5.2 染色体变异 讲义【新教材】2020-2021学年高一生物人教版（2019）必修二

第5章基因突变及其他变异
第2节
染色体变异
【素养目标】
运用所学知识知道二倍体、少倍体和单倍体的含义。
了解染色体结构的变异类型。
【必备知识】
相关概念
1、染色体组：细胞中的一组非同源染色体，在形态和功能上各相同，携带着控制生物发育的全部遗传信息，这样的一组染色体，叫染色体组。
2、二倍体：由受精卵发育而成，体细胞中含有两个染色体组的个体。
3、少倍体：由受精卵发育而成，体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体。
4、单倍体：由配子直接发育而成，体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体。
二、染色体结构的变异
1.概念:排列在柒色体上的基固的数目或排列顺序发生改变，而导致性状的变异
2.类型
(1)缺失
①概念:一条正常染色体断裂后丢失某一片段引起的变异
②影响:缺失片段越大，对个体影响越大，轻则影响个体生活力，重则引起死亡
③举例:猫叫综合征
(2)重复
①概念:一条染色体的某一片段连接到同源的另一条染色体上，结果后者重复一
段片段
②影响:重复引起的效应比缺失小，重复部分太大会影响个体生活力
③举例:果蝇的棒状眼
(3)倒位
①概念:染色体中某一片段位置颠倒180后重新鲒合到原部位引起的变异
②影响:基因不丢失,因此一般生活正常
易位
①概念:染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上引起的变异
②影响:产生部分异常配子，使配子的育性降低或产生有遗传病的后代
③举例:人慢性粒细胞白血病
3.影响
染色体鲒构的改变,会使排列在染色体上的基因数目或排列顺序发生改变,导致性
状的变异。大多数染色体结构变异对生物体是不利的，有的甚至会导致生物体
死亡
三、个别染色体增加或减少：
实例：21三体综合征（多1条21号染色体）
以染色体组的形式成倍增加或减少：
实例：三倍体无子西瓜
五、染色体组
（1）概念：二倍体生物配子中所具有的全部染色体组成一个染色体组。
（2）特点：①一个染色体组中无同源染色体，形态和功能各不相同；
②一个染色体组携带着控制生物生长的全部遗传信息。
（3）染色体组数的判断：
①
染色体组数=
细胞中形态相同的染色体有几条，则含几个染色体组
例1：以下各图中，各有几个染色体组？
答案：3
2
5
1
4
②
染色体组数=
基因型中控制同一性状的基因个数
例2：以下基因型，所代表的生物染色体组数分别是多少?
（1）Aa
______
（2）AaBb
_______
（3）AAa
_______
（4）AaaBbb
_______
（5）AAAaBBbb
_______
（6）ABCD
______
答案：2
2
3
3
4
1
3、单倍体、二倍体和多倍体
由配子发育成的个体叫单倍体。
有受精卵发育成的个体，体细胞中含几个染色体组就叫几倍体，如含两个染色体组就叫二倍体，含三个染色体组就叫三倍体，以此类推。体细胞中含三个或三个以上染色体组的个体叫多倍体。
六、染色体变异在育种上的应用
1、多倍体育种：
方法：用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。
（原理：能够抑制纺锤体的形成,导致染色体不分离,从而引起细胞内染色体数目加倍）
原理：染色体变异
实例：三倍体无子西瓜的培育；
优缺点：培育出的植物器官大，产量高，营养丰富，但结实率低，成熟迟。
2、单倍体育种：
方法：花粉(药)离体培养
原理：染色体变异
实例：矮杆抗病水稻的培育
例：在水稻中，高杆(D)对矮杆(d)是显性，抗病(R)对不抗病(r)是显性。现有纯合矮杆不抗病水稻ddrr和纯合高杆抗病水稻DDRR两个品种,要想得到能够稳定遗传的矮杆抗病水稻ddRR
，应该怎么做？
_______________________________________________________________________________
优缺点：后代都是纯合子，明显缩短育种年限，但技术较复杂。
附：育种方法小结
诱变育种
杂交育种
多倍体育种
单倍体育种
方法
用射线、激光、化学药品等处理生物
杂交
用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗
花药(粉)离体培养
原理
基因突变
基因重组
染色体变异
染色体变异
优缺点
加速育种进程，大幅度地改良某些性状，但有利变异个体少。
方法简便，但要较长年限选择才可获得纯合子。
器官较大，营养物质含量高，但结实率低，成熟迟。
后代都是纯合子，明显缩短育种年限，但技术较复杂。
【本节重点】
含有2个染色体组的二倍体细胞，其每个染色体组含3条染色体、无同源染色体、无等位基因。
低温或秋水仙素处理正在分裂的细胞时，能够抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞两极，从而引起细胞内染色体数目加倍。
【例题解析】
例1.用玉米的花药进行组织培养，单倍体幼苗期经秋水仙素处理后形成二倍体植株（该过程不考虑基因突变）。在此该过程中某时段细胞核DNA含量变化如下图所示。下列叙述正确的是（??
）
A.?e~f过程中细胞内可能发生基因重组
B.?与c~d过程相比，d~e过程中细胞内发生了染色体数目的加倍
C.?秋水仙素作用于c点之前而导致染色体数目加倍
D.?e点后细胞内染色体组最多时有4个，且各染色体组基因组成相同
例2.如图是育种工作者的育种过程图解。下列相关叙述中正确的是（??
）
A.?野生一粒小麦与山羊草能产生杂交后代，属于同一个物种的不同品种
B.?秋水仙素能促进染色体着丝粒分裂，使染色体数目加倍
C.?野生二粒小麦为二倍体，能通过减数分裂产生可育配子
D.?此育种过程所遵循的原理是染色体数目变异
答案：例1.
D
【解析】A、分析曲线图可知，秋水仙素处理前的曲线为单倍体的有丝分裂，从秋水仙素处理到d点前为单倍体细胞不完整的有丝分裂，d点以后为染色体数加倍后的二倍体细胞有丝分裂，所以e~f过程中细胞内不可能发生基因重组，基因重组只能发生于减数分裂过程中，A错误；
B、与c~d过程相比，d~e过程中细胞内发生了核DNA数目的加倍，但染色体数量不变，B错误；
C、秋水仙素作用于c点之后的前期，导致染色体数目加倍，C错误；
D、e点后有丝分裂后期细胞内染色体组最多有4个，且各染色体组基因组成相同，D正确。
例2.
D
【解析】A、野生一粒小麦与山羊草能产生杂交后代高度不育，说明两种生物之间存在生殖隔离，因此它们属于不同的物种，A错误；
B、秋水仙素使染色体数目加倍的机理是抑制纺锤体的形成，B错误；
C、野生二粒小麦属于四倍体，C错误；
D、此育种的原理是染色体数目变异，D正确。
故答案为：D。
【素养作业】
1.单倍体育种可明显缩短育种年限，其原因是（??
）
A.?单倍体细胞中不含同源染色体?????????????????????????????B.?单倍体植株生命力强
C.?单倍体经染色体加倍后通常是纯合子??????????????????D.?育种技术操作简单
12.甲图表示一对正常的同源染色体，l～5代表染色体片段，乙图是甲发生变异后的显微图象，这种变异属于（??
）
A.?染色体片段增加???????B.?染色体片段缺失???????C.?染色体片段颠倒??????D.?染色体片段互换
13.用秋水仙素处理植物萌发的种子或幼苗可以得到多倍体，秋水仙素的作用原理是（??
）
A.?干扰减数分裂的进行???????????????????????????????????????????B.?抑制纺锤体的形成
C.?抑制着丝点的分裂??????????????????????????????????????????????D.?使细胞连续进行染色体复制
14.以下几种生物性状的产生，来源于同一种变异类型的是（??
）
①果蝇的白眼；②豌豆的黄色皱粒、绿色圆粒；③八倍体小黑麦；④人类的色盲；⑤玉米的高茎皱形叶；⑥人类的白化病
A.?①②③????????????????????????????????B.?④⑤⑥?????????????????????????C.?①④⑥????????????????????????????D.?②③⑤
15.某六倍体植物的花粉经离体培养后得到的植株是（??
）
A.?三倍体，含有三个染色体组????????????????????????????????B.?单倍体，含有三个染色体组
C.?三倍体，含有两个染色体组????????????????????????????????D.?二倍体，含有两个染色体组
16.下列关于染色体变异的叙述，正确的是（??
）
A.?一个染色体组中不含同源染色体
B.?单倍体玉米植株矮小，种子较小，产量低
C.?体细胞含有2个染色体组的个体一定是二倍体
D.?染色体易位不改变基因数量，对个体性状不会产生影响
17.图①、②、③、④分别表示不同的变异类型，其中③中的基因片段2由基因片段1变异而来。下列有关说法正确的是（　　）
?图①②都表示交叉互换，发生在减数分裂的四分体时期????
B.?图③④中的变异属于染色体结构变异
C.?图中的4种变异遗传物质都发生了改变?????????????????????????????
D.?图中的4种变异都一定会遗传给后代
18.下列有关单倍体的叙述中不正确的是(??
)
A.?未经受精的卵细胞发育成的植株是单倍体???????????
B.?小麦花药离体培养所获得的植株是单倍体
C.?含有奇数染色体组的生物体不一定是单倍体????????
D.?含有两个染色体组的生物体不可能是单倍体
参考答案
1.【答案】
C
【解析】A、多倍体植株形成的单倍体的细胞中含有同源染色体，A错误；
B、单倍体植株长的弱小，高度不育，B错误；
C、单倍体经染色体加倍后通常是纯合子，纯合子能稳定遗传，因此单倍体育种可明显缩短育种年限，C正确；
D、单倍体育种技术繁杂，需要先花药离体培养，再进行人工诱导染色体加倍，D错误。
故答案为：C。
2.【答案】
B
【解析】乙图是甲发生变异后的显微图象，其中一条染色体中少了染色体片段5，这种变异属于染色体片段的缺失，B正确。
故答案为：B。
3.【答案】
B
【解析】秋水仙素的作用原理是可以抑制纺锤体的形成，进而使后期分开的染色体不能移向两极，导致细胞染色体数目加倍，所以本题答案为B。
4.【答案】
C
【解析】①果蝇的白眼来源于基因突变；
②豌豆的黄色皱粒、绿色圆粒来源于基因重组；
③八倍体小黑麦来源于染色体变异；
④人类的色盲源于基因突变；
⑤玉米的高茎皱形叶来源于基因重组；
⑥人类的白化病源于基因突变。
故①④⑥来源于同一种变异类型，选C。
5.【答案】
B
【解析】六倍体水稻花药中的花粉粒中的精子是由减数分裂产生的，虽然含有3个染色体组，但用花药进行离体培养时，没有经过受精作用，直接由配子发育形成幼苗，所以得到的个体是单倍体。故答案为：B。
6.【答案】
A
【解析】A、一个染色体组中不含同源染色体，每条染色体的形态和功能各不相同，A正确；
B、单倍体是体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体，一般高度不育，所以不会产生种子，B错误；
C、如果该个体由配子发育而来，体细胞中不管含有多少个染色体组，都是单倍体，C错误；
D、染色体易位会改变染色体上基因的排列顺序，所以会影响生物性状，D错误。
故答案为：A。
7.【答案】
C
【解析】A、图①发生在同源染色体间，表示交叉互换，发生在减数分裂四分体时期，属于基因重组；图②发生在非同源染色体间片段的互换，属于染色体变异中的易位，A错误；
B、图③的碱基对发生缺失，属于基因突变，图④中弯曲的部位表示在其同源染色体上没有配对的片段，上面的一条染色体比下面的长，可能是上面的染色体重复了一段，或下面的染色体缺失了一段，属于染色体结构变异，B错误；
C、图中4种变异都是遗传物质发生改变引起的可遗传的变异，C正确；
D、可遗传的变异是由遗传物质的变化引起的变异，如果变异发生在生殖细胞，可传给下一代，但是如果变异发生在体细胞，一般不会传给下一代，D错误。
故答案为：C。
8.【答案】
D
【解析】A、单倍体通常是由配子直接发育而来的个体，则未经受精的卵细胞发育成的个体，一定是单倍体，A正确；
B、由生殖细胞直接发育成的个体都属于单倍体，所以小麦花药离体培养所获得的植株是单倍体，B正确；
C、由受精卵发育而成的个体，含有3个染色体组就为三倍体；由配子发育而成的个体，含有3个染色体组就为单倍体。因此含有奇数染色体组的个体不一定是单倍体，C正确；
D、由配子发育而来的个体，不论含有几个染色体组都为单倍体，所以细胞内有两个染色体组的生物体可能是四倍体的单倍体，D错误。
故答案为：D。