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5.2 染色体变异学案
【预习新知】
染色体数目的变异
1．变异类型和实例
类型 实例
个别染色体的增加或减小 21三体综合征
以一套完整的非同源染色体为基数成倍地增加或成套地减少 三倍体无子西瓜
2.染色体组的组成
细胞中的一套非同源染色体。
3．二倍体
4．多倍体

(2)特点：茎秆粗壮，叶片、果实和种子都比较大，糖类和蛋白质等营养物质的含量都有所增加。
(3)人工诱导多倍体(多倍体育种)
方法 用秋水仙素处理或用低温处理
处理对象 萌发的种子或幼苗
原理 能够抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞的两极，从而引起细胞内染色体数目加倍
5.单倍体
(1)概念：体细胞中染色体数目与本物种配子染色体数目相同的个体。

(3)应用：单倍体育种。
②优点：明显缩短育种年限。
染色体结构的变异
1、染色体结构变异的原因： 染色体的断裂以及断裂后片段不正常的重新连接
2、染色体结构变异的类型：
（1）染色体某一片段缺失引起的变异
（2）染色体中 增加某一片段 引起的变异
（3）染色体 某一片段移接到另一条非同源染色体上 引起变异
（4）染色体的 某一片段位置颠倒 引起的变异

3、染色体结构变异的结果： 染色体结构的改变，回事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
4、染色体结构变异对生物性状的影响：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
【巩固训练】
1.胎儿绒毛是胚胎植入子宫后，由滋养层细胞在胚胎表层形成的。胎儿绒毛检查是孕早期产前诊断的重要手段，可以判断胎儿是否存在染色体异常，对优生优育有重要的指导作用。下表是对536例停止发育的胚胎进行绒毛染色体检查的结果。
染色体数目异常（例） 染色体结构异常（例） 染色体核型正常（例）
三倍体 三体 单体（45，X） 缺失 其他 236
35 223 30 8 4
下列叙述错误的是( )
A.三倍体的产生可能是由多精入卵导致的
B.三体或单体的形成可能是亲本减数分裂异常引起的
C.染色体结构异常可能发生在早期胚胎细胞有丝分裂过程中
D.236例胚胎未检出染色体异常的原因可能是绒毛细胞已发生分化
2.下列是用光学显微镜观察到的几种染色体联会时的模式图，关于这些图像的叙述，正确的是( )
A.图1中含有2条染色体，4个完全相同的DNA分子，8条脱氧核苷酸单链
B.图2中的四分体形态是由于发生了染色体片段的缺失
C.图3中的四分体形态是由于发生了染色体片段的倒位
D.图4中“十”字形图像是由于染色体发生了交叉互换或者染色体片段易位
3.下列对染色体组的叙述，正确的是( )
A. 染色体组在减数分裂过程中消失 B. 生殖细胞中只有一个染色体组
C. 染色体组内不存在同源染色体 D. 单倍体生物均只含一个染色体组
4.关于“低温诱导染色体数最加倍”实验的叙述，错误的是( )
A.可以使用龙胆紫溶液对染色体染色
B.低温处理可能会抑制纺锤体的形成
C.用显微镜观察会发现大部分细胞中的染色体已加倍
D.实验过程中卡诺氏液固定后需用体积分数95%的乙醇冲洗
5.基因突变和染色体结构变异的相同点是( )
A.二者都改变了基因结构
B.二者都改变了基因数量
C.二者都改变了基因在染色体上的排列顺序
D.二者都改变了DNA中碱基排列顺序
6.关于“低温诱导植物染色体数目的变化”的实验，下列说法正确的是( )
A.低温诱导染色体数目加倍实验的原理是分裂间期低温能抑制纺锤体的形成
B.卡诺氏液固定后，需要用蒸馏水冲洗2次，洗去多余的卡诺氏液
C.视野中正常的二倍体细胞的数量少于染色体数目发生改变的细胞
D.制作装片的过程和“观察植物根尖细胞有丝分裂”实验中的相同
7.经过十年不懈努力，我国科学家首次从野生玉米中成功克隆出高蛋白基因THP9，并通过转基因技术将野生玉米高蛋白基因THP9-T导入我国推广面积最大的玉米生产栽培品种“郑单958”中。已知THP9基因编码天冬酰胺合成酶4。下列相关说法错误的是( )
A.野生玉米驯化过程中丢失了高蛋白基因可能是染色体变异造成的，它与“郑单958”可能存在生殖隔离
B.若将THP9基因导入“郑单958”需要运载体，该运载体在蛋白酶的作用下会失活
C.若转基因玉米体内含两个THP9基因，则其自交后代的性状分离比可能为3：1、15：1或全部表现为高蛋白子代
D.THP9基因通过控制酶的合成控制代谢，进而控制玉米的高蛋白性状，玉米细胞内的天冬酰胺含量可能与高蛋白性状直接相关
8.关于变异的叙述，正确的是( )
A.若基因突变使mRNA序列延长，则其编码的多肽链一定会延长
B.利用花药离体培养技术培育出的单倍体玉米可提高玉米产量
C.栽培香蕉与其祖先的染色体数目不同，二者的性状差异仅与染色体变异有关
D.血红蛋白基因中胞嘧啶脱氨基转化为尿嘧啶属于基因突变
9.用同种花粉与异种花粉进行混合授粉，可帮助异种花粉突破柱头处的生殖障碍，促进不同种植物之间的远缘杂交，这就是著名的“花粉蒙导效应”。陆地棉是由非洲二倍体棉和美洲二倍体棉杂交、多倍化、驯化而来的异源四倍体。相关叙述错误的是( )
A.花粉管顶端的屏障使异种花粉不能萌发是生殖隔离的一种表现
B.“花粉蒙导效应”有利于两种棉的种间杂交形成异源二倍体
C.自然条件下低温可通过抑制纺锤体的形成，诱导异源二倍体加倍成四倍体
D.驯化过程主要是通过改变细胞中的染色组数从而提高生物的适应能力
10.下列有关生物变异的叙述中，正确的是( )
A.基因重组导致杂合子Aa自交后代出现性状分离
B.三倍体西瓜、四倍体西瓜的培育原理是染色体变异，它们均可以产生后代
C.基因重组和染色体结构变异都可能引起DNA碱基序列的改变
D.花药离体培养过程中，基因重组、基因突变和染色体变异均有可能发生
参考答案
1.答案：D
解析：A正确。三倍体的产生可能是由2个精与1个卵细胞结合发育成的，即多精入卵导致的；B正确。三体是某一亲本减数分裂同源染色体未分开形成含有同源染色体的生殖细胞与1个正常生殖细胞结合发育成的，单体是某一亲本减数分裂同源染色体未分开或姐妹染色单体分开移向一极后形成的不含某条染色体的生殖细胞与1个正常生殖细胞结合发育成的异常； C正确。染色体结构异常可能发生在早期胚胎细胞有丝分裂过程中。
D错误，题干明确告知所检测的536例均为停止发育的胚胎，但其中236例未检出染色体异常，可能是绒毛细胞分化后，某些细胞染色体正常，某些异常，但取样时恰好取到了正常细胞。
2.答案：C
解析：图1表示1对同源染色体,4个不一定完全相同的DNA分子,8条脱氧核苷酸单链,A项错误;图2中的四分体形态发生了染色体片段的缺失或重复,B项错误;图3中的四分体形态发生了染色体片段的倒位,C项正确;图4中“十”字形图像是非同源染色体片段易位形成的,D项错误。
3.答案：C
解析：A、染色体组在减数分裂过程中不会消失，A错误；
B、多倍体如四倍体的生殖细胞中含有2个染色体组，B错误；
C、同一个染色体组内没有同源染色体，C正确；
D、单倍体生物的体细胞中含有一个或几个染色体组，D错误。
故选C。
4.答案：C
解析：大部分细胞处于分裂前的间期，用显微镜观察会发现大部分细胞中的染色体并未加倍，C错误。
5.答案：D
解析：A、染色体结构变异不会改变基因结构，A错误;B、基因突变不会改变基因数量，只能改变基因的种类，B错误;C、基因突变不会改变基因在染色体上的排列顺序，C错误;D、基因突变和染色体结构变异都改变了DNA分子中碱基排列顺序，D正确。
6.答案：D
解析：A、低温诱导染色体数目加倍实验的原理低温抑制有丝分裂前期纺锤体的形成，从而使染色体数目加倍，A错误;B、低温诱导染色体数目变化实验中，洋葱根尖用卡诺氏固定液中固定30分钟后，需用体积分数为95%的酒精溶液进行冲洗，B错误;C、抑制有丝分裂前期纺锤体的形成，从而使染色体数目加倍，而大多数细胞处于分裂间期，故视野中正常的二倍体细胞的数量多于染色体数目发生改变的细胞，C错误;D、“低温诱导植物染色体数目的变化”的实验和“观察植物根尖细胞有丝分裂”实验中的制作装片的过程相同，即解离→漂洗→染色→制片，D正确。
7.答案：B
解析：A、分析题意可知，将高蛋白基因THP9存在于野生玉米中，而在驯化过程中该基因丢失，属于染色体结构变异中的缺失，野生型玉米与“郑单958”之间基因存在差异，可能存在生殖隔离，A正确； B、若将THP9基因导入“郑单958”需要运载体，运载体的本质是质粒、动植物病毒或噬菌体，不会被蛋白酶分解失活，B错误； C、若转基因玉米体内含两个THP9基因，其导入的位置可能是位于同一条染色体上、位于一对同源染色体上，或位于两对染色体上，则其自交后代的性状分离比可能为3:1、15:1或全部表现为高蛋白子代，C正确； D、分析题意可知，THP9基因编码天冬酰胺合成酶4，而THP9基因是高蛋白基因，说明THP9基因通过控制酶的合成控制代谢，进而控制玉米的高蛋白性状；氨基酸是蛋白质的基本单位，玉米细胞内的天冬酰胺含量可能与高蛋白性状直接相关，D正确。
故选：B。
8.答案：D
解析：基因突变使mRNA序列延长，其编码的多肽链不一定会延长，如终止密码子提前出现，A错误；利用花药离体培养技术培育出的单倍体玉米高度不育，不能提高玉米产量，B错误；栽培香蕉与其祖先的染色体数目不同，二者的性状差异与染色体变异有关，也与基因突变有关，C错误；血红蛋白基因中胞嘧啶脱氨基转化为尿嘧啶，导致基因结构发生改变，属于基因突变，D正确。
9.答案：D
解析：A、用同种花粉与异种花粉进行混合授粉，可帮助异种花粉突破柱头处的生殖障碍，说明柱头处的生殖障碍是使异种花粉不能萌发是生殖隔离的一种表现，A正确;B、“花粉蒙导效应”实现了不同种植物之间的远缘杂交，有利于两种棉的种间杂交形成异源二倍体，B正确;C、自然条件下低温可通过抑制纺锤体的形成，导致染色体加倍，可诱导异源二倍体加倍成四倍体，C正确;D、驯化过程主要是通过改变细胞中的染色组数从而获得新品种，但是生物的适应能力不一定提高，D错误。
10.答案：C
解析:A、杂合子Aa只有一对等位基因，基因重组至少要有两对等位基因，Aa自交后代出现性状分离，但不会有基因重组，A错误;B、三倍体西瓜、四倍体西瓜的培育原理是染色体畸变，它们与二倍体西瓜不属同一物种，因为存在生殖隔离，B错误;C、减数第一次分裂前期同源染色体的非姐妹染色单体的交叉互换，可以实现基因重组，引起DNA碱基序列的改变;染色体结构变异中的易位、颠倒等类型也可引起DNA碱基序列的改变，C正确;D、花药离体培养过程中,细胞的增殖方式是有丝分裂，基因突变和染色体畸变均有可能发生，基因重组发生在有性生殖过程中，D错误。

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