高考生物第一轮高频考点复习第10讲 染色体变异共45张课件

第第 10讲讲 染色体变异染色体变异 一、 染色体变异的类型 1. 染色体结构变异类型及图解 续表 2. 遗传效应 3. 染色体数目变异类型 (1)细 胞内的个 别 染色体增加或减少。 (2)细 胞内的染色体数目以染色体 组 的形式成倍地增加或 减少。 (1)根据染色体形态判断：细胞内形态、大小相同的 染色体有几条，则该细胞中就含有几个染色体组。如 图：每种形态的染色体有 3条，则该细胞中含有 3个染 色体组。 4. 染色体组数的判定 (2)根据基因型判断：在 细 胞或生物体的基因型中， 控制同一性状的相同基因或等位基因出 现 几次， 该 细 胞或生物体中就含有几个染色体 组 。例如：基因 型 为 AaaaBBbb的 细 胞或生物体，含有 4个染色体 组 。也可以 记 作：同一个字母不分大小写重复出 现 几 次，就是几倍体生物。 (3)根据染色体数目和染色体 形态推算含有几个染色体组。 染色体组数 如图：共有 8条染色体，染色体 形态数 (形态大小不相同 )为 2， 所以染色体组数为 82 4(个 )。 【 例 1】 已知某物种的一条染色体上依次排列着 M 、 N、 O、 P、 Q五个基因，如下 图 列出的若干种 变 化 中，不属于染色体 结 构 发 生 变 化的是 ( ) D 【 解析 】 D选项属于基因突变。 【 例 2】 如 图 所示 细 胞代表四个物种的不同 时 期 细 胞，其中含有染色体 组 数最多的是 ( ) 【 解析 】 D图中细胞内形态、大小相同的染色体 有 4条，则该细胞中含有 4个染色体组，而其他图像的 染色体组数都少于它。 D 二、单倍体、二倍体、多倍体及其育种 二倍体 多倍体 单 倍体 概念 体 细 胞中含 2个染色体 组 的个体 体 细 胞中含 3个或 3 个以上染色体 组 的 个体 体 细 胞中含本物种 配子染色体数目的 个体 染色 体 组 2个 3个或 3个以上 1至多个 发 育 起点 受精卵 受精卵 配子 植物 特点 正常 果 实 、种子 较 大， 生 长发 育延 迟 ， 结 实 率低 植株弱小， 高度不 育 举 例 几乎全部 动 物、过 半数高等植物 香蕉、无子西瓜 玉米、小麦的 单 倍体 1二倍体、多倍体、 单 倍体的比 较 2 单 倍体育种与多倍体育种的比 较 单 倍体育种 多倍体育种 原理 染色体数目以染色 体 组 形式成倍减少 ，然后再加倍后 获 得每 对 染色体上的 成 对 基因都 纯 合的 个体 染色体数目以染色 体 组 形式成倍增加 方法 花 药 离体培养 获 得单 倍体，再用秋水 仙素 处 理幼苗 秋水仙素 处 理正在 萌 发 的种子或幼苗 续表 单 倍体育种 多倍体育种 优 点 明 显缩 短育种年限 器官大， 营 养物 质 含量高， 产 量增加 缺点 技 术 复 杂 ，需要与杂 交育种配合 适用于植物， 动 物难 以开展。多倍体 植物生 长 周期延 长 ， 结实 率降低 举 例 【 例 3】 下列有关叙述正确的是 ( ) A由生物的卵 细 胞 发 育而来的个体都是一倍体 B含有两个染色体 组 的生物体，一定不是 单 倍 体 C二倍体植物未 经 受精的卵 细 胞 发 育成的植株 ，一定是 单 倍体 D含有奇数染色体 组 的个体一定是 单 倍体 C 【 解析 】 二倍体、单倍体和多倍体的判断一要看 染色体组数，二要看发育起点。由生物的卵细胞发育 而来的个体，无论含有多少个染色体组均是单倍体， A错误；含两个染色体组的生物体，如果是由配子发 育而来的，就是单倍体， B错误；含有奇数染色体组 的个体，如果发育起点是受精卵，则一定不是单倍体 ，如无子西瓜， D错误。 【 例 4】 下列几种育种方法中，只 产 生出与 亲 代相 同基因型品种的育种方式是 ( ) A 杂 交育种 B 单 倍体育种 C植物的 组织 培养 D人工 诱变 育种 C 【 解析 】 植物的组织培养能保证亲代和子代的遗传物质 完全相同，故是一种保持亲代优良性状的育种方法。 三、三种可遗传变异的比较 续表 【 例 5】 下列有关可 遗传变 异的叙述，正确的是 ( ) A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 B基因重 组 可以通 过产 生新的基因表 现 出性状 的重新 组 合 C三倍体无子西瓜的培育 过 程运用了生 长 素促 进 果 实发 育的原理 D若 DNA中某碱基 对 改 变 ， 则 其控制合成的蛋 白 质 分子 结 构肯定会 发 生改 变 A 【 解析 】 染色体结构的变异会使排列在染色体上 的基因的数目或排列顺序发生改变，从而导致性状的 变异。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，染色体结构变异导致的遗 传病在人类遗传病中是比较严重的遗传病。基因重组 不能产生新的基因，但基因重新组合会导致性状的重 新组合。三倍体无子西瓜的培育过程运用了多倍体育 种的原理。由于一种氨基酸不一定只由一种密码子决 定，所以 DNA发生基因突变时，其控制合成的蛋白质 分子结构不一定发生改变。 1 易位与交叉互 换 的区 别 易位 发 生在非同源染色体之 间 ，是指染色体的某一 片段移接到另一条非同源染色体上。 交叉互 换发 生在同源染色体的非姐妹染色 单 体之 间 。 2 一个染色体 组 内的各条染色体在形 态 、 结 构、 功能上都各不相同，它 们 是一 组 非同源染色体。 不同生物的一个染色体 组 中所含的染色体数目不一 定相同，但同种生物的一个染色体 组 所含的染色体数 目一定相同。 3 判断某个体是否 为单 倍体的依据 为 个体 发 育的起 点，而不是其体 细 胞中所含的染色体 组 的数目。 4 基因突 变 、染色体 变 异并不一定能 遗传给 后 代。 染色体 结 构 变 异与基因突 变 的区 别 ：染色体 结 构 变 异使排列在染色体上的基因的数目和排列 顺 序 发 生改 变 ，从而 导 致性状的 变 异。基因突 变 是基因 结 构的改 变 ，包括 DNA碱基 对 的增添、缺失或替 换 。基因突 变导 致新基因的 产 生，染色体 结 构 变 异未 形成新的基因。 基因突 变 、基因重 组 是 DNA分子水平上的 变 化 ，借助 显 微 镜 无法 观 察；但染色体 变 异是染色体 结 构或数目的 变 异，属 细 胞水平上的 变 化，借助 显 微 镜 可以 观 察。 四、低温诱导植物染色体数目的变化 (实验 ) 1 实验 原理 (1)进 行正常有 丝 分裂的植物分生 组织细 胞，在 有 丝 分裂后期，染色体的着 丝 点分裂，子染色体在 纺锤丝 的作用下分 别 移向两极， 进 而平均分配到两 个子 细 胞中去。 (2)低温可抑制 纺锤 体的形成，阻止 细 胞分裂， 导 致 细 胞染色体数目加倍。 2 实验 流程 3.基本技 术 要求 (1)为 了能 观 察到 细 胞在生活状 态 下的内部 结 构 ，必 须 先将 细 胞固定。 (2)在 进 行本 实验 的 过 程中，与 观 察植物 细 胞的 有 丝 分裂一 样 ，所 观 察的 细 胞已 经 被 杀 死了，最 终 在 显 微 镜 下看到的是死 细 胞。 (3)选 材的 时 候必 须选 用能 够进 行分裂的分生 组 织细 胞，不分裂的 细 胞染色体不复制，不会出 现 染 色体加倍的情况。 【 例 6】 用 浓 度 为 2%的秋水仙素， 处 理植物分生 组织 5 6 h，能 够诱导细 胞内染色体加倍。那么， 用一定 时间 的低温 (如 4 )处 理水培的洋葱根尖 时 ， 是否也能 诱导细 胞内染色体加倍呢？ 请对这 个 问题 进 行 实验 探究。 (1)针对 以上 问题 ，你作出的假 设 是 _ _。 你提出此假 设 的依据是 _ _。 (2)低温处理植物材料时，通常需要较长时间才能 产生低温效应，根据这个提示将你设计的实验组合以 表格形式列出来。 (3)按照你的设计思路，以 _ ，作为鉴别低温是否诱导细胞内染色体加倍的依据。 为此，你要进行的具体操作是： 第一步：剪取根尖 2 3 mm。 第二步：按照 _ 步骤，制 作 _。 【 解析 】 提出的假设应该具有一定的科学根据， 提出的假设应该是最有可能的而不是随意猜测，所以 探究的课题在题干中具有一定的指向性。在设计表格 的时候要注意题干的要求是测量低温效应的时间，考 虑到一般植物的细胞周期时间，应该以小时为单位比 较合适。为了保证实验的严谨性，应该做一组常温下 的对照组，以排除环境因素的干扰。 【 答案 】 (1)用一定时间的低温处理水培的洋葱根尖，能够 诱导细胞内染色体加倍 低温能够影响酶的活性 (或 纺锤丝的形成、着丝点的分裂 )，使细胞不能正常进 行有丝分裂 (2)注：设计的表格要达到以下两个要求。 至少做两个温度的对照； 间隔相等的培养时 间进行取样。 (3)在显微镜下观察和比较经过不同处理后根尖细 胞内染色体的数目 解离 漂洗 染色 制片 细胞 有丝分裂临时装片 1.(2011海南 )关于植物染色体 变 异的叙述，正确的是 ( ) A染色体 组 整倍性 变 化必然 导 致基因种 类 的增加 B染色体 组 非整倍性 变 化必然 导 致新基因的 产 生 C染色体片段的缺失和重复必然 导 致基因种 类 的 变 化 D染色体片段的倒位和易位必然 导 致基因排列 顺 序 的 变 化 D 2.(2011江 苏 )在有 丝 分裂和减数分裂的 过 程中均可 产 生 的 变 异是 (多 选 )( ) A DNA复制 时发 生碱基 对 的增添、缺失或改 变 ， 导 致基因突 变 B非同源染色体之 间发 生自由 组 合， 导 致基因重 组 C非同源染色体之 间 交 换 一部分片段， 导 致染色体 结 构 变 异 D着 丝 点分裂后形成的两条染色体不能移向两极， 导 致染色体数目 变 异 ACD 【 解析 】 有丝分裂中可发生基因突变、染色体结构和 数目变异；减数分裂过程中可发生基因突变、基因重 组、染色体结构和数目变异。 3.(2011江 苏 )洋葱 (2n 16)为 二倍体植物。 为 比 较 不 同 处 理方法 对 洋葱根尖 细 胞分裂指数 (即 视 野内分裂期 细 胞数占 细 胞 总 数的百分比 )的影响，某研究性学 习 小 组进 行了相关 实验 ， 实验 步 骤 如下： 将洋葱的老根去除， 经 水培生根后取出。 将洋葱分 组 同 时转 入 质 量分数 为 0.01%、 0.1%的秋 水仙素溶液中，分 别 培养 24 h、 36 h、 48 h；秋水仙素 处 理停止后再 转 入清水中分 别 培养 0 h、 12 h、 24 h、 36 h 。 剪取根尖，用 Carnoy固定液 (用 3份无水乙醇、 1份冰 乙酸混匀 )固定 8 h，然后将根尖浸泡在 1 mol/L盐 酸溶液 中 5 8 min。 将根尖取出，放入盛有清水的培养皿中漂洗。 用石炭酸 品 红试剂 染色。 制片、 镜检 ； 计 数、拍照。 实验结 果：不同方法 处 理后的 细 胞分裂指数 (%)如下表。 请 分析上述 实验 ，回答有关 问题 ： (1)步 骤 中 “将根尖浸泡在 1 mol/L盐 酸溶液中 ”的作用 是 。 (2)步 骤 为 了 获 得相 应 的 观 察 视 野， 镜检时 正确的 操作方法是 。 (3)根据所学的知 识 推 测 ，石炭酸 品 红试剂 是一种 性染料。 使组织中的细胞相互分离开来 先在低倍镜下观察，缓慢移动装片，发现理 想视野后换用高倍镜 碱 (4)为 了使 统计 数据更加科学， 计 数 时应 采取的方法是 。每组装片观察多个视野 (5)根据上表结果可以得出如下初步结论： 质量分数为 秋水仙素溶液诱导后的细 胞分裂指数较高； 本实验的各种处理中，提高细胞分裂指数的最佳 方法是 。 0.01% 0.01%秋水仙素溶液诱导 24 h，再在清水中 培养 36 h (6)右面 为 一位同学在步 骤 所 拍 摄 的 显 微照片，形成 细 胞 a 的最可能的原因是 。 秋水仙素处 理发生在上一个细胞周期纺锤体 形成之后 【 解析 】 (1)有丝分裂装片制作过程中，盐酸的作用是使 植物根尖组织细胞相互分离。 (2)用显微镜进行观察的顺 序为先在低倍镜下观察找到物像，并在低倍镜下将该物 像移到视野中央，再换高倍镜，进行仔细观察。 (3)为细 胞核中染色体或染色质染色的染色剂为碱性染料。 (4)为 使统计数据更科学，计数时需对同一组装片的多个视野 进行统计、计数并取其平均值。 (5)由表格数据的比较即 可知。 (6)图示细胞 a中的染色体并未加倍，说明秋水仙 素处理应在上一个细胞周期纺锤体形成后，从而才使该 细胞中的染色体没有发生加倍。 4.(2011雅礼模 拟 )变 异是生物的基因特征之一，下列 不属于 细 菌 产 生的可 遗传变 异有 ( ) 基因突 变 基因重 组 染色体 变 异 环 境条 件的 变 化 染色 单 体互 换 非同源染色体上非等位 基因自由 组 合 A B C D C 【 解析 】 细菌属于原核生物，没有染色体，进行无性 生殖，因此细菌产生的可遗传变异只有基因突变，没 有其他的。 5.(2011江西省南昌市高三上学期 调 研 测试 卷 )下列 变 异中，属于染色体 变 异的是 ( ) A三倍体无子西瓜 B同源染色体的非姐妹染色 单 体之 间 交叉互 换 C染色体中 DNA的一个碱基 对发 生改 变 D染色体中的 DNA缺失了三个碱基 对 A 【 解析 】 三倍体无子西瓜属于染