第2节 染色体变异

[对点练3] 下列关于低温诱导染色体数目变化实验中制片操作的相关叙述，错误的是 () A.解离的目的是为了让组织细胞彼此分离 B.可用清水对解离后的根尖进行漂洗 C.染色所用的改良苯酚品红染液是一种碱性染料 D.制片时的操作顺序为解离→染色→漂洗→制片 解析 制片时的操作顺序为解离→漂洗→染色→制片，故选D。 答案 D
答案 (1)单倍体育种 多倍体育种 染色体数目的变异 染色体数目的变异 (2)秋水仙素能够抑制纺锤体的形成，从而诱导染色体组加倍 使染色体组加倍，从 而变得可育 (3)两 得到三倍体种子 刺激三倍体的子房发育成果实 (4)能明显缩短育种年限 秋水仙素处理单倍体幼苗直接得到纯合体
【归纳总结】
多倍体育种
低温诱导植物细胞染色体数目的变化(选学)
———————————————自主梳理———————————————
1.实验原理 用低温处理植物的 分生组织 细胞，能够抑制 纺锤体 的 形 成 ， 以 致 影 响 细胞有丝分裂中染色体被拉向两极，导致细胞不能分裂成两个子细胞，于是， 植物细胞的染色体数目发生变化。
解析 根据细胞中所含的染色体的类型判断，①含有两个染色体组，②含有三个染 色体组，③含有四个染色体组，④含有一个染色体组。 答案 C
———————————————素养提升——————————————— 单倍体育种与多倍体育种的比较 [典例2] 如图表示无子西瓜的培育过程：
根据图解，结合你学过的生物学知识，判断下列叙述错误的是( ) A.秋水仙素处理二倍体西瓜幼苗的茎尖，主要是抑制有丝分裂前期纺锤体的形成 B.四倍体植株所结的西瓜，果皮细胞内含有4个染色体组 C.无子西瓜既没有种皮，也没有胚 D.四倍体西瓜的根细胞中含有2个染色体组
体组的概念结合发育的起点区别单倍体与二(多)倍体。 性状的改变甚至死亡。
3.社会责任——理解单倍体育种和多倍体育种利用了染色
水平一
体数目变异的原理，并通过与杂交育种的比较，认同单倍 水平二
体育种可以明显缩短育种的年限。
染色体数目的变异 ———————————————自主梳理———————————————
第2节 染色体变异
课程标准要求
核心素养对接
学业质量水平
1.生命观念——利用结构与功能观，理解染色体缺失、重
复、倒位和易位可以引起染色体上基因的数目或排列顺序 水平二
的改变，进而导致生物性状的改变甚至死亡。 举例说明染色体结构和数
2.科学思维——准确理解染色体组的概念，并能运用染色 量的变异都可能导致生物
A.突变和倒位 C.重组和易位
B.重组和倒位 D.易位和倒位
解析 染色体的结构变异包括缺失、重复、易位和倒位，①a、b基因的位置出现新 的j基因，则只能为易位(染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上)；②染色 体臂上的c基因和d、e基因发生了倒位(染色体中某一片段位置颠倒)，D正确。 答案 D
【归纳总结】 易位与交叉互换的区别 易位
交叉互换
图示
区别
位置 原理 观察
发生于同源染色体的非姐 发生于非同源染色体之间
妹染色单体之间
染色体结构变异
基因重组
光学显微镜下无法直接观 可用光学显微镜直接观察
察
联想质疑
请分析以上各属于哪种变异？
1. 缺失
2. 重复 3. 倒位
4. 易位
课堂小结
缺失 重复 倒位 易位 个别
非同源染色体 形态和功能
体细胞 三
联会紊乱 四
三 三
四
复制 分离 两
纺锤体
正在分裂
弱小
高度不育
花药(花粉) 单倍体 离体培养
育种年限
纯合子
染色体 数目加倍
[典例1] 用马铃薯的花粉在一定的条件下直接培养形成马铃薯植株。该马铃薯植株的
某些细胞进行减数分裂时，观察到染色体正常联会，此时细胞内共有15个四分体。
[对点练2] 下图表示两种育种方式，请据图思考下列问题：
(1)甲图表示的育种方式为________，乙图表示的育种方式为________，二者的育种 原理分别为________________和________________。 (2) 甲 图 和 乙 图 中 都 有 秋 水 仙 素 诱 导 染 色 体 组 加 倍 ， 其 原 理 是 ____________________________ 。 甲 图 中 用 秋 水 仙 素 处 理 的 目 的 是 _____________________________________________________________。 (3)乙图中获得无子西瓜至少需要________年。图乙中有两次传粉过程，它们的目的 分别是________________和____________________。 (4) 甲 图 中 所 示 育 种 方 式 的 优 点 是 ____________________ ， 原 因 是 因 为 ____________________________。
★21三体综合征的核型
★三倍体无子西瓜
★蜂王、雄蜂与工蜂
★单倍体发育的起点是配子
【方法归纳】 染色体组数目的判断方法
(1)根据染色体的形态判断：在细胞内任选一条染色体，细胞内与该染色体形态相 同的染色体共有几条，则含有几个染色体组，如图甲中含有4个染色体组。 (2)根据基因型判断：在生物体的基因型中，控制同一性状的基因出现几次(发同一 个音的字母出现几次)，则有几个染色体组，如图乙含有4个染色体组。
2.方法步骤 (1)培养、诱导：将长出约1 cm长不定根的洋葱整个放入冰箱的冷藏室内( 4 ℃)， 诱导培养48～72 h。 (2)固定、漂洗：剪取诱导处理的根尖0.5～1 cm，放入 卡诺氏液 中浸泡0.5～1 h， 以 固定细胞的形态 ，然后用 体积分数为95%的酒精 冲洗2次。 (3)制片、观察：包括解离、 漂洗 、 染色 和制片4个步骤；先用 低 倍 镜寻找染色体形态较好的分裂象。确认某个细胞发生染色体数目变化后，再用 高 倍镜观察。
[典例3] （多选）下列关于低温诱导染色体数目变化实验操作的相关叙述，错误的是 () A.剪取的根尖用卡诺氏液处理的目的是固定细胞的形态 B.卡诺氏液处理后应用清水漂洗两次 C.制片时应先解离、染色，再漂洗、制片 D.观察时应先用低倍镜寻找到染色体形态较好的分裂象 解析 卡诺氏液固定后应用95%的酒精漂洗两次，B错误；制片时应先解离、漂洗， 再洗 色、制片，C错误。 答案 BC
其含有2个染色体组，所以马铃薯正常个体的体细胞中共含有的染色体组数目为4个。
答案 C
[对点练1] 下图表示细胞中所含的染色体，①②③④的基因型可以表示为( )
A.①：AABb ②：AAABBb ③：ABCD ④：A B.①：Aabb ②：AaBbCc ③：AAAaBBbb ④：AB C.①：AaBb ②：AaaBbb ③：AAaaBBbb ④：Ab D.①：AABB ②：AaBbCc ③：AaBbCcDd ④：ABCD
程中发生了( )
A.基因重组
B.染色体重复
C.染色体易位 D.染色体倒位
解析 在减数分裂过程中，同源染色体上的非姐妹染色单体间的相应片段发生对等
交换导致基因重组；在减数分裂Ⅰ后期，非同源染色体的自由组合也能导致基因重
组。染色体重复、染色体易位、染色体倒位属于染色体变异。
答案 A
[对点练4] 导致遗传物质变化的原因有很多，下图字母代表不同基因，其中变异类型 ①和②依次是( )
单倍体育种
原理
染色体组成倍减少，再加倍后得到纯种(指每 染色体组成倍增加
对染色体上成对的基因都是纯合的)
秋水仙素处理萌发的种
常用方法
花药离体培养后，人工诱导染色体数目加倍
子或幼苗

适用于植物，在动物方 面难以操作
技术复杂一些，需与杂交育种配合
联想质疑 ★染色体变异能用显微镜观察到，基因突变无法用显微镜观察。
联想质疑
【归纳总结】 (1)低温和秋水仙素诱导染色体数目加倍的原理：有丝分裂前期，低温和秋水仙素 都能抑制纺锤体的形成；后期，着丝粒分裂后染色体数目加倍；末期，由于没有 纺锤体，染色体不能被牵拉到细胞两极，细胞无法实现一分为二，从而使得细胞 内的染色体数目加倍。当温度恢复正常或秋水仙素被细胞代谢消耗完全之后，染 色体数目加倍的细胞又通过正常的有丝分裂产生更多的染色体数目加倍的子代细 胞。
据此推测，马铃薯正常个体的体细胞中共含有的染色体组数目为( )
A.2个
B.3个
C.4个
D. 5个
解析 在减数分裂形成花粉过程中，同源染色体分离，那么花粉直接培养形成的马
铃薯植株，其染色体数目减半，染色体组数目也减半。而用花粉直接培养形成的马
铃薯植株细胞进行减数分裂时，观察到染色体正常联会，并形成15个四分体，说明
2.结果 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 。
3.对生物体的影响 大多数对生物体是 不利的
，有的甚至会导致生物体 死亡 。
[典例4] (2018·海南卷，14)杂合体雌果蝇在形成配子时，同源染色体的非姐妹染色单
体间的相应片段发生对等交换，导致新的配子类型出现，其原因是在配子形成过
染色体组
单倍体 多倍体
(2)两次漂洗的对比：①时间不同：第一次漂洗在固定之后解离之前，第二次漂洗 在解离之后染色之前；②试剂不同：第一次用95%酒精漂洗，第二次用清水漂洗； ③目的不同：第一次是为了洗去多余的卡诺氏液，第二次是为了洗去多余的解离 液。
染色体结构的变异 ———————————————自主梳理——————————————— 1.类型(连线) 光学显微镜下对染色体形态大小进行观察可以检测
解析 秋水仙素抑制纺锤体的形成，是在有丝分裂的前期；四倍体西瓜的果皮是由 子房壁发育而成的，来自母本，应含有4个染色体组；无子西瓜由于不能产生正常配 子，所以不能形成受精卵，而种皮来自于母本，所以有种皮，而没有胚；由于植株 的地下部分没有经秋水仙素处理，四倍体西瓜的根细胞中仍含有2个染色体组。 答案 C