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高考生物一轮复习讲义—染色体变异（新人教版）课标要求举例说明染色体结构和数目的变异都可能导致生物性状的改变甚至死亡。
考点一染色体结构变异1．染色体变异(1)概念：生物体的体细胞或生殖细胞内染色体数目或结构的变化。
(2)类型：染色体数目的变异和染色体结构的变异。
2．染色体结构的变异(1)染色体结构变异的原因：受各种因素影响(如：各种射线、代谢失调等)，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类型图像联会异常实例缺失果蝇缺刻翅、猫叫综合征重复果蝇棒状眼易位果蝇花斑眼、人类慢性粒细胞白血病倒位果蝇卷翅、人类9号染色体长臂倒位可导致习惯性流产拓展延伸(1)染色体间的易位可分为单向易位和相互易位。
前者指一条染色体的某一片段转移到了另一条染色体上，而后者则指两条染色体间相互交换了片段，较为常见。
如图为两种易位发生后在四分体时期的染色体联会情况：①单向易位②相互易位(平衡易位)(2)倒位染色体的细胞学鉴定(3)染色体结构变异的结果：染色体结构的改变，会使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。
1．如图1表示果蝇某细胞内的相关染色体行为，1、2代表两条未发生变异的染色体，3、4代表两条正在发生变异的染色体，图中字母表示染色体上的不同片段。
(1)正常情况下，1与2是非同源染色体，图1中A中发生碱基的增添、缺失或替换不一定(填“一定”或“不一定”)属于基因突变。
(2)请将图示2联会过程补充完整。
提示如图所示2.在细胞分裂过程中，末端缺失的染色体因失去端粒而不稳定，其姐妹染色单体可能会连接在一起，着丝粒分裂后细胞向两极移动时出现“染色体桥”结构，如图所示。
基因型为Aa 的雄性蝗虫进行减数分裂时，其中一个次级精母细胞出现“染色体桥”并在两着丝粒间任一位置发生断裂，形成的两条子染色体移到细胞两极。
第21讲染色体变异[考纲要求] 1.染色体结构变异和数目变异(Ⅰ)。
2.实验：低温诱导染色体加倍。
考点一染色体结构的变异[重要程度：★★☆☆☆]1．类型[连线]2．结果：使排列在染色体上的基因的数目或排列顺序发生改变，从而导致性状的变异。
1．观察下列图示，填出变异类型并回答相关问题(1)已知的染色体：(2)可在显微镜下观察到的是A、B、C(填字母)。
(3)基因数目和排列顺序均未变化的是D。
2．染色体易位与交叉互换的不同点(1)基因突变、基因重组、染色体变异都会引起遗传物质的改变，均可传给后代。
(2)基因突变是基因内部碱基对的改变，属于DNA分子水平上的变化；染色体变异是染色体结构或数目的变异，属于细胞水平上的变化。
(3)染色体的某一个位点上基因的改变属于基因突变，这种改变在光学显微镜下是无法直接观察到的。
而染色体上几个基因的改变属于染色体变异，这种改变可以用显微镜直接观察到。
1．下列关于染色体变异和基因突变的主要区别的叙述中，错误的是( ) A．染色体结构变异是染色体的一个片段增加、缺失或替换等，而基因突变则是DNA分子中碱基对的替换、增加或缺失B．原核生物和真核生物均可以发生基因突变，但只有真核生物能发生染色体变异C．基因突变一般是微小突变，其对生物体影响较小，而染色体结构变异是较大的变异，其对生物体影响较大D．多数染色体结构变异可通过显微镜观察进行鉴别，而基因突变则不能答案 C解析基因突变是分子水平上的变异，只涉及基因中一个或几个碱基对的改变，在光学显微镜下观察不到，原核生物和真核生物都可以发生；染色体结构变异是染色体的一个片段的变化，只有真核生物可以发生。
基因突变和染色体结构变异都可能对生物的性状产生较大影响。
2．普通果蝇的第3号染色体上的三个基因，按猩红眼－桃色眼－三角翅脉的顺序排列(St －P－DI)；同时，这三个基因在另一种果蝇中的顺序是St－DI－P，我们把这种染色体结构变异方式称为倒位。
仅仅这一倒位的差异便构成了两个物种之间的差别。
据此，下列说法正确的是( ) A．倒位和发生在同源染色体之间的交叉互换一样，属于基因重组B．倒位后的染色体与其同源染色体完全不能发生联会C．自然情况下，这两种果蝇之间不能产生可育子代D．由于倒位没有改变基因的种类，所以发生倒位的果蝇性状不变答案 C解析倒位发生在非同源染色体之间，属于染色体的结构变异，交叉互换发生在同源染色体之间，属于基因重组；倒位后的染色体与其同源染色体也可能发生联会；两种果蝇属于两个物种，它们之间存在生殖隔离，因此两种果蝇之间不能产生可育子代；倒位虽然没有改变基因的种类，但由于染色体上基因的排列顺序改变，往往导致果蝇性状改变。
1．变换角度理解三种变异的实质若把基因视为染色体上的一个位“点”，染色体视为点所在的“线段”，则基因突变为“点”的变化(点的质变，但量不变)；基因重组为“点”的结合或交换(点的质与量均不变)；染色体变异为“线段”发生结构或数目的变化。
2．利用4个“关于”区分三种变异(1)关于“互换”问题。
同源染色体上的非姐妹染色单体之间的交叉互换，属于基因重组；非同源染色体之间的互换，属于染色体结构变异中的易位。
(2)关于“缺失”问题。
DNA分子上若干基因的缺失属于染色体变异；DNA分子上若干碱基对的缺失，属于基因突变。
(3)关于变异的水平问题。
基因突变、基因重组属于分子水平的变化，光学显微镜下观察不到；染色体变异属于亚细胞水平的变化，光学显微镜下可以观察到。
(4)关于变异的“质”和“量”问题。
基因突变改变基因的质，不改变基因的量；基因重组不改变基因的质，一般也不改变基因的量，但转基因技术会改变基因的量；染色体变异不改变基因的质，但会改变基因的量或改变基因的排列顺序。
考点二染色体数目的变异[重要程度：★★☆☆☆]一、染色体数目的变异1．类型(1)细胞内个别染色体的增加或减少，如21三体综合征。
(2)细胞内染色体数目以染色体组的形式成倍地增加或减少，如多倍体、单倍体。
2．染色体组(1)概念：细胞中的一组非同源染色体，在形态和功能上各不相同，但又互相协调，共同控制生物的生长、发育、遗传和变异，这样的一组染色体，叫做一个染色体组。
(2)组成：如图为一雄果蝇的染色体组成，其染色体组可表示为：Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y。
3． 二倍体、多倍体和单倍体的比较―→②单倍体――→③纯合二倍体1．图中①和③的操作是秋水仙素处理，其作用原理是抑制纺锤体的形成。
2．图中②过程是花药离体培养。
3．单倍体育种的优点是能明显缩短育种年限。
1． 染色体组的特点观察下图雄果蝇的染色体组成，概括染色体组的组成特点(1)从染色体来源看，一个染色体组中不含同源染色体。
(2)从形态、大小和功能看，一个染色体组中所含的染色体各不相同。
(3)从所含的基因看，一个染色体组中含有控制本物种生物性状的一整套基因，但不能重复。
2． 染色体组数量的判断方法(1)根据细胞分裂图像进行识别判断(适用于二倍体)细胞内形态相同的染色体有几条，则含有几个染色体组。
如图所示的细胞中所含的染色体组数分别是：a为3个，b为2个， c为1个。
(3)根据基因型判断：控制同一性状的基因出现几次，就含几个染色体组——每个染色体组内不含等位或相同基因。
如图所示的细胞中，它们所含的染色体组数分别是：a为4个，b为2个，c为3个，d为1个。
(4)根据染色体数与形态数的比值判断：染色体数与形态数比值意味着每种形态染色体数目的多少，每种形态染色体有几条，即含几个染色体组。
如玉米的体细胞中共有20条染色体，10种形态，则玉米含有2个染色体组。
3．单倍体、二倍体和多倍体的判断方式(1)如果生物体由受精卵(或合子)发育而成，其体细胞中含有几个染色体组，该生物就称为几倍体。
(2)如果生物体是由生殖细胞——卵细胞或花粉直接发育而成，则无论体细胞中含有几个染色体组，都称为单倍体。
4．单倍体育种与多倍体育种的不同点观察下列两种育种图示，并对两种育种方式进行比较。
(1)A为单倍体育种，B为多倍体育种。
(2)比较两种育种方式(1)单倍体的体细胞中并非只有一个染色体组，因为大部分的生物是二倍体，所以有时认为单倍体的体细胞中只含有一个染色体组，但是多倍体的配子形成的单倍体的体细胞中含有不只一个染色体组。
(2)单倍体并非都不育。
二倍体的配子发育成的单倍体，表现为高度不育；多倍体的配子如含有偶数个染色体组，则发育成的单倍体含有同源染色体及等位基因，可育并能产生后代。
(3)单倍体与多倍体育种过程不同。
单倍体育种要经过花药离体培养和秋水仙素处理；多倍体育种只用秋水仙素处理这一步骤。
1．下列据图叙述不正确的是(双选) ( )A．①代表的生物可能是二倍体，其每个染色体组含一条染色体B．②代表的生物可能是二倍体，其每个染色体组含三条染色体C．③代表的生物可能是三倍体，其每个染色体组含二条染色体D．④代表的生物可能是单倍体，其每个染色体组含四条染色体答案BC解析分析简图可知，图①细胞中含有2个染色体组，每个染色体组含一条染色体，则代表的生物可能是二倍体；图②细胞中含有3个染色体组，每个染色体组含两条染色体，则代表的生物可能是三倍体；图③细胞中含有2个染色体组，每个染色体组含三条染色体，则代表的生物可能是二倍体；图④细胞中含有1个染色体组，每个染色体组含四条染色体，则代表的生物可能是单倍体。
2．下列有关单倍体的叙述中，不正确的是( )①未经受精的卵细胞发育成的植物，一定是单倍体②含有两个染色体组的生物体，一定不是单倍体③生物的精子或卵细胞一定都是单倍体④基因型为aaaBBBCcc的植株一定不是单倍体⑤基因型为Abcd的生物体一般是单倍体A．③④⑤ B．②③④ C．①③⑤ D．②④⑤答案 B解析单倍体通常是由配子直接发育而来的个体，①正确；含有两个染色体组的配子发育成的个体也为单倍体，②错误；单倍体指的是个体，而不是细胞，③错误；若aaaBBBCcc 的植株是由配子直接发育而来，则为单倍体，④错误；基因型为Abcd的生物体，只含有一个染色体组，一般是单倍体，⑤正确。
3．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．培育无子西瓜通常需要年年制种，用植物组织培养技术可以快速进行无性繁殖答案 C解析图示无子西瓜的培育中使用的秋水仙素，其机理是抑制有丝分裂前期纺锤体的形成；四倍体植株的体细胞中均含4个染色体组；无子西瓜没有种子，实际操作中会看到发育不完全的种皮，胚是一定没有的；因无子西瓜是三倍体，不能自己繁殖后代，因此需年年制种，可以通过无性繁殖的技术快速繁殖。
4．玉米植株有高茎、矮茎之分。
据此完成下列问题：矮茎玉米幼苗经适宜浓度的生长素类似物处理，可以长成高茎植株。
为了探究该变异性状是否能稳定遗传，生物科技小组设计实验方案如下。
请你写出实验预期及相关结论，并回答问题。
(1)实验步骤：①在这株变异的高茎玉米雌花、雄花成熟之前，分别用纸袋将雌穗、雄穗套住，防止异株之间传粉。
②雌花、雄花成熟后，人工授粉，使其自交。
③雌穗上种子成熟后，收藏保管，第二年播种观察。
(2)实验预期及相关结论：①_______________________________________________________________________；②____________________________________________________________________。
(3)问题：①预期最可能的结果：_________________________________________________。
②对上述预期结果的解释：________________________________________________。
答案(2)①子代玉米苗有高茎植株，说明生长素类似物引起的变异能够遗传②子代玉米苗全部是矮茎植株，说明生长素类似物引起的变异不能遗传(3)①子代玉米植株全是矮茎②适宜浓度的生长素类似物能促进细胞的伸长生长，但不能改变细胞的遗传物质(其他正确答案也可)解析如果玉米的高茎变异是由环境引起的，遗传物质没有改变，则自交后代的植株都是矮茎；如果遗传物质发生了改变，则自交后代仍然会有高茎存在。
1．“三看法”判断可遗传变异的类型(1)DNA分子内的变异一看基因种类：即看染色体上的基因种类是否发生改变，若发生改变则为基因突变，由基因中碱基对的替换、增添或缺失所致。
二看基因位置：若基因种类和基因数目未变，但染色体上的基因位置改变，则为染色体结构变异中的“易位”或“倒位”。
