2012届高考生物专题复习 染色体变异

第2节 染色体变异
【高考目标定位】
1、染色体结构变异和数目变异
2、低温诱导染色体加倍

【考纲知识梳理】
一、染色体变异分类
变异类型具体变化结果举例
染色体结构变异缺失缺失某一片段染色体上的基因数目或排列顺序改变，从而导致性状变异猫叫综合症

重复增加某一片段
易位某一片段移接到另一条非同源染色体上
倒位某一片段位置颠倒
染色体数目变异个别染色体的增加或减少大量基因增加或减少，性状改变幅度较大三倍体无籽西瓜
染色体组成倍的增加或减少
二、与染色体数目变异有关的辨析
1、染色体组：细胞中的一组非同源染色体，它们在形态和功能上各不相同，携带着控制生物生长发育的全部遗传信息。
2、二倍体：由受精卵发育而成，体细胞中含有两个染色体组，包括几乎全部动物和过半数的高等植物。
3、多倍体
（1）概念：由受精卵发育而来，体细胞中含三个或三个以上染色体组的个体。其中，体细胞中含有三个染色体组的叫做三倍体，含有四个染色体组的叫做四倍体。例如，香蕉是三倍体，马铃薯是四倍体。
（2）分布：在植物中常见，在动物中极少见。
（3）特点：与二倍体植株相比，多倍体植株常常是茎杆粗壮，叶片、果实和种子都比较大，糖类和蛋白质等营养物质含量丰富。
4、单倍体
（1）概念：由未受精的生殖细胞发育而来，染色体数和染色体组数是正常体细胞的一半，即体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体。
（2）特点：与正常植株相比，植株长得弱小，且高度不育。
三、低温诱导植物染色体数目变化的实验
1、实验原理
低温抑制纺缍体的形成，以致影响染色体被拉向两极，细胞不能分裂成两个子细胞，于是染色体数目改变。
2、方法步骤
洋葱根尖培养→取材固定→制作装片（解离→漂洗→染色→制片）→观察。
3、试剂及用途
（1）卡诺氏液：固定细胞的形态。
（2）改良苯酚品红染液：使染色体着色。
（3）解离液[15%的盐酸和95%的酒精混合液（1?1）]：使细胞分散。

【要点名师精解】
一、三种可遗传变异的比较
比较基因重组基因突变染色体变异
变异实质控制不同性状的基因重新组合基因结构的改变染色体结构或数目变化
适用范围真核生物进行有性生殖产生配子时任何生物均可发生真核生物核遗传中发生
产生结果产生新的基因型，未发生基因的改变产生新的基因，但基因数目未变可引起基因数量上的变化
类型①非同源染色体上的非等位基因的自由组合②同源染色体上的非姐妹染色单体之间的交叉互换①自然突变
②人工诱变①染色体结构的变异
②染色体数目的变异
意义形成多样性的重要原因，对生物进化有十分重要的意义生物变异的根本来源，提供生物进化的原始材料对生物进化有一定意义
实例黄圆与绿皱豌豆杂交，后代产生黄皱与绿圆个体镰刀型细胞贫血症普通小麦（六倍体）
雄蜂、单倍体玉米
育种应用杂交育种诱变育种单倍体、多倍体育种
【例1】图显示出某物种的三条染色体及其上排列着的基因（图中字母所示）。试判断图乙列出的①②③④四种变化依次属于下列变异中的（ ）
（1）染色体结构变异 （2）染色体数目变异 （3）基因重组 （4）基因突变
A． （1）（1）（4）（3） B．（1）（3）（4）（1）
C． （4）（3）（4）（1） D． （2）（3）（1）（1）

【解析】本题综合考查生物可遗传变异的类型。将①②③④四种变化与已知的染色体比较可判断依次属于染色体结构变异、基因重组、基因突变、染色体结构变异。
【答案】 B
二、 二倍体、多倍体与单倍体的分析
二倍体多倍体单倍体
概念体细胞中含2个染色体
组的个体体细胞中含3个或3个以
上染色体组的个体体细胞中含本物种配子染色
体数的个体
染色体组2个3个或3个以上1至多个
发育起点受精卵受精卵配子
植物特点正常果实、种子较大，生长发
育延迟，结实率低植株弱小，高度不育
举例几乎全部动物、过半数
高等植物香蕉、普通小麦玉米、小麦的单倍体
【例2】下列关于染色体组、单倍体和二倍体的叙述，不正确的是
A．一个染色体组中不含同源染色体
B．由受精卵发育成的，体细胞中含有两个染色体组的个体叫二倍体
C．单倍体生物体细胞中不一定含有一个染色体组
D．人工诱导多倍体的唯一方法是用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗
【解析】要理解一个染色体组的构成必须把握以下三点：①在形态和功能上各不相同，②是一组非同源染色体，③携带着控制生物生长发育的全部遗传信息。由受精卵发育成的，体细胞中含有两个染色体组的个体叫二倍体。如果是由配子未经受精直接发育而成的，无论其体细胞中含有几个染色体组，那么该生物一定是单倍体。人工诱导多倍体的方法是用秋水仙素或低温处理萌发的种子或幼苗。
【答案】D

【感悟高考真题】
（2010?江苏高考）10.为解决二倍体普通牡蛎在夏季因产卵二出现肉质下降的问题，人们培育出三倍体牡蛎。利用普通牡蛎培育三倍体牡蛎合理的方法是
A.利用水压抑制受精卵的第一次卵裂，然后培育形成新个体
B.用被 射线破坏了细胞核的精子刺激卵细胞，然后培育形成新个体
C.将早期胚胎细胞的细胞核植人去核卵细胞中，然后培育形成新个体
D.用化学试剂阻止受精后的次级卵母细胞释放极体，然后培育形成新个体
【解析】本题考查多倍体育种方法操作，抑制第一次卵裂导致染色体加倍，培育而成的个体为四倍体，A项错误，用 射线破坏了细胞核的精子刺激卵细胞，然后形成的新个体为单倍体，B项错误。C项利用移植方法获得的个体为二倍体，C项错误。极体中含有一个染色体组，受精卵含有两个染色体组，含有极体的受精卵中含有三个染色体组，发育而成的个体为三倍体，D项正确。
【答案】D
（2009?江苏高考）在细胞分裂过程中出现了甲、乙2种变异，甲图中英文字母表示染色体片段。下列有关叙述正确的是

①甲图中发生了染色体结构变异，增加了生物变异的多样性
②乙图中出现的这种变异属于染色体变异
③甲、乙两图中的变化只会出现在有丝分裂中
④甲、乙两图中的变异类型都可以用显微镜观察检验
A.①③③ B．②③④ C．①②④ D．①③④
【解析】本题考查的是染色体变异。甲图中发生的是染色体变异，属于染色体中某一片段位置颠倒，属于结构的变异；乙图中属于在着丝点分裂时，两条姐妹染色单体移向了同一级，使子细胞中染色体多了一条，也属于染色体变异。染色体可以用显微镜中观察到，因此选C。而C选项中乙图只会出现在有丝分裂中，甲图可是减数分裂也可是有丝分裂。
【答案】C
（2009?上海高考）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】由染色体图像可判断①中两条为同源染色体②中两条为非同源染色体，①是同源染色体的非姐妹染色单体间交换部分染色体片段属于重组，②是在非同源染色体之间交换部分染色体属于易位。
【答案】A
（2008?广东高考）对于低温诱导洋葱染色体数目变化的实验，正确的描述是
A．处于分裂间期的细胞最多
B．在显微镜视野内可以观察到二倍体细胞和四倍体细胞
C．在高倍显微镜下可以观察到细胞从二倍体变为四倍体的过程
D．在诱导染色体数目变化方面，低温与秋水仙素诱导的原理相似
【解析】观察染色体数目，先用解离液杀死细胞，在高倍显微镜下可以观察到二倍体细胞和四倍体细胞，不能观察到细胞从二倍体变为四倍体的过程；分裂间期在整个细胞周期中最长，处于分裂间期的细胞最多；在诱导染色体数目变化方面，低温与秋水仙素诱导的原理相似，抑制有丝分裂前期纺锤体的形成。
【答案】ABD

【考点精题精练】
1.下列属于染色体结构变异的是
A．利用“工程菌”生产人类胰岛素
B．果蝇I号染色体上的片段移接到Ⅲ号染色体上
C．染色体中DNA的一个碱基对缺失
D．同源染色体的非姐妹染色单体之间交叉互换
【答案】 B 染色体结构的变异包括染色体片段的增添、缺失、移接和颠倒。利用“工程菌”生产人类胰岛素是基因工程；染色体中DNA的一个碱基对缺失是基因突变；同源染色体的非姐妹染色单体之间交叉互换是正常变化。
2.（2010?安徽省巢湖市高三第一次质检）以下情况属于染色体变异的是 A
①21三体综合征患者细胞中的第21号染色体有3条；②非同源染色体之间发生了互换；③用秋水仙素处理番茄的幼苗长大的植株；④花药离体培养后长成的植株；⑤非同源染色体之间自由组合；⑥配对的同源染色体内部非姐妹染色单体之间发生了互换
A．①②③④ B．①③④⑤ C．②③④⑥ D．②④⑤⑥
3.人类遗传病种类较多，发病率高。下列选项中，属于染色体异常遗传病的是（ C ）
A.抗维生素D佝偻病　　B.苯丙酮尿症
C.猫叫综合征D.多指症
4.下列关于染色体组的叙述正确的是（ ）
①一个体细胞中任意两个染色体组之间的染色体形态、数目一定相同
②一个染色体组携带着控制生物生长发育的全部遗传信息
③一个染色体组中各个染色体的形态、大小各不相同，互称为非同源染色体
④体细胞含有奇数个染色体的组个体，一般不能产生正常可育的配子
A．①②B．①③④C．①③D．②③④
【答案】 D解析：全部的非同源染色体在一起组成一个染色体组，一个染色体组中的一条染色体只能在另一个染色体组找到一条形态相同或相似的染色体（XY是同源染色体，处于不同的染色体组，但它们的形态不同），故①错。
5.
（2010?上海市奉贤区高三二模）下图表示四个个体内的体细胞。根据下图所作出的判断中，正确的是（ B ）

　
A.由B细胞培育出的个体一定能产生后代　　
B.图A、B细胞各有三个染色体组，C细胞有二个染色体组，D细胞有一个染色体组
C.每个染色体组中含有三个染色体的是A、B、D
D.与B相适应的基因型可以是aaa、abc、AaaBBBcccDDd、aabbcc等。
6.下列有关单倍体的叙述中，不正确的是 BCD
A．未经受精的卵细胞发育成的植物，一定是单倍体
B．含有两个染色体组的生物体，一定不是单倍体
C．生物的精子或卵细胞一定都是单倍体
D．含有奇数染色体组的个体一定是单倍体
7.关于多倍体的叙述，正确的是
A.植物多倍体不能产生可育的配子
B.八倍体小黑麦是用基因工程技术创造的新物种
C.二倍体植株加倍为四倍体后，营养成分必然增加
D.多倍体在植物中比动物中更常见
【答案】D 思路分析：多倍体可产生可育配子的四倍体马铃薯；八倍体小黑麦可通过多倍体育种获得；二倍体植株加倍为四倍体后，营养成分一般增加，但不会必然增加。
8.下面所列材料中，最适合用于“低温诱导植物染色体数目的变化”实验的是（ C ）
A、洋葱鳞片叶表皮细胞B、洋葱鳞片叶叶肉细胞
C、洋葱根尖分生区细胞D、洋葱根尖成熟区细胞
9.低温和秋水仙素都能诱导染色体数目加倍，起作用的时期是（ B ）
A、细胞分裂间期B、细胞分裂前期
C、细胞分裂中期D、细胞分裂后期
10.秋水仙素诱导产生多倍体和诱导基因突变的生理作用分别是（ D ）
①抑制细胞有丝分裂时形成纺缍体；②加速细胞内染色体复制；③使染色体配对紊乱，不能形成可育的配子；④干扰DNA的正常复制。
A、①③B、②④C、③④D、①④
11.中国科学院院士、遗传学家李振声于2007年2月27日被授予2006年度国家最高科学技术奖。他运用小麦与偃麦草（一种野生牧草）远缘杂交和诱导染色体结构变异等技术，成功地培育出多个优良小麦新品种，为保障我国的粮食安全作出了重要贡献。下列有关叙述中，不正确的是 D
A．基因重组、染色体结构变异和染色体数目变异，可以为生物进化提供原始材料
B．染色体结构变异，大多数对生物体不利，但在育种上仍有一定的价值
C．上述多个优良小麦新品种培育成功，说明生物多样性具有巨大的潜在使用价值
D．上述研究获得成功，运用了诱导基因重组技术和染色体结构变异技术，未运用诱导基因突变技术和染色体数目变异技术
12.下列有关遗传和变异的说法正确的是（ C ）
A．所有的变异都是由基因引起的。
B．所有的变异，都能够遗传下去。
C．基因突变发生会产生新的基因，出现等位基因。基因突变发生的时期在分裂的间期。
D.三倍体无籽西瓜的性状的出现是染色体变异的结果，这种性状不会遗传下去。
13.（2010?广东省揭阳市高三二模）下列有关生物变异的说法正确的是 D
A．基因中一个碱基对发生改变，则一定会引起生物性状的改变
B．环境因素可诱导基因朝某一方向突变
C．21三体综合征是由染色体结构变异引起的
D．自然条件下，基因重组可发生在生殖细胞形成过程中
14.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 C

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
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
15.水稻的糯性、无籽西瓜、黄圆豌豆×绿皱豌豆→绿圆豌豆，这些变异的来源依次是（ ）
A．环境改变、染色体变异、基因重组B．染色体变异、基因突变、基因重组
C．基因突变、环境改变、染色体变异D．基因突变、染色体变异、基因重组
【答案】 D解析：水稻的糯性是由基因突变引起的，无籽西瓜是四倍体母本西瓜与二倍体父本西瓜杂交得到的三倍体种子种植后得到的果实，因为染色体联会紊乱，不能产生正常的种子，故
16.下图为普通小麦（异源六倍体）的形成过程示意图。据材料分析有关问题：

（1）试分析甲丁的染色体组数及可育性
甲 ； 丁 ；
（2）在A、C过程中常用的方法有：
物理方法： ； 化学方法 ；
生物方法： ；
（3）我国育种工作者利用野生黑麦与普通小麦培育出了既高产又适应高原环境的八倍体小黑麦。请判断八倍体小黑麦是否为一个新种?
物种形成的三个基本环节是： 、 、 。
【答案】（8分）（1）二组，不育；　　　 三组，不育；　
（2）　低温处理　；　　秋水仙素处理； 　细胞融合技术；　
（3）是一个新种、 突变和重组、选择、隔离（2分）
17.野生香蕉是二倍体，通常有大量的硬子，无法食用．无子香焦栽培品种多为三倍体，容易受到病毒、真菌等感染。有一种真菌感染引起的香蕉叶斑病正在全球蔓延，严重影响香蕉的生产。蕉农需要通过喷酒大量化学药剂来防治叶斑病，对环境造成极大的污染。目前科学家正在努力寻找能抵抗这种真菌的野生香蕉，以便培育出新的香蕉品种。
请根据上述材料，回答下列问题：
(1)野生香蕉变异成无子的香蕉栽培品种，这种变异类型属于 。
(2)一段时间后，蕉农发现再喷洒同等剂量的化学药剂不能有效地阻止真菌进一步传播，试分析原因 。
(3)若科学家找到了携带该真菌抗性基因的野生香蕉，如何通过多倍体育种的方法培育出抗该真菌的无子香蕉?(写出简要思路)。 ．
(4)香蕉表面发黑是因为表皮细胞内的酚胺类物质逸出液泡，这些物质与细胞质基质的多酚氧化酶(最适催化温度为30℃)相遇而被氧化成棕黑色造成的。实验表明香蕉皮在4℃时比在常温时发黑得更快。请分析回答：
①温度从常温降至4℃，香蕉细胞内的多酚氧化酶活性会有何变化? 。
②请分析香蕉皮在4℃时比在常温时更快发黑的原因。 ．
(5)除培育抗病新品种或喷洒化学药剂防治香蕉叶斑病外，你认为还可通过什么途径来防治香蕉叶斑病?
【答案】 (1)染色体数目变异(1分)
(2)由于化学药剂的选择作用，具有抗药性的真菌增多，农药杀灭真菌的效果会降低(2分)
(3)用秋水仙素处理具抗性的二倍体野生香蕉的幼苗，获得四倍体香蕉；用四倍体香蕉作
为母本与二倍体野生香蕉杂交，获得三倍体香蕉，然后从中选育出抗病的品种(3分，
其它合理答案酌情给分)
(4)①活性降低(1分)
②4℃时香蕉细胞内的液泡膜透性增加，酚胺类物质容易溢出液泡，且在此温度下多
酚氧化酶仍然起催化作用(2分)
(5)引入该真菌的天敌进行生物防治(其他合理答案也可，1分)

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