2016-2017版高中生物 第1單元 遺傳與變異的細胞學基礎 第2章 染色體變異對性狀的影響 第2節(jié) 染色體結構變異對性狀的影響學案 中圖版必修2

第二節(jié)染色體結構變異對性狀的影響1簡述染色體結構變異的類型。(重點)2理解染色體結構變異對生物性狀的影響。(重難點)3了解染色體結構變異在生產(chǎn)實踐中的應用。染 色 體 結 構 變 異 對 性 狀 的 影 響一、染色體形態(tài)結構及變異1染色體的形態(tài)除上述染色體外，某些染色體具有一個隨體如人的13號染色體。2染色體結構變異(1)影響因素：生物體內(nèi)某些代謝作用的產(chǎn)物、X射線、射線或者某些化學藥品。(2)類型缺失：染色體丟失了片段。重復：一條染色體的斷裂片段連到同源染色體的相應部位。倒位：同一條染色體上某一片段顛倒了180°，造成染色體內(nèi)的重新排列。易位：染色體斷裂的片段移到非同源染色體上或同一條染色體上的不同區(qū)域。二、染色體結構變異對性狀的影響及在育種中的應用1染色體結構變異對性狀的影響(1)影響案例染色體結構變異一般會引起異常性狀的出現(xiàn)，如貓叫綜合征。染色體某些區(qū)域的重復可以產(chǎn)生特定的效應，如果蠅的棒眼現(xiàn)象。(2)染色體病：由染色體結構變異引起的遺傳病，與染色體數(shù)目變異引起的疾病一起稱為染色體病。(3)后果：染色體結構變異對生物往往不利，有的甚至會導致生物體死亡。若變異發(fā)生在配子中，可經(jīng)受精作用遺傳給后代。2染色體結構變異在育種中的應用(1)農(nóng)業(yè)上育種：方法：輻射或化學物質(zhì)加以誘導。原理：染色體結構變異。實例：在家蠶育種中，人們常采用輻射誘變的方法，在蠶卵階段根據(jù)顏色獲得農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需要的雄蠶以提高蠶絲產(chǎn)量和質(zhì)量。(2)醫(yī)學上：人的染色體斷裂與致癌作用和衰老有關，某些抗氧化劑可以降低染色體斷裂的頻率。合作探討探討1：選擇何種細胞適宜觀察染色體的形態(tài)結構？可否選擇人口腔上皮細胞作觀察材料？提示：細胞有絲分裂中期的染色體形態(tài)、結構最為典型，故常被選作染色體形態(tài)結構、數(shù)目的觀察材料，由于人口腔上皮細胞是高度分化的細胞，已不進行細胞分裂，故不適宜于觀察染色體形態(tài)結構。探討2：易位與四分體時期的交叉互換有何區(qū)別？提示：四分體時期的交叉互換僅發(fā)生于同源染色體非姐妹染色單體間，而易位則發(fā)生于非同源染色體間或同一條染色體的不同區(qū)域間。探討3：日常生活中某些環(huán)境因素可能會導致生物的染色體結構發(fā)生改變，下列是幾種可能誘發(fā)染色體結構變異的因素，其中哪項不正確？(1)射線輻射(2)激光照射(3)某些化學藥物處理(4)花藥離體培養(yǎng)提示：(4)花藥離體培養(yǎng)，它可引發(fā)染色體組成倍減少，從而形成單倍體，而不引起染色體結構變異。思維升華1染色體結構變異類型圖示2區(qū)別交叉互換和染色體易位交叉互換染色體易位圖解區(qū)別發(fā)生于同源染色體的非姐妹染色單體之間發(fā)生于非同源染色體之間可導致等位基因互換可改變基因排列順序?qū)儆诨蛑亟M屬于染色體結構變異在顯微鏡下觀察不到可在顯微鏡下觀察到3.染色體結構變異特點(1)染色體是DNA的主要載體，染色體結構的變異可引起染色體上基因的數(shù)目或排列順序發(fā)生改變，必然導致生物體遺傳物質(zhì)的改變，使生物產(chǎn)生變異。(2)染色體結構的變異對生物往往是不利的，有的甚至致死。1(2013·福建高考改編)某男子表現(xiàn)型正常，但其一條14號和一條21號染色體相互連接形成一條異常染色體，如圖甲。減數(shù)分裂時異常染色體的聯(lián)會如圖乙，配對的三條染色體中，任意配對的兩條染色體分離時，另一條染色體隨機移向細胞任一極。下列敘述正確的是()A圖甲所示的變異屬于染色體數(shù)目變異B觀察異常染色體應選擇處于分裂間期的細胞C如不考慮其他染色體，理論上該男子產(chǎn)生的精子類型有8種D該男子與正常女子婚配能生育染色體組成正常的后代【解析】圖甲所示的變異為染色體結構(而不是數(shù)目)變異，觀察異常染色體應選擇處于分裂中期的細胞；如不考慮其他染色體，理論上該男子可產(chǎn)生含14號和21號，含14號21號，只含14號，含21號和14號21號，只含21號，含14號和14號21號共6種精子；由于該男子可以產(chǎn)生含正常染色體的配子，所以其與正常女子婚配能生育染色體組成正常的后代。故D項正確?！敬鸢浮緿2在細胞分裂過程中出現(xiàn)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()甲圖中發(fā)生了染色體結構變異，增加了生物變異的多樣性乙圖中出現(xiàn)的這種變異屬于染色體變異甲、乙兩圖中的變化只會出現(xiàn)在有絲分裂中甲、乙兩圖中的變異類型都可以用顯微鏡觀察檢驗ABC D【解析】本題考查的是染色體變異。甲圖中發(fā)生的是染色體結構變異，屬于倒位，即染色體中某一片段位置顛倒；乙圖中發(fā)生的是在著絲粒分裂時，兩條姐妹染色單體移向了同一極，將來會使子細胞中的染色體多了一條或少了一條，屬于染色體數(shù)目變異。染色體變異可以用顯微鏡觀察到，因此選C。乙圖所示現(xiàn)象只會出現(xiàn)在有絲分裂中，甲圖所示現(xiàn)象可以出現(xiàn)在減數(shù)分裂過程中也可出現(xiàn)在有絲分裂過程中?！敬鸢浮緾1下列變異中不屬于染色體結構變異的是()A染色體缺失某一片段B染色體中增加了某一片段C染色體中DNA的一個堿基對發(fā)生了改變D染色體某一片段的位置顛倒180°【解析】染色體結構變異包括：(1)缺失；(2)重復；(3)倒位；(4)易位，C項染色體中DNA的一對堿基發(fā)生了改變屬于基因突變而不屬于染色體結構變異?！敬鸢浮緾2右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構變異的是()【解析】染色體結構變異指的是染色體某一片段的缺失(選項A)、增添(選項B)、倒位(選項D)；選項C是基因突變或是減數(shù)分裂四分體時期發(fā)生交換所致?！敬鸢浮緾3如圖表示發(fā)生在常染色體上的變異。該變異類型屬于() 【導學號：73730012】A易位B倒位C重復 D缺失【解析】由染色體圖像可判斷圖中兩條染色體為非同源染色體，在非同源染色體之間交換部分片段屬于易位?！敬鸢浮緼4如圖為細胞內(nèi)染色體狀態(tài)示意圖。這種染色體狀態(tài)表示已發(fā)生()A染色體易位B非姐妹染色單體之間的交叉互換C染色體倒位D姐妹染色單體之間的交換【解析】本題主要考查染色體的結構變異，準確識圖是解題的關鍵。圖中兩條染色體的大小、形態(tài)相同，應為同源染色體，發(fā)生交叉互換的染色單體是兩條不同染色體上的染色單體，屬于非姐妹染色單體之間的交叉互換，為基因重組，B正確、D錯誤；染色體易位是非同源染色體之間的交叉互換，倒位是一條染色體上部分片段的位置顛倒，與圖示不符，A、C錯誤?！敬鸢浮緽5關于染色體變異，正確的觀點是()A染色體變異是指染色體結構的變異B染色體數(shù)目變異是指染色體數(shù)目個別的增加或減少C以染色體組的形式成倍地增加或減少不屬于染色體變異D染色體變異可以用顯微鏡直接觀察到【解析】染色體變異包括染色體結構變異和數(shù)目變異兩種情況，染色體數(shù)目變異包括染色體數(shù)目個別的增加或減少和染色體以染色體組的形式成倍地增加或減少兩種情況?！敬鸢浮緿學業(yè)分層測評(四)(建議用時：45分鐘)學業(yè)達標1下列關于染色體形態(tài)和大小的敘述不正確的是()A人細胞中的染色體形態(tài)和大小不盡相同B亞中著絲粒將染色體區(qū)分出短臂和長臂C人的有些染色體具有隨體，有些染色體為端著絲粒染色體D每個物種染色體的大小、形態(tài)和結構都是相對穩(wěn)定的【解析】人的有些染色體具有隨體，但人體細胞中無端著絲粒染色體?！敬鸢浮緾2如圖表示某人體細胞中染色體的組成情況，則其產(chǎn)生的正常生殖細胞所占比例為()A1/4B3/4C1/2 D1【解析】此題考查減數(shù)分裂和分離規(guī)律。減數(shù)分裂過程中同源染色體分離，非同源染色體自由組合，因此產(chǎn)生的生殖細胞為：正常7和正常9、正常7和異常9、異常7和正常9、異常7和異常9，正常7和正常9為正常生殖細胞，所占的比例為1/4?！敬鸢浮緼3關于染色體結構變異的敘述，不正確的是()A外界因素可提高染色體斷裂的頻率B染色體缺失了某段，可導致生物性狀發(fā)生改變C一條染色體某一段顛倒180°后生物性狀不發(fā)生改變D染色體結構變異一般可用顯微鏡直接檢驗【解析】染色體變異是由于某些自然條件或人為因素造成的，這些變化可以導致生物性狀發(fā)生相應的改變。雖然倒位是某段染色體的位置顛倒，但是其中的基因位置發(fā)生了改變，也可導致生物性狀發(fā)生變化。【答案】C4(2015·全國卷)下列關于人類貓叫綜合征的敘述，正確的是()A該病是由于特定的染色體片段缺失造成的 B該病是由于特定染色體的數(shù)目增加造成的C該病是由于染色體組數(shù)目成倍增加造成的D該病是由于染色體中增加某一片段引起的【解析】貓叫綜合征是人的第5號染色體部分缺失引起的遺傳病，是常見的染色體異常遺傳病，因為患病兒童哭聲輕、音調(diào)高，很像貓叫而得名，A項正確?！敬鸢浮緼 5果蠅的一條染色體上，正常基因的排列順序為123456789，“”代表著絲粒，表中表示了由該正常染色體發(fā)生變異后基因順序變化的情況。有關敘述錯誤的是()染色體基因順序變化a123476589b1234789c165432789d12345676789A.a是染色體某一片段位置顛倒引起的Bb是染色體某一片段缺失引起的Cc是染色體著絲粒改變引起的Dd是染色體增加了某一片段引起的【解析】a中5、6、7基因發(fā)生顛倒成了765；b缺失了5、6基因；d染色體增添了一片段；c由原來的23456變成了64532，發(fā)生了顛倒，不是由著絲粒改變引起的?！敬鸢浮緾6科學家用人工合成的染色體片段，成功替代了酵母菌的第6號和第9號染色體的部分片段，得到的重組酵母菌能存活，未見明顯異常。關于該重組酵母菌的敘述，錯誤的是()A還可能發(fā)生變異B表現(xiàn)型仍受環(huán)境的影響C增加了酵母菌的遺傳多樣性D改變了酵母菌的染色體的結構和數(shù)目【解析】重組后的酵母菌可發(fā)生各種變異，表現(xiàn)型仍受環(huán)境的影響，A、B項正確；重組酵母菌發(fā)生了染色體結構的變異，增加了遺傳的多樣性，C項正確；酵母菌的染色體結構發(fā)生改變，而數(shù)目沒有改變，D項錯誤?！敬鸢浮緿7“貓叫綜合征”是第5號染色體短臂缺失引起的遺傳病，某患者體內(nèi)一個處于四分體時期的初級卵母細胞中的DNA分子數(shù)、染色體數(shù)、四分體數(shù)分別是()A46,46,46 B91,45,22C92,46,23 D46,46,23【解析】“貓叫綜合征”是由染色體結構變異引起的，不是染色體數(shù)目的變異。患者體細胞中依然有46條染色體，處于四分體時期的初級卵母細胞中有46條染色體，92個DNA分子，23個四分體?！敬鸢浮緾8用X射線處理蠶蛹，使其第2號染色體上包含斑紋基因的片段易位于與性別有關的一條染色體上，使雌體都有斑紋。再將雌蠶與白體雄蠶交配，其后代雌蠶都有斑紋，雄蠶都無斑紋。這樣有利于去雌留雄，提高蠶絲的質(zhì)量。這種育種方法所依據(jù)的原理是()A染色體結構的變異B染色體數(shù)目的變異C同源染色體間交叉互換D非同源染色體間自由組合【解析】本題中所采用的育種方法依據(jù)的原理可以由“第2號染色體上包含斑紋基因的片段易位于與性別有關的一條染色體上”來判斷，這屬于染色體結構變異中的易位?！敬鸢浮緼9(2014·江蘇高考)下列關于染色體變異的敘述，正確的是() 【導學號：73730013】A染色體增加某一片段可提高基因表達水平，是有利變異B染色體缺失有利于隱性基因表達，可提高個體的生存能力C染色體易位不改變基因數(shù)量，對個體性狀不會產(chǎn)生影響D通過誘導多倍體的方法可克服遠緣雜交不育，培育出作物新類型【解析】A項，染色體增加某一片段不一定會提高基因的表達水平，且該基因的大量表達也不一定是有利的。B項，若顯性基因隨染色體的缺失而丟失，可有利于隱性基因表達，但隱性基因的表達不一定能提高個體的生存能力。C項，染色體易位不改變細胞內(nèi)基因的數(shù)量，可能對當代生物體不產(chǎn)生影響，也可能產(chǎn)生影響，并且染色體變異大多對生物體是不利的。D項，不同物種可以通過雜交獲得不育的子一代，然后經(jīng)秋水仙素誘導可得到可育的多倍體，從而培育出生物新類型?！敬鸢浮緿10觀察下列染色體的變化，回答下列問題。(1)染色體按著絲粒位置可分為_、_、_、_；染色體1、2分別屬于_、_。(2)染色體結構變異主要有_、_、_、_。A、B變異分別屬于_、_。(3)人類貓叫綜合征是由于圖中_(填字母)所示變異所致；果蠅的棒眼現(xiàn)象是由于圖中_(填字母)所示變異所致?！敬鸢浮?1)中著絲粒染色體亞中著絲粒染色體近端著絲粒染色體端著絲粒染色體中著絲粒染色體亞中著絲粒染色體(2)倒位易位重復缺失缺失重復(3)AB能力提升11科學家以玉米為實驗材料進行遺傳實驗，實驗過程和結果如圖所示，則F1中出現(xiàn)綠株的根本原因是()A在產(chǎn)生配子的過程中，同源染色體分離B射線處理導致配子中的染色體數(shù)目減少C射線處理導致配子中染色體結構缺失D射線處理導致染色體與DNA比例發(fā)生改變【解析】從圖示看出，F(xiàn)1中出現(xiàn)綠株的根本原因是射線處理導致配子中染色體結構缺失。【答案】C12(2016·濟南高二檢測)如圖為染色體結構變異的圖解，下列排列正確的是()缺失倒位重復易位A BC D【解析】染色體結構變異有如下四種：(1)缺失：染色體丟失一段；(2)重復：一條染色體的斷裂片段連到同源染色體的相應部位；(3)倒位：同一條染色體上某一片段顛倒了180°，造成染色體的重新排列；(4)易位：染色體斷裂的片段移到非同源染色體上或同一條染色體上的不同區(qū)域?！敬鸢浮緾13(2015·江蘇高考)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() 【導學號：73730014】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圖示染色體結構變異可為生物進化提供原材料【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。【答案】D14如圖表示某種生物的部分染色體發(fā)生了兩種變異的示意圖，圖中和、和互為同源染色體，下列敘述正確的是()圖a圖bA圖a和圖b均為染色體結構變異B圖a為基因重組，圖b為染色體結構變異C圖a在光學顯微鏡下能看到，圖b在光學顯微鏡下看不到D圖b的變化大多數(shù)對生物體是有利的【解析】圖a顯示同源染色體的非姐妹染色單體之間發(fā)生了交叉互換，屬于基因重組，而圖b所示為號染色體的某片段移到號的非同源染色體上，屬于染色體結構變異。【答案】B15科學家將培育的異源多倍體的抗葉銹病基因轉(zhuǎn)移到普通小麥中，育成了抗葉銹病的小麥，育種過程見下圖。圖中A、B、C、D表示4個不同的染色體組，每組有7條染色體，C染色體組中含攜帶抗病基因的染色體。請回答下列問題：(1)異源多倍體是由兩種植物AABB與CC遠源雜交形成的后代，經(jīng)_方法培育而成。(2)雜交后代染色體組的組成為_，進行減數(shù)分裂時形成_個四分體，體細胞中含有_條染色體。(3)雜交后代中C組的染色體減數(shù)分裂時易丟失，這是因為減數(shù)分裂時這些染色體_。(4)為使雜交后代的抗病基因穩(wěn)定遺傳，常用射線照射花粉，使含抗病基因的染色體片段轉(zhuǎn)接到小麥染色體上，這種變異稱為_?！窘馕觥?1)植物AABB和CC遠源雜交得到的植株ABC高度不育需誘導其染色體數(shù)目加倍，得到AABBCC的異源多倍體。(2)異源多倍體AABBCC經(jīng)減數(shù)分裂得到的配子為ABC，普通小麥AABBDD植株經(jīng)減數(shù)分裂得到的配子是ABD，所以雜交后代的染色體組的組成為AABBCD；題干中指出A、B、C、D表示4個不同的染色體組，每組有7條染色體，雜交后代AABBCD在減數(shù)分裂時AA能形成7個四分體，BB能形成7個四分體，CD因為是非同源關系，不能形成四分體；雜交后代AABBCD中含有的染色體條數(shù)為6×742。(3)在減數(shù)分裂時，C組染色體因為沒有同源染色體配對，聯(lián)會紊亂，所以在減數(shù)分裂時易丟失。(4)染色體結構變異主要包括4種類型：缺失，重復，倒位，易位，含抗病基因的染色體片段轉(zhuǎn)接到小麥染色體上，這種變異屬于染色體結構變異中的易位。【答案】(1)誘導染色體數(shù)目加倍(2)AABBCD1442(3)無同源染色體配對(4)染色體結構變異12