2017-2018學(xué)年高中生物 第五章 基因突變及其他變異 第2節(jié) 染色體變異教學(xué)案 新人教版必修2
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1、 第2節(jié) 染色體變異 [學(xué)習(xí)導(dǎo)航] 1.結(jié)合圖5-5,闡明染色體結(jié)構(gòu)變異的類型和結(jié)果。2.結(jié)合教材實例,簡述二倍體、多倍體和單倍體的概念。3.通過教材實驗,了解多倍體育種的原理和操作過程。 [重難點擊] 1.理解染色體組的概念。2.理解二倍體、多倍體和單倍體的概念。3.單倍體育種和多倍體育種的原理和過程。 舟舟, 1978年4月1日出生在中國的武漢。他是個先天性愚型患者,智力只相當(dāng)于幾歲的小孩子。舟舟從小偏愛指揮,當(dāng)音樂響起時,舟舟就會拿起指揮棒,揮動短短的手臂,惟妙惟肖地做出標準的指揮動作,直到曲終。研究表明舟舟身材矮小、智力低下的根本原因是:第21號染色體比常人多了1條。那
2、么染色體都有哪些變異,對生物有什么影響呢?本節(jié)課我們來學(xué)習(xí)染色體變異。 一、染色體結(jié)構(gòu)的變異 1.含義 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)致性狀的變異。 2.類型 圖解 變化 名稱 舉例 染色體b片段丟失 缺失 貓叫綜合征;果蠅缺刻翅 染色體b片段增加 重復(fù) 果蠅的棒狀眼 染色體斷裂的片段(d、g)移接到另一條非同源染色體上 易位 人慢性粒細胞白血病 同一條染色體上某一片段(ab)位置顛倒了 倒位 略 3.結(jié)果 大多數(shù)染色體結(jié)構(gòu)變異對生物體是不利的,有的甚至?xí)?dǎo)致生物體死亡。 下圖①
3、②③④分別表示不同的變異類型,其中圖③中的基因2由基因1變異而來。據(jù)此分析: 1.圖①和圖②的變異分別發(fā)生在哪種染色體之間?屬于哪類變異? 答案 圖①發(fā)生在同源染色體的非姐妹染色單體之間,屬于基因重組;圖②發(fā)生在非同源染色體之間,屬于染色體結(jié)構(gòu)變異中的易位。 2.圖②和圖③相比,二者對染色體上基因的數(shù)目或排列順序的影響有什么不同? 答案 圖②是易位,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;圖③是基因突變,只是改變基因的結(jié)構(gòu),不改變?nèi)旧w上的基因的數(shù)目或排列順序。 3.圖①②③中能在光學(xué)顯微鏡下觀察到的是哪種? 答案 能在光學(xué)顯微鏡下觀察到的是②。 4.能確定圖④中的
4、變異具體屬于哪種染色體結(jié)構(gòu)變異嗎? 答案 不能。若染色體3正常,染色體4則發(fā)生染色體結(jié)構(gòu)變異中的缺失;若染色體4正常,染色體3則發(fā)生染色體結(jié)構(gòu)變異中的重復(fù)。 知識整合 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;基因突變在光學(xué)顯微鏡下都觀察不到,不改變?nèi)旧w上的基因的數(shù)目或排列順序;染色體變異可以在光學(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。 1.如圖表示某生物細胞中兩條染色體及其部分基因。下列四種情況的產(chǎn)生不屬于該細胞染色體結(jié)構(gòu)變異的是( ) A.① B.② C.③ D.④
5、答案 C 解析 染色體結(jié)構(gòu)變異指的是染色體某一片段的缺失、增添、倒位和易位等。③是基因突變或減數(shù)分裂四分體時期發(fā)生交叉互換所致。 2.下列關(guān)于染色體變異和基因突變的主要區(qū)別的敘述,錯誤的是( ) A.染色體結(jié)構(gòu)變異是染色體的一個片段缺失、重復(fù)、倒位或易位等,而基因突變則是DNA分子中堿基對的替換、增加或缺失 B.原核生物與真核生物均可以發(fā)生基因突變,但只有真核生物能發(fā)生染色體變異 C.基因突變一般是微小突變,其對生物體影響較小,而染色體結(jié)構(gòu)變異是較大的變異,其對生物體影響較大 D.多數(shù)染色體結(jié)構(gòu)變異可通過顯微鏡觀察進行鑒別,而基因突變則不能 答案 C 解析 基因突變是分子水平
6、上的變異,只涉及基因中一個或幾個堿基對的改變,在光學(xué)顯微鏡下觀察不到,原核生物和真核生物都可以發(fā)生;染色體結(jié)構(gòu)變異是染色體的一個片段的變化,只有真核生物可以發(fā)生?;蛲蛔兒腿旧w結(jié)構(gòu)變異都可能對生物的性狀產(chǎn)生較大影響。 題后歸納 四個方面區(qū)分三種變異 (1) “互換”方面:同源染色體上的非姐妹染色單體之間的交叉互換,屬于基因重組;非同源染色體之間的互換,屬于染色體結(jié)構(gòu)變異中的易位。 (2) “缺失” 方面:DNA分子上若干基因的缺失屬于染色體變異;DNA分子上若干堿基對的缺失,屬于基因突變。 (3)變異的水平方面:基因突變、基因重組屬于分子水平的變化,光學(xué)顯微鏡下觀察不到;染色體變異屬
7、于亞細胞水平的變化,光學(xué)顯微鏡下可以觀察到。 (4)變異的“質(zhì)”和“量” 方面:基因突變改變基因的質(zhì),不改變基因的量;基因重組不改變基因的質(zhì),一般也不改變基因的量;染色體變異不改變基因的質(zhì),但會改變基因的量或改變基因的排列順序。 二、染色體數(shù)目的變異 1.類型 2.染色體組 (1)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)生精子的過程中,同源染色體分離,因此配子中的染色體的組成為Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y,它們是一組非同源染色體。 (3)像雄果蠅精子中的染色體一樣,細胞中的一組非同源染色體,在形態(tài)和功能
8、上各不相同,但又互相協(xié)調(diào),共同控制生物的生長、發(fā)育、遺傳和變異,這樣的一組染色體,叫做一個染色體組。 3.二倍體、多倍體和單倍體 (1)二倍體:由受精卵發(fā)育而來的個體,體細胞中含有兩個染色體組的個體叫做二倍體。自然界中,幾乎全部動物和過半數(shù)的高等植物都是二倍體。 (2)多倍體 ①概念:由受精卵發(fā)育而來,體細胞中含有三個或三個以上染色體組的個體。 ②實例:香蕉(三倍體)、馬鈴薯(四倍體)、普通小麥(六倍體)。 ③特點:莖稈粗壯,葉片、果實和種子都比較大,糖類和蛋白質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)的含量都有所增加。也存在結(jié)實率低,晚熟等缺點。 (3)單倍體 ①概念:體細胞中含有本物種配子染色體數(shù)目的個
9、體。 ②實例:蜜蜂中的雄蜂。 ③特點:植株長得弱小,一般高度不育。但是,利用單倍體植株培育新品種能明顯縮短育種年限。 下面甲表示細胞染色體圖,乙表示細胞基因型,據(jù)圖分析: 1.甲生物細胞內(nèi)有幾個染色體組?判斷依據(jù)是什么? 答案 4個。細胞內(nèi)同一種形態(tài)的染色體有4條。 2.乙生物細胞內(nèi)有幾個染色體組?判斷依據(jù)是什么? 答案 4個。在乙的基因型中,控制同一性狀的基因出現(xiàn)了4次。 3.若丙生物的體細胞含32條染色體,有8種形態(tài),丙生物細胞中含有幾個染色體組? 答案 4個。 4.單倍體是不是一定只含有一個染色體組?如何區(qū)分單倍體和多倍體? 答案 單倍體不一定只含有一個
10、染色體組,如四倍體的單倍體含有2個染色體組,因此判斷單倍體和多倍體時,首先看發(fā)育的起點,如果生物體是由生殖細胞——卵細胞或花粉直接發(fā)育而成,不論細胞內(nèi)含有幾個染色體組都是單倍體。如果生物體是受精卵或合子發(fā)育形成的,生物體細胞內(nèi)有幾個染色體組就叫做幾倍體。 知識整合 判斷單倍體和多倍體時,首先看發(fā)育的起點,如果生物體是由生殖細胞——卵細胞或花粉直接發(fā)育而成,不論細胞內(nèi)含有幾個染色體組都是單倍體。如果生物體是受精卵或合子發(fā)育形成的,生物體細胞內(nèi)有幾個染色體組就叫做幾倍體。 3.下列關(guān)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(fā)育
11、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只含有一個染色體組 D.人工誘導(dǎo)多倍體的唯一方法是用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗 答案 D 解析 染色體組是不含有同源染色體的;個體若由受精卵發(fā)育而來,含有幾個染色體組就是幾倍體;單倍體是由配子發(fā)育而成的,不一定只含有一個染色體組;人工誘導(dǎo)多倍體的方法有秋水仙素處理或低溫處理等。 4.根據(jù)圖中A~H所示的細胞圖回答下列問題: (1)細胞中含有一個染色體組的是________圖。 (2)細胞中含有兩個染色體組的是________圖。 (3)細胞中含有三個染色體組的是________________圖
12、,它________(一定,不一定)是三倍體。 (4)細胞中含有四個染色體組的是________________圖,它________(可能,不可能)是單倍體。 答案 (1)D、G (2)C、H (3)A、B 不一定 (4)E、F 可能 解析 在細胞內(nèi),形態(tài)相同的染色體有幾條,就含有幾個染色體組。在細胞內(nèi),含有幾個同音字母,就是含有幾個染色體組。確認是否為單倍體需看發(fā)育起點。 方法鏈接 染色體組數(shù)的判斷方法 (1)根據(jù)染色體形態(tài)判斷:細胞內(nèi)形態(tài)相同的染色體有幾條,則含有幾個染色體組。 (2)根據(jù)基因型判斷:控制同一性狀的基因出現(xiàn)幾次,就含幾個染色體組。 (3)根據(jù)染色體數(shù)與形
13、態(tài)數(shù)的比值判斷:染色體數(shù)與形態(tài)數(shù)比值意味著每種形態(tài)染色體數(shù)目的多少,每種形態(tài)染色體有幾條,即含幾個染色體組。 三、低溫誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目的變化及育種 1.實驗原理:用低溫處理植物分生組織細胞,能夠抑制細胞分裂時紡錘體的形成,使染色體不能被拉向兩極,這樣細胞不能分裂成兩個子細胞,染色體的數(shù)目就發(fā)生變化。 2.實驗操作步驟 (1)培養(yǎng):將洋蔥放在清水中培養(yǎng),待長出約1_cm左右的不定根時,放入冰箱(4 ℃)誘導(dǎo)培養(yǎng)36 h。 (2)固定:剪取誘導(dǎo)處理的根尖約0.5~1 cm,放入卡諾氏液中浸泡0.5~1 h,以固定細胞的形態(tài),然后用體積分數(shù)為95%的酒精沖洗2次。 (3)制作裝片:
14、按解離、漂洗、染色和制片4個步驟,具體操作方法與實驗“觀察植物細胞的有絲分裂”相同。 (4)觀察:先用低倍鏡觀察,找到既有二倍體細胞,也有染色體數(shù)目發(fā)生改變的細胞的視野。確認某個細胞發(fā)生染色體數(shù)目變化后,再用高倍鏡觀察。 1.下圖是三倍體西瓜的培育過程,據(jù)圖分析回答下列問題: (1)①過程是哪種處理過程?其原理是什么? 答案 ①過程是用秋水仙素處理二倍體西瓜的幼苗,產(chǎn)生四倍體的過程,其原理是抑制紡錘體的形成,使染色體數(shù)目加倍。 (2)②和④都是傳粉,目的有什么不同? 答案 ②傳粉是為了雜交得到三倍體種子,④傳粉是為了刺激子房產(chǎn)生生長素促進果實發(fā)育。 (3)①過程處理后,新
15、產(chǎn)生的四倍體,各部分細胞都含有四個染色體組嗎? 答案 不是。地上部分的莖、葉、花的染色體數(shù)目加倍,含有四個染色體組;根細胞沒有加倍,只含有兩個染色體組。 (4)西瓜f的瓜瓤、種子e的胚分別含有幾個染色體組? 答案 西瓜f的瓜瓤來自母本,含有四個染色體組,而種子e的胚含有三個染色體組。 (5)為什么三倍體西瓜沒有種子? 答案 三倍體西瓜進行減數(shù)分裂時,由于聯(lián)會紊亂,一般不能產(chǎn)生正常配子。 2.如圖表示用純種的高稈(D)抗銹病(T)小麥與矮稈(d)易染銹病(t)小麥培育矮稈抗銹病小麥新品種的方法,據(jù)圖分析: (1)F1能產(chǎn)生幾種雄配子? 答案 F1的基因型是DdTt,能產(chǎn)生四種
16、配子:DT、dT、Dt、dt。 (2)過程③是哪種處理?其原理是什么? 答案 過程③是花藥離體培養(yǎng)過程。原理是細胞的全能性。 (3)過程④是哪種處理?處理后符合要求的植株占的比例是多少? 答案 過程④是用一定濃度的秋水仙素處理單倍體幼苗。處理后ddTT占的比例為1/4。 5.下列關(guān)于“低溫誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目的變化”實驗的敘述,不正確的是( ) A.用低溫處理植物分生組織細胞,能抑制紡錘體的形成 B.洋蔥根尖長出約1 cm時,剪下,置于4 ℃冰箱中,誘導(dǎo)36 h C.卡諾氏液浸泡根尖,固定細胞的形態(tài) D.裝片制作包括解離、漂洗、染色和制片4個步驟 答案 B 解析 低溫
17、誘導(dǎo)的原理是抑制紡錘體的形成;剪下根尖,會使其失去生命力,細胞不再分裂;卡諾氏液的作用是固定細胞的形態(tài);在制作裝片時,過程和“觀察植物細胞的有絲分裂”相同,包括解離、漂洗、染色和制片4個步驟。 6.將二倍體芝麻的種子萌發(fā)成的幼苗用秋水仙素處理后得到的四倍體芝麻( ) A.對花粉進行離體培養(yǎng),可得到二倍體芝麻 B.產(chǎn)生的配子沒有同源染色體,所以無遺傳效應(yīng) C.與原來的二倍體芝麻雜交,產(chǎn)生的是不育的三倍體芝麻 D.秋水仙素誘導(dǎo)染色體加倍時,最可能作用于細胞分裂的后期 答案 C 解析 二倍體芝麻幼苗用秋水仙素處理,得到的是同源四倍體,體細胞內(nèi)有4個染色體組,而且每個染色體組之間都有同
18、源染色體。由四倍體的配子發(fā)育來的芝麻是單倍體,含兩個染色體組,所以該單倍體芝麻是可育的。四倍體的配子中有兩個染色體組,二倍體的配子中有一個染色體組,所以四倍體與二倍體雜交產(chǎn)生的是三倍體芝麻,由于三倍體芝麻在減數(shù)分裂過程中同源染色體聯(lián)會紊亂,不能形成正常的配子,所以不育。秋水仙素誘導(dǎo)染色體加倍時,起作用的時期是細胞分裂的前期,抑制紡錘體的形成。 1.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.染色體變異 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
19、染色體結(jié)構(gòu)變異。 2.基因突變和染色體變異的一個重要的區(qū)別是( ) A.基因突變在光學(xué)顯微鏡下看不見 B.染色體變異是定向的,而基因突變是不定向的 C.基因突變是可以遺傳的 D.染色體變異是不能遺傳的 答案 A 解析 基因突變是DNA分子中發(fā)生堿基對的替換、增添和缺失,而引起的基因結(jié)構(gòu)的改變,屬于分子水平的變化,光學(xué)顯微鏡下觀察不到;染色體的變異可在光學(xué)顯微鏡下直接觀察到;生物的變異是不定向的;基因突變和染色體變異其遺傳物質(zhì)均發(fā)生改變,都是可遺傳的變異。 3.下列關(guān)于染色體組的敘述,正確的是( ) A.體細胞中的一半染色體是一個染色體組 B.配子中的全部染色體是一個染色
20、體組 C.本物種配子中的一半染色體是一個染色體組 D.二倍體生物配子中的全部染色體是一個染色體組 答案 D 解析 一個染色體組內(nèi)各條染色體大小、形態(tài)各不相同,是一組非同源染色體。只有二倍體產(chǎn)生的配子中含有一套非同源染色體,才是一個染色體組。 4.雙子葉植物大麻(2n=20)為雌雄異株,性別決定為XY型,若將其花藥離體培養(yǎng),再將幼苗用秋水仙素處理,所得植株的染色體組成應(yīng)是( ) A.18+XY B.18+YY C.9+X或9+Y D.18+XX或18+YY 答案 D 解析 由題知2n=20,性別決定為XY型,則花藥的染色體組成為9+X或9+Y,將其培育成單倍體后再利用
21、秋水仙素處理,誘導(dǎo)染色體加倍后,植株的染色體組成是18+XX或18+YY。 5.已知二倍體西瓜的體細胞中含有22條染色體,西瓜的綠皮(A)對白皮(a)為顯性,大子(B)對小子(b)為顯性,這兩對等位基因分別位于兩對同源染色體上?,F(xiàn)對一批純種綠皮大子與白皮小子西瓜種子進行了下列操作: a.將這批種子播種,并用一定濃度的秋水仙素處理純種綠皮大子幼苗,使之成為四倍體; b.當(dāng)被處理后的綠皮大子西瓜植株開花后,將白皮小子西瓜植株的花粉授予綠皮大子植株,使之雜交獲得F1。 (1)親本雜交當(dāng)年結(jié)__________(選填“有子”或“無子”)西瓜,其果皮顏色為__________。 (2)秋水仙素
22、的作用是___________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)由于工作人員的疏忽,進行a操作時,其中有一株幼苗沒有用秋水仙素處理,其通過雜交獲得了有子西瓜。第二年,工作人員將該種子(F1)播種,用一定濃度的秋水仙素處理其幼苗,并讓F1與白皮小子西瓜植株雜交獲得F2。(提示:F1進行減數(shù)分裂時,每4條同源染色體等量隨機分配到配子中去,其產(chǎn)生的配子可育) ①F1減數(shù)第二次分裂
23、后期細胞中含有________個DNA分子,________個染色體組,________對同源染色體。 ②從F2中可以選出白皮小子的西瓜品種嗎?為什么? ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ③若只考慮種皮這一對相對性狀的遺傳,則F2的基因型及比例為__________________。 答案 (1)有子 綠皮 (2)抑制有絲分裂時
24、紡錘體的形成,使細胞中的染色體數(shù)目加倍 (3)①44 4 22 ②不能,因為F2是三倍體,其減數(shù)分裂時同源染色體聯(lián)會紊亂,不能形成正常配子(或F2是三倍體,其高度不育) ③AAa∶Aaa∶aaa=1∶4∶1 解析 純種綠皮大子西瓜基因型為AABB,白皮小子西瓜基因型為aabb,用一定濃度的秋水仙素處理純種綠皮大子幼苗后基因型為AAAABBBB,其和aabb雜交后形成受精卵AAaBBb,發(fā)育為種子,所以母本結(jié)的是有子西瓜。因果實由母本的子房發(fā)育而成,果皮來自子房壁,母本基因型為AAAABBBB,所以果皮顏色為綠皮。第(3)小題所說幼苗沒有用秋水仙素處理,基因型為AABB,其和aabb雜交后形
25、成子代基因型為AaBb,用秋水仙素處理后為AAaaBBbb,染色體數(shù)為44,染色體組為4組。減數(shù)第一次分裂同源染色體分離后,減數(shù)第二次分裂后期著絲點分開,DNA分子數(shù)為44,染色體數(shù)為44,染色體組為4組,同源染色體為22對。AAaaBBbb和白皮小子西瓜植株aabb雜交后得到F2為三倍體,因為減數(shù)分裂時同源染色體聯(lián)會紊亂,不能形成正常配子,所以形成的三倍體高度不育,不能作為品種得以保留。AAaa在四條同源染色體上,在分離時隨機分配,因此有AA、Aa、aa三種組合,比例為1∶4∶1,和a一種配子隨機結(jié)合后得到的F2的基因型及其比例為AAa∶Aaa∶aaa=1∶4∶1。 課時作業(yè) [學(xué)考達標
26、] 1.由于種種原因,某生物體內(nèi)某條染色體上多了或少了幾個基因,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 某條染色體上多了或少了幾個基因是由染色體結(jié)構(gòu)變異中的缺失或重復(fù)所致。 2.如圖是某生物細胞減數(shù)分裂時,兩對聯(lián)會的染色體之間出現(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)此所作的推斷中錯誤的是( ) 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或hBb C.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
27、物的生殖能力下降 答案 C 解析 此圖表示的是減數(shù)分裂過程中的聯(lián)會,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,上述互換發(fā)生在非同源染色體之間,屬于染色體結(jié)構(gòu)的變異;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,所形成的配子有HAa、hBb或HAb、hBa;該個體含有兩個染色體組,有可能為二倍體也有可能為單倍體;染色體變異大多數(shù)是有害的,有可能導(dǎo)致生物體生殖能力下降。 3.普通小麥是六倍體,有42條染色體,科學(xué)家們用花藥離體培養(yǎng)培育出的小麥幼苗是( ) A.三倍體、21條染
28、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。 4.下面有關(guān)單倍體和染色體組的敘述中,不正確的是( ) A.由未受精的卵細胞發(fā)育而成的個體稱為單倍體 B.一個染色體組中無等位基因 C.有性生殖的配子細胞中染色體肯定為一個染色體組 D.普通小麥含6個染色體組、42條染色體,它的單倍體含3個染色體組、21條染色體 答案 C 解析 由未受精的卵細胞發(fā)育而成的個體中染色體
29、數(shù)目是正常體細胞中染色體數(shù)目的一半;一個染色體組中不含有同源染色體,所以也就不存在等位基因;配子中含有正常體細胞中一半的染色體,例如四倍體的配子中就含有兩個染色體組;普通小麥中含有6個染色體組、42條染色體,單倍體中染色體數(shù)目是正常體細胞中的一半。 5.下列有關(guān)“低溫誘導(dǎo)大蒜根尖細胞染色體數(shù)目的變化”實驗的敘述,正確的是( ) A.可能出現(xiàn)三倍體細胞 B.多倍體細胞形成的比例常達100% C.多倍體細胞形成過程無完整的細胞周期 D.多倍體形成過程增加了非同源染色體重組的機會 答案 C 解析 低溫誘導(dǎo)大蒜根尖細胞染色體數(shù)目加倍,不應(yīng)出現(xiàn)三倍體;低溫誘導(dǎo)不能使所有細胞染色體數(shù)目都加
30、倍;根尖細胞的分裂為有絲分裂,而非同源染色體重組發(fā)生在減數(shù)分裂過程中,不能增加重組機會;多倍體細胞形成的原理是抑制紡錘體的形成,阻止細胞的分裂,所以細胞周期是不完整的。 6.某些類型的染色體結(jié)構(gòu)和數(shù)目的變異,可通過對細胞分裂時期的觀察來識別。圖中a、b、c、d為某些生物減數(shù)第一次分裂時期染色體變異的模式圖,它們依次屬于( ) A.三倍體、染色體片段重復(fù)、三體、染色體片段缺失 B.三倍體、染色體片段缺失、三體、染色體片段重復(fù) C.三體、染色體片段重復(fù)、三倍體、染色體片段缺失 D.染色體片段缺失、三體、染色體片段重復(fù)、三倍體 答案 C 解析 a圖是染色體數(shù)目變異中個別染色體的增
31、加,屬于三體;b圖為染色體結(jié)構(gòu)變異中4號染色體片段的重復(fù);c圖細胞中含三個染色體組,可能為三倍體;d圖為染色體結(jié)構(gòu)變異中染色體片段3和4的缺失。 [高考提能] 7.家蠶屬于ZW型性別決定的二倍體生物,如圖所示為家蠶正常細胞及幾種突變細胞的第2對常染色體和性染色體。以下分析不正確的是( ) A.正常雌性家蠶產(chǎn)生的雌配子類型有四種 B.突變體Ⅰ的形成可能是基因突變 C.突變體Ⅱ所發(fā)生的變異能夠通過顯微鏡觀察到 D.突變體Ⅲ中A和a的分離符合基因的分離定律 答案 D 解析 圖中正常雌性個體產(chǎn)生的雌配子類型有四種,即AZ、AW、aZ、aW,A正確;突變體Ⅰ中A基因變成a基因,其
32、形成可能是基因突變,B正確;突變體Ⅱ所發(fā)生的變異為染色體結(jié)構(gòu)變異,能夠通過顯微鏡直接觀察到,C正確;突變體Ⅲ中發(fā)生了染色體結(jié)構(gòu)變異(易位),導(dǎo)致基因A和a不在一對同源染色體上,因此它們的分離不再符合基因的分離定律,D錯誤。 8.下面是四種生物的體細胞示意圖,A、B圖中的字母代表細胞中染色體上的基因,C、D圖代表細胞中染色體情況,那么最可能屬于多倍體的細胞是( ) 答案 D 解析 根據(jù)題圖可推知,A、B、C、D中分別具有4個、1個、2個、4個染色體組,則A、D有可能為多倍體,但有絲分裂過程的前期和中期,每條染色體上含有兩條姐妹染色單體,而姐妹染色單體上含有相同的基因,則一對同源染色體
33、可能具有相應(yīng)的4個基因,如A。綜上所述,最可能屬于多倍體的細胞是D。 9.下圖表示無子西瓜的培育過程: 根據(jù)圖解,結(jié)合你學(xué)過的生物學(xué)知識,判斷下列敘述錯誤的是( ) A.秋水仙素處理二倍體西瓜幼苗的莖尖,主要是抑制有絲分裂前期紡錘體的形成 B.四倍體植株所結(jié)的西瓜,果皮細胞內(nèi)含有4個染色體組 C.無子西瓜既沒有種皮,也沒有胚 D.四倍體西瓜的根細胞中含有2個染色體組 答案 C 解析 秋水仙素抑制紡錘體的形成,是在有絲分裂的前期;四倍體西瓜的果皮是由子房壁發(fā)育而成的,來自母本,應(yīng)含有4個染色體組;無子西瓜是由于不能產(chǎn)生正常配子,所以不能形成受精卵,而種皮來自于母本,所以有種
34、皮,而沒有胚;由于植株的地下部分沒有經(jīng)秋水仙素處理,細胞中仍含有2個染色體組。 10.基因型為Aa的幼苗經(jīng)秋水仙素處理后長成植株,該植株細胞減數(shù)分裂產(chǎn)生的配子的種類及其比例是( ) A.AA∶aa=1∶1 B.AA∶Aa∶aa=1∶2∶1 C.Aa∶Aa=1∶1 D.AA∶Aa∶aa=1∶4∶1 答案 D 解析 基因型為Aa的幼苗經(jīng)秋水仙素處理后長成的植株的基因型為AAaa,減數(shù)分裂時,A和A組合為AA,A和a組合為Aa,a和a組合為aa,結(jié)果AA∶Aa∶aa=1∶4∶1。 11.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,
35、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,原來植物有性生殖形成種子時,發(fā)育中的胚乳細胞內(nèi)含_______
36、_個染色體組。 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 6 12.某二倍體植株的體細胞中染色體數(shù)為24,基因型為AaBb。請據(jù)圖完成下列問題: (1)圖中A所示的細胞分裂方式主要是________。 (2)產(chǎn)生的花粉基因型有______________種,由花粉發(fā)育成的單倍體有哪幾種基因型?________________。 (3)若C處是指用秋水仙素處理,則個體①的體細胞中含染色體________________條,它是純合子還是雜合子?____________________。
37、(4)若該植物進行自花傳粉,在形成的以個體②組成的群體中可能有幾種基因型?__________________。 (5)若A表示水稻的高稈基因,a表示水稻的矮稈基因;B表示水稻的抗病基因,b表示水稻的不抗病基因,這兩對基因按自由組合定律遺傳。那么該水稻自花傳粉的后代中,矮稈抗病的個體所占比例是______________________,若要獲得穩(wěn)定遺傳的矮稈抗病水稻,應(yīng)讓矮稈抗病的水稻進行自交,在自交的后代中純種的矮稈抗病水稻所占比例為________。 (6)若要盡快獲得純種的矮稈抗病水稻,則應(yīng)采用圖中____________(填字母)過程進行育種,這種育種方法稱為__________
38、________。 答案 (1)減數(shù)分裂 (2)4 AB、Ab、aB、ab (3)24 純合子 (4)9種 (5) (6)A、B、C 單倍體育種 解析 植物產(chǎn)生花粉或卵細胞要經(jīng)過減數(shù)分裂,由于基因型為AaBb,所以能產(chǎn)生4種基因型花粉,將花粉經(jīng)花藥離體培養(yǎng)產(chǎn)生的單倍體也應(yīng)該有4種基因型:AB、Ab、aB、ab?;ǚ壑腥旧w數(shù)是體細胞的一半,即12條,經(jīng)秋水仙素處理后的純合子染色體數(shù)應(yīng)該為24條,基因型為AaBb的個體自交,后代應(yīng)該有9種基因型。矮稈抗病的個體基因型有兩種:aaBB和aaBb,在后代中所占比例是(aaBB)+(aaBb)=。當(dāng)矮稈抗病的水稻進行自交,純合子(aaBB)是,
39、自交后代占,而雜合子(aaBb)是,自交的后代中純合子比例為×=,所以矮桿抗病的水稻進行自交,后代中矮稈抗病純合子所占比例為+=。 13.四倍體大蒜比二倍體大蒜的產(chǎn)量高許多,為探究誘導(dǎo)大蒜染色體數(shù)目加倍的最佳低溫,特設(shè)計如下實驗。請分析回答下列問題: (1)實驗主要材料:大蒜、培養(yǎng)皿、恒溫箱、卡諾氏液、體積分數(shù)為95%的酒精溶液、顯微鏡、改良苯酚品紅染液。 (2)實驗步驟: ①取5個培養(yǎng)皿,編號并分別加入紗布和適量的水。 ②將培養(yǎng)皿分別放入-4 ℃、0 ℃、________、________、________的恒溫箱中1 h。 ③__________________________
40、______________________________________________。 ④分別取根尖________cm,放入________中固定0.5~1 h,然后用________________________沖洗2次。 ⑤制作裝片:解離→________→________→制片。 ⑥低倍鏡檢測,統(tǒng)計____________________________________________,并記錄結(jié)果。 (3)實驗結(jié)果:染色體加倍率最高的一組為最佳低溫。 (4)實驗分析: a.設(shè)置實驗步驟②的目的是___________________________________
41、________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 b.對染色體染色還可以用____________________、____________等。 c.除低溫外,________也可以誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍,原理是____________________。 答案 (2)②4 ℃ 8 ℃ 12 ℃?、廴〈笏怆S機均分為5
42、組,分別放入5個培養(yǎng)皿中誘導(dǎo)36 h ④0.5~1 卡諾氏液 體積分數(shù)為95%的酒精溶液?、萜础∪旧? ⑥每組視野中的染色體加倍率 (4)a.進行相互對照;恒溫處理1 h是為了排除室溫對實驗結(jié)果的干擾 b.龍膽紫染液 醋酸洋紅染液 c.秋水仙素 抑制紡錘體形成 解析 (2)本實驗的目的是探究誘導(dǎo)大蒜染色體數(shù)目加倍的最佳低溫,所以溫度應(yīng)設(shè)置為變量,可設(shè)置-4 ℃、0 ℃、4 ℃、8 ℃、12 ℃等溫度。選取根尖0.5 ~1 cm,不可過長,主要取分生區(qū)的組織細胞。將根尖放入卡諾氏液中固定,然后用體積分數(shù)為95%的酒精溶液沖洗。裝片制作包括解離、漂洗、染色和制片四個步驟。低溫并不能使所有細胞染
43、色體加倍,所以要統(tǒng)計加倍率來確定最佳低溫。(4)不同溫度處理是為了進行相互對照,在DNA復(fù)制時盡可能使細胞處于設(shè)定溫度中,以排除其他溫度的干擾。只要不對染色體造成損傷,堿性染料均可對染色體染色,如龍膽紫染液、醋酸洋紅染液等。低溫和秋水仙素的作用機理均是抑制紡錘體的形成,使染色體數(shù)目加倍。 [真題體驗] 14.(2015·江蘇,10)甲、乙為兩種果蠅(2n),下圖為這兩種果蠅的各一個染色體組,下列敘述正確的是( ) A.甲、乙雜交產(chǎn)生的F1減數(shù)分裂都正常 B.甲發(fā)生染色體交叉互換形成了乙 C.甲、乙1號染色體上的基因排列順序相同 D.圖示染色體結(jié)構(gòu)變異可為生物進化提供原材料
44、 答案 D 解析 A項,根據(jù)題干信息可知,甲、乙是兩種果蠅,甲、乙雜交產(chǎn)生的F1雖然含有2個染色體組,但是因為來自甲、乙中的1號染色體不能正常聯(lián)會配對,所以F1不能進行正常的減數(shù)分裂;B項,根據(jù)題圖,甲中1號染色體發(fā)生倒位形成了乙中的1號染色體;C項,染色體中某一片段倒位會改變基因的排列順序;D項,可遺傳變異如基因突變、基因重組和染色體變異都能為生物進化提供原材料。 15.(2015·海南,21)下列關(guān)于基因突變和染色體結(jié)構(gòu)變異的敘述,正確的是( ) A.基因突變都會導(dǎo)致染色體結(jié)構(gòu)變異 B.基因突變與染色體結(jié)構(gòu)變異都導(dǎo)致個體表現(xiàn)型改變 C.基因突變與染色體結(jié)構(gòu)變異都導(dǎo)致堿基序列的改
45、變 D.基因突變與染色體結(jié)構(gòu)變異通常都能用光學(xué)顯微鏡觀察 答案 C 解析 基因突變只是基因中個別堿基對的替換、增添、缺失,而染色體結(jié)構(gòu)變異是關(guān)于染色體中某個片段的增加、缺失、顛倒、易位的情況,所以基因突變不會導(dǎo)致染色體結(jié)構(gòu)變異,A錯誤;基因突變中若發(fā)生堿基對的替換,可能因為密碼子的簡并性,不會改變氨基酸的種類,進而表現(xiàn)型也不會改變,若突變個體之前為一個顯性純合子AA,突變成為Aa,個體的表現(xiàn)型也可能不改變,B錯誤;基因突變中堿基對的替換、增添、缺失,都會引起基因中堿基序列發(fā)生改變,染色體結(jié)構(gòu)變異中染色體某個片段的增加、缺失、顛倒、易位的情況也會導(dǎo)致染色體中堿基序列發(fā)生改變,C正確;基因突變是染色體的某個位點上基因的改變,這種改變在光學(xué)顯微鏡下是無法直接觀察到的,而染色體結(jié)構(gòu)變異是可以用顯微鏡直接觀察到的,D錯誤。 18
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