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2019-2020年高三生物總復(fù)習(xí) 第25講 染色體變異教案 【考綱要求】 生物的變異 考綱要求 (1)基因重組及其意義 (2)基因突變的特征和原因 (3)染色體結(jié)構(gòu)變異和數(shù)目變異 Ⅱ Ⅱ I 【考點(diǎn)分析】 知識點(diǎn) 試卷類型 分值 題型 (3)染色體結(jié)構(gòu)變異和數(shù)目變異 xx 廣東 2 選擇題 xx 北京 18 非選擇題 xx 上海 2 選擇題 xx 江蘇 2 選擇題 xx 江蘇 7 非選擇題 【考點(diǎn)預(yù)測】 本考點(diǎn)在高考中考察的情況比較少，主要是對染色體的認(rèn)識，在考察的時候主要是考察染色體變異的類型，主要是以選擇題的形式出現(xiàn)。 【知識梳理】 一、染色體數(shù)目變異 1、整倍性 2、非整倍性 二、染色體組概念 三、應(yīng)用 四、染色體形態(tài)結(jié)構(gòu)及變異 1、染色體形態(tài) 2、變異 五、結(jié)構(gòu)變異對性狀的影響 六、在育種上的應(yīng)用 【重點(diǎn)解析】 染色體變異 一、染色體數(shù)目變異 類型 公式 染色體組 整倍數(shù)染色體變異 單倍體 n (ABCD) 二倍體 2n (ABCD)(ABCD) 三倍體 3n (ABCD)(ABCD)(ABCD) 同源四倍體 4n (ABCD)(ABCD)(ABCD)(ABCD) 異源多倍體 4n (ABCD)(ABCD)(ABCD)(ABCD) 非整倍數(shù)染色體變異 單體 2n-1 (ABCD)(ABC) 三體 2n+1 (ABCD)(ABCD)(A) 四體 2n+2 (ABCD)(ABCD)(AA) 二、染色體結(jié)構(gòu)變異 （一）染色體結(jié)構(gòu)變異指染色體結(jié)構(gòu)發(fā)生不正常的變化，主要有四種：缺失、重復(fù)、倒位和易位。 1．缺失 指一個正常染色體失去了片段。包括中間缺失和頂部缺失。 2．重復(fù) 指一個正常染色體增加了本身相同的某區(qū)段，包括順接重復(fù)和反接重復(fù)。重復(fù)太大，也會影響個體的生活力，甚至引起個體死亡。 3．倒位 指一個染色體上某區(qū)段正常排列順序發(fā)生了180。的顛倒，造成染色體內(nèi)的重新排列，包括臂內(nèi)倒位和臂間倒位。倒位純合體不影響個體的生活力，只是改變了染色體上的相 鄰基因位置。染色體上的區(qū)段可能一次又一次發(fā)生倒位，且通過自交出現(xiàn)不同的倒位純合體，致使它們與其原來的物種不能交配，形成生殖隔離，結(jié)果產(chǎn)生新族群或變種。 4．易位 指兩條非同源染色體間某區(qū)段的轉(zhuǎn)移，造成染色體間基因的重新排列。 （二）結(jié)構(gòu)變異對性狀的影響 名稱 圖解 現(xiàn)象 缺失 染色體上的某一區(qū)段及其所帶有的基因一起丟失，從而引起變異的現(xiàn)象。 重復(fù) 染色體上增加了相同的某個區(qū)段而引起變異的現(xiàn)象。 　倒位 染色體發(fā)生兩個斷裂以后，某一區(qū)段連同它帶有的基因順序發(fā)生180度的倒轉(zhuǎn)又重新接合并引起變異的現(xiàn)象 易位 非同源染色體間相互交換染色體片段 以上的各種結(jié)構(gòu)的改變，都會使排列在染色體上的基因的數(shù)目和排列順序，甚至基因的結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，從而導(dǎo)致性狀的變異，其中大多數(shù)的變異是對生物體不利的，有的甚至是致死的。 貓叫綜合征：五號染色體缺失 果蠅的榜眼現(xiàn)象：X染色體重復(fù) 例1.下列變異中，不屬于染色體結(jié)構(gòu)變異的是( ) A.染色體缺失某一片斷 B.染色體增加了某一片斷 C.染色體中DNA的一個堿基發(fā)生了改變 D.染色體某一片斷位置顛倒了1800 解析：考察的是染色結(jié)構(gòu)變異，染色體結(jié)構(gòu)變異有四種種形式，缺失、重復(fù)、倒位、易位，染色體中的DNA的一個堿基發(fā)生改變時基因突變，不是染色體結(jié)構(gòu)變異。 答案:C 例2.是正常的兩條同源染色體，則下圖所示是指染色體結(jié)構(gòu)的( ) A.倒位 B.缺失 C.易位 D.重復(fù) 解析：考察的是染色體變異過程中的圖像識別，在識別過程中是這樣的形式 1．染色體中某一片段的缺失（上圖1）； 2．染色體中增加了某一片段（上圖2）； 3．染色體某一片段的位置顛倒了180。（上圖3）； 4．染色體的某一片段移接到另一條非同源染色體上（上圖4） 圖示的是染色體的缺失 答案:B 例3.貓叫綜合征是人第 號染色體 引起的遺傳病。 解析：考察的是染色體數(shù)目變異，對于數(shù)目變異分為整倍性的改變和非整倍行的改變，貓叫綜合征是染色體數(shù)目較少所致。 答案:5 部分缺失 【實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練】 （09江蘇卷）1．在細(xì)胞分裂過程中出現(xiàn)了甲、乙2種變異，甲圖中英文字母表示染色體片段。下列有關(guān)敘述正確的是 ①甲圖中發(fā)生了染色體結(jié)構(gòu)變異，增加了生物變異的多樣性 ②乙圖中出現(xiàn)的這種變異屬于染色體變異 ③甲、乙兩圖中的變化只會出現(xiàn)在有絲分裂中 ④甲、乙兩圖中的變異類型都可以用顯微鏡觀察檢驗(yàn) A.①③③ B．②③④ C．①②④ D．①③④ 答案：C 解析：本題考查的是染色體變異。甲圖中發(fā)生的是染色體變異，屬于染色體中某一片段位置顛倒，屬于結(jié)構(gòu)的變異；乙圖中屬于在著絲點(diǎn)分裂時，兩條姐妹染色單體移向了同一級，使子細(xì)胞中染色體多了一條，也屬于染色體變異。染色體可以用顯微鏡中觀察到，因此選C。而C選項(xiàng)中乙圖只會出現(xiàn)在有絲分裂中，甲圖可是減數(shù)分裂也可是有絲分裂。 （09上海卷）2.右圖中①和②表示發(fā)生在常染色體上的變異。①和②所表示的變異類型分別屬于 A. 重組和易位 B. 易位和易位 C. 易位和重組 D. 重組和重組 答案：A 解析：由染色體圖像可判斷①中兩條為同源染色體②中兩條為非同源染色體，①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重組，②是在非同源染色體之間交換部分染色體屬于易位。 （09江蘇卷）3．（7分）甲磺酸乙酯（EMS）能使鳥嘌呤（G）的N位置上帶有乙基而成為7-乙基鳥嘌呤，這種鳥嘌呤不與胞嘧啶（C）配對而與胸腺嘧啶（T）配對，從而使DNA序列中G—C對轉(zhuǎn)換成A—T對。育種專家為獲得更多的變異水稻親本類型，常先將水稻種子用EMS溶液浸泡，再在大田種植，通?？色@得株高、穗形、葉色等性狀變異的多種植株。請回答下列問題。 （1）經(jīng)過處理后發(fā)現(xiàn)一株某種性狀變異的水稻，其自交后代中出現(xiàn)兩種表現(xiàn)型，說明這種變異為 突變。 （2）用EMS浸泡種子是為了提高 ，某一性狀出現(xiàn)多種變異類型，說明變異具有 。 （3）EMS誘導(dǎo)水稻細(xì)胞的DNA發(fā)生變化，而染色體的 不變。 （4）經(jīng)EMS誘變處理后表現(xiàn)型優(yōu)良的水稻植株也可能攜帶有害基因，為了確定是否攜帶有害基因，除基因工程方法外，可采用的方法有 、 。 （5）誘變選育出的變異水稻植株還可通過PCR方法進(jìn)行檢測，通常該植株根、莖和葉都可作為檢測材料，這是因?yàn)? 。 答案： （1）顯性 （2）基因突變頻率 不定向性 （3）結(jié)構(gòu)和數(shù)目 （4）自交 花藥離體培養(yǎng)形成單倍體、秋水仙素誘導(dǎo)加倍形成二倍體 （5）該水稻植株體細(xì)胞基因型相同 解析：本題考查基因突變相關(guān)知識。（1）自交后代出現(xiàn)性狀分離的親本性狀為顯性；（2）水稻種子用EMS溶液浸泡后，再在大田種植，通常可獲得株高、穗形、葉色等性狀變異的多種植株，所以EMS浸泡種子的作用是提高基因突變頻率，變異類型多種說明變異具有不定向性；（3）EMS誘導(dǎo)水稻細(xì)胞的DNA發(fā)生變化，但是不影響而染色體的結(jié)構(gòu)和數(shù)目。（4）表現(xiàn)優(yōu)良的植株可能含有隱性突變基因，為確定該基因是否有害要先讓其表達(dá)出來，所以可用自交的方法，也可以用單倍體育種的方法來讓隱性基因表達(dá)出來。即花藥離體培養(yǎng)形成單倍體、秋水仙素誘導(dǎo)加倍形成二倍體；（5）用EMS溶液浸泡水稻種子所以長成的突變植株的所有體細(xì)胞中都含相同的基因。 【名師點(diǎn)撥】 1．同源多倍體 同一物種經(jīng)過染色體加倍形成的多倍體，稱為同源多倍體。同源多倍體在植物界是比較常見的。由于大多數(shù)植物是雌雄同株的，兩性配子有可能同時發(fā)生減數(shù)分裂異常，結(jié)果使配子中染色體數(shù)目不減半，然后通過自交形成多倍體。同源多倍體中最常見的是同源四倍體和同源三倍體。 同源四倍體是正常二倍體通過染色體加倍形成的。例如，馬鈴薯就是一個天然的同源四倍體；人為地用化學(xué)藥劑秋水仙素等處理發(fā)芽的水稻種子，可以獲得人工同源四倍體水稻；大麥、煙草、油菜等用化學(xué)藥劑處理，也可以獲得同源四倍體。同源四倍體與二倍體相比，大多表現(xiàn)出細(xì)胞體積的增大，有時出現(xiàn)某些器官的巨型化。 在自然條件下，同源三倍體的出現(xiàn)，大多是因減數(shù)分裂不正常，由未經(jīng)減數(shù)分裂的配子與正常的配子結(jié)合而形成的。香蕉是天然的三倍體植物，它一般只有果實(shí)，種子退化，以營養(yǎng)體進(jìn)行無性繁殖。采用人工手段使同種植物的四倍體與正常二倍體雜交，也可以獲得同源三倍體植物。在減數(shù)分裂過程中，三倍體植物由于染色體配對發(fā)生紊亂，通常很難正常分裂并形成有功能的配子。三倍體的西瓜、香蕉和葡萄與相應(yīng)的二倍體品種相比，不僅果實(shí)大、品質(zhì)好，而且無子、便于食用。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，人們常用人工誘導(dǎo)的方法培育三倍體優(yōu)良品種，如無子西瓜。 2．異源多倍體 異源多倍體是指不同物種雜交產(chǎn)生的雜種后代經(jīng)過染色體加倍形成的多倍體。常見的多倍體植物大多數(shù)屬于異源多倍體，例如，小麥、燕麥、棉花、煙草、蘋果、梨、櫻桃、菊、水仙、郁金香等。 異源多倍體可以通過人工的方法進(jìn)行培育。例如，蘿卜和甘藍(lán)是十字花科中不同屬的植物，它們的染色體都是18條(2n一18)，但是二者的染色體間沒有對應(yīng)關(guān)系。如果將兩者雜交，雖然能夠得到雜種，但由于蘿卜和甘藍(lán)的染色體之間不能配對，雜種不能產(chǎn)生有功能的配子，因而雜種高度不育。不過，如果用雜種染色體數(shù)目尚未減半的配子受精，或者用秋水仙素處理，人工誘導(dǎo)雜種的染色體加倍，就可以得到異源四倍體。這種異源四倍體分別含有兩個物種的兩套染色體，因而又稱為雙二倍體。從外觀上分類，這種雙二倍體既不是蘿卜也不是甘藍(lán)，它是一個新種，叫做蘿卜甘藍(lán)。很可惜，蘿卜甘藍(lán)的根像甘藍(lán)根，葉像蘿卜葉，沒有經(jīng)濟(jì)價值。不過，上述方法為我們提供了通過種問或?qū)匍g雜交在短期內(nèi)(只需兩代)創(chuàng)造新種的方法。通過這種方法，人們已經(jīng)培育出越來越多的異源多倍體新種。