于同源染色體的 非姐妹染色單體之間 變異類型 屬于染色體結(jié)構(gòu)變異 屬于基因重組 顯微鏡下是 否觀察到 可在顯微鏡下 觀察到 在顯微鏡下 觀察不到 　　例1　(2016·上海高考)導致遺傳物質(zhì)變化的原因有很多，圖8字母代表不同基因，其中變異類型①和②依次是(　　) 　　　　　　　　　　　　　　　　 A．突變和倒位 B．重組和倒位 C．重組和易位 D．易位和倒位 1．(2016·江蘇高考)如圖中甲、乙兩個體的一

8、對同源染色體中各有一條發(fā)生變異(字母表示基因)。下列敘述正確的是(　　) 甲 　　　　乙 　　　　　　　　　　　　　　　　 A．個體甲的變異對表型無影響 B．個體乙細胞減數(shù)分裂形成的四分體異常 C．個體甲自交的后代，性狀分離比為3∶1 D．個體乙染色體沒有基因缺失，表型無異常 考點2　染色體數(shù)目變異 1．染色體組的特點 觀察下圖雄果蠅的染色體組成，概括染色體組的組成特點 (1)從染色體來源看，一個染色體組中不含同源染色體。 (2)從形態(tài)、大小和功能看，一個染色體組中所含的染色體各不相同。 (3)從所含的基因看，一個染色體組中含有控制

9、本物種生物性狀的一整套基因，但不能重復。 2．染色體組數(shù)量的判斷方法 (1)根據(jù)細胞分裂圖像進行識別判斷(適用于二倍體) 減Ⅰ前期 減Ⅰ后期 減Ⅰ末期或 減Ⅱ前期 有絲分裂 后期 圖像 染色體數(shù) 4條 4條 2條 8條 染色體 組數(shù) 2個 2個 1個 4個 生殖細胞中 染色體數(shù) 2條 2條 2條 2條 每個染色 體組中的 染色體數(shù) 2條 2條 2條 2條 　　(2)根據(jù)染色體形態(tài)判斷 細胞內(nèi)形態(tài)相同的染色體

10、有幾條，則含有幾個染色體組。 如圖所示的細胞中所含的染色體組數(shù)分別是：a為3個，b為2個， c為1個。 (3)根據(jù)基因型判斷：控制同一性狀的基因出現(xiàn)幾次，就含幾個染色體組——每個染色體組內(nèi)不含等位或相同基因。如圖所示的細胞中，它們所含的染色體組數(shù)分別是：a為4個，b為2個，c為3個，d為1個。 (4)根據(jù)染色體數(shù)與形態(tài)數(shù)的比值判斷：染色體數(shù)與形態(tài)數(shù)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，即含幾個染色體組。如玉米的體細胞中共有20條染色體，10種形態(tài)，則玉米含有2個染色體組。 3．單倍體、二倍體和多倍體的判斷方式 (1)如果生物體由受精卵(或合子)發(fā)育而成，其

11、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(fā)育而成，則無論體細胞中含有幾個染色體組，都稱為單倍體。 4．單倍體育種與多倍體育種的不同點 觀察下列兩種育種圖示，并對兩種育種方式進行比較。 　　 (1)A為單倍體育種，B為多倍體育種。 (2)比較兩種育種方式 單倍體育種 多倍體育種 原理 染色體數(shù)目以染色體組的形式成倍減少，然后再加倍從而獲得純種 染色體數(shù)目以染色體組的形式成倍增加 方式 花藥離體培養(yǎng)獲得單倍體，再用秋水仙素處理幼苗 秋水仙素處理正在萌發(fā)的種子或幼苗 優(yōu)點 明顯縮短育種年限 器官大，營養(yǎng)

12、成分含量高，產(chǎn)量增加 缺點 技術(shù)復雜，需要與雜交育種配合 適用于植物，動物難以開展。多倍體植物生長周期延長，結(jié)實率降低 　　(3)單倍體并非都不育。二倍體的配子發(fā)育成的單倍體，表現(xiàn)為高度不育；多倍體的配子如含有偶數(shù)個染色體組，則發(fā)育成的單倍體含有同源染色體及等位基因，可育并能產(chǎn)生后代。 (4)單倍體與多倍體育種過程不同。單倍體育種要經(jīng)過花藥離體培養(yǎng)和秋水仙素處理；多倍體育種只用秋水仙素處理這一步驟。 例2　(2017·江蘇高考)研究人員在柑橘中發(fā)現(xiàn)一棵具有明顯早熟特性的變異株，決定以此為基礎培育早熟柑橘新品種。請回答下列問題： (1)要判斷該變異株的育種價值，首先要確定它的_

13、_______物質(zhì)是否發(fā)生了變化。 (2)在選擇育種方法時，需要判斷該變異株的變異類型。如果變異株是個別基因的突變體，則可采用育種方法①，使早熟基因逐漸________，培育成新品種1。為了加快這一進程，還可以采集變異株的________進行處理，獲得高度純合的后代，選育成新品種2，這種方法稱為________育種。 (3)如果該早熟植株屬于染色體組變異株，可以推測該變異株減數(shù)分裂中染色體有多種聯(lián)會方式，由此造成不規(guī)則的____________，產(chǎn)生染色體數(shù)目不等、生活力很低的____________，因而得不到足量的種子。即使得到少量后代，早熟性狀也很難穩(wěn)定遺傳。這種情況下，可考慮選擇育

14、種方法③，其不足之處是需要不斷制備____________，成本較高。 (4)新品種1與新品種3均具有早熟性狀，但其他性狀有差異，這是因為新品種1選育過程中基因發(fā)生了多次________，產(chǎn)生的多種基因型中只有一部分在選育過程中保留下來。 2．(2017·北京高考)玉米(2n＝20)是我國栽培面積最大的作物，近年來常用的一種單倍體育種技術(shù)使玉米新品種選育更加高效。 (1)單倍體玉米體細胞的染色體數(shù)為________，因此在________分裂過程中染色體無法聯(lián)會，導致配子中無完整的________。 (2)研究者發(fā)現(xiàn)一種玉米突變體(S)，用S的花粉給普通玉米授粉，會結(jié)出一定比例的單

15、倍體籽粒(胚是單倍體；胚乳與二倍體籽粒胚乳相同，是含有一整套精子染色體的三倍體。見圖1) ①根據(jù)親本中某基因的差異，通過PCR擴增以確定單倍體胚的來源，結(jié)果見圖2。 從圖2結(jié)果可以推測單倍體的胚是由________發(fā)育而來。 ②玉米籽粒顏色由A、a與R、r兩對獨立遺傳的基因控制，A、R同時存在時籽粒為紫色，缺少A或R時籽粒為白色。紫粒玉米與白粒玉米雜交，結(jié)出的籽粒中紫∶白＝3∶5，出現(xiàn)性狀分離的原因是________。推測白粒親本的基因型是________。 ③將玉米籽粒顏色作為標記性狀，用于篩選S與普通玉米雜交后代中的單倍體，過程如下 請根據(jù)F1籽粒顏色區(qū)分單倍體和二倍體籽

16、粒并寫出與表型相應的基因型____________________________________________________________________。 (3)現(xiàn)有高產(chǎn)抗病白粒玉米純合子(G)、抗旱抗倒伏白粒玉米純合子(H)，欲培育出高產(chǎn)抗病抗旱抗倒伏的品種。結(jié)合(2)③中的育種材料與方法，育種流程應為：________________________________________________________________________ __________________________________________________________________

17、______； 將得到的單倍體進行染色體加倍以獲得純合子；選出具有優(yōu)良性狀的個體。 考點3　低溫誘導染色體數(shù)目加倍(實驗) 1．實驗原理 低溫處理植物分生組織細胞→紡錘體不能形成→染色體不被拉向兩極→細胞不能分裂→細胞染色體數(shù)目加倍。 2．實驗步驟 3．實驗注意點 (1)為什么選用洋蔥(或大蔥、蒜)作實驗材料？除此之外還可以選用哪種植物？ 選用實驗材料的原則是既要容易獲得，又便于觀察；常用洋蔥(或大蔥、蒜)的染色體是2n＝16條；若用蠶豆(2n＝12條)染色體更便于觀察。 (2)比較實驗中所用試劑的使用方法及作用 試劑 使用方法 作用 卡諾氏液 將根尖放入卡

18、諾氏液中浸泡0.5～1 h 固定細胞形態(tài) 體積分數(shù)為95%的酒精溶液 沖洗經(jīng)卡諾氏液處理后的根尖 洗去卡諾氏液 體積分數(shù)為95%的酒精溶液和質(zhì)量分數(shù)為15%的鹽酸溶液 兩種溶液等體積混合作為解離液 解離根尖細胞，使細胞相互分離開來 清水 浸泡解離后的根尖約10 min 漂洗根尖，洗去解離液 改良苯酚 品紅染液 把漂洗干凈的根尖放進盛有改良苯酚品紅染液的玻璃皿中染色3～5 min 使染色體著色 　　例3　下列有關“低溫誘導植物染色體數(shù)目加倍”實驗的敘述，正確的是(　　) 　　　　　　　　　　　　　　　　 A．低溫誘導染色體加倍的原理和秋水仙素

19、誘導染色體加倍的原理一致 B．改良苯酚品紅染液的作用是固定和染色 C．固定和解離后的漂洗液都是體積分數(shù)為95%的酒精 D．在高倍顯微鏡下可以觀察到細胞從二倍體變?yōu)樗谋扼w的過程 3．四倍體大蒜的產(chǎn)量比二倍體大蒜高許多，為探究誘導大蒜染色體數(shù)目加倍的最佳低溫，特設計如下實驗。 (1)實驗主要材料：大蒜、培養(yǎng)皿、恒溫箱、卡諾氏液、體積分數(shù)為95%的酒精、顯微鏡、改良苯酚品紅染液等。 (2)實驗步驟 ①取五個培養(yǎng)皿，編號并分別加入紗布和適量的水。 ②將培養(yǎng)皿分別放入－4℃、0℃、________、________、________的恒溫箱中1 h。 ③取大蒜隨機均分成

20、________組，分別________________誘導培養(yǎng)36小時。 ④分別取根尖________ mm左右，放入________中固定0.5～1 h，然后用________________沖洗2～3次。 ⑤制作裝片：解離→________→________→制片。 ⑥低倍鏡檢測，____________________________________________________________________________，并記錄結(jié)果。 (3)實驗結(jié)果：染色體數(shù)目加倍率最高的一組為最佳低溫。 (4)實驗分析 a．設置實驗步驟②的目的：_________________

21、_______________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 b．對染色體染色還可以用________________、________________等。 c．除低溫外，________________也可以誘導染色體數(shù)目加倍，原理是______

22、______________________________。 請根據(jù)下列關鍵詞的提示，歸納構(gòu)建本課時知識體系 染色體結(jié)構(gòu)變異　染色體數(shù)目變異　染色體組　單倍體　單倍體育種　多倍體　多倍體育種　低溫誘導染色體數(shù)目加倍(實驗) 隨堂演練 1．下列有關單倍體的敘述中，不正確的是(　　) 　　　　　　　　　　　　　　　　 ①未經(jīng)受精的卵細胞發(fā)育成的植物，一定是單倍體 ②含有兩個染色體組的生物體，一定不是單倍體 ③生物的精子或卵細胞一定都是單倍體 ④基因型為aaaBBBCcc的植株一定不是單倍體 ⑤基因型為Abcd的生物體一般是單倍體

23、 A．③④⑤ B．②③④ C．①③⑤ D．②④⑤ 2．(2017·鹽城三模)在自然條件下，二倍體植物(2n＝4)形成四倍體植物的過程如圖所示。下列有關敘述錯誤的是(　　) 第2題圖 　　　　　　　　　　　　　　　　 A．減數(shù)分裂失敗可能發(fā)生在減數(shù)第二次分裂 B．二倍體植物與四倍體植物應屬于不同的物種 C．圖示四倍體植物的形成并未經(jīng)長期的地理隔離過程 D．若要測定圖示四倍體植物的基因組DNA序列，則需測4條染色體上的DNA 3．下圖1、圖2表示某種生物的部分染色體發(fā)生變異的示意圖，①和②，③和④互為同源染色體，則兩圖所示的變異(　　) 圖1

24、 圖2 第3題圖 　　　　　　　　　　　　　　　　 A．均為染色體結(jié)構(gòu)變異 B．基因的數(shù)目和排列順序均發(fā)生改變 C．均使生物的性狀發(fā)生改變 D．均可發(fā)生在減數(shù)分裂過程中 4．如圖所示細胞中所含的染色體，下列敘述正確的是(　　) 第4題圖 　　　　　　　　　　　　　　　　 A．圖a含有2個染色體組，圖b含有3個染色體組 B．如果圖b表示體細胞，則圖b代表的生物一定是三倍體 C．如果圖c代表由受精卵發(fā)育成的生物的體細胞，則該生物一定是二倍體 D．圖d代表的生物一定是由卵細胞發(fā)育而成的，是單倍體 5．(多選)下列有關遺傳

25、變異及應用的說法正確的是(　　) 　　　　　　　　　　　　　　　　 A．同源染色體上基因不能發(fā)生重組 B．基因突變只能發(fā)生在有絲分裂間期 C．由受精卵發(fā)育來的個體不是單倍體 D．培育多倍體不一定用到秋水仙素 6．二倍體動物缺失一條染色體稱為單體。大多數(shù)單體動物不能存活，但在黑腹果蠅中，點狀染色體(Ⅳ號染色體)缺失一條可以存活，而且能夠繁殖后代。 (1)果蠅群體中存在無眼個體，無眼基因位于常染色體上，將無眼果蠅個體與純合野生型個體交配，子代的表現(xiàn)型及比例如下表： 無眼 野生型 F1 0 85 F2 79 245 　　據(jù)此判斷，顯性性狀為

26、________，理由是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)根據(jù)上述判斷結(jié)果，可利用正常無眼果蠅與野生型(純合)單體果蠅交配，探究無眼基因是否位于Ⅳ號染色體上。 請完成以下實驗設計： 實驗步驟： 讓正常無眼果蠅與野生型(純合)單體果蠅交配，獲得子代；統(tǒng)計子代的________________，并記錄。 實驗結(jié)果預測及結(jié)論： ①若子代中出現(xiàn)________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________， 則說明無眼基因位于Ⅳ號染色體上； ②若子代全為________，說明無眼基因不位于Ⅳ號染色體上。 11