第一節(jié)生物變異的來源()學(xué)習(xí)目標(biāo)1.舉例說明染色體畸變是如何引起生物變異的，并列舉生物變異的類型。2.闡明染色體組概念。3.理解二倍體、多倍體和單倍體的概念。一、染色體結(jié)構(gòu)變異1.染色體畸變的含義和類型(1)含義：生物細胞中染色體在數(shù)目和結(jié)構(gòu)上發(fā)生的變化。(2)類型2.染色體結(jié)構(gòu)變異(1)概念：染色體發(fā)生斷裂后，在斷裂處發(fā)生錯誤連接而導(dǎo)致染色體結(jié)構(gòu)不正常的變異。(2)類型及實質(zhì)缺失：染色體斷片的丟失，引起片段上基因也隨之丟失的現(xiàn)象。如貓叫綜合征。重復(fù)：染色體上增加了某個相同片段的現(xiàn)象。倒位：一個染色體上某個片段的正常排列順序發(fā)生180顛倒的現(xiàn)象。易位：染色體的某一片段移接到另一非同源染色體上的現(xiàn)象。(3)結(jié)果：使位于染色體上的基因的數(shù)目和排列順序發(fā)生改變。(4)影響：大多數(shù)的染色體結(jié)構(gòu)變異對生物體是不利的，甚至?xí)?dǎo)致生物體的死亡。歸納總結(jié)(1)同源染色體的非姐妹染色單體間的片段交換屬于基因重組，非同源染色體之間的片段交換屬于染色體結(jié)構(gòu)變異中的易位。(2)基因突變在光學(xué)顯微鏡下觀察不到，不會改變?nèi)旧w上的基因的數(shù)目或排列順序。(3)染色體畸變可以在光學(xué)顯微鏡下觀察到，會使排列在染色體上的基因的數(shù)目或排列順序發(fā)生改變。例1(2017金華東陽二中期末)如圖是某染色體結(jié)構(gòu)變異的示意圖，圖中“17”表示染色體片段，“”表示著絲粒，則該變異類型為()A.易位 B.缺失C.倒位 D.重復(fù)答案D解析分析題圖可知，異常染色體與正常染色體相比，增加了2、3兩個片段，因此屬于染色體結(jié)構(gòu)變異中的重復(fù)。例2下圖中和表示發(fā)生在常染色體上的變異。和所表示的變異類型分別屬于()A.基因重組和易位 B.易位和易位C.易位和基因重組 D.基因重組和基因重組答案A解析由染色體圖像可判斷，中兩條為同源染色體，中兩條為非同源染色體；是同源染色體的非姐妹染色單體間交換部分染色體片段，屬于基因重組，是在非同源染色體之間交換部分染色體片段，屬于染色體結(jié)構(gòu)變異中的易位。易混易錯區(qū)分“易位”與“交叉互換”項目染色體易位交叉互換圖解區(qū)別發(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屬于染色體結(jié)構(gòu)變異屬于基因重組二、染色體數(shù)目變異1.概念：是指生物細胞中染色體數(shù)目的增加或減少。2.染色體組(1)雄果蠅體細胞中共有4對同源染色體，其中3對是常染色體，1對是性染色體。(2)雄果蠅減數(shù)分裂產(chǎn)生精細胞的過程中，同源染色體分離，因此配子中的染色體的組成為、X或、Y，它們是一組非同源染色體。(3)雄果蠅精子中的染色體雖然形態(tài)結(jié)構(gòu)、功能各不相同，但卻攜帶有控制該生物生長發(fā)育的全部遺傳信息，它們互相協(xié)調(diào)、共同控制生物正常的生命活動，這樣的一組染色體，叫做一個染色體組。3.整倍體變異體細胞中的染色體數(shù)目以染色體組的形式成倍地增加或減少，如：(1)一倍體：只有一個染色體組的細胞或體細胞中含單個染色體組的個體。(2)單倍體：由配子發(fā)育而來，體細胞中含有本物種配子染色體數(shù)目的個體。(3)二倍體：由受精卵發(fā)育而來，具有兩個染色體組的細胞或體細胞中含兩個染色體組的個體。(4)多倍體：由受精卵發(fā)育而來，體細胞中所含染色體組數(shù)超過兩個的生物。4.非整倍體變異體細胞中個別染色體的增加或減少，如先天愚型(2n1)、人類的卵巢發(fā)育不全癥(2n1)。例3如圖是四種生物的體細胞示意圖，A、B圖中的每一個字母代表細胞的染色體上的基因，C、D圖代表細胞的染色體情況，那么最可能屬于多倍體的細胞是()答案D解析A、B、C、D中一般可認為分別具有4個、1個、2個、4個染色體組。但細胞有絲分裂的前期和中期，每條染色體上含有兩條姐妹染色單體，而兩條姐妹染色單體上含有相同的基因，則一對同源染色體可能具有相應(yīng)的4個基因，如圖A，故最可能屬于多倍體的細胞是圖D所示的細胞。例4如圖所示是四個基因型不同的生物的體細胞，請分析回答下列問題：(1)圖甲所示是含有_個染色體組的體細胞，每個染色體組有_條染色體。(2)圖乙若表示一個有性生殖細胞，它是由_倍體生物經(jīng)過減數(shù)分裂產(chǎn)生的，由該生殖細胞發(fā)育而成的個體是_倍體，每個染色體組有_條染色體。(3)圖乙若表示一個受精卵發(fā)育而來的細胞，它是由_倍體生物雜交形成的。(4)圖丙細胞發(fā)育成的生物是_倍體，含有_個染色體組。(5)圖丁所示是含有_個染色體組的體細胞，每個染色體組含有_條染色體。答案(1)24 (2)6單3 (3)四倍體和二 (4)單1 (5)43解析(1)圖甲所示細胞內(nèi)同一形態(tài)的染色體有2條，所以是含有2個染色體組的體細胞，細胞中有4種形態(tài)的染色體，所以每個染色體組有4條染色體。(2)圖乙若表示一個有性生殖細胞，含3個染色體組，所以它是由六倍體生物經(jīng)過減數(shù)分裂產(chǎn)生的，由生殖細胞直接發(fā)育而成的個體是單倍體，圖乙中含有3種形態(tài)染色體，所以每個染色體組有3條染色體。(3)圖乙若表示一個受精卵發(fā)育而來的細胞，則為三倍體，是由四倍體和二倍體雜交產(chǎn)生的。(4)圖丙細胞中只含有一個染色體組，所以由其發(fā)育成的生物是單倍體。(5)圖丁所示細胞內(nèi)同一形態(tài)的染色體有4條，所以是含有4個染色體組的體細胞，細胞中有3種形態(tài)的染色體，所以每個染色體組有3條染色體。特別提醒列表比較二倍體、多倍體與單倍體二倍體多倍體單倍體概念由受精卵發(fā)育而來，體細胞中含2個染色體組的個體由受精卵發(fā)育而來，體細胞中含3個或3個以上染色體組的個體體細胞中含本物種配子染色體數(shù)的個體染色體組2個3個或3個以上1至多個發(fā)育起點受精卵受精卵配子自然成因正常有性生殖未減數(shù)的配子受精；受精卵中染色體數(shù)目加倍未受精的配子發(fā)育舉例幾乎全部動物、過半數(shù)高等植物香蕉、普通小麥玉米、小麥的單倍體1.(2017紹興市高一期末)圖甲表示某生物細胞中兩條染色體及部分基因，不屬于染色體畸變的是()答案C解析A項屬于缺失，B項屬于倒位，D項屬于易位，都是染色體畸變中的染色體結(jié)構(gòu)變異。C項屬于基因突變。2.如圖為一對同源染色體在減數(shù)分裂時的配對行為，表明該細胞發(fā)生了()A.基因突變 B.染色體畸變C.基因重組 D.堿基互補配對答案B解析根據(jù)圖示推測其產(chǎn)生的過程為：這是染色體倒位發(fā)生后引起的變化，屬于染色體結(jié)構(gòu)變異。3.(2018浙江余姚質(zhì)檢)下列關(guān)于單倍體、二倍體、三倍體和八倍體的敘述，正確的是()A.體細胞中只有一個染色體組的個體才是單倍體B.體細胞中含有兩個染色體組的個體一定是二倍體C.六倍體小麥花藥離體培養(yǎng)所得個體是三倍體D.八倍體小黑麥的單倍體有四個染色體組答案D解析只要由配子發(fā)育而成，無論其含有幾個染色體組，均屬于單倍體；體細胞中含有兩個染色體組的個體若由受精卵發(fā)育而來，應(yīng)為二倍體，若由配子發(fā)育而來則應(yīng)屬于單倍體；六倍體小麥花藥離體培養(yǎng)所得個體是單倍體。4.下列關(guān)于植物染色體畸變的敘述，正確的是()A.染色體組整倍性變化必然導(dǎo)致基因種類的增加B.染色體組非整倍性變化必然導(dǎo)致新基因的產(chǎn)生C.染色體片段的缺失和重復(fù)必然導(dǎo)致基因種類的變化D.染色體片段的倒位和易位必然導(dǎo)致基因排列順序的變化答案D解析染色體畸變不會產(chǎn)生新基因，基因種類不會改變，但會改變基因的數(shù)量或排列順序。5.下圖表示某些植物的體細胞，請據(jù)圖回答下列問題：(1)肯定是單倍體的是_圖，它是由_倍體的生殖細胞直接發(fā)育形成的。(2)莖稈較粗壯但不能產(chǎn)生種子的是_圖，判斷的理由是_。(3)如果都不是由生殖細胞直接發(fā)育形成，其中肯定是二倍體的是_圖。(4)如果C圖中的植株是由某植物的卵細胞直接發(fā)育形成的，那么它是_倍體。形成它的那個植物是_倍體。答案(1)D二(2)A含有三個染色體組，減數(shù)分裂時會發(fā)生聯(lián)會紊亂而不能形成生殖細胞，不能產(chǎn)生種子 (3)B、C(4)單四對點訓(xùn)練題組一染色體畸變的含義和類型1.基因突變和染色體畸變的一個重要區(qū)別是()A.基因突變在顯微鏡下看不見B.染色體畸變是定向的，基因突變是不定向的C.基因突變是可遺傳的D.染色體畸變是不可遺傳的答案A解析基因突變是由基因內(nèi)部的堿基種類、數(shù)量、排列順序變化而引起的生物變異，屬于分子水平的變化，在光學(xué)顯微鏡下觀察不到；生物的變異均是不定向的；基因突變和染色體畸變其遺傳物質(zhì)均發(fā)生改變，都是可遺傳的變異。2.人類的特納氏綜合征是由缺少一條性染色體引起的變異。該變異的類型是()A.基因突變 B.染色體數(shù)目變異C.基因重組 D.染色體結(jié)構(gòu)變異答案B解析由染色體數(shù)目變化導(dǎo)致的變異稱為染色體數(shù)目變異。3.果蠅的一條染色體上，正?；虻呐帕许樞驗?23456789，“”代表著絲粒，表中表示了由該正常染色體發(fā)生變異后基因順序變化的情況。下列有關(guān)敘述錯誤的是()染色體基因順序變化a123476589b1234789c165432789d12345676789A.a是染色體某一片段位置顛倒引起的B.b是染色體某一片段缺失引起的C.c是染色體著絲粒改變引起的D.d是染色體增加了某一片段引起的答案C解析a中567基因發(fā)生顛倒成了765；b缺失了56基因；d染色體重復(fù)增加了67基因片段；c由原來的23456變成了65432，發(fā)生了顛倒，不是由著絲粒改變引起的。4.由于某種原因，某種生物體內(nèi)某條染色體上多了幾個或少了幾個基因，這種遺傳物質(zhì)的變化屬于()A.基因內(nèi)部結(jié)構(gòu)的改變 B.染色體結(jié)構(gòu)變異C.染色體數(shù)目變異 D.染色單體的交叉互換答案B解析染色體結(jié)構(gòu)的改變，會使排列在染色體上的基因的數(shù)目或排列順序發(fā)生改變，而導(dǎo)致性狀的改變，故某染色體上多了幾個或少了幾個基因?qū)儆谌旧w結(jié)構(gòu)變異。5.下列圖示中屬于染色體易位的是()答案D解析由圖可知，A屬于缺失，B屬于重復(fù)，C屬于倒位，D屬于易位。題組二染色體組的判別6.一個染色體組是指()A.體細胞中染色體的一半B.體細胞中染色體數(shù)C.二倍體生物配子中染色體數(shù)D.每一對同源染色體為一個染色體組答案C解析一個染色體組中不含同源染色體，所含的染色體形態(tài)、大小和功能各不相同，但含有控制著一種生物生長發(fā)育的全部遺傳信息。因此只有二倍體生物配子中的染色體才是一個染色體組。7.如圖為果蠅細胞的染色體組成，以下說法正確的是()A.染色體1、4、5、7組成果蠅的一個染色體組B.染色體3、6之間的片段交換屬于基因重組C.控制果蠅紅眼或白眼的基因位于2號染色體上D.1、2為非同源染色體答案A解析染色體3、6之間的片段交換屬于易位；控制果蠅紅眼或白眼的基因位于X染色體(1號染色體)上；1、2為同源染色體。8.下列細胞分裂圖像中含有2個染色體組的是()A. B.C. D.答案C解析圖中含有兩個染色體組，含有四個染色體組，含有一個染色體組。題組三二倍體、多倍體和單倍體9.普通小麥?zhǔn)橇扼w，有42條染色體，科學(xué)家們用小麥的花藥進行組織培養(yǎng)培育出的幼苗是()A.三倍體、21條染色體B.單倍體、21條染色體C.三倍體、三個染色體組D.單倍體、一個染色體組答案B解析花藥中的花粉是經(jīng)過減數(shù)分裂發(fā)育而成的，由其培育出的幼苗比普通小麥的染色體數(shù)減少了一半，含有三個染色體組，而體細胞中含有本物種配子染色體數(shù)目的個體叫單倍體。10.下列有關(guān)細胞所含染色體的描述中，正確的是()A.A代表的生物一定是二倍體，其每個染色體組含一條染色體B.B代表的生物可能是二倍體，其每個染色體組含兩條染色體C.C代表的生物一定是二倍體，其每個染色體組含三條染色體D.D代表的生物可能是單倍體，其每個染色體組含四條染色體答案D解析圖A、C可能是二倍體，也可能是四倍體生物的生殖細胞形成的單倍體，圖B所示細胞中含有三個染色體組，該生物可能是三倍體，其每個染色體組含2條染色體，故A、B、C項錯誤；圖D為4條形態(tài)、大小不同的一組染色體，可能是單倍體，D項正確。11.下圖所示細胞含三個染色體組的是()答案D12.下圖為某生物細胞減數(shù)分裂時，兩對配對的染色體之間出現(xiàn)異常的“十”字型結(jié)構(gòu)現(xiàn)象，圖中字母表示染色體上的基因。據(jù)此所作推斷中錯誤的是()A.此種異常源于染色體結(jié)構(gòu)的變異B.該生物產(chǎn)生的異常配子很可能有HAa和hBbC.該生物基因型為HhAaBb，一定屬于二倍體生物D.此種異?？赡軙?dǎo)致生物體生殖能力下降答案C解析此圖表示的是減數(shù)分裂過程中同源染色體兩兩配對。根據(jù)同源染色體兩兩配對的關(guān)系可知，H和h所在的染色體為一對同源染色體，剩余的兩條染色體為另一對同源染色體，而A和b或B和a的互換導(dǎo)致上述結(jié)果，上述互換是發(fā)生在非同源染色體之間，屬于染色體結(jié)構(gòu)變異；在減數(shù)第一次分裂的后期同源染色體分離，非同源染色體自由組合，所以形成的配子有可能為HAa或hBb；該個體中含有兩個染色體組，有可能為二倍體也有可能為單倍體；染色體畸變大多數(shù)是有害的，有可能導(dǎo)致生物體生殖能力下降。綜合強化13.番茄是二倍體植物(染色體2n24)。有一種三體番茄，其第6號染色體有三條，三體在減數(shù)分裂過程中聯(lián)會時2條隨機配對，另1條不能配對。如圖所示，回答下列問題：(1)設(shè)三體番茄的基因型為AABBb，則花粉的基因型為_，根尖分生區(qū)細胞連續(xù)分裂2次所得子細胞的基因型為_。(2)從變異的角度分析，三體形成屬于_。(3)與正常的番茄雜交，形成正常個體的概率為_。答案(1)ABB、Ab、ABb、ABAABBb(2)染色體數(shù)目變異(3)解析(1)三條6號染色體在減數(shù)分裂形成的配子中，一半有兩條6號染色體，一半有一條6號染色體。A基因所在的兩條染色體平均分配，所以形成的花粉的基因型是ABB、Ab、ABb、AB。(2)三體的形成屬于染色體數(shù)目變異。(3)三體形成正常配子的概率是，與正常的番茄雜交，形成正常個體的概率是。14.果蠅正常的體細胞中含有四對同源染色體，下圖表示果蠅體細胞中所含的三對等位基因。據(jù)圖回答下列問題：(1)圖示果蠅的性別為_，其配子中含有_個染色體組；配子中的染色體組成是_(至少寫出三種表示形式)。(2)若此果蠅生殖細胞中的X染色體某個區(qū)段發(fā)生了重復(fù)，則果蠅發(fā)生的變異類型是_。(3)上述圖示細胞通過一次減數(shù)分裂后形成的子細胞類型是()A.甲和甲 B.甲和乙C.乙和丙 D.乙和丁(4)若此果蠅發(fā)生了可遺傳的變異，為了確定是染色體畸變還是基因突變，可否用顯微鏡觀察來確定？_。答案(1)雄性一1、3、5、7或2、4、6、8或1、4、6、7(2)染色體結(jié)構(gòu)變異(3)D(4)可以解析(1)由圖知此，果蠅體細胞中的兩條性染色體形態(tài)有別即可判斷此果蠅為雄性；配子中的染色體組成為體細胞中的一半即為一組。(2)X染色體上的某區(qū)段發(fā)生了重復(fù)，應(yīng)為染色體結(jié)構(gòu)變異。(3)由減數(shù)分裂的特點知，經(jīng)過M形成的兩個次級精母細胞無同源染色體且兩細胞中的染色體不相同但對應(yīng)“互補”，D項符合題意。(4)顯微鏡下可觀察到染色體形態(tài)或數(shù)目的變化。15.現(xiàn)有若干能正常繁殖且未交配過的果蠅(甲、乙、丙、丁)，眼色中正常眼(B)對褐眼(b)為顯性，體色中灰體(E)對黑體(e)為顯性，兩對基因分布情況如圖所示，所有個體的非同源染色體在減數(shù)分裂過程中自由組合。請回答下列問題：(1)乙果蠅減數(shù)第一次分裂后期細胞的染色體組數(shù)為_，減數(shù)第二次分裂后期細胞的基因型為_。(2)若想在F1中獲得基因型BbEe的比例最高，應(yīng)選用的親本雜交組合為_。若乙和丁雜交，則F1中正常眼灰體雄果蠅所占比例約為_。B基因表達過程中，其轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物RNA的加工場所在_。(3)丙果蠅的變異來源是_。果蠅產(chǎn)生的配子中若沒有控制眼色或體色的基因，均會引起受精后發(fā)育的幼體致死，則甲與丙雜交產(chǎn)生的后代中存活所占比例約為_，請用遺傳圖解予以解釋(要求寫出配子，無需標(biāo)出具體表現(xiàn)型，只需標(biāo)明后代存活情況)。答案(1)2BBEE、bbEE(2)甲和丁細胞核(3)染色體結(jié)構(gòu)變異遺傳圖解如下解析(1)乙果蠅是二倍體細胞，含4對同源染色體，處于減數(shù)第一次分裂后期細胞的染色體組數(shù)為2個。減數(shù)第二次分裂后期細胞由于不含同源染色體，且復(fù)制的染色單體分開形成染色體，所以細胞的基因型為BBEE、bbEE。(2)根據(jù)染色體形態(tài)可判斷，甲、乙為雌果蠅，丙、丁為雄果蠅，所以若想在F1中獲得基因型BbEe的比例最高，應(yīng)選用的親本雜交組合為甲和丁。若乙BbEE和丁BBEe雜交，則F1中正常眼灰體雄果蠅所占比例約為。B基因位于染色體上，分布于細胞核中，所以表達過程中，其轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物RNA的加工場所在細胞核。(3)丙果蠅的變異發(fā)生在非同源染色體之間，所以來源是染色體結(jié)構(gòu)變異中的易位。由于丙個體經(jīng)減數(shù)分裂產(chǎn)生的配子有bb、ee、be 3種，比例為112。由于果蠅產(chǎn)生的配子中若沒有控制眼色或體色的基因，均會引起受精后發(fā)育的幼體致死，則甲與丙雜交產(chǎn)生的后代中存活所占比例約為。遺傳圖解見答案。