2020年高考生物一輪復(fù)習(xí)講義必修2第七單元第23講生物變異在育種上的應(yīng)用第一課時(shí)

第23講染色體變異與育種[考綱明細(xì)]1.染色體結(jié)構(gòu)變異和數(shù)目變異(Ⅱ)2.生物變異在育種上的應(yīng)用(Ⅱ)3.轉(zhuǎn)基因食品的安全(Ⅰ)4.實(shí)驗(yàn)：低溫誘導(dǎo)染色體加倍第一課時(shí)染色體變異課前自主檢測(cè)判斷正誤并找到課本原話1．染色體變異在光學(xué)顯微鏡下是無(wú)法直接觀察到的。(P85—正文)(×)2．人類許多遺傳病是由染色體結(jié)構(gòu)改變引起的。例如，貓叫綜合征是人的第5號(hào)染色體缺失引起的遺傳病。(P85—正文)(√)3．細(xì)胞中的一組非同源染色體，在形態(tài)和功能上各不相同，但又互相協(xié)調(diào)，共同控制生物的生長(zhǎng)、發(fā)育、遺傳、變異，這樣的一組染色體，叫做一個(gè)染色體組。(P86—正文)(√)4．多倍體植株常常是莖稈粗壯，葉片、果實(shí)和種子都比較大，糖類和蛋白質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量都有所增加。(P87—正文)(√)5．被子植物中，約有33%的物種是多倍體。(P87—相關(guān)信息)(√)6．秋水仙素是從百合科植物秋水仙的種子和球莖中提取出來(lái)的一種植物堿。(P87—相關(guān)信息)(√)7．體細(xì)胞中含有兩個(gè)染色體組的個(gè)體叫做二倍體。(P87—正文)(×)8．體細(xì)胞中含有本物種配子染色體數(shù)目的個(gè)體，叫做單倍體。(P87—正文)(√)9．剪取誘導(dǎo)處理的根尖放入卡諾氏液中浸泡0.5～1h，以固定細(xì)胞的形態(tài)。(P88—實(shí)驗(yàn))(√)10．秋水仙素能夠抑制紡錘體的形成，以致影響染色體被拉向兩極。(P87—正文)(√)真題重組判斷正誤(1)(2015·海南高考)基因突變與染色體結(jié)構(gòu)變異都可導(dǎo)致堿基序列的改變。(√)(2)(2014·四川高考)秋水仙素通過(guò)促進(jìn)著絲點(diǎn)分裂，使染色體數(shù)目加倍。(×)(3)(2014·江蘇高考)染色體易位不改變基因數(shù)量，對(duì)個(gè)體性狀不會(huì)產(chǎn)生影響。(×)(4)(2014·江蘇高考)染色體增加某一片段可提高基因表達(dá)水平，是有利變異。(×)知識(shí)自主梳理一、染色體結(jié)構(gòu)變異1．類型2．結(jié)果：使排列在染色體上的基因的eq\o(□,\s\up5(01))數(shù)目或排列順序發(fā)生改變，從而導(dǎo)致性狀的變異。二、染色體數(shù)目的變異1．類型(1)細(xì)胞內(nèi)eq\o(□,\s\up5(01))個(gè)別染色體的增加或減少，如21三體綜合征。(2)細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目以eq\o(□,\s\up5(02))染色體組的形式成倍地增加或減少，如多倍體、單倍體。2．染色體組(1)概念：細(xì)胞中的一組eq\o(□,\s\up5(03))非同源染色體，在形態(tài)和功能上eq\o(□,\s\up5(04))各不相同，但又互相協(xié)調(diào)，共同控制生物的生長(zhǎng)、發(fā)育、遺傳和變異，這樣的一組染色體，叫做一個(gè)染色體組。(2)組成：如圖為一雄果蠅的染色體組成，其染色體組可表示為eq\o(□,\s\up5(05))Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或eq\o(□,\s\up5(06))Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y。a．從染色體來(lái)源看，一個(gè)染色體組中eq\o(□,\s\up5(07))不含同源染色體。[特別提醒]1．易位與交叉互換。易位發(fā)生于非同源染色體之間，屬于染色體結(jié)構(gòu)變異；交叉互換發(fā)生于同源染色體非姐妹染色單體之間，屬于基因重組。2．基因突變與缺失?；蛲蛔儔A基對(duì)的缺失不改變?nèi)旧w上基因的數(shù)目和位置；染色體結(jié)構(gòu)變異的缺失會(huì)導(dǎo)致染色體上基因數(shù)目的減少。[易錯(cuò)判斷]1．個(gè)別染色體的增、減，可形成三體或單體。(√)2．一個(gè)染色體組就是一個(gè)基因組。(×)3．染色體組最大的特點(diǎn)是無(wú)同源染色體。(√)b．從形態(tài)、大小和功能看，一個(gè)染色體組中所含的染色體eq\o(□,\s\up5(08))各不相同。c．從所含的基因看，一個(gè)染色體組中含有控制本物種生物性狀的eq\o(□,\s\up5(09))一整套基因，但不能重復(fù)。3．二倍體、多倍體和單倍體的比較三、低溫誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目的變化1．實(shí)驗(yàn)原理：用低溫處理植物分生組織細(xì)胞，如根尖分生組織細(xì)胞，能夠抑制eq\o(□,\s\up5(01))紡錘體的形成，以致影響染色體被拉向兩極，細(xì)胞也不能分裂成兩個(gè)子細(xì)胞，使植物細(xì)胞eq\o(□,\s\up5(02))染色體數(shù)目加倍。2．方法步驟：洋蔥根尖培養(yǎng)→取材及細(xì)胞固定(卡諾氏液)→eq\o(□,\s\up5(03))制作裝片(解離→漂洗→eq\o(□,\s\up5(04))染色→制片)→觀察。3．實(shí)驗(yàn)結(jié)論：適當(dāng)?shù)蜏乜梢哉T導(dǎo)eq\o(□,\s\up5(05))染色體數(shù)目加倍。[易錯(cuò)判斷]1．體細(xì)胞中含一個(gè)染色體組的生物體一定是單倍體。(√)2．單倍體生物的體細(xì)胞中一定只含一個(gè)染色體組。(×)3．體細(xì)胞中含有三個(gè)染色體組的生物體一定是三倍體。(×)4．三倍體生物的體細(xì)胞中一定含三個(gè)染色體組。(×)5．多倍體植物多表現(xiàn)為莖稈粗，葉、果實(shí)、種子較大，早熟、多籽性狀。(×)6．蜜蜂中的雄蜂是由未受精的卵細(xì)胞直接發(fā)育而來(lái)的。(√)7．秋水仙素抑制紡錘體的形成，使著絲點(diǎn)不能分裂，染色體數(shù)目加倍。(×)考點(diǎn)題型突破考點(diǎn)eq\o(\s\up7(),\s\do5())染色體的結(jié)構(gòu)和數(shù)目變異題型一染色體結(jié)構(gòu)變異類型1．若圖甲中①和②為一對(duì)同源染色體，③和④為另一對(duì)同源染色體，圖中字母表示基因，“°”表示著絲點(diǎn)，則圖乙～圖戊中染色體結(jié)構(gòu)變異的類型依次是()A．缺失、重復(fù)、倒位、易位B．缺失、重復(fù)、易位、倒位C．重復(fù)、缺失、倒位、易位D．重復(fù)、缺失、易位、倒位答案A解析分析題圖可知，乙表示染色體缺失D片段；丙是同一條染色體上C片段發(fā)生重復(fù)；丁表示染色體B、C片段的倒位；戊圖中一條染色體的片段移接到另一條非同源染色體上，屬于易位。2．生物的某些變異可通過(guò)細(xì)胞分裂某一時(shí)期染色體的行為來(lái)識(shí)別，甲、乙兩模式圖分別表示細(xì)胞分裂過(guò)程中出現(xiàn)的“環(huán)形圈”“十字形結(jié)構(gòu)”現(xiàn)象，圖中字母表示染色體上的基因，丙圖是細(xì)胞分裂過(guò)程中染色體在某一時(shí)期所呈現(xiàn)的形態(tài)，下列有關(guān)敘述正確的是()A．甲、乙兩種變異類型分別屬于染色體結(jié)構(gòu)變異、基因重組B．甲圖是由于個(gè)別堿基對(duì)的增添或缺失，導(dǎo)致染色體上基因數(shù)目改變的結(jié)果C．乙圖是由于四分體時(shí)期同源染色體非姐妹染色單體之間發(fā)生交叉互換的結(jié)果D．甲、乙、丙三圖均發(fā)生在減數(shù)分裂過(guò)程中答案D解析甲是染色體結(jié)構(gòu)變異的缺失或重復(fù)，乙是染色體結(jié)構(gòu)變異的易位，都是染色體結(jié)構(gòu)變異，A錯(cuò)誤；個(gè)別堿基對(duì)的增添或缺失屬于基因突變，甲圖中部分基因發(fā)生了增添或缺失，導(dǎo)致染色體上基因數(shù)目改變，B錯(cuò)誤；四分體時(shí)期同源染色體非姐妹染色單體之間發(fā)生交叉互換屬于基因重組，而乙圖的易位現(xiàn)象，發(fā)生在非同源染色體之間，C錯(cuò)誤；甲和乙都發(fā)生聯(lián)會(huì)現(xiàn)象，發(fā)生在減數(shù)第一次分裂前期，丙圖同源染色體的非姐妹染色單體之間進(jìn)行了交叉互換，也發(fā)生于減數(shù)第一次分裂前期，D正確。題型二染色體數(shù)目變異及染色體組數(shù)判斷3．觀察圖中a～h所示的細(xì)胞圖，關(guān)于它們所含的染色體組數(shù)的敘述，正確的是()A．細(xì)胞中含有一個(gè)染色體組的是h圖B．細(xì)胞中含有二個(gè)染色體組的是e、g圖C．細(xì)胞中含有三個(gè)染色體組的是a、b圖D．細(xì)胞中含有四個(gè)染色體組的是c、f圖答案C解析圖中所示細(xì)胞中有一個(gè)染色體組的是d、g，有兩個(gè)染色體組的是c、h，有三個(gè)染色體組的是a、b，有四個(gè)染色體組的是e、f，C正確，A、B、D錯(cuò)誤。4．(2017·江蘇高考)一株同源四倍體玉米的基因型為Aaaa，其異常聯(lián)會(huì)形成的部分配子也可受精形成子代。下列相關(guān)敘述正確的是()A．上圖表示的過(guò)程發(fā)生在減數(shù)第一次分裂后期B．自交后代會(huì)出現(xiàn)染色體數(shù)目變異的個(gè)體C．該玉米單穗上的籽?；蛐拖嗤珼．該植株花藥培養(yǎng)加倍后的個(gè)體均為純合子答案B解析聯(lián)會(huì)發(fā)生在減數(shù)第一次分裂四分體時(shí)期，在前期，A錯(cuò)誤；由題干知，異常聯(lián)會(huì)形成的部分配子也可完成受精，異常聯(lián)會(huì)時(shí)，減數(shù)第一次分裂后期移向細(xì)胞兩極的染色體數(shù)目不再均等分配，形成的配子中染色體的數(shù)目與正常配子相比發(fā)生變化，因此自交后代會(huì)出現(xiàn)染色體數(shù)目變異，B正確；該玉米產(chǎn)生的雌、雄配子基因型有Aa、aa，自交后，單穗上籽粒的基因型有AAaa、aaaa、Aaaa，C錯(cuò)誤；基因型為Aa的花藥經(jīng)培養(yǎng)加倍后的個(gè)體基因型為AAaa，為雜合子，D錯(cuò)誤。技法提升1.三種方法確定染色體組數(shù)量(1)染色體形態(tài)法同一形態(tài)的染色體→有幾條就有幾組。如圖中有4個(gè)染色體組。(2)等位基因個(gè)數(shù)法控制同一性狀的等位基因→有幾個(gè)就有幾組。如AAabbb個(gè)體中有3個(gè)染色體組。(3)公式法染色體組數(shù)＝eq\f(染色體數(shù),染色體形態(tài)數(shù))，如圖染色體組數(shù)為4。2．“兩看法”判斷單倍體、二倍體和多倍體題型三單倍體、二倍體和多倍體的成因及特點(diǎn)5．下列關(guān)于染色體組、單倍體、二倍體和多倍體的敘述，錯(cuò)誤的是()A．組成一個(gè)染色體組的染色體中不含減數(shù)分裂中能聯(lián)會(huì)的染色體B．由受精卵發(fā)育而成，體細(xì)胞含有兩個(gè)染色體組的個(gè)體叫二倍體C．含一個(gè)染色體組的個(gè)體是單倍體，但單倍體未必只含一個(gè)染色體組D．人工誘導(dǎo)多倍體唯一的方法是用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗答案D解析一個(gè)染色體組中的染色體是非同源染色體，減數(shù)分裂中能聯(lián)會(huì)的染色體是同源染色體，A正確；二倍體指的是由受精卵發(fā)育而成，體細(xì)胞含有兩個(gè)染色體組的個(gè)體，B正確；含一個(gè)染色體組的個(gè)體是單倍體，但單倍體未必只含一個(gè)染色體組，例如六倍體小麥的單倍體含有三個(gè)染色體組，C正確；人工誘導(dǎo)多倍體的方法是用秋水仙素或低溫處理萌發(fā)的種子或幼苗，D錯(cuò)誤。6．下列說(shuō)法正確的是()A．體細(xì)胞中只有一個(gè)染色體組的個(gè)體才是單倍體B．八倍體小麥的單倍體有四個(gè)染色體組C．六倍體小麥花藥離體培養(yǎng)所得個(gè)體是三倍體D．體細(xì)胞中含有兩個(gè)染色體組的個(gè)體一定是二倍體答案B解析單倍體的染色體組數(shù)量與該生物配子的染色體組數(shù)量相同，不一定只含有一個(gè)染色體組，如八倍體小麥的單倍體有四個(gè)染色體組，A錯(cuò)誤，B正確；由配子發(fā)育成的個(gè)體細(xì)胞中不管有幾個(gè)染色體組，都屬于單倍體，C、D錯(cuò)誤。易錯(cuò)警示關(guān)于單倍體與多倍體的兩個(gè)易誤點(diǎn)(1)單倍體的體細(xì)胞中并非只有一個(gè)染色體組因?yàn)榇蟛糠值纳锸嵌扼w，所以有時(shí)認(rèn)為單倍體的體細(xì)胞中只含有一個(gè)染色體組，但是多倍體的配子發(fā)育成的個(gè)體體細(xì)胞中含有不止一個(gè)染色體組。(2)單倍體并非都不育二倍體的配子發(fā)育成的單倍體，表現(xiàn)為高度不育；多倍體的配子如含有偶數(shù)個(gè)染色體組，則發(fā)育成的單倍體含有同源染色體及等位基因，可育并能產(chǎn)生后代。題型四變異類型比較及判斷7．(2015·海南高考)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(huì)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(gè)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)致堿基序列的改變D．基因突變與染色體結(jié)構(gòu)變異通常都用光學(xué)顯微鏡觀察答案C解析基因突變的實(shí)質(zhì)是基因中堿基序列的改變，結(jié)果是產(chǎn)生等位基因，不會(huì)導(dǎo)致染色體結(jié)構(gòu)變異，A錯(cuò)誤；基因突變不一定引起個(gè)體表現(xiàn)型的改變，B錯(cuò)誤；由于染色體是DNA的主要載體，染色體結(jié)構(gòu)變異會(huì)引起DNA堿基序列的改變，C正確；基因突變?cè)诠鈱W(xué)顯微鏡下是看不見的，D錯(cuò)誤。8．家蠶屬于ZW型性別決定的二倍體生物，含有異型性染色體ZW的為雌性。下圖所示為家蠶正常卵原細(xì)胞及幾種突變細(xì)胞的第2對(duì)常染色體和性染色體。以下分析正確的是()A．正常卵原細(xì)胞產(chǎn)生的雌配子類型有四種，該過(guò)程受基因控制B．突變細(xì)胞Ⅰ發(fā)生了基因突變或基因重組C．突變細(xì)胞Ⅰ和突變細(xì)胞Ⅱ所發(fā)生的變異都能夠通過(guò)顯微鏡觀察到D．突變細(xì)胞Ⅲ中A和a的分離符合基因的分離定律答案A解析正常卵原細(xì)胞中常染色體和性染色體在減數(shù)分裂時(shí)自由組合，可產(chǎn)生四種雌配子，生命活動(dòng)從根本上來(lái)說(shuō)均是受基因控制的，A正確；與正常卵原細(xì)胞相比，可看出突變細(xì)胞Ⅰ應(yīng)是發(fā)生了基因突變，不能在顯微鏡下看到，突變細(xì)胞Ⅱ發(fā)生了染色體缺失，可在顯微鏡下看到，B、C錯(cuò)誤；突變細(xì)胞Ⅲ中A和a位于非同源染色體上，在減數(shù)分裂時(shí)遵循基因的自由組合定律，D錯(cuò)誤。9．下圖為雌性果蠅體內(nèi)部分染色體的行為及細(xì)胞分裂圖像，其中能夠體現(xiàn)基因重組的是()A．①③B．①④C．②③D．②④答案B解析圖①表示四分體時(shí)期，同源染色體的非姐妹染色單體之間發(fā)生交叉互換，能夠?qū)崿F(xiàn)基因重組；圖②表示染色體結(jié)構(gòu)變異中的易位；圖③表示有絲分裂后期，著絲點(diǎn)分裂導(dǎo)致兩套相同的染色體分別移向細(xì)胞兩極，在這個(gè)過(guò)程中不發(fā)生基因重組；圖④表示減數(shù)第一次分裂后期，非同源染色體自由組合，導(dǎo)致非同源染色體上的非等位基因自由組合，即基因重組。知識(shí)拓展1.染色體結(jié)構(gòu)變異與基因突變的區(qū)別(1)變異范圍不同①基因突變：是分子水平上的變異，只涉及基因中一個(gè)或幾個(gè)堿基的改變，這種變化在光學(xué)顯微鏡下觀察不到。②染色體結(jié)構(gòu)的變異：是在染色體水平上的變異，涉及染色體某一片段的改變，這一片段可能含有若干個(gè)基因，這種變化在光學(xué)顯微鏡下可觀察到。(2)變異的方式不同基因突變包括基因中堿基對(duì)的增添、缺失和替換三種類型；染色體結(jié)構(gòu)的變異包括染色體片段的缺失、重復(fù)、倒位和易位。它們的區(qū)別可用下圖表示。(3)變異的結(jié)果不同①染色體結(jié)構(gòu)變異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，從而導(dǎo)致性狀的改變，但未形成新的基因。②基因突變是基因結(jié)構(gòu)的改變，包括DNA堿基對(duì)的替換、增添和缺失，基因突變導(dǎo)致新基因的產(chǎn)生，但基因數(shù)目不變，生物的性狀不一定改變。2．易位與交叉互換的區(qū)別題型五變異類型的實(shí)驗(yàn)探究10．果蠅為XY型性別決定，與人的性別決定方式不同的是，果蠅由受精卵中的X染色體的數(shù)目決定雌性或雄性。如表為果蠅受精卵中性染色體組成及發(fā)育情況。已知果蠅中紅眼(A)對(duì)白眼(a)為顯性，基因位于X染色體某一片段上，若該片段缺失則X染色體記為X－，其中XX－為可育雌果蠅，X－Y因缺少相應(yīng)基因而死亡。用紅眼雄果蠅(XAY)與白眼雌果蠅(XaXa)雜交得到F1，發(fā)現(xiàn)F1中有一只例外白眼雌果蠅?，F(xiàn)將該白眼雌果蠅與正常紅眼雄果蠅雜交產(chǎn)生F2。根據(jù)F2性狀判斷該白眼雌果蠅產(chǎn)生的原因：(1)若子代________________________________，則是由親代配子基因突變所致；(2)若子代________________________________，則是由X染色體片段缺失所致；(3)若子代________________________________，則是由染色體數(shù)目變異所致。答案(1)白眼雄果蠅∶紅眼雌果蠅＝1∶1(2)紅眼雌果蠅∶白眼雄果蠅＝2∶1(3)紅眼雌果蠅∶白眼雌果蠅∶紅眼雄果蠅∶白眼雄果蠅＝4∶1∶1∶4(或雌雄個(gè)體中均有紅眼和白眼兩種性狀)解析利用代入法解題，將結(jié)論代入推相應(yīng)現(xiàn)象。用紅眼雄果蠅(XAY)與白眼雌果蠅(XaXa)雜交得到F1，正常情況下F1的雌果蠅眼色的基因型為XAXa，表現(xiàn)型為紅眼。白眼雌果蠅的出現(xiàn)可能有三種原因，基因突變所致、X染色體片段缺失所致、性染色體數(shù)目變異所致。(1)若為基因突變所致，則白眼的基因型為XaXa，與正常紅眼雄果蠅雜交產(chǎn)生F2，即XaXa×XAY，子代的表現(xiàn)型及比例為紅眼雌果蠅∶白眼雄果蠅＝1∶1。(2)若是由X染色體片段缺失所致，則白眼的基因型為X－Xa，與正常紅眼雄果蠅雜交產(chǎn)生F2，即X－Xa×XAY，由于X－Y因缺少相應(yīng)基因而死亡，所以子代的表現(xiàn)型及比例為紅眼雌果蠅(XAX－、XAXa)∶白眼雄果蠅(XaY)＝2∶1。(3)若是由性染色體數(shù)目變異所致，根據(jù)表格雌果蠅的染色體組成可知，白眼果蠅的染色體組成為XXY，所以基因型為XaXaY，產(chǎn)生的配子為XaXa∶XaY∶Xa∶Y＝1∶2∶2∶1。正常紅眼雄果蠅產(chǎn)生的配子為XA∶Y＝1∶1，結(jié)合表格中個(gè)體的發(fā)育情況可知，子代紅眼雌果蠅(XAX