2024-2025學年高中生物第5章遺傳信息的改變第3節(jié)染色體變異第1課時染色體結(jié)構(gòu)變異與染色體數(shù)目變異一學案北師大版必修2

PAGEPAGE1第1課時染色體結(jié)構(gòu)變異與染色體數(shù)目變異(一)1．闡明染色體結(jié)構(gòu)變異的類型和結(jié)果。2．理解染色體組、二倍體和多倍體的概念及特點。一、染色體結(jié)構(gòu)變異1．概念：染色體較大范圍的結(jié)構(gòu)變更，叫做染色體結(jié)構(gòu)變異。2．類型：重復、缺失、倒位、易位。其中阻礙基因交換的是倒位，造成染色體間基因重排的是易位。3．遺傳效應(yīng)(1)染色體結(jié)構(gòu)的變更，會使排列在染色體上的基因的數(shù)目和排列依次發(fā)生變更，而導致性狀的變異。(2)大多數(shù)染色體結(jié)構(gòu)變異對生物是不利的。二、染色體數(shù)目變異1．類型：整倍性變異和非整倍性變異。2．染色體組(1)概念：細胞中的一組非同源染色體，它們在形態(tài)和功能上各不相同，但是攜帶著限制這種生物生長發(fā)育、遺傳和變異的全部信息。(2)舉例：圖中的雄果蠅體細胞染色體中X、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ或Y、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ就代表一個染色體組，與其精子中的染色體相同。3．整倍性變異(1)含義：細胞內(nèi)的染色體數(shù)目以染色體組為單位成倍增加或削減。(2)二倍體、多倍體①二倍體：體細胞中含有兩個染色體組的個體。②多倍體：體細胞中含有三個或三個以上的染色體組。③多倍體的形成a．原理：細胞核中染色體正常分裂而細胞分裂受阻。b．方式eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(發(fā)生于配子形成時產(chǎn)生二倍體配子,發(fā)生于體細胞有絲分裂過程，產(chǎn)生多倍體植株))④多倍體的特點莖稈粗大，葉片、果實和種子較大，糖類和蛋白質(zhì)等養(yǎng)分物質(zhì)的含量有所增加，成熟延遲，牢固率低。判一判(1)果蠅的棒狀眼是基因重復造成的。(√)(2)倒位會導致染色體上基因的重排。(√)(3)易位是基因重組的一種。(×)(4)果蠅的一個染色體組包括兩對染色體。(×)(5)二倍體生物的生殖細胞中的全部染色體就是一個染色體組。(√)染色體結(jié)構(gòu)變異的類型及遺傳效應(yīng)類型緣由遺傳效應(yīng)圖解實例缺失一條正常染色體斷裂后丟失一個片段；同源染色體配對時可形成缺失環(huán)缺失片段越大，對個體影響越大。輕則影響個體生活力，重則引起死亡玉米白化苗和褐色中脈重復染色體上增加了相同的某個區(qū)段引起的遺傳效應(yīng)比缺失小，重復部分太大會影響個體生活力果蠅的棒狀眼倒位一條染色體片段斷裂后倒轉(zhuǎn)180°后重新接到原位形成的配子大多異樣，從而影響個體的生育易位一條染色體臂的一段移接到另一條非同源染色體的臂上的結(jié)構(gòu)變異產(chǎn)生部分異樣配子，使配子的可育性降低或產(chǎn)生有遺傳病的后代人慢性粒細胞白血病1．基因突變和染色體結(jié)構(gòu)變異的比較(1)從變異的范圍看基因內(nèi)部個別堿基對的增加、缺失和替換?基因突變，即變更發(fā)生于“基因內(nèi)部”，從而變更了基因結(jié)構(gòu)；“基因”數(shù)目或排列依次的變更?染色體結(jié)構(gòu)變異，即變更發(fā)生于基因數(shù)目或排序，不曾深化基因內(nèi)部。(2)從變異的結(jié)果看eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(染色體上基因的數(shù)量和位置不變更?基因突變,基因的數(shù)量和排列依次變更?染色體結(jié)構(gòu)變異))(3)從鏡檢的結(jié)果看：基因突變在顯微鏡下視察不到，而染色體結(jié)構(gòu)變異可通過顯微鏡視察到。2．易位與交叉互換的比較染色體易位交叉互換圖解區(qū)別發(fā)生于非同源染色體之間發(fā)生于同源染色體的非姐妹染色單體間屬于染色體結(jié)構(gòu)變異屬于基因重組可在顯微鏡下視察到在顯微鏡下視察不到1．在減數(shù)第一次分裂前的間期，某些緣由導致果蠅Ⅱ號染色體上的DNA分子：(1)缺失了一個基因，(2)缺失了一對堿基。它們分別屬于()A．染色體變異、基因突變B．基因突變、染色體變異C．染色體變異、染色體變異D．基因突變、基因突變解析：選A?；蛲蛔冏兏氖腔虻膬?nèi)部分子結(jié)構(gòu)，不變更基因的數(shù)目和位置；染色體結(jié)構(gòu)變異可變更基因的數(shù)目和排列依次。2．如圖①②③④分別表示不同的變異類型，其中圖③中的基因2由基因1變異而來。下列有關(guān)說法正確的是()A．①②都表示易位，發(fā)生在減數(shù)分裂的四分體時期B．③中的變異屬于染色體結(jié)構(gòu)變異中的缺失C．④中的變異屬于染色體結(jié)構(gòu)變異中的缺失或重復D．圖中4種變異能夠遺傳的是①③解析：選C。①表示基因重組中的交叉互換，因為其發(fā)生在同源染色體之間；②表示染色體結(jié)構(gòu)變異中的易位，因為其發(fā)生在非同源染色體之間；③表示基因突變中堿基對的缺失；④表示染色體的缺失或重復。圖中4種變異都是可遺傳的變異。eq\a\vs4\al()染色體結(jié)構(gòu)變異的兩個錯誤相識(1)錯誤1：染色體變異對生物體都是不利的。染色體結(jié)構(gòu)變異并不都是不利的，有的是中性的，極少數(shù)是有利的。(2)錯誤2：染色體結(jié)構(gòu)變異和基因突變都屬于分子層次的變異。前者屬于細胞層次，后者屬于分子層次。染色體組與二倍體和多倍體1．對染色體組概念的理解(1)從本質(zhì)上看，組成一個染色體組的全部染色體，互為非同源染色體，在一個染色體組中無同源染色體的存在。(2)從形式上看，一個染色體組中的全部染色體的形態(tài)、大小各不相同。可依此來推斷染色體組的數(shù)目。(3)從功能上看，一個染色體組攜帶著一種生物生長發(fā)育、遺傳和變異的全部遺傳信息。(4)從物種類型上看，每種生物染色體組都是固定的。2．染色體組數(shù)的推斷(1)結(jié)合染色體的形態(tài)推斷：細胞內(nèi)某形態(tài)染色體共有幾條，則含有幾個染色體組，如圖細胞有四個染色體組。(2)結(jié)合基因型推斷：在細胞或生物體中，限制同一性狀的基因出現(xiàn)幾次，則有幾個染色體組，如圖細胞含有四個染色體組。(3)結(jié)合染色體數(shù)目和染色體形態(tài)數(shù)推斷：染色體組的數(shù)目＝染色體數(shù)/染色體形態(tài)數(shù)，如圖所示共有8條染色體，染色體形態(tài)數(shù)為4，所以染色體組數(shù)為2。3．二倍體和多倍體的比較比較項目二倍體多倍體發(fā)育起點受精卵受精卵染色體組數(shù)含有兩個染色體組含有三個或三個以上的染色體組自然成因配子正常受精發(fā)育而來環(huán)境條件突然惡化，紡錘體形成受阻植株特點正常形態(tài)特征莖稈粗大，葉片、葉片上的細胞、氣孔和果實都比較大，糖類和蛋白質(zhì)等養(yǎng)分物質(zhì)的含量比較高可育性可育，牢固率高可育，牢固率低1．如圖為果蠅體細胞染色體組成示意圖，以下說法正確的是()A．果蠅的一個染色體組含有的染色體是Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X、YB．X染色體上的基因限制的性狀遺傳，均表現(xiàn)為性別差異C．果蠅體內(nèi)的細胞，除生殖細胞外都只含有兩個染色體組D．Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X(或Y)四條染色體攜帶了限制果蠅生長發(fā)育所需的全部遺傳信息解析：選D。一個染色體組是沒有同源染色體的，而X與Y為一對同源染色體。X染色體與Y染色體具有同源區(qū)段，此區(qū)段上基因限制的性狀無性別差異。果蠅體內(nèi)的細胞有的處于有絲分裂狀態(tài)，此過程后期的細胞含有四個染色體組。一個染色體組中含有發(fā)育成個體的全套遺傳信息。2．如圖表示某植物正常體細胞的染色體組成，Aa、Bb、Cc、Dd代表四對同源染色體。下列各選項中，可能是該植物染色體組成的是()A．ABCd B．AaaaC．AaBbCcDd D．AaaBbb解析：選B。由圖可以看出，同源染色體出現(xiàn)了四次，該植物屬于四倍體，故染色體組成可能是Aaaa。核心學問小結(jié)[要點回眸][規(guī)范答題]1．染色體結(jié)構(gòu)變異包括缺失、重復、倒位和易位等幾種類型。2．染色體結(jié)構(gòu)變異可變更染色體上的基因的數(shù)目或排列依次，可在顯微鏡下視察到。3．二倍體生物正常配子中的一組染色體是一個染色體組。4．由受精卵發(fā)育而來的個體，體細胞中含幾個染色體組，就是幾倍體。[隨堂檢測]1．已知某物種一條染色體上依次排列著A、B、C、D、E五個基因，下面列出的幾種變更狀況中，未發(fā)生染色體結(jié)構(gòu)變更的是()解析：選D。已知染色體上含A、B、C、D、E五個基因，A選項中缺失了D、E基因；B選項中增加了E基因；C選項中基因E、D顛倒，上述三種狀況分別為染色體結(jié)構(gòu)變異中的缺失、重復、倒位；D選項中屬于基因突變。2．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樣染色體，如圖甲。減數(shù)分裂時異樣染色體的聯(lián)會如圖乙，配對的三條染色體中，隨意配對的兩條染色體分別時，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基因重組B．視察異樣染色體應(yīng)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：選D。由題意可知，一條14號染色體和一條21號染色體相互連接形成一條異樣染色體，并丟失一個小片段，此變異屬于染色體變異，A項錯誤；分裂中期染色體螺旋化程度最高，該時期是視察異樣染色體的最佳時期，B項錯誤；若不考慮其他染色體，依據(jù)染色體分別的不同狀況，該男子產(chǎn)生的精子類型有6種，即僅具有異樣染色體、同時具有14號和21號染色體、同時具有異樣染色體＋14號染色體、僅具有21號染色體、同時具有異樣染色體＋21號染色體、僅具有14號染色體，C項錯誤；因該男子可產(chǎn)生同時具有14號和21號染色體的正常精子，故與正常女子婚配能生育染色體組成正常的后代，D項正確。3．某生物正常體細胞的染色體數(shù)目為8條，如圖能表示有一個染色體組的是()解析：選C。圖中含有一個染色體組的為B和C，其中B中每個染色體組含有3條染色體，體細胞中不行能為8條染色體，因此B錯誤。4．一株同源四倍體玉米的基因型為Aaaa，其異樣聯(lián)會形成的部安排子也可受精形成子代。下列相關(guān)敘述正確的是()A．上圖表示的過程發(fā)生在減數(shù)第一次分裂后期B．自交后代會出現(xiàn)染色體數(shù)目變異的個體C．該玉米單穗上的籽?；蛐拖嗤珼．該植株花藥培育加倍后的個體均為純合子解析：選B。圖示的聯(lián)會過程發(fā)生在減數(shù)第一次分裂前期，A項錯誤；由異樣聯(lián)會圖示可知，同源染色體中的三條染色體可移到一個細胞中，而另一條染色體可移到另一個細胞中，因此，減數(shù)分裂后形成的配子中有的染色體數(shù)目異樣，自交后代會出現(xiàn)染色體數(shù)目變異的個體，B項正確；該玉米單穗上的籽?？捎刹煌蛐偷呐渥咏Y(jié)合形成，因此基因型可能不同，C項錯誤；該植株形成的配子中有的基因型為Aa，含這種配子的花藥培育加倍后形成的個體是雜合子，D項錯誤。5．在某基因型為AA的二倍體水稻根尖中，發(fā)覺一個如圖所示的細胞(圖中Ⅰ、Ⅱ表示該細胞中部分染色體，其他染色體均正常)，以下分析合理的是()A．a(chǎn)基因產(chǎn)生的緣由可能是其親代產(chǎn)生配子時發(fā)生了基因突變B．該細胞肯定發(fā)生了染色體變異，肯定沒有發(fā)生基因自由組合C．該細胞產(chǎn)生的各項變異均可在光學顯微鏡下干脆進行視察D．該細胞的變異均為可遺傳變異，都可通過有性生殖傳給后代解析：選B。水稻根尖細胞進行有絲分裂，可能是該過程中發(fā)生了基因突變，A錯誤；細胞中Ⅱ號染色體是3條，肯定發(fā)生了染色體變異，基因的自由組合發(fā)生在減數(shù)分裂過程中，B正確；基因突變不能用光學顯微鏡干脆進行視察，C錯誤；水稻根尖細胞是體細胞，發(fā)生的變異不能通過有性生殖傳給后代，D錯誤。6．如圖是果蠅的染色體圖解，請據(jù)圖回答有關(guān)問題：(1)寫出與性別有關(guān)的染色體的名稱：________。(2)此果蠅是________倍體，一個染色體組有________條染色體，同一個染色體組里的每條染色體上的DNA分子所攜帶的遺傳信息是________。(3)圖中含有________對同源染色體。(4)圖中含有________條常染色體。(5)圖中含有________條性染色體。(6)此種果蠅的一特性原細胞進行染色體復制后能產(chǎn)生________個初級性母細胞、________個次級性母細胞、________個生殖細胞。解析：由X、Y一對異型性染色體的存在推斷這是雄性果蠅的染色體組成。其中的X、Y染色體雖然形態(tài)、大小不同，但減數(shù)分裂中能夠配對，故也是一對同源染色體。依據(jù)圖解還可推斷出此果蠅是二倍體，因為其細胞內(nèi)有兩個染色體組，每個染色體組包含4條染色體。同時，由于這4條染色體各不相同，故每條染色體上的DNA分子所攜帶的遺傳信息也各不相同。據(jù)圖可知，此果蠅共含有4對同源染色體，其中3對是常染色體，1對是性染色體。這只果蠅是雄性，它的1個精原細胞能產(chǎn)生1個初級精母細胞、2個次級精母細胞及4個精子。答案：(1)X、Y(2)二4不同的(3)4(4)6(5)2(6)124[課時作業(yè)]1．一條正常染色體的基因排列依次為ABCD·EFGH，“·”表示著絲粒，字母代表不同基因，下列哪種基因的排列依次發(fā)生了倒位，且倒位片段包含著絲粒()A．ABCFE·DGH B．ABCD·EFEFGHC．CDAB·EFGH D．ABCD·GHEF答案：A2．下列生命活動可能會使DNA分子結(jié)構(gòu)發(fā)生變更的是()①同源染色體分別②非同源染色體自由組合③基因突變④同源染色體上非姐妹染色單體的交叉互換⑤染色體結(jié)構(gòu)變異⑥染色體數(shù)目變異A．①②③ B．②③④C．③④⑤ D．③④⑥解析：選C?；蛲蛔兪荄NA分子中發(fā)生的堿基對的變更、增加或缺失，引起基因結(jié)構(gòu)的變更；同源染色體上非姐妹染色單體間的交叉互換使一對同源染色體的兩條非姐妹染色單體各變更了一個基因；染色體結(jié)構(gòu)變異變更的是多個基因及基因排列依次，三者均使DNA分子結(jié)構(gòu)變更。3．以下二倍體生物的細胞中含有兩個染色體組的是()①有絲分裂中期細胞②有絲分裂后期細胞③減數(shù)第一次分裂中期細胞④減數(shù)其次次分裂中期細胞⑤減數(shù)第一次分裂后期細胞⑥減數(shù)其次次分裂后期細胞A．①②③ B．①③⑤C．①③⑤⑥ D．①④⑤⑥解析：選C。有絲分裂后期細胞中有四個染色體組。減數(shù)其次次分裂中期細胞中含一個染色體組。4．下列關(guān)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：選A。貓叫綜合征是人的第5號染色體部分缺失引起的遺傳病，是常見的染色體異樣遺傳病，因為患病兒童哭聲輕、音調(diào)高，很像貓叫而得名，A項正確。5．下列現(xiàn)象中，由染色體結(jié)構(gòu)變異引起的是()A．土壤肥沃的地塊莊稼長勢優(yōu)于貧瘠的土地B．人類鐮刀型細胞貧血癥的發(fā)生C．一對夫婦所生的四個孩子性狀差異很大D．果蠅的棒眼解析：選D。果蠅的棒眼是由于X染色體上的一個小片段重復所造成的，故D符合題意。6．果蠅的一條染色體上，正常染色體片段的排列為123-456789，中間的“-”代表著絲粒，下表表示了由正常染色體發(fā)生變異后基因依次變更的四種狀況。有關(guān)敘述錯誤的是()染色體基因依次變更a123-476589b123-4789c1654-32789d123-45676789A．a(chǎn)是染色體某一片段位置顛倒引起的B．b是染色體某一片段缺失引起的C．c是染色體著絲粒變更引起的D．d是染色體增加了某一片段引起的解析：選C。正?；虻呐帕幸来螢?23-456789，a中5和67發(fā)生了倒位，即某一片段位置顛倒引起的，A正確；而b為123-4789，缺失了56基因，為染色體某一片段缺失引起的，B正確；c為1654-32789，23和456發(fā)生了倒位，即某一片段位置顛倒引起的，而不是著絲粒變更引起的，C錯誤；d為123-45676789，增加了67片段引起的，屬于染色體結(jié)構(gòu)變異的重復，D正確。7．在自然界中，多倍體形成過程中的依次是()①減數(shù)分裂過程受到阻礙②細胞核內(nèi)染色體數(shù)目加倍③形成染色體數(shù)目加倍的生殖細胞④有絲分裂過程受到阻礙⑤形成染色體數(shù)目加倍的合子⑥染色體復制過程受到阻礙A．①②⑤③ B．④⑤③⑥C．⑥②③⑤ D．④②③⑤解析：選D。在自然界中，多倍體產(chǎn)生的主要緣由是體細胞在有絲分裂過程中，染色體完成了復制，但細胞受到外界環(huán)境條件或生物內(nèi)部因素的干擾，紡錘體的形成受到破壞，染色體不能被拉向兩極，于是形成染色體數(shù)目加倍的細胞，發(fā)育成個體。8．基因突變和染色體變異的一個重要的區(qū)分是()A．基因突變在光學顯微鏡下看不見B．染色體變異是定向的，而基因突變是不定向的C．基因突變是可以遺傳的D．染色體變異是不能遺傳的解析：選A?；蛲蛔兪腔騼?nèi)部的堿基種類、數(shù)目、排列依次的變更而引起的生物的變異，屬于分子水平的變更，光學顯微鏡下視察不到。染色體的變更可在光學顯微鏡下干脆視察到。生物的變異是不定向的?；蛲蛔兒腿旧w變異都是可遺傳的。9．某植株的一條染色體發(fā)生缺失突變，獲得該缺失染色體的花粉不育，缺失染色體上具有紅色顯性基因B，正常染色體上具有白色隱性基因b(如圖)。如以該植株為父本，測交后代中部分表現(xiàn)為紅色性狀。下列說