2019届高考生物一轮复习第八单元第19讲染色体变异课件中图版.pptx

第19讲 染色体变异,最新考纲 1.染色体结构变异和数目变异()。2.生物变异在育种上的应用()。3.转基因食品的安全()。4.实验：低温诱导染色体加倍。,1.染色体结构的变异,(1)类型(连线),考点一 染色体变异的判断与分析(5年13考),(2)结果：使排列在染色体上的基因的_发生改变，从而导致性状的变异。,2.染色体数目变异,(1)类型,数目或排列顺序,个别染色体,染色体组,(2)染色体组 组成 如图中雄果蝇体细胞染色体中的一个染色体组可表示为：_ _。,、X或,、Y,组成特点： a.形态上：细胞中的一组_，在形态和功能上各不相同。 b.功能上：控制生物_的一组染色体。,非同源染色体,生长、发育、遗传和变异,(3)单倍体、二倍体和多倍体,配子,受精卵,受精卵,1或多个,2个,3,如图表示细胞中所含染色体，请思考：,(1)依次含几个染色体组？ (2)对应的基因型应为下述AD中的哪一组？ A.AABb AAABBb ABCD A B.Aabb AaBbCc AAAaBBbb AB C.AaBb AaaBbb AAaaBBbb Ab D.AABB AaBbCc AaBbCcDd ABCD 提示 (1)二、三、四、一 (2)C,请解读下列三幅图示：,(1)图甲、图乙均发生了某些片段的交换，其交换对象分别是什么？它们属于何类变异？ 提示 图甲发生了非同源染色体间片段的交换，图乙发生的是同源染色体非姐妹染色单体间相应片段的交换，前者属染色体结构变异中的“易位”，后者则属于交叉互换型基因重组。,(2)图丙的结果中哪些是由染色体变异引起的？它们分别属于何类变异？能在光镜下观察到的是 。 提示 与图中两条染色体上的基因相比推知： 染色体片段缺失 染色体片段的易位 基因突变 染色体中片段倒位 均为染色体变异，可在光学显微镜下观察到，为基因突变，不能在显微镜下观察到。,(3)图丙中哪类变异没有改变染色体上基因的数量和排列顺序？ 提示 图丙中的基因突变只是产生了新基因，即改变基因的质，并未改变基因的量，故染色体上基因的数量和排列顺序均未发生改变。,1.真题重组 判断正误,(1)染色体增加某一片段可提高基因表达水平，是有利变异(2014江苏高考，7A)( ) (2)染色体缺失有利于隐性基因表达，可提高个体的生存能力(2014江苏高考，7B) ( ) (3)染色体易位不改变基因数量，对个体性状不会产生影响(2014江苏高考，7C) ( ) (4)XYY个体的形成及三倍体无子西瓜植株的高度不育均与减数分裂中同源染色体的联会行为有关(2013安徽高考，4改编) ( ) (5)染色体组整倍性变化必然导致基因种类的增加(2011海南高考，19A) ( ),以上内容侧重考查教材必修二 P1321染色体结构和数目变异及其特点，全面把握染色体结构变异类型及其结果，理解染色体组及单倍体、多倍体内涵，确认染色体变异与基因种类、数目、排列顺序的关系是解题关键。,2.针对三倍体无子西瓜，请思考：,(1)为何将一定浓度的秋水仙素溶液处理二倍体西瓜的芽尖？ (2)与二倍体西瓜杂交后请依次写出当年四倍体母本植株上果皮、种皮、子叶、胚乳的染色体组数目：果皮 个、种皮 个、胚 个、胚乳_ 个。 (3)三倍体西瓜缘何无种子？真的一颗都没有吗？ (4)为减少连年制种的麻烦，是否有替代方法？,提示 (1)西瓜幼苗的芽尖是有丝分裂旺盛的地方，用秋水仙素处理有利于抑制细胞有丝分裂时形成纺锤体，从而形成四倍体西瓜植株。 (2)4 4 3 5 (3)三倍体植株不能进行正常的减数分裂形成生殖细胞，因此，不能形成种子。但并非绝对一颗种子都没有，其原因是在进行减数分裂时，有可能形成正常的卵细胞。 (4)有其他的方法可以替代。方法一，进行无性繁殖。将三倍体西瓜植株进行组织培养获取大量的组培苗，再进行移栽。方法二，利用生长素或生长素类似物处理二倍体未受粉的雌蕊，以促进子房发育成无种子的果实，在此过程中要进行套袋处理，以避免受粉。,1.(经典高考题)如图中甲、乙两个体的一对同源染色体中各有一条发生变异(字母表示基因)。下列叙述正确的是( ),靖宸,染色体结构变异的分析与判断,A.个体甲的变异对表型无影响 B.个体乙细胞减数分裂形成的四分体异常 C.个体甲自交的后代，性状分离比为31 D.个体乙染色体没有基因缺失，表型无异常 解析 个体甲的变异属于缺失，基因“e”所在片段缺失，影响表型，A错误；个体乙发生的变异是倒位，减数分裂形成的四分体异常，呈“十字型”，B正确；含缺失染色体的配子一般是败育的，故其后代一般不会发生性状分离，C错误；个体乙染色体没有基因缺失，但发生倒位，表型异常，D错误。 答案 B,2.(2017衡水期中)如图分别表示不同的变异类型，基因a、a仅有图所示片段的差异。相关叙述正确的是( ),A.图中4种变异中能够遗传的变异是 B.中的变异属于染色体结构变异中的缺失 C.中的变异可能是染色体结构变异中的缺失或重复 D.都表示同源染色体非姐妹染色单体的交叉互换，发生在减数第一次分裂的前期,解析 可遗传变异包括基因突变、基因重组和染色体变异。由图可知，为同源染色体的非姐妹染色单体之间交叉互换，属于基因重组；为非同源染色体之间交换片段，属于染色体结构变异中的易位；发生了碱基对的增添，属于基因突变；为染色体结构变异中的缺失或重复，C正确。 答案 C,染色体结构变异与基因突变、基因重组的辨析 (1)染色体易位与交叉互换,(2)染色体结构变异与基因突变的判断,1.(2017经典高考，19)一株同源四倍体玉米的基因型为Aaaa，其异常联会形成的部分配子也可受精形成子代。下列相关叙述正确的是( ),染色体数目变异与染色体组,A.上图表示的过程发生在减数第一次分裂后期 B.自交后代会出现染色体数目变异的个体 C.该玉米单穗上的籽粒基因型相同 D.该植株花药培养加倍后的个体均为纯合子 解析 同源染色体的联会发生在减数第一次分裂的前期，A错误；由于异常联会，形成染色体数目异常的配子，自交后代会出现染色体数目变异的个体，B正确；经过减数分裂可以成多种不同类型的配子，该玉米单穗上的籽粒基因型可能不同，C错误；由于减数分裂可形成杂合的配子则该植株花药培养加倍后的个体可为杂合子，D错误。 答案 B,2.(2018湖北四市联考)下图是四种生物的体细胞示意图，A、B图中的每一个字母代表细胞的染色体上的基因，C、D图代表细胞的染色体情况，那么最可能属于多倍体的细胞是( ),解析 体细胞中含有三个及三个以上染色体组的个体，称为多倍体。B中1个染色体组。由于A中基因重复，有可能是二倍体生物在有丝分裂时染色体复制过了。A、B错误；C中2个染色体组，D中4个染色体组，C错误、D正确。 答案 D,(1)“二看法”确认单倍体、二倍体、多倍体,(2)“三法”判定染色体组 方法1 根据染色体形态判定 细胞内形态相同的染色体有几条，则含有几个染色体组。如下图所示的细胞中，形态相同的染色体a中有4条，b中两两相同，c中各不相同，则可判定它们分别含4、2、1个染色体组。,方法2 根据基因型判定 在细胞或生物体的基因型中，控制同一性状的基因(包括同一字母的大、小写)出现几次，则含有几个染色体组。 注：判定染色体组的数目时只需参考其中任意一对等位基因的数量即可。 方法3 根据染色体数和染色体的形态数推算 染色体组数染色体数/染色体形态数。如果蝇体细胞中有8条染色体，分为4种形态，则染色体组的数目为2。,(2017河南洛阳三模，30)遗传学是一门探索生命起源和进化历程的学科，兴起于20世纪，发展异常迅速。请分析回答： (1)最早证明基因位于染色体上的科学家是 (填“孟德尔”“萨顿”或“摩尔根”)，他发现了控制果蝇红白眼色的基因位于 染色体上。 (2)在遗传学研究中，经常要通过实验来确定某基因位于哪一条常染色体。对于植物核基因的定位常用到下列方法(三体和单体产生的配子均为可育配子，且后代均存活)，例如：,染色体变异在实践中的应用,让常染色体隐性突变型和野生型三体(2号染色体多一条)品系杂交，子一代中的三体个体再与隐性亲本回交，如果在它们的子代中野生型和突变型之比是51而不是 ，则说明该突变基因及其等位基因位于2号染色体上。 也可让常染色体隐性突变型和野生型单体(2号染色体缺少一条)品系杂交，如果子一代中野生型和突变型之比是 而不是 ，则说明该突变基因及其等位基因位于2号染色体上。,解析 (1)摩尔根以果蝇为实验材料，运用假说演绎法，将控制红眼与白眼的基因与X染色体联系起来，证明了基因位于染色体上。(2)设相关基因用A、a表示。若突变基因在2号染色体上，常染色体隐性突变型(aa)和野生型三体(AAA)杂交获得的三体果蝇为AAa，AAa产生的配子类型及比例为AAaAAa2211，故AAa与aa回交后代表现型及比例为野生型突变型51。若突变基因不在2号染色体上，野生型三体果蝇基因型为AA，它与常染色体隐性突变型(aa)杂交获得的果蝇为Aa，Aa与aa回交后代表现型及比例为野生型突变型11。若突变基因在2号染色体上，常染色体隐性突变型(aa)和野生型单体(AO)杂交，子一代中野生型和突变型之比为AaaO11，若该突变基因不在2号染色体上，野生型单体果蝇基因型为AA，它与常染色体隐性突变型(aa)杂交，子一代全为野生型。 答案 (1)摩尔根 X (2)11 11 10(全为野生型),1.单倍体育种和多倍体育种,(1)图中A和C的操作是用_处理，其作用原理是抑制纺锤体的形成。 (2)图中B过程是_培养。 (3)单倍体育种的优点是能_育种年限。,考点二 变异在育种中的应用,秋水仙素,花药离体,明显缩短,2.杂交育种与诱变育种,(1)杂交育种 原理：将两个或多个品种的_通过交配集中在一起，再经过_ ，获得新品种的方法。 过程：选择具有不同优良性状的亲本_获得F1F1 _获得F2 _需要的类型优良品种。 (2)诱变育种 原理：利用_因素或_因素来处理生物，使生物发生_，从而获得优良变异类型的育种方法。 过程：选择生物诱发_选择理想类型培育。,优良性状,选择和培育,杂交,自交,鉴别、选择,物理,化学,基因突变,基因突变,3.基因工程,(1)原理：基因重组，又叫做基因拼接技术或DNA_技术。通俗地说，就是按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以_，然后放到另一种生物的细胞里，_地改造生物的遗传性状。 (2)操作的基本步骤：提取目的基因目的基因与运载体结合将目的基因导入受体细胞目的基因的检测与鉴定。,重组,修饰改造,定向,(3)基因操作的基本工具,(4)基因工程的应用 作物育种，如抗虫棉。 药物研制，如胰岛素等。 环境保护，如转基因细菌分解石油。,限制性核酸内切酶,DNA连接酶,运载体,育种方法图解 图解中各字母表示的处理方法：A表示杂交，D表示自交，B表示花药离体培养，C表示秋水仙素处理，E表示诱变处理，F表示秋水仙素处理，G表示转基因技术，H表示脱分化，I表示再分化，J表示包裹人工种皮。这是识别各种育种方法的主要依据。,1.(2016临沂一模)现有高产、感病；低产、抗病；高产、晚熟三个小麦品种，为满足栽培需求，欲培育三类品种：a.高产、抗病；b.高产、早熟；c.高产、抗旱。下列育种方法可行的是( ),A.利用、品种间杂交筛选获得a B.对品种进行染色体加倍处理筛选获得b C.b的培育可采用杂交育种或诱变育种方法 D.用转基因技术将外源抗旱基因导入中获得c,根据育种目标巧选育种类型,解析 利用、品种间杂交，并让产生的后代自交，从子二代中筛选获得a，A错误；对品种进行染色体加倍处理可获得多倍体，仍然是高产晚熟，不可能筛选获得b，B错误；由于在亲本中没有早熟性状的个体，而新基因只能通过基因突变产生，因此b的培育只能采用诱变育种的方法，因为品种中无早熟性状，故b的培育不能用杂交育种，C错误；可通过基因工程技术，将外源抗旱基因导入高产品种细胞内，经组织培养可获得c高产、抗旱品种，D正确。 答案 D,2.(2017湖南长沙一模)下列关于育种的说法正确的是( ),A.多倍体育种和单倍体育种的最终目的分别是得到多倍体和单倍体 B.单倍体育种相对杂交育种的优势是更易获得隐性纯合子 C.三倍体无子西瓜培育时使用的秋水仙素作用于细胞有丝分裂的过程 D.自然状态下基因突变是不定向的，而诱变育种时基因突变是定向的 解析 多倍体育种得到的是多倍体，但是单倍体育种中得到的单倍体还需用秋水仙素处理使染色体加倍，A错误；单倍体育种相对于杂交育种的优势是明显缩短育种年限，B错误；秋水仙素作用于细胞有丝分裂前期，原理是抑制纺锤体形成，使染色体不能移向细胞两极从而使染色体数目加倍，C正确；自然状态下和诱变育种时基因突变都具有不定向性，D错误。 答案 C,(1)杂交育种只能利用现有的基因进行重组，不能创造新基因。 (2)基因突变是不定向的，诱变育种并不能定向改变生物性状。 (3)转基因技术最大的优点是打破了生殖隔离，能定向改变生物性状。 (4)秋水仙素可抑制纺锤体的形成，使染色体数目加倍，还可作为化学诱变剂，诱发基因突变。,(5)从育种材料和方法特点的角度确定育种方法，如图所示。,1.(2014全国课标，32)现有两个纯合的某作物品种：抗病高秆(易倒伏)和感病矮秆(抗倒伏)品种。已知抗病对感病为显性，高秆对矮秆为显性，但对于控制这两对相对性状的基因所知甚少。回答下列问题。,(1)在育种实践中，若利用这两个品种进行杂交育种，一般来说，育种目的是获得具有 优良性状的新品种。 (2)杂交育种前，为了确定F2代的种植规模，需要正确预测杂交结果。若按照孟德尔遗传定律来预测杂交结果，需要满足3个条件：条件之一是抗病与感病这对相对性状受一对等位基因控制，且符合分离定律；其余两个条件是_ _。,育种方案的选择,(3)为了确定控制上述这两对性状的基因是否满足上述3个条件，可用测交实验来进行检验，请简要写出该测交实验的过程。_ _。 解析 (1)杂交育种的目的是获得集多种优良性状于一身的纯合新品种，从题意知，抗病与矮秆(抗倒伏)为优良性状。(2)孟德尔遗传定律研究的是真核生物细胞核基因的遗传特点。两对基因分别位于两对同源染色体上，遵循基因的自由组合定律。(3)先由纯合的抗病高秆和感病矮秆杂交得到抗病高秆的杂合子，再与感病矮秆(隐性纯合子)杂交，如果后代出现抗病高秆感病高秆抗病矮秆感病矮秆1111的性状分离比，则可说明这两对基因的遗传遵循基因的自由组合定律。,答案 (1)抗病矮秆 (2)高秆与矮秆这对相对性状受一对等位基因控制，且符合分离定律；控制这两对相对性状的基因位于非同源染色体上 (3)将纯合抗病高秆与感病矮秆植株杂交，产生F1，让F1与感病矮秆杂交,2.(2017淮南一模，12)两个亲本的基因型分别为AAbb和aaBB，这两对基因按照自由组合定律遗传，欲培育出基因型为aabb的新品种，最简捷的育种方法是( ),A.人工诱变育种 B.基因工程育种 C.单倍体育种 D.杂交育种 解析 人工诱变育种有很大的盲目性；基因工程育种难度比较大；单倍体育种操作复杂；杂交育种则只需双亲杂交后，F1自交，即可在F2中直接选育出所需的新品种(aabb)，育种周期短，且操作简便。选D。 答案 D,根据提供的材料选择合适的育种方法 (1)有些植物如小麦、水稻等，杂交实验较难操作，则在选育显性纯合子时最简便的方法是自交。 (2)实验植物若为营养繁殖类，如土豆、地瓜等，则只要出现所需性状即可，不需要培育出纯种。 (3)实验材料若为原核生物，则不能运用杂交育种，细菌一般采用诱变育种和基因工程育种。,1.实验原理,低温处理植物分生组织细胞_不能形成 _不被拉向两极细胞不能分裂成两个子细胞细胞染色体数目加倍。,考点三 实验：低温诱导植物染色体数目的变化(5年5考),纺锤体,染色体,2.实验步骤,洋葱底,部,冰,箱(4),卡诺氏液,95%的酒精,漂洗,染色,制片,低,高,(1)本实验是否温度越低效果越显著？ (2)观察时是否所有细胞中染色体均已加倍？ (3)与洋葱根尖有丝分裂装片制作相比，本实验除用低温处理外，还有哪些不同之处？,提示 (1)不是，必须为“适当低温”，以防止温度过低对根尖细胞造成伤害。 (2)不是，只有少部分细胞实现“染色体加倍”，大部分细胞仍为二倍体分裂状况。 (3)与有丝分裂装片制作过程相比本实验在“解离”前使用“卡诺氏液”固定细胞，并使用95%酒精“洗去卡诺氏液”，而且染色剂为“改良苯酚品红染液”。,1.下列关于“低温诱导植物染色体数目的变化”实验的叙述中，正确的是( ),A.低温处理洋葱根尖后会引起成熟区细胞染色体数目的变化 B.在观察低温处理的洋葱根尖装片时，通过观察一个细胞可以看到染色体的变化情况 C.低温处理和利用秋水仙素处理材料的原理是相同的 D.观察洋葱根尖装片时要先在低倍镜下找到所要观察的细胞，将所要观察的细胞移到视野的中央，调节视野的亮度，再转动粗准焦螺旋直至物像清晰,解析 洋葱根尖成熟区细胞不能进行有丝分裂，A错误；制成装片时细胞已经死亡，所以不能通过一个细胞观察染色体的变化情况，B错误；低温处理和利用秋水仙素处理都是通过抑制纺锤体的形成诱导细胞染色体加倍的，C正确；在高倍镜下观察时不能使用粗准焦螺旋，D错误。 答案 C,2.(经典题)关于低温诱导植物染色体数目变化的实验中，部分试剂的使用方法及其作用的叙述中不正确的是( ),解析 卡诺氏液是固定液的一种。固定液的作用是固定细胞形态以及细胞内的各种结构，固定之后，细胞死亡并且定型，A错误；体积分数为95%的酒精与质量分数为15%的盐酸等体积混合后即为解离液，用于溶解细胞间的连接物质，使细胞分开，便于观察，B正确；蒸馏水的作用是漂洗根尖，去除解离液，便于染色，C正确；改良苯酚品红染液是一种碱性染料，能使染色体着色，D正确。 答案 A,低温诱导染色体数目变化实验的5个问题 (1)选材 选用的实验材料既要容易获得，又要便于观察。 常用的观察材料有蚕豆洋葱、大蒜等。 (2)归纳实验中各种液体的作用 卡诺氏液：固定细胞形态。 体积分数为95%的酒精：冲洗附着在根尖表面的卡诺氏液。,解离液(质量分数为15%的盐酸溶液和体积分数为95%的酒精为11混合)：使组织中的细胞相互分离。 清水：洗去解离液，防止解离过度影响染色。 改良苯酚品红染液：使染色体着色，便于观察染色体的形态、数目、行为。 (3)根尖培养 培养不定根：要使材料湿润以利生根。 低温诱导：应设常温、低温4 、0 三种，以作对照，否则实验设计不严密。 (4)制作装片：按观察有丝分裂装片制作过程进行。 (5)观察：换用高倍镜观察材料，只能用细准焦螺旋进行调焦，切不可动粗准焦螺旋。,易错防范清零,易错清零,易错点1 误认为单倍体只含一个染色体组或认为含多个染色体组者均为多倍体,点拨 单倍体强调的是由配子发育而来的个体，其细胞中染色体组数取决于配子中所含染色体组数，可能为1组、2组或多组。含多个染色体组的个体是单倍体还是多倍体取决于其发育起点是“配子”还是受精卵，若为前者，一定是单倍体，若为后者，一定是多倍体。,易错点2 混淆“可遗传变异”与“可育”,点拨 “可遗传变异”“可育”：三倍体无子西瓜、骡子、二倍体的单倍体等均表现“不育”，但它们均属可遗传变异其遗传物质已发生变化，若将其体细胞培养为个体，则可保持其变异性状这与仅由环境引起的不可遗传的变异有着本质区别。,易错点3 混淆育种中“最简便”与“最快”,点拨 “最简便”着重于技术含量应为“易操作”，如杂交育种，虽然年限长，但农民自己可简单操作。但“最快速”则未必简便，如单倍体育种可明显缩短育种年限，但其技术含量却较高，单就花粉培养成幼苗已很难实现。,易错点4 错将四倍体AAaa(由Aa秋水仙素诱导后形成)产生的配子类型及比例算作1AA2Aaaa,点拨 AAaa产生配子状况可按下图分析，由于染色体互为同源染色体，减数分裂时四条染色体分至细胞两极是“随机”的，故最终产生的子细胞染色体及基因状况应为与(AA与aa)、与(Aa与Aa)、与(Aa与Aa)，由此可见，AAaa产生的配子类型及比例为1AA4Aa1aa而不是AAAaaa121。,易错点5 错将“单倍体育种”等同于“花药离体培养”,点拨 单倍体育种的过程如下：,由此可见单倍体育种主要包括杂交、花药离体培养、秋水仙素处理和筛选四个过程，不能简单认为花药离体培养就是单倍体育种的全部。,易错点6 混淆三类“无子果实”,点拨 (1)无子西瓜利用染色体变异原理，由四倍体()二倍体()三倍体，无子的原因是三倍体联会紊乱，不能产生正常配子。 (2)无子番茄利用生长素促进果实发育的原理，在未受粉的雌蕊柱头上，涂抹一定浓度的生长素培育而来，其无子的原因是“未受粉”。 (3)无子香蕉天然三倍体，无子的原因在于染色体联会紊乱，不能产生正常配子。 以上三类无子果实中，无子西瓜、无子香蕉，其遗传物质均已发生改变，为可遗传变异，而无子番茄则属不可遗传变异。,易错点7 混淆“三体”与“三倍体”,点拨 三倍体是指由受精卵发育而成，体细胞中含三个染色体组的个体，其每种形态的染色体为“三条相同”(如图1所示)；三体则是二倍体(含两个染色体组)，只是其中某形态的染色体“多出了一条”而成为3条，其余染色体均为两两相同(如图2所示)。,1.下图中字母代表正常细胞中所含有的基因，下列说法错误的是( ),纠错小练,A.可以表示经过秋水仙素处理后四倍体西瓜体细胞的基因组成 B.可以表示果蝇体细胞的基因组成 C.可以表示21三体综合征患者体细胞的基因组成 D.可以表示雄性蜜蜂体细胞的基因组成,解析 秋水仙素可诱导细胞中染色体数目加倍，其上的基因应也“加倍”，不会出现一个“a”的情况。 答案 A,2.如图是利用野生猕猴桃种子(aa，2n58)为材料培育无籽猕猴桃新品种(AAA)的过程，下列叙述错误的是( ),A.和都可