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第2節 染色體變異
【高考目標定位】
1、染色體結構變異和數目變異
2、低溫誘導染色體加倍

【考綱知識梳理】
一、染色體變異分類
變異類型具體變化結果舉例
染色體結構變異缺失缺失某一片段染色體上的基因數目或排列順序改變，從而導致性狀變異貓叫綜合癥

重復增加某一片段
易位某一片段移接到另一條非同源染色體上
倒位某一片段位置顛倒
染色體數目變異個別染色體的增加或減少大量基因增加或減少，性狀改變幅度較大三倍體無籽西瓜
染色體組成倍的增加或減少
二、與染色體數目變異有關的辨析
1、染色體組：細胞中的一組非同源染色體，它們在形態和功能上各不相同，攜帶著控制生物生長發育的全部遺傳信息。
2、二倍體：由受精卵發育而成，體細胞中含有兩個染色體組，包括幾乎全部動物和過半數的高等植物。
3、多倍體
（1）概念：由受精卵發育而來，體細胞中含三個或三個以上染色體組的個體。其中，體細胞中含有三個染色體組的叫做三倍體，含有四個染色體組的叫做四倍體。例如，香蕉是三倍體，馬鈴薯是四倍體。
（2）分布：在植物中常見，在動物中極少見。
（3）特點：與二倍體植株相比，多倍體植株常常是莖桿粗壯，葉片、果實和種子都比較大，糖類和蛋白質等營養物質含量豐富。
4、單倍體
（1）概念：由未受精的生殖細胞發育而來，染色體數和染色體組數是正常體細胞的一半，即體細胞中含有本物種配子染色體數目的個體。
（2）特點：與正常植株相比，植株長得弱小，且高度不育。
三、低溫誘導植物染色體數目變化的實驗
1、實驗原理
低溫抑制紡綞體的形成，以致影響染色體被拉向兩極，細胞不能分裂成兩個子細胞，于是染色體數目改變。
2、方法步驟
洋蔥根尖培養→取材固定→制作裝片（解離→漂洗→染色→制片）→觀察。
3、試劑及用途
（1）卡諾氏液：固定細胞的形態。
（2）改良苯酚品紅染液：使染色體著色。
（3）解離液[15%的鹽酸和95%的酒精混合液（1?1）]：使細胞分散。

【要點名師精解】
一、三種可遺傳變異的比較
比較基因重組基因突變染色體變異
變異實質控制不同性狀的基因重新組合基因結構的改變染色體結構或數目變化
適用范圍真核生物進行有性生殖產生配子時任何生物均可發生真核生物核遺傳中發生
產生結果產生新的基因型，未發生基因的改變產生新的基因，但基因數目未變可引起基因數量上的變化
類型①非同源染色體上的非等位基因的自由組合②同源染色體上的非姐妹染色單體之間的交叉互換①自然突變
②人工誘變①染色體結構的變異
②染色體數目的變異
意義形成多樣性的重要原因，對生物進化有十分重要的意義生物變異的根本來源，提供生物進化的原始材料對生物進化有一定意義
實例黃圓與綠皺豌豆雜交，后代產生黃皺與綠圓個體鐮刀型細胞貧血癥普通小麥（六倍體）
雄蜂、單倍體玉米
育種應用雜交育種誘變育種單倍體、多倍體育種
【例1】圖顯示出某物種的三條染色體及其上排列著的基因（圖中字母所示）。試判斷圖乙列出的①②③④四種變化依次屬于下列變異中的（ ）
（1）染色體結構變異 （2）染色體數目變異 （3）基因重組 （4）基因突變
A． （1）（1）（4）（3） B．（1）（3）（4）（1）
C． （4）（3）（4）（1） D． （2）（3）（1）（1）




【解析】本題綜合考查生物可遺傳變異的類型。將①②③④四種變化與已知的染色體比較可判斷依次屬于染色體結構變異、基因重組、基因突變、染色體結構變異。
【答案】 B
二、 二倍體、多倍體與單倍體的分析
二倍體多倍體單倍體
概念體細胞中含2個染色體
組的個體體細胞中含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
體數的個體
染色體組2個3個或3個以上1至多個
發育起點受精卵受精卵配子
植物特點正常果實、種子較大，生長發
育延遲，結實率低植株弱小，高度不育
舉例幾乎全部動物、過半數
高等植物香蕉、普通小麥玉米、小麥的單倍體
【例2】下列關于染色體組、單倍體和二倍體的敘述，不正確的是
A．一個染色體組中不含同源染色體
B．由受精卵發育成的，體細胞中含有兩個染色體組的個體叫二倍體
C．單倍體生物體細胞中不一定含有一個染色體組
D．人工誘導多倍體的唯一方法是用秋水仙素處理萌發的種子或幼苗
【解析】要理解一個染色體組的構成必須把握以下三點：①在形態和功能上各不相同，②是一組非同源染色體，③攜帶著控制生物生長發育的全部遺傳信息。由受精卵發育成的，體細胞中含有兩個染色體組的個體叫二倍體。如果是由配子未經受精直接發育而成的，無論其體細胞中含有幾個染色體組，那么該生物一定是單倍體。人工誘導多倍體的方法是用秋水仙素或低溫處理萌發的種子或幼苗。
【答案】D

【感悟高考真題】
（2010?江蘇高考）10.為解決二倍體普通牡蠣在夏季因產卵二出現肉質下降的問題，人們培育出三倍體牡蠣。利用普通牡蠣培育三倍體牡蠣合理的方法是
A.利用水壓抑制受精卵的第一次卵裂，然后培育形成新個體
B.用被 射線破壞了細胞核的精子刺激卵細胞，然后培育形成新個體
C.將早期胚胎細胞的細胞核植人去核卵細胞中，然后培育形成新個體
D.用化學試劑阻止受精后的次級卵母細胞釋放極體，然后培育形成新個體
【解析】本題考查多倍體育種方法操作，抑制第一次卵裂導致染色體加倍，培育而成的個體為四倍體，A項錯誤，用 射線破壞了細胞核的精子刺激卵細胞，然后形成的新個體為單倍體，B項錯誤。C項利用移植方法獲得的個體為二倍體，C項錯誤。極體中含有一個染色體組，受精卵含有兩個染色體組，含有極體的受精卵中含有三個染色體組，發育而成的個體為三倍體，D項正確。
【答案】D
（2009?江蘇高考）在細胞分裂過程中出現了甲、乙2種變異，甲圖中英文字母表示染色體片段。下列有關敘述正確的是

①甲圖中發生了染色體結構變異，增加了生物變異的多樣性
②乙圖中出現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
A.①③③ B．②③④ C．①②④ D．①③④
【解析】本題考查的是染色體變異。甲圖中發生的是染色體變異，屬于染色體中某一片段位置顛倒，屬于結構的變異；乙圖中屬于在著絲點分裂時，兩條姐妹染色單體移向了同一級，使子細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選項中乙圖只會出現在有絲分裂中，甲圖可是減數分裂也可是有絲分裂。
【答案】C
（2009?上海高考）右圖中①和②表示發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
【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。
【答案】A
（2008?廣東高考）對于低溫誘導洋蔥染色體數目變化的實驗，正確的描述是
A．處于分裂間期的細胞最多
B．在顯微鏡視野內可以觀察到二倍體細胞和四倍體細胞
C．在高倍顯微鏡下可以觀察到細胞從二倍體變為四倍體的過程
D．在誘導染色體數目變化方面，低溫與秋水仙素誘導的原理相似
【解析】觀察染色體數目，先用解離液殺死細胞，在高倍顯微鏡下可以觀察到二倍體細胞和四倍體細胞，不能觀察到細胞從二倍體變為四倍體的過程；分裂間期在整個細胞周期中最長，處于分裂間期的細胞最多；在誘導染色體數目變化方面，低溫與秋水仙素誘導的原理相似，抑制有絲分裂前期紡錘體的形成。
【答案】ABD

【考點精題精練】
1.下列屬于染色體結構變異的是
A．利用“工程菌”生產人類胰島素
B．果蠅I號染色體上的片段移接到Ⅲ號染色體上
C．染色體中DNA的一個堿基對缺失
D．同源染色體的非姐妹染色單體之間交叉互換
【答案】 B 染色體結構的變異包括染色體片段的增添、缺失、移接和顛倒。利用“工程菌”生產人類胰島素是基因工程；染色體中DNA的一個堿基對缺失是基因突變；同源染色體的非姐妹染色單體之間交叉互換是正常變化。
2.（2010?安徽省巢湖市高三第一次質檢）以下情況屬于染色體變異的是 A
①21三體綜合征患者細胞中的第21號染色體有3條；②非同源染色體之間發生了互換；③用秋水仙素處理番茄的幼苗長大的植株；④花藥離體培養后長成的植株；⑤非同源染色體之間自由組合；⑥配對的同源染色體內部非姐妹染色單體之間發生了互換
A．①②③④ B．①③④⑤ C．②③④⑥ D．②④⑤⑥
3.人類遺傳病種類較多，發病率高。下列選項中，屬于染色體異常遺傳病的是（ C ）
A.抗維生素D佝僂病　　B.苯丙酮尿癥
C.貓叫綜合征D.多指癥
4.下列關于染色體組的敘述正確的是（ ）
①一個體細胞中任意兩個染色體組之間的染色體形態、數目一定相同
②一個染色體組攜帶著控制生物生長發育的全部遺傳信息
③一個染色體組中各個染色體的形態、大小各不相同，互稱為非同源染色體
④體細胞含有奇數個染色體的組個體，一般不能產生正常可育的配子
A．①②B．①③④C．①③D．②③④
【答案】 D解析：全部的非同源染色體在一起組成一個染色體組，一個染色體組中的一條染色體只能在另一個染色體組找到一條形態相同或相似的染色體（XY是同源染色體，處于不同的染色體組，但它們的形態不同），故①錯。
5.
（2010?上海市奉賢區高三二模）下圖表示四個個體內的體細胞。根據下圖所作出的判斷中，正確的是（ B ）


　
A.由B細胞培育出的個體一定能產生后代　　
B.圖A、B細胞各有三個染色體組，C細胞有二個染色體組，D細胞有一個染色體組
C.每個染色體組中含有三個染色體的是A、B、D
D.與B相適應的基因型可以是aaa、abc、AaaBBBcccDDd、aabbcc等。
6.下列有關單倍體的敘述中，不正確的是 BCD
A．未經受精的卵細胞發育成的植物，一定是單倍體
B．含有兩個染色體組的生物體，一定不是單倍體
C．生物的精子或卵細胞一定都是單倍體
D．含有奇數染色體組的個體一定是單倍體
7.關于多倍體的敘述，正確的是
A.植物多倍體不能產生可育的配子
B.八倍體小黑麥是用基因工程技術創造的新物種
C.二倍體植株加倍為四倍體后，營養成分必然增加
D.多倍體在植物中比動物中更常見
【答案】D 思路分析：多倍體可產生可育配子的四倍體馬鈴薯；八倍體小黑麥可通過多倍體育種獲得；二倍體植株加倍為四倍體后，營養成分一般增加，但不會必然增加。
8.下面所列材料中，最適合用于“低溫誘導植物染色體數目的變化”實驗的是（ C ）
A、洋蔥鱗片葉表皮細胞B、洋蔥鱗片葉葉肉細胞
C、洋蔥根尖分生區細胞D、洋蔥根尖成熟區細胞
9.低溫和秋水仙素都能誘導染色體數目加倍，起作用的時期是（ B ）
A、細胞分裂間期B、細胞分裂前期
C、細胞分裂中期D、細胞分裂后期
10.秋水仙素誘導產生多倍體和誘導基因突變的生理作用分別是（ D ）
①抑制細胞有絲分裂時形成紡綞體；②加速細胞內染色體復制；③使染色體配對紊亂，不能形成可育的配子；④干擾DNA的正常復制。
A、①③B、②④C、③④D、①④
11.中國科學院院士、遺傳學家李振聲于2007年2月27日被授予2006年度國家最高科學技術獎。他運用小麥與偃麥草（一種野生牧草）遠緣雜交和誘導染色體結構變異等技術，成功地培育出多個優良小麥新品種，為保障我國的糧食安全作出了重要貢獻。下列有關敘述中，不正確的是 D
A．基因重組、染色體結構變異和染色體數目變異，可以為生物進化提供原始材料
B．染色體結構變異，大多數對生物體不利，但在育種上仍有一定的價值
C．上述多個優良小麥新品種培育成功，說明生物多樣性具有巨大的潛在使用價值
D．上述研究獲得成功，運用了誘導基因重組技術和染色體結構變異技術，未運用誘導基因突變技術和染色體數目變異技術
12.下列有關遺傳和變異的說法正確的是（ C ）
A．所有的變異都是由基因引起的。
B．所有的變異，都能夠遺傳下去。
C．基因突變發生會產生新的基因，出現等位基因。基因突變發生的時期在分裂的間期。
D.三倍體無籽西瓜的性狀的出現是染色體變異的結果，這種性狀不會遺傳下去。
13.（2010?廣東省揭陽市高三二模）下列有關生物變異的說法正確的是 D
A．基因中一個堿基對發生改變，則一定會引起生物性狀的改變
B．環境因素可誘導基因朝某一方向突變
C．21三體綜合征是由染色體結構變異引起的
D．自然條件下，基因重組可發生在生殖細胞形成過程中
14.某些類型的染色體結構和數目的變異，可通過對細胞有絲分裂中期或減數第一次分裂時期的觀察來識別。a、b、c、d為某些生物減數第一次分裂時期染色體變異的模式圖，它們依次屬于 C

A.三倍體、染色體片段增加、三體、染色體片段缺失
B.三倍體、染色體片段缺失、三體、染色體片段增加
C.三體、染色體片段增加、三倍體、染色體片段缺失
D.染色體片段缺失、三體、染色體片段增加、三倍體
15.水稻的糯性、無籽西瓜、黃圓豌豆×綠皺豌豆→綠圓豌豆，這些變異的來源依次是（ ）
A．環境改變、染色體變異、基因重組B．染色體變異、基因突變、基因重組
C．基因突變、環境改變、染色體變異D．基因突變、染色體變異、基因重組
【答案】 D解析：水稻的糯性是由基因突變引起的，無籽西瓜是四倍體母本西瓜與二倍體父本西瓜雜交得到的三倍體種子種植后得到的果實，因為染色體聯會紊亂，不能產生正常的種子，故
16.下圖為普通小麥（異源六倍體）的形成過程示意圖。據材料分析有關問題：

（1）試分析甲丁的染色體組數及可育性
甲 ； 丁 ；
（2）在A、C過程中常用的方法有：
物理方法： ； 化學方法 ；
生物方法： ；
（3）我國育種工作者利用野生黑麥與普通小麥培育出了既高產又適應高原環境的八倍體小黑麥。請判斷八倍體小黑麥是否為一個新種?
物種形成的三個基本環節是： 、 、 。
【答案】（8分）（1）二組，不育；　　　 三組，不育；　
（2）　低溫處理　；　　秋水仙素處理； 　細胞融合技術；　
（3）是一個新種、 突變和重組、選擇、隔離（2分）
17.野生香蕉是二倍體，通常有大量的硬子，無法食用．無子香焦栽培品種多為三倍體，容易受到病毒、真菌等感染。有一種真菌感染引起的香蕉葉斑病正在全球蔓延，嚴重影響香蕉的生產。蕉農需要通過噴酒大量化學藥劑來防治葉斑病，對環境造成極大的污染。目前科學家正在努力尋找能抵抗這種真菌的野生香蕉，以便培育出新的香蕉品種。
請根據上述材料，回答下列問題：
(1)野生香蕉變異成無子的香蕉栽培品種，這種變異類型屬于 。
(2)一段時間后，蕉農發現再噴灑同等劑量的化學藥劑不能有效地阻止真菌進一步傳播，試分析原因 。
(3)若科學家找到了攜帶該真菌抗性基因的野生香蕉，如何通過多倍體育種的方法培育出抗該真菌的無子香蕉?(寫出簡要思路)。 ．
(4)香蕉表面發黑是因為表皮細胞內的酚胺類物質逸出液泡，這些物質與細胞質基質的多酚氧化酶(最適催化溫度為30℃)相遇而被氧化成棕黑色造成的。實驗表明香蕉皮在4℃時比在常溫時發黑得更快。請分析回答：
①溫度從常溫降至4℃，香蕉細胞內的多酚氧化酶活性會有何變化? 。
②請分析香蕉皮在4℃時比在常溫時更快發黑的原因。 ．
(5)除培育抗病新品種或噴灑化學藥劑防治香蕉葉斑病外，你認為還可通過什么途徑來防治香蕉葉斑病?
【答案】 (1)染色體數目變異(1分)
(2)由于化學藥劑的選擇作用，具有抗藥性的真菌增多，農藥殺滅真菌的效果會降低(2分)
(3)用秋水仙素處理具抗性的二倍體野生香蕉的幼苗，獲得四倍體香蕉；用四倍體香蕉作
為母本與二倍體野生香蕉雜交，獲得三倍體香蕉，然后從中選育出抗病的品種(3分，
其它合理答案酌情給分)
(4)①活性降低(1分)
②4℃時香蕉細胞內的液泡膜透性增加，酚胺類物質容易溢出液泡，且在此溫度下多
酚氧化酶仍然起催化作用(2分)
(5)引入該真菌的天敵進行生物防治(其他合理答案也可，1分)

本文來自：逍遙右腦記憶 http://m.bianbian123.com/gaosan/79496.html

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