例析“染色体变异”中的三个判定
周伟
一、生物变异类型的判定
例1?图1中①、②、③、④分别表示不同的变异类型,其中图③中的基因2由基因1变异而来.有关说法正确的是(?).
A.图①②都表示易位,发生在减数分裂的四分体时期
B.图③中的变异属于染色体结构变异中的缺失
C.图④中的变异属于染色体结构变异中的缺失或重复
D.图中4种变异能够遗传的是①③
解析?图①表示交叉互换,发生在减数分裂的四分体时期,图②表示易位;图③中的变异属于基因突变中的碱基对的缺失;图④中,若染色体3正常,则染色体4发生染色体结构变异中的缺失,若染色体4正常,则染色体3发生染色体结构变异中的重复;图中4种变异原因都是遗传物质的改变,都能够遗传.
答案:C
技法点拨
(1)可遗传变异与不可遗传變异的区分
主要是依据据遗传物质是否发生改变,不可遗传变异仅仅是由环境条件的改变引起的,而可遗传变异是由遗传物质的改变引起的,后者主要有基因突变、基因重组和染色体变异三种来源.
(2)基因突变、基因重组与染色体变异的区分
基因突变主要是依据基因中碱基对的种类、数量或排列顺序是否改变,而不是依据基因的数量是否改变;自然状态下的基因重组不会改变基因的数量,但人工状态下的基因重组,如基因工程,基因的数量会发生改变;染色体变异则依据基因的数量或基因的排列顺序是否发生改变.注意: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.
(3)关于“互换”的辨析
同源染色体上非姐妹染色单体的交叉互换,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.
(4)关于“缺失”的辨析
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.
二、染色体组数的判定
例2?图2是甲、乙两种生物的体细胞内染色体情况示意图,则染色体数与图示相同的甲、乙两种生物体细胞的基因型可依次表示为().
A.甲:Aaaa 乙:AaaBbb
B.甲:AaBb 乙:AaBB
C.甲:AAaaBbbb 乙:AaaBbb
D.甲:AaBb 乙:AAaaBbbb
解析?由图分析可知,甲生物体细胞和乙生物体细胞中形态相同的染色体分别为4条和3条,故分别含有4个染色体组和3个染色体组.而基因型AAaaBbbb和基因型 AaaBbb中控制控制同一性状的基因分别出现了4次和3次,故分别含有4个染色体组和3个染色体组.答案:C
技法点拨
(1)染色体组概念的内涵与外延
①从本质上看,染色体组的所有染色体互为非同源染色体,即在一个染色体组中无同源染色体的存在.
②从形态上看,一个染色体组中的所有染色体的形态、大小各不相同.
③从功能上看,一个染色体组携带着一种生物生长发育、遗传变异的全部信息.
④从物种类型上看,不同种生物染色体组的染色体大小、形态不同,但是数目可能相同.
(2)染色体组数的判定方法
①根据染色体的形态来判断:细胞内形态相同的染色体有几条,就含有几个染色体组.
②根据基因型来判断:在细胞或生物体的基因型中,控制同一性状的基因出现几次,就有几个染色体组.
③根据染色体的个数和形态数来推算:染色体组数=染色体个数╱染色体形态数.
三、生物体倍性的判定
例3?四倍体水稻是重要的粮食作物,下列有关水稻的说法正确的是().
A.四倍体水稻的配子形成的子代含两个染色体组,是单倍体
B.二倍体水稻经过秋水仙素加倍后可以得到四倍体植株,表现为早熟、粒多等性状
C.三倍体水稻的花粉经离体培养,可得到单倍体水稻,稻穗、米粒变小
D.四倍体水稻初级精母细胞中控制同一性状的核基因一般有4个
解析?所有配子不经过受精形成的新个体,无论含有几个染色体组,都是单倍体,所以四倍体水稻的配子形成的子代虽然含有两个染色体组,但仍然是单倍体.二倍体水稻经秋水仙素处理,染色体数目加倍,得到四倍体水稻,多倍体植株的特点是其种子粒大,子粒数目减少,但是发育周期延长,表现为晚熟.三倍体水稻高度不育,不能形成正常配子,所以无法形成单倍体.四倍体水稻初级精母细胞中控制同一性状的核基因一般有8个.
答案:A
技法点拨
(1)单倍体、二倍体和多倍体的判定方法
如生物体由受精卵(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;如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.
(2)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.
(3)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.
巩固练习
1.图3表示某种生物的部分染色体发生了两种变异的示意图,图中①和②,③和④互为同源染色体,则图a、图b所示的变异().
A.均为染色体结构变异
B.基因的数目和排列顺序均发生改变
C.均使生物的性状发生改变
D.均可发生在减数分裂过程中
解析?由图可知,图a为交叉互换属于基因重组,基因的数目和排列顺序未发生改变,性状可能没有变化;图b是染色体结构变异,基因的数目和排列顺序均发生改变,性状也随之改变;二者均可发生在减数分裂过程中.
答案:D
2.如图4表示细胞中所含的染色体,下列叙述不正确的是(?).
A.①代表的生物可能是二倍体,其每个染色体组含4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3条染色体
C.③代表的生物可能是单倍体,其每个染色体组含2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4条染色体
解析?①所示的细胞有2个染色体组,每个染色体组含4条染色体,若它是由受精卵发育而来的个体的体细胞,则代表二倍体.②所示的细胞有3个染色体组,每个染色体组含2条染色体,若它是由受精卵发育而来的个体的体细胞,则代表三倍体.③所示的细胞有4个染色体组,每个染色体组含2条染色体,若它是由受精卵发育而来的个体的体细胞,则代表四倍体;若它是由配子发育而来的个体的体细胞,则代表的生物可能是单倍体.④所示的细胞有1个染色体组,每个染色体组含4条染色体,可能代表单倍体.
答案:B
3.下列关于单倍体、二倍体和多倍体的叙述不正确的是().
A.二倍体生物一定是由受精卵直接发育而来的
B.单倍体生物体细胞中不一定只含有一个染色体组
C.采用花药离体培养的方法得到的个体是单倍体
D.三倍体无子西瓜体细胞含有三个染色体组
解析?二倍体生物可以由受精卵发育而来,也可能通过无性生殖由二倍体生物的体细胞直接发育而来;单倍体虽然是由配子直接发育而来的个体,但其细胞中不一定只含有一个染色体组;花药离体培养是由花药直接培育成的个体,属于单倍体;三倍体是指体细胞含有三个染色体组的个体.
答案:A
(收稿日期:2018-11-20)