2018-2019學(xué)年高中生物 第四章 生物的變異 第一節(jié) 生物變異的來源（Ⅱ）學(xué)案 浙科版必修2.doc

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第一節(jié)　生物變異的來源(Ⅱ) [學(xué)習(xí)目標(biāo)]　1.舉例說明染色體畸變是如何引起生物變異的，并列舉生物變異的類型。2.闡明染色體組概念。3.理解二倍體、多倍體和單倍體的概念。 一、染色體結(jié)構(gòu)變異 1.染色體畸變的含義和類型 (1)含義：生物細(xì)胞中染色體在數(shù)目和結(jié)構(gòu)上發(fā)生的變化。 (2)類型 2.染色體結(jié)構(gòu)變異 (1)概念：染色體發(fā)生斷裂后，在斷裂處發(fā)生錯(cuò)誤連接而導(dǎo)致染色體結(jié)構(gòu)不正常的變異。 (2)類型及實(shí)質(zhì) ①缺失：染色體斷片的丟失，引起片段上基因也隨之丟失的現(xiàn)象。如貓叫綜合征。 ②重復(fù)：染色體上增加了某個(gè)相同片段的現(xiàn)象。 ③倒位：一個(gè)染色體上某個(gè)片段的正常排列順序發(fā)生180顛倒的現(xiàn)象。 ④易位：染色體的某一片段移接到另一非同源染色體上的現(xiàn)象。 (3)結(jié)果：使位于染色體上的基因的數(shù)目和排列順序發(fā)生改變。 (4)影響：大多數(shù)的染色體結(jié)構(gòu)變異對生物體是不利的，甚至?xí)?dǎo)致生物體的死亡。 歸納總結(jié)　(1)同源染色體的非姐妹染色單體間的片段交換屬于基因重組，非同源染色體之間的片段交換屬于染色體結(jié)構(gòu)變異中的易位。 (2)基因突變在光學(xué)顯微鏡下觀察不到，不會(huì)改變?nèi)旧w上的基因的數(shù)目或排列順序。 (3)染色體畸變可以在光學(xué)顯微鏡下觀察到，會(huì)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。 例1　(2017金華東陽二中期末)如圖是某染色體結(jié)構(gòu)變異的示意圖，圖中“1～7”表示染色體片段，“●”表示著絲粒，則該變異類型為(　　) A.易位 B.缺失 C.倒位 D.重復(fù) 答案　D 解析　分析題圖可知，異常染色體與正常染色體相比，增加了2、3兩個(gè)片段，因此屬于染色體結(jié)構(gòu)變異中的重復(fù)。 例2　下圖中①和②表示發(fā)生在常染色體上的變異。①和②所表示的變異類型分別屬于(　　) A.基因重組和易位 B.易位和易位 C.易位和基因重組 D.基因重組和基因重組 答案　A 解析　由染色體圖像可判斷，①中兩條為同源染色體，②中兩條為非同源染色體；①是同源染色體的非姐妹染色單體間交換部分染色體片段，屬于基因重組，②是在非同源染色體之間交換部分染色體片段，屬于染色體結(jié)構(gòu)變異中的易位。 易混易錯(cuò)　區(qū)分“易位”與“交叉互換” 項(xiàng)目 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之間 屬于染色體結(jié)構(gòu)變異 屬于基因重組 二、染色體數(shù)目變異 1.概念：是指生物細(xì)胞中染色體數(shù)目的增加或減少。 2.染色體組 (1)雄果蠅體細(xì)胞中共有4對同源染色體，其中3對是常染色體，1對是性染色體。 (2)雄果蠅減數(shù)分裂產(chǎn)生精細(xì)胞的過程中，同源染色體分離，因此配子中的染色體的組成為Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y，它們是一組非同源染色體。 (3)雄果蠅精子中的染色體雖然形態(tài)結(jié)構(gòu)、功能各不相同，但卻攜帶有控制該生物生長發(fā)育的全部遺傳信息，它們互相協(xié)調(diào)、共同控制生物正常的生命活動(dòng)，這樣的一組染色體，叫做一個(gè)染色體組。 3.整倍體變異 體細(xì)胞中的染色體數(shù)目以染色體組的形式成倍地增加或減少，如： (1)一倍體：只有一個(gè)染色體組的細(xì)胞或體細(xì)胞中含單個(gè)染色體組的個(gè)體。 (2)單倍體：由配子發(fā)育而來，體細(xì)胞中含有本物種配子染色體數(shù)目的個(gè)體。 (3)二倍體：由受精卵發(fā)育而來，具有兩個(gè)染色體組的細(xì)胞或體細(xì)胞中含兩個(gè)染色體組的個(gè)體。 (4)多倍體：由受精卵發(fā)育而來，體細(xì)胞中所含染色體組數(shù)超過兩個(gè)的生物。 4.非整倍體變異 體細(xì)胞中個(gè)別染色體的增加或減少，如先天愚型(2n＋1)、人類的卵巢發(fā)育不全癥(2n－1)。 例3　如圖是四種生物的體細(xì)胞示意圖，A、B圖中的每一個(gè)字母代表細(xì)胞的染色體上的基因，C、D圖代表細(xì)胞的染色體情況，那么最可能屬于多倍體的細(xì)胞是(　　) 答案　D 解析　A、B、C、D中一般可認(rèn)為分別具有4個(gè)、1個(gè)、2個(gè)、4個(gè)染色體組。但細(xì)胞有絲分裂的前期和中期，每條染色體上含有兩條姐妹染色單體，而兩條姐妹染色單體上含有相同的基因，則一對同源染色體可能具有相應(yīng)的4個(gè)基因，如圖A，故最可能屬于多倍體的細(xì)胞是圖D所示的細(xì)胞。 例4　如圖所示是四個(gè)基因型不同的生物的體細(xì)胞，請分析回答下列問題： (1)圖甲所示是含有______個(gè)染色體組的體細(xì)胞，每個(gè)染色體組有______條染色體。 (2)圖乙若表示一個(gè)有性生殖細(xì)胞，它是由______倍體生物經(jīng)過減數(shù)分裂產(chǎn)生的，由該生殖細(xì)胞發(fā)育而成的個(gè)體是______倍體，每個(gè)染色體組有________條染色體。 (3)圖乙若表示一個(gè)受精卵發(fā)育而來的細(xì)胞，它是由__________倍體生物雜交形成的。 (4)圖丙細(xì)胞發(fā)育成的生物是________倍體，含有____個(gè)染色體組。 (5)圖丁所示是含有______個(gè)染色體組的體細(xì)胞，每個(gè)染色體組含有________條染色體。 答案　(1)2　4 (2)6　單　3 (3)四倍體和二 (4)單　1 (5)4　3 解析　(1)圖甲所示細(xì)胞內(nèi)同一形態(tài)的染色體有2條，所以是含有2個(gè)染色體組的體細(xì)胞，細(xì)胞中有4種形態(tài)的染色體，所以每個(gè)染色體組有4條染色體。 (2)圖乙若表示一個(gè)有性生殖細(xì)胞，含3個(gè)染色體組，所以它是由六倍體生物經(jīng)過減數(shù)分裂產(chǎn)生的，由生殖細(xì)胞直接發(fā)育而成的個(gè)體是單倍體，圖乙中含有3種形態(tài)染色體，所以每個(gè)染色體組有3條染色體。 (3)圖乙若表示一個(gè)受精卵發(fā)育而來的細(xì)胞，則為三倍體，是由四倍體和二倍體雜交產(chǎn)生的。 (4)圖丙細(xì)胞中只含有一個(gè)染色體組，所以由其發(fā)育成的生物是單倍體。 (5)圖丁所示細(xì)胞內(nèi)同一形態(tài)的染色體有4條，所以是含有4個(gè)染色體組的體細(xì)胞，細(xì)胞中有3種形態(tài)的染色體，所以每個(gè)染色體組有3條染色體。 特別提醒　列表比較二倍體、多倍體與單倍體 二倍體 多倍體 單倍體 概念 由受精卵發(fā)育而來，體細(xì)胞中含2個(gè)染色體組的個(gè)體 由受精卵發(fā)育而來，體細(xì)胞中含3個(gè)或3個(gè)以上染色體組的個(gè)體 體細(xì)胞中含本物種配子染色體數(shù)的個(gè)體 染色體組 2個(gè) 3個(gè)或3個(gè)以上 1至多個(gè) 發(fā)育起點(diǎn) 受精卵 受精卵 配子 自然成因 正常有性生殖 未減數(shù)的配子受精；受精卵中染色體數(shù)目加倍 未受精的配子發(fā)育 舉例 幾乎全部動(dòng)物、過半數(shù)高等植物 香蕉、普通小麥 玉米、小麥的單倍體 1.(2017紹興市高一期末)圖甲表示某生物細(xì)胞中兩條染色體及部分基因，不屬于染色體畸變的是(　　) 答案　C 解析　A項(xiàng)屬于缺失，B項(xiàng)屬于倒位，D項(xiàng)屬于易位，都是染色體畸變中的染色體結(jié)構(gòu)變異。C項(xiàng)屬于基因突變。 2.如圖為一對同源染色體在減數(shù)分裂時(shí)的配對行為，表明該細(xì)胞發(fā)生了(　　) A.基因突變 B.染色體畸變 C.基因重組 D.堿基互補(bǔ)配對 答案　B 解析　根據(jù)圖示推測其產(chǎn)生的過程為： 這是染色體倒位發(fā)生后引起的變化，屬于染色體結(jié)構(gòu)變異。 3.(2018浙江余姚質(zhì)檢)下列關(guān)于單倍體、二倍體、三倍體和八倍體的敘述，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.體細(xì)胞中含有兩個(gè)染色體組的個(gè)體一定是二倍體 C.六倍體小麥花藥離體培養(yǎng)所得個(gè)體是三倍體 D.八倍體小黑麥的單倍體有四個(gè)染色體組 答案　D 解析　只要由配子發(fā)育而成，無論其含有幾個(gè)染色體組，均屬于單倍體；體細(xì)胞中含有兩個(gè)染色體組的個(gè)體若由受精卵發(fā)育而來，應(yīng)為二倍體，若由配子發(fā)育而來則應(yīng)屬于單倍體；六倍體小麥花藥離體培養(yǎng)所得個(gè)體是單倍體。 4.下列關(guān)于植物染色體畸變的敘述，正確的是(　　) A.染色體組整倍性變化必然導(dǎo)致基因種類的增加 B.染色體組非整倍性變化必然導(dǎo)致新基因的產(chǎn)生 C.染色體片段的缺失和重復(fù)必然導(dǎo)致基因種類的變化 D.染色體片段的倒位和易位必然導(dǎo)致基因排列順序的變化 答案　D 解析　染色體畸變不會(huì)產(chǎn)生新基因，基因種類不會(huì)改變，但會(huì)改變基因的數(shù)量或排列順序。 5.下圖表示某些植物的體細(xì)胞，請據(jù)圖回答下列問題： (1)肯定是單倍體的是________圖，它是由________倍體的生殖細(xì)胞直接發(fā)育形成的。 (2)莖稈較粗壯但不能產(chǎn)生種子的是________圖，判斷的理由是_____________________。 (3)如果都不是由生殖細(xì)胞直接發(fā)育形成，其中肯定是二倍體的是________圖。 (4)如果C圖中的植株是由某植物的卵細(xì)胞直接發(fā)育形成的，那么它是________倍體。形成它的那個(gè)植物是________倍體。 答案　(1)D　二　(2)A　含有三個(gè)染色體組，減數(shù)分裂時(shí)會(huì)發(fā)生聯(lián)會(huì)紊亂而不能形成生殖細(xì)胞，不能產(chǎn)生種子 (3)B、C　(4)單　四 [對點(diǎn)訓(xùn)練] 題組一　染色體畸變的含義和類型 1.基因突變和染色體畸變的一個(gè)重要區(qū)別是(　　) A.基因突變在顯微鏡下看不見 B.染色體畸變是定向的，基因突變是不定向的 C.基因突變是可遺傳的 D.染色體畸變是不可遺傳的 答案　A 解析　基因突變是由基因內(nèi)部的堿基種類、數(shù)量、排列順序變化而引起的生物變異，屬于分子水平的變化，在光學(xué)顯微鏡下觀察不到；生物的變異均是不定向的；基因突變和染色體畸變其遺傳物質(zhì)均發(fā)生改變，都是可遺傳的變異。 2.人類的特納氏綜合征是由缺少一條性染色體引起的變異。該變異的類型是(　　) A.基因突變 B.染色體數(shù)目變異 C.基因重組 D.染色體結(jié)構(gòu)變異 答案　B 解析　由染色體數(shù)目變化導(dǎo)致的變異稱為染色體數(shù)目變異。 3.果蠅的一條染色體上，正常基因的排列順序?yàn)?23－456789，“—”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。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(　　) 染色體 基因順序變化 a 123－476589 b 123－4789 c 1654－32789 d 123－45676789 A.a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是染色體著絲粒改變引起的 D.d是染色體增加了某一片段引起的 答案　C 解析　a中567基因發(fā)生顛倒成了765；b缺失了56基因；d染色體重復(fù)增加了67基因片段；c由原來的23－456變成了654－32，發(fā)生了顛倒，不是由著絲粒改變引起的。 4.由于某種原因，某種生物體內(nèi)某條染色體上多了幾個(gè)或少了幾個(gè)基因，這種遺傳物質(zhì)的變化屬于(　　) A.基因內(nèi)部結(jié)構(gòu)的改變 B.染色體結(jié)構(gòu)變異 C.染色體數(shù)目變異 D.染色單體的交叉互換 答案　B 解析　染色體結(jié)構(gòu)的改變，會(huì)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，而導(dǎo)致性狀的改變，故某染色體上多了幾個(gè)或少了幾個(gè)基因?qū)儆谌旧w結(jié)構(gòu)變異。 5.下列圖示中屬于染色體易位的是(　　) 答案　D 解析　由圖可知，A屬于缺失，B屬于重復(fù)，C屬于倒位，D屬于易位。 題組二　染色體組的判別 6.一個(gè)染色體組是指(　　) A.體細(xì)胞中染色體的一半 B.體細(xì)胞中染色體數(shù) C.二倍體生物配子中染色體數(shù) D.每一對同源染色體為一個(gè)染色體組 答案　C 解析　一個(gè)染色體組中不含同源染色體，所含的染色體形態(tài)、大小和功能各不相同，但含有控制著一種生物生長發(fā)育的全部遺傳信息。因此只有二倍體生物配子中的染色體才是一個(gè)染色體組。 7.如圖為果蠅細(xì)胞的染色體組成，以下說法正確的是(　　) A.染色體1、4、5、7組成果蠅的一個(gè)染色體組 B.染色體3、6之間的片段交換屬于基因重組 C.控制果蠅紅眼或白眼的基因位于2號(hào)染色體上 D.1、2為非同源染色體 答案　A 解析　染色體3、6之間的片段交換屬于易位；控制果蠅紅眼或白眼的基因位于X染色體(1號(hào)染色體)上；1、2為同源染色體。 8.下列細(xì)胞分裂圖像中含有2個(gè)染色體組的是(　　) A.①③ B.②④ C.①④ D.③ 答案　C 解析　圖中①④含有兩個(gè)染色體組，②含有四個(gè)染色體組，③⑤含有一個(gè)染色體組。 題組三　二倍體、多倍體和單倍體 9.普通小麥?zhǔn)橇扼w，有42條染色體，科學(xué)家們用小麥的花藥進(jìn)行組織培養(yǎng)培育出的幼苗是(　　) A.三倍體、21條染色體 B.單倍體、21條染色體 C.三倍體、三個(gè)染色體組 D.單倍體、一個(gè)染色體組 答案　B 解析　花藥中的花粉是經(jīng)過減數(shù)分裂發(fā)育而成的，由其培育出的幼苗比普通小麥的染色體數(shù)減少了一半，含有三個(gè)染色體組，而體細(xì)胞中含有本物種配子染色體數(shù)目的個(gè)體叫單倍體。 10.下列有關(guān)細(xì)胞所含染色體的描述中，正確的是(　　) A.A代表的生物一定是二倍體，其每個(gè)染色體組含一條染色體 B.B代表的生物可能是二倍體，其每個(gè)染色體組含兩條染色體 C.C代表的生物一定是二倍體，其每個(gè)染色體組含三條染色體 D.D代表的生物可能是單倍體，其每個(gè)染色體組含四條染色體 答案　D 解析　圖A、C可能是二倍體，也可能是四倍體生物的生殖細(xì)胞形成的單倍體，圖B所示細(xì)胞中含有三個(gè)染色體組，該生物可能是三倍體，其每個(gè)染色體組含2條染色體，故A、B、C項(xiàng)錯(cuò)誤；圖D為4條形態(tài)、大小不同的一組染色體，可能是單倍體，D項(xiàng)正確。 11.下圖所示細(xì)胞含三個(gè)染色體組的是(　　) 答案　D 12.下圖為某生物細(xì)胞減數(shù)分裂時(shí)，兩對配對的染色體之間出現(xiàn)異常的“十”字型結(jié)構(gòu)現(xiàn)象，圖中字母表示染色體上的基因。據(jù)此所作推斷中錯(cuò)誤的是(　　) A.此種異常源于染色體結(jié)構(gòu)的變異 B.該生物產(chǎn)生的異常配子很可能有HAa和hBb C.該生物基因型為HhAaBb，一定屬于二倍體生物 D.此種異?？赡軙?huì)導(dǎo)致生物體生殖能力下降 答案　C 解析　此圖表示的是減數(shù)分裂過程中同源染色體兩兩配對。根據(jù)同源染色體兩兩配對的關(guān)系可知，H和h所在的染色體為一對同源染色體，剩余的兩條染色體為另一對同源染色體，而A和b或B和a的互換導(dǎo)致上述結(jié)果，上述互換是發(fā)生在非同源染色體之間，屬于染色體結(jié)構(gòu)變異；在減數(shù)第一次分裂的后期同源染色體分離，非同源染色體自由組合，所以形成的配子有可能為HAa或hBb；該個(gè)體中含有兩個(gè)染色體組，有可能為二倍體也有可能為單倍體；染色體畸變大多數(shù)是有害的，有可能導(dǎo)致生物體生殖能力下降。 [綜合強(qiáng)化] 13.番茄是二倍體植物(染色體2n＝24)。有一種三體番茄，其第6號(hào)染色體有三條，三體在減數(shù)分裂過程中聯(lián)會(huì)時(shí)2條隨機(jī)配對，另1條不能配對。如圖所示，回答下列問題： (1)設(shè)三體番茄的基因型為AABBb，則花粉的基因型為__________________________，根尖分生區(qū)細(xì)胞連續(xù)分裂2次所得子細(xì)胞的基因型為________。 (2)從變異的角度分析，三體形成屬于________________。 (3)與正常的番茄雜交，形成正常個(gè)體的概率為________。 答案　(1)ABB、Ab、ABb、AB　AABBb　(2)染色體數(shù)目變異　(3) 解析　(1)三條6號(hào)染色體在減數(shù)分裂形成的配子中，一半有兩條6號(hào)染色體，一半有一條6號(hào)染色體。A基因所在的兩條染色體平均分配，所以形成的花粉的基因型是ABB、Ab、ABb、AB。(2)三體的形成屬于染色體數(shù)目變異。(3)三體形成正常配子的概率是，與正常的番茄雜交，形成正常個(gè)體的概率是。 14.果蠅正常的體細(xì)胞中含有四對同源染色體，下圖表示果蠅體細(xì)胞中所含的三對等位基因。據(jù)圖回答下列問題： (1)圖示果蠅的性別為________，其配子中含有________個(gè)染色體組；配子中的染色體組成是____________________________________(至少寫出三種表示形式)。 (2)若此果蠅生殖細(xì)胞中的X染色體某個(gè)區(qū)段發(fā)生了重復(fù)，則果蠅發(fā)生的變異類型是__________________。 (3)上述圖示細(xì)胞通過一次減數(shù)分裂后形成的子細(xì)胞類型是(　　) A.甲和甲 B.甲和乙 C.乙和丙 D.乙和丁 (4)若此果蠅發(fā)生了可遺傳的變異，為了確定是染色體畸變還是基因突變，可否用顯微鏡觀察來確定？_____________________________________________________________________。 答案　(1)雄性　一　1、3、5、7或2、4、6、8或1、4、6、7　(2)染色體結(jié)構(gòu)變異　(3)D　(4)可以 解析　(1)由圖知此，果蠅體細(xì)胞中的兩條性染色體形態(tài)有別即可判斷此果蠅為雄性；配子中的染色體組成為體細(xì)胞中的一半即為一組。 (2)X染色體上的某區(qū)段發(fā)生了重復(fù)，應(yīng)為染色體結(jié)構(gòu)變異。 (3)由減數(shù)分裂的特點(diǎn)知，經(jīng)過MⅠ形成的兩個(gè)次級精母細(xì)胞無同源染色體且兩細(xì)胞中的染色體不相同但對應(yīng)“互補(bǔ)”，D項(xiàng)符合題意。 (4)顯微鏡下可觀察到染色體形態(tài)或數(shù)目的變化。 15.現(xiàn)有若干能正常繁殖且未交配過的果蠅(甲、乙、丙、丁)，眼色中正常眼(B)對褐眼(b)為顯性，體色中灰體(E)對黑體(e)為顯性，兩對基因分布情況如圖所示，所有個(gè)體的非同源染色體在減數(shù)分裂過程中自由組合。請回答下列問題： (1)乙果蠅減數(shù)第一次分裂后期細(xì)胞的染色體組數(shù)為________，減數(shù)第二次分裂后期細(xì)胞的基因型為________________。 (2)若想在F1中獲得基因型BbEe的比例最高，應(yīng)選用的親本雜交組合為______________。若乙和丁雜交，則F1中正常眼灰體雄果蠅所占比例約為________。B基因表達(dá)過程中，其轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物RNA的加工場所在________。 (3)丙果蠅的變異來源是________________。果蠅產(chǎn)生的配子中若沒有控制眼色或體色的基因，均會(huì)引起受精后發(fā)育的幼體致死，則甲與丙雜交產(chǎn)生的后代中存活所占比例約為________，請用遺傳圖解予以解釋(要求寫出配子，無需標(biāo)出具體表現(xiàn)型，只需標(biāo)明后代存活情況)。 答案　(1)2　BBEE、bbEE (2)甲和丁　　細(xì)胞核 (3)染色體結(jié)構(gòu)變異　　遺傳圖解如下 解析　(1)乙果蠅是二倍體細(xì)胞，含4對同源染色體，處于減數(shù)第一次分裂后期細(xì)胞的染色體組數(shù)為2個(gè)。減數(shù)第二次分裂后期細(xì)胞由于不含同源染色體，且復(fù)制的染色單體分開形成染色體，所以細(xì)胞的基因型為BBEE、bbEE。(2)根據(jù)染色體形態(tài)可判斷，甲、乙為雌果蠅，丙、丁為雄果蠅，所以若想在F1中獲得基因型BbEe的比例最高，應(yīng)選用的親本雜交組合為甲和丁。若乙BbEE和丁BBEe雜交，則F1中正常眼灰體雄果蠅所占比例約為。B基因位于染色體上，分布于細(xì)胞核中，所以表達(dá)過程中，其轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物RNA的加工場所在細(xì)胞核。(3)丙果蠅的變異發(fā)生在非同源染色體之間，所以來源是染色體結(jié)構(gòu)變異中的易位。由于丙個(gè)體經(jīng)減數(shù)分裂產(chǎn)生的配子有bb、ee、be 3種，比例為1∶1∶2。由于果蠅產(chǎn)生的配子中若沒有控制眼色或體色的基因，均會(huì)引起受精后發(fā)育的幼體致死，則甲與丙雜交產(chǎn)生的后代中存活所占比例約為。遺傳圖解見答案。