高中生物必修三5.2染色體變異精品講義

1、5.2染色體變異【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1、簡(jiǎn)述染色體結(jié)構(gòu)變異和數(shù)目變異。2、概述染色體組、二倍體、多倍體及單倍體的概念及聯(lián)系。【要點(diǎn)梳理】要點(diǎn)一、染色體變異的概念和類型1、概念：細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目、結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。2、類型：變異類型主要原因結(jié)構(gòu)變異染色體斷裂一一復(fù)合出現(xiàn)差錯(cuò)數(shù)目變異整倍體染色體組的倍性變化非整倍體個(gè)別染色體的增減變化要點(diǎn)二、染色體結(jié)構(gòu)的變異1、概念：染色體結(jié)構(gòu)的改變，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。2、類型：缺失、重復(fù)、倒位、易位四種要點(diǎn)詮釋:染色體易位是非同源染色體之間的片段交換。在減數(shù)分裂四分體時(shí)期， 同源染色體的非姐妹染色單體之間的交叉互換，是基因重

2、組。染色體變異，可以用顯微鏡直接觀察，屬細(xì)胞水平變異。3、結(jié)果：引起染色體上基因的數(shù)目或排列順序發(fā)生改變，對(duì)生物個(gè)體往往是不利的，有的甚至導(dǎo)致生物個(gè)體死亡。要點(diǎn)三、染色體數(shù)目的變異1、非整倍體變異： 細(xì)胞內(nèi)個(gè)別染色體數(shù)目的增加或減少。例如：人類21號(hào)染色體正常情況下只有一對(duì)同源染色體，而由于某種原因變成了 3條，導(dǎo)致21三體綜合征;女性由于缺少了 1條X染色體，導(dǎo)致性腺發(fā)育不良。(n-1)等配機(jī)理：減數(shù)分裂時(shí)，某對(duì)同源染色體沒(méi)有分開或者姐妹染色單體沒(méi)有分開，導(dǎo)致產(chǎn)生含有（n+1）、子（如下圖所示）。2、整倍體變異： 體細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目以染色體組的形式成倍地增加或減少（1）染色體組的概念染色體組

3、是指細(xì)胞中形態(tài)和功能各不相同，但是攜帶著控制一種生物生長(zhǎng)、發(fā)育、遺傳和變異的全部信息 的一組非同源染色體。要點(diǎn)詮釋：要構(gòu)成一個(gè)染色體組應(yīng)具備以下幾條：一個(gè)染色體組中不含同源染色體。一個(gè)染色體組中所含的染色體形態(tài)、大小和功能各不相同。一個(gè)染色體組中含有控制物種生物性狀的一整套基因，但不能重復(fù)。（2）體細(xì)胞中染色體組數(shù)目的判斷要確定某生物體細(xì)胞中染色體組的數(shù)目，可從以下幾個(gè)方面考慮：細(xì)胞中同種形態(tài)的染色體有幾條，細(xì)胞內(nèi)就含有幾個(gè)染色體組。（如圖一）該次數(shù)就根據(jù)基因型判斷細(xì)胞中的染色體數(shù)目，根據(jù)細(xì)胞的基因型確定控制每一性狀的基因出現(xiàn)的次數(shù)，等于染色體組數(shù)。如基因型 AAaaBBbb的細(xì)胞生物體含有

4、4個(gè)染色體組。（如圖二）果蠅體根據(jù)染色體的數(shù)目和染色體的形態(tài)數(shù)來(lái)推算，染色體組的數(shù)目=染色體數(shù)/染色體形態(tài)數(shù)。例如,細(xì)胞中有8條染色體，分為4種形態(tài)，則染色體組的數(shù)目為 2。（3）二倍體與多倍體二倍體：由受精卵發(fā)育而成的個(gè)體，體細(xì)胞中含有兩個(gè)染色體組的個(gè)體稱為二倍體。二倍體在自然界比較 普遍，幾乎全部的動(dòng)物和過(guò)半數(shù)的高等植物均是二倍體。多倍體：由受精卵發(fā)育而成的個(gè)體，體細(xì)胞中含有三個(gè)或三個(gè)以上染色體組的個(gè)體，稱為多倍體。要點(diǎn)詮釋：二倍體、多倍體都是指由受精卵發(fā)育而成的個(gè)體。由生殖細(xì)胞發(fā)育成的個(gè)體是單倍體。多倍體的成因A.同源多倍體的成因（同源多倍體：染色體組來(lái)自于共同的祖先種）-&公有

5、絲分裂過(guò)程-一楮休 . 人四僧體*染牝體加侍二倍體.a成效分裂 二傳體fV 過(guò)程并常雜父.三偌體A架色體數(shù)目加倍的配子導(dǎo)含 染色體數(shù)目正常的配子;A四彳舍儂三信休B.異源多倍體形成原因 （異源多倍體：染色體組來(lái)自于不同的祖先種）種間雜交 不育子代染色體數(shù)目加倍如普通小麥（六倍體）是由三種野生植物經(jīng)過(guò)兩次天然遠(yuǎn)緣雜交和九千多年的自然選擇和人工選擇而形成的。一粒小麥損斯卑爾脫山羊苴雜交種不育普通小麥多倍體的特點(diǎn)一般表現(xiàn)為莖稈粗壯、葉片果實(shí)大；糖類和蛋白質(zhì)等含量增加；抗旱抗病能力增強(qiáng)；但發(fā)育遲緩，結(jié)實(shí)率低。（4）單倍體概念：指體細(xì)胞中含有本物種配子染色體數(shù)目的個(gè)體。成因：通常是未受精的卵細(xì)胞直接發(fā)育

6、而成。例如蜜蜂、朗蟲在夏天進(jìn)行的孤雌生殖。特點(diǎn)：?jiǎn)伪扼w含有本物種配子染色體數(shù)目及其染色體組，也就是含有生長(zhǎng)、發(fā)育的全套基因，因此適宜的條件 下，能正常生長(zhǎng)。一般表現(xiàn)為：植株矮小，不能形成配子，高度不育。染色體一經(jīng)加倍，即得到純和的正常植物 體。要點(diǎn)詮釋：染色體組與單倍體、二倍體、多倍體依據(jù)進(jìn)行有性生殖的生物是否由受精卵發(fā)育而來(lái)，可先將二倍體、多倍體與單倍體區(qū)分開。即凡僅由單方生殖細(xì)胞（卵細(xì)胞或花粉）發(fā)育來(lái)的生物體，不論其細(xì)胞內(nèi)含幾個(gè)染色體組均叫做單倍體；而由受精卵發(fā)育來(lái)的 個(gè)體，細(xì)胞內(nèi)含有幾個(gè)染色體組就叫做幾倍體。如：由六倍體小麥的花粉經(jīng)花藥離體培養(yǎng)而獲得的植株，盡管其 細(xì)胞內(nèi)有三個(gè)染色體組，

7、但應(yīng)屬單倍體。小結(jié)如下：,單魴子Q .生物體有性J生破1單倍體年亂于掌直接發(fā)汽生物體(如華峰)I曼希弗o受精卵中含有兩個(gè)染色體組一二傳體受精卵中舍有三個(gè)截三個(gè)以上染色體組f多倍體要點(diǎn)四、“低溫誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目的變化”的實(shí)驗(yàn)1、實(shí)驗(yàn)原理(1)正常進(jìn)行有絲分裂的組織細(xì)胞，在分裂后期著絲點(diǎn)分裂后，子染色體在紡錘體作用下分別移向兩極，進(jìn)而平均分配到兩個(gè)子細(xì)胞中去；(2)低溫可抑制紡錘體形成，阻止細(xì)胞分裂，導(dǎo)致細(xì)胞染色體數(shù)目加倍。2、實(shí)驗(yàn)流程根尖培養(yǎng)：將洋蔥等材料放在裝滿清水的廣口瓶上，底部接觸水面，置于適宜條件下，使之生根低溫誘導(dǎo)：待不定根長(zhǎng)至1cm時(shí)，將整個(gè)裝置放入冰箱的低溫室內(nèi)(4C),誘導(dǎo)培養(yǎng)

8、36h材料固定：剪取根尖約 0.51 cm,放入卡諾氏液中浸泡0.51h,固定其形態(tài)，然后用95%酒精沖洗2次制作裝片：解離一漂洗一染色一制片(同觀察植物細(xì)胞的有絲分裂)觀察：先用低倍鏡觀察，找到變異細(xì)胞，再換用高倍鏡觀察3、基本技術(shù)要求(1)為了能觀察到細(xì)胞在生活狀態(tài)下的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，必須先將細(xì)胞固定。(2)在進(jìn)行本實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，和觀察植物細(xì)胞的有絲分裂一樣，所觀察的細(xì)胞已經(jīng)被鹽酸殺死了，最終在顯微鏡下看到的是死細(xì)胞。(3)選材的時(shí)候必須選用能夠進(jìn)行分裂的分生組織細(xì)胞，不分裂的細(xì)胞染色體不復(fù)制，不會(huì)出現(xiàn)染色體加倍的情況。要點(diǎn)五、三種可遺傳變異的比較庭因突變適 用 范 國(guó)牛.物 種類所有生物（包括

9、 病毒 > 均M發(fā)生具有普遍性基岡重組自然狀態(tài)產(chǎn)只 發(fā)生在直核生 惚的有性生殖 過(guò)檢中.細(xì)胞核 遺傳染笆體變異鹵核生物細(xì)胞 增殖過(guò)程均可 授生生殖無(wú)性生殖、有性 生理育性生殖無(wú)性生疫,有性 生殖類型自由組合型、交 又互操型可分為自賽突 變和i秀發(fā)突空. 也可分為顯性 突變和隱性 突變?nèi)旧w結(jié)構(gòu)的 改變、羽色體數(shù) 目的變化【典型例題】 類型一：染色體結(jié)構(gòu)的變異a、b、例1、某些類型的染色體結(jié)構(gòu)和數(shù)目的變異，可通過(guò)對(duì)細(xì)胞有絲分裂中期或減數(shù)第一次分裂時(shí)期的觀察來(lái)識(shí)別。c、d為某些生物減數(shù)第一次分裂時(shí)期染色體變異的模式圖，它們依次屬于（A BCD三倍體、染色體片段增加、三體、染色體片段缺失 三倍

10、體、染色體片段缺失、三體、染色體片段增加 三體、染色體片段增加、三倍體、染色體片段缺失 染色體片段缺失、三體、染色體片段增加、三倍體【答案】C【解析】a為個(gè)別染色體的增加，即一對(duì)同源染色體中增加了一條染色體，即形成了 “三體”；b為染色體片段的增加，即增加了 “ 4”號(hào)片段；c為三倍體，即同源染色體有三條；d為染色體片段缺失，即復(fù)制時(shí)缺失了 “3”4”號(hào)片段。【點(diǎn)評(píng)】本題考查染色體結(jié)構(gòu)的變異，需要同學(xué)們結(jié)合所學(xué)知識(shí)并識(shí)別相關(guān)圖?！九e一反三】：【變式】已知某物種的一條染色體上依次排列著M N。P、Q五個(gè)基因，下圖列出的若干種變化中，不屬于染色體結(jié)構(gòu)變異的是（）已知的染色體ABCD【答案】D類型二

11、：染色體數(shù)目的變異例2、性染色體組成為（a） XY和（b） YY的精子產(chǎn)生的原因是（）A. a和b均為減I分裂同源染色體不分離B. a和b均為減n分裂姐妹染色單體不分離C. a減I分裂同源染色體不分離，b減n分裂姐妹染色單體不分離D. a減n分裂姐妹染色單體不分離，b減I分裂同源染色體不分離【答案】C【解析】又Y為同源染色體，在減數(shù)第一次分裂的后期要分開的，分別到兩個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞中去，所以a的性染色體（XY）是因減I分裂后期同源染色體未分離導(dǎo)致的，b的性染色體（YY）,減I分裂正常，減n分裂著絲點(diǎn)未分開，導(dǎo)致姐妹染色單體未分離?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查染色體數(shù)目的變異一一非整倍體的變異?！九e一反三】：

12、【變式】一個(gè)初級(jí)精母細(xì)胞在減數(shù)分裂的第一次分裂時(shí)，有一對(duì)同源染色體不發(fā)生分離；所形成的次級(jí)精母細(xì)胞減數(shù)分裂的第二次分裂正常。 另一個(gè)初級(jí)精母細(xì)胞在減分裂的第一次分裂正常；減數(shù)分裂的第二次分裂時(shí)在兩個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞中，有一個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞的 1條染色體的姐妹染色單體沒(méi)有分開。以上兩個(gè)初級(jí)精母細(xì)胞可產(chǎn)生染色體數(shù)目不正常的配子（以下簡(jiǎn)稱為不正常的配子）。上述兩個(gè)初級(jí)精母細(xì)胞減數(shù)分裂的最終結(jié)果應(yīng)當(dāng)是（）A.前者產(chǎn)生全部不正常的配子，后者只產(chǎn)生一半不正常的配子B.前者產(chǎn)生一半不正常的配子，后者產(chǎn)生的配子都不正常C.兩者都只產(chǎn)生一半不正常的配子 D.兩者產(chǎn)生的配子全部都不正常 【答案】A類型三：染色體組、二倍

13、體、多倍體、單倍體的概念的考查 例3、根據(jù)如圖所示的細(xì)胞圖，回答下列問(wèn)題：（1）細(xì)胞中含有一個(gè)染色體組的是 圖。（2）細(xì)胞中含有兩個(gè)染色體組的是 圖。（3）細(xì)胞中含有三個(gè)染色體組的是 圖。（4）細(xì)胞中含有四個(gè)染色體組的是 圖。(1) D、G(2) C、H(3) A、B(4) E、FE圖，每種形態(tài)的染色體有四條，所以是【解析】（1）在細(xì)胞內(nèi)，形態(tài)相同的染色體有幾條，就含有幾個(gè)染色體組，如四個(gè)染色體組。（2）在細(xì)胞內(nèi)，含有同音字母有幾個(gè)，就是含有幾個(gè)染色體組，如 D圖，同音字母僅有一個(gè)，所以該圖只有一 個(gè)染色體組。由此可知：E、F圖含有四個(gè)染色體組；A B圖含有三個(gè)染色體組； C H圖含有兩個(gè)染色

14、體組；DG圖含有一個(gè)染色體組?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查對(duì)染色體組的概念的理解?！九e一反三】：【變式】以下是二倍體生物的細(xì)胞中含有兩個(gè)染色體組的是（）有絲分裂中期的細(xì)胞有絲分裂后期的細(xì)胞減數(shù)第一次分裂中期的細(xì)胞減數(shù)第二次分裂中期的細(xì)胞減數(shù)第一次分裂后期的細(xì)胞減數(shù)第二次分裂后期的細(xì)胞A. B. C.D.【答案】C類型三：二倍體、多倍體、單倍體的概念的考查例4、下圖是四種生物的體細(xì)胞示意圖， A 的染色體情況，那么最可能屬于多倍體的細(xì)胞是B圖中的每一個(gè)字母代表細(xì)胞的染色體上的基因,（）C、D圖代表細(xì)胞【解析】一般情況下，細(xì)胞中具有同一形態(tài)的染色體有幾條，或控制某一相對(duì)性狀的基因有幾個(gè)，則表示細(xì)胞含有幾個(gè)染色

15、體組，如圖 A B、C、D中一般可認(rèn)為分別具有 4個(gè)、1個(gè)、2個(gè)、4個(gè)染色體組。但有絲分裂過(guò)程的 前期和中期，每條染色體上含有兩條姐妹染色單體， 而每條染色單體上含有相同的基因， 則一對(duì)同源染色體則可 能具有相應(yīng)的4個(gè)基因，如圖A。故最可能屬于多倍體的細(xì)胞是圖 D所示的細(xì)胞?！军c(diǎn)評(píng)】考查多倍體的概念。還要結(jié)合所給圖進(jìn)行分析?！九e一反三】：【變式一】下列有關(guān)單倍體的敘述中，正確的是（）A.未經(jīng)受精的卵細(xì)胞發(fā)育成的植物，一定是單倍體B.含有兩個(gè)染色體組的生物體，一定不是單倍體C.生物的精子或卵細(xì)胞一定都是單倍體D.含有奇數(shù)染色體組的個(gè)體一定是單倍體【答案】A【解析】由配子發(fā)育成的植株一定是單倍體。細(xì)胞內(nèi)含有兩個(gè)染色體組的生物可能是單倍體，也可能是二倍體。精子或卵細(xì)胞是細(xì)胞而非個(gè)體。三倍體生物細(xì)胞中含有三個(gè)染色體組?！咀兪蕉筷P(guān)于多倍體的敘述，正確的是 （）A.植物多倍體不能產(chǎn)生可育的配子B.八倍