高中生物 第5章 第2节 染色体变异课件 新人教版必修2.ppt

第2节染色体变异 基因突变和其他变异 1 染色体结构的改变 会使排列在染色体上的基因的数目或排列顺序发生改变 而导致性状的变异 2 染色体数目的变异可以分为两类 一类是细胞内个别染色体的增加或减少 另一类是细胞内染色体数目以染色体组的形式成倍地增加或减少 3 染色体组是指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 如雄果蝇精子中的一组染色体就组成一个染色体组 4 由受精卵 或合子 发育而来的个体 体细胞中含有两个染色体组的个体叫做二倍体 体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体叫做多倍体 5 由生殖细胞 卵细胞或花粉 发育而来 体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体 叫做单倍体 染色体结构的变异 1 基因突变与染色体变异的区别 1 基因突变是染色体的某 基因的改变 是 水平的变异 2 在光学显微镜下是无法直接观察到的 而 是可以用显微镜直接观察到的 一个位点上 分子 染色体变异 基因突变 知识清单 2 染色体变异类型 缺失 染色体组 易位 基因数目或排列顺序 个别染色体 3 染色体结构的变异 1 染色体结构变异类型 如下图 缺失 倒位 重复 易位 2 共性 使排列在染色体上的 或排列顺序发生改变 而导致性状的变异 3 对生物体的影响 大多数染色体结构变异对生物体是 有的甚至会导致生物体死亡 基因的数目 不利的 易位 与 交叉互换 相同吗 试分析原因 提示 不同 易位是染色体某一片段移接到另一条非同源染色体上 属于染色体结构的变异 交叉互换是同源染色体的非姐妹染色单体之间相同位点片段的交叉互换 属于基因重组 思想感悟 染色体数目变异 染色体数目的变异1 类型及实例 21三体综合征 个别染色体 染色体组 知识清单 2 染色体组 1 概念 范围 细胞中的一组 在形态和功能上各不相同 功能 共同控制生物的 的一组染色体 非同源染色体 生长 发育 遗传和变异 2 图示分析图中的雄果蝇体细胞染色体中 或 就代表一个染色体组 与其 中的染色体组成相同 x y 精子 3 二倍体和多倍体 1 概念及实例 受精卵 两个 受精卵 高等植物 三个或三个以上 动物 三倍体 粗壮都比较大等营养物质的含量都有所增加 2 多倍体植株的特点 植株特点 3 人工诱导多倍体 方法 目前最常用而且最有效的方法是用 处理 还可用 处理 过程 用秋水仙素处理 原理 秋水仙素能够抑制 的形成 导致染色体不能 从而使 茎秆 叶片 果实和种子 糖类和蛋白质 低温 秋水仙素 萌发的种子或幼苗 纺锤体 染色体数目加倍 移向细胞两极 4 单倍体 1 概念及特点 概念 体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体 特点 2 应用 单倍体育种 方法花药 加倍 得到正常纯合子 优点 弱小 不育 单倍体幼苗 离体 明显缩短育种年限 秋水仙素 染色体数目 用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗 可获得多倍体植株 处理成熟的叶或茎可以吗 提示 不可以 因为秋水仙素抑制纺锤体的形成是在分裂前期 而成熟的叶或茎高度分化 不再具有分裂能力 思想感悟 低温诱导植物染色体数目的变化 1 实验原理用低温处理植物分生组织细胞 如根尖分生组织细胞 能够抑制 以致影响染色体被拉向两极 细胞不能分裂成 使植物细胞 加倍 纺锤体的形成 染色体数目 两个子细胞 知识清单 2 方法步骤洋葱根尖培养 取材 解离 漂洗 制片 观察3 实验结论适当低温可以诱导 加倍 4 注意事项 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 制作装片 染色 染色体数目 2 在进行本实验的过程中 和观察植物细胞的有丝分裂一样 所观察的细胞已经被盐酸杀死了 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 在低温诱导植物染色体数目加倍的实验中卡诺氏液 解离液等几种液体的作用分别是什么 思想感悟 提示 实验中几种液体的作用 1 卡诺氏液 固定细胞形态 2 95 酒精 冲洗附着在根尖表面的卡诺氏液 3 解离液 体积分数为15 hcl和体积分数为95 酒精1 1混合 使组织中的细胞相互分离开来 4 清水 洗去解离液 防止解离过度 便于染色 5 改良苯酚品红染液 使染色体 质 着色 便于观察染色体 质 的形态 数目 行为 基因突变 基因重组和染色体变异的比较 特别提醒 1 三种变异的实质解读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 点 的变化 点的质变 但数目不变 基因重组 点 的结合或交换 点的质与量均不变 染色体变异 线段 发生结构或数目的变化 染色体结构变异 线段的部分片段增添 缺失 倒位 易位 点的质不变 数目和位置可能变化 染色体数目变异 个别线段增添 缺失或线段成倍增减 点的质不变 数目变化 2 易位与交叉互换的区别 图示为某雄性动物进行细胞分裂的示意图 相关判断错误的是 a 此细胞一定为次级精母细胞b 此细胞一定发生了基因突变c 此细胞一定产生两种精子d 此细胞一定发生了染色体结构变异 解析 该细胞中没有同源染色体 且为雄性动物 因此为次级精母细胞 同一条染色单体上的基因分别为a和a 可能发生基因突变或同源染色体非姐妹染色单体的交叉互换 该细胞进行减数分裂 产生的两个精细胞基因型不同 变形后成为两种精子 该细胞中与b相应的姐妹染色单体某一片段缺失 发生染色体结构变异 答案 b 技巧归纳 1 染色体的缺失 重复 倒位与基因突变的区别 如下图所示 2 染色体组的组成特点 1 下列关于交叉互换与染色体易位的区别的叙述中不正确的是 跟踪训练 a 图甲是交叉互换 图乙是染色体易位b 交叉互换发生于同源染色体之间 染色体易位发生于非同源染色体之间c 交叉互换属于基因重组 染色体易位属于染色体结构变异d 交叉互换与染色体易位在显微镜下都观察不到答案 d 染色体组数目的判断和生物体倍性的判断 1 染色体组的含义 1 一个染色体组中不含同源染色体 2 一个染色体组中所含有的染色体的形态 大小和功能各不相同 3 一个染色体组中含有控制一种生物全部性状的一整套遗传信息 2 染色体组数量的判断方法 1 据细胞分裂图像进行识别判断 以生殖细胞中的染色体数为标准 判断题目中所给图的染色体组数 如下图所示 减数第一次分裂的前期 染色体4条 生殖细胞中染色体2条 每个染色体组有2条染色体 该细胞中有2个染色体组 减数第一次分裂的末期或减数第二次分裂前期 染色体2条 生殖细胞中染色体2条 每个染色体组有2条染色体 该细胞中有1个染色体组 减数第一次分裂的后期 染色体4条 生殖细胞中染色体2条 每个染色体组有2条染色体 该细胞中有2个染色体组 有丝分裂后期 染色体8条 生殖细胞中染色体2条 每个染色体组有2条染色体 该细胞中有4个染色体组 2 据染色体形态判断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3条 b中两两相同 c中各不相同 则可判定它们分别含3个 2个 1个染色体组 3 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 d g中依次含4 2 3 1个染色体组 4 据染色体数 形态数的比值判断染色体数 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 如果蝇该比值为8条 4种形态 2 则果蝇含2个染色体组 3 生物体倍性的判断 技巧归纳 判断生物是几倍体 既要看细胞内含有的染色体组数 还要考虑生物个体发育的起点 1 如果生物体是由受精卵发育而来的 体细胞中含有几个染色体组就是几倍体 2 如果生物体是由生殖细胞发育而来的 无论体细胞中含有几个染色体组 只能是单倍体 特别提醒 1 单倍体不一定只含1个染色体组 可能含同源染色体 可能含等位基因 也有可能产生可育后代 2 在进行低温诱导植物染色体数目的变化实验中 可以设置梯度温度分组进行培养 探究不同温度对染色体数目变化的影响 如图所示 下列是四个基因型不同的生物体细胞 请分析回答 1 图甲所示是含 个染色体组的体细胞 每个染色体组有 条染色体 2 图乙若表示一个有性生殖细胞 它是由 倍体生物经过减数分裂产生的 由该生殖细胞发育而成的个体是 倍体 每个染色体组含有 条染色体 3 图丙细胞发育成的生物是 倍体 含有 个染色体组 4 图丁所示是含 个染色体组的体细胞 每个染色体组有 条染色体 解析 1 图甲中染色体是两两相同的 故含有2个染色体组 且每个染色体组含有4条染色体 2 图乙中染色体每3个是相同的 则含有3个染色体组 若表示有性生殖细胞 则是由六倍体生物经过减数分裂产生的 3 图丙中4条染色体大小与形状均不同 则表示只有1个染色体组 由该细胞发育成的生物为单倍体 4 图丁染色体每4个是相同的 则含有4个染色体组 每个染色体组含有3条染色体 答案 1 24 2 六单3 3 单1 4 43 技巧归纳 染色体组概念辨析 1 从本质上看 全为非同源染色体 无同源染色体 2 从形式上看 所有染色体形态和大小各不相同 3 从功能上看 携带着控制一种生物生长 发育 遗传和变异的全部信息 4 从物种类型上看 每种生物的染色体数目 大小 形态都与其他物种不同 2 下列据图叙述不正确的是 跟踪训练 a 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 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 代表的生物可能是二倍体 其每个染色体组含三条染色体d 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 b 染色体变异原理的应用 一 多倍体的自然形成和无子西瓜的培育过程分析1 多倍体的自然形成 拓展深化 同源多倍体和异源多倍体的形成 同源多倍体的形成 二倍体四倍体 异源多倍体的形成 2 无子西瓜培育过程的分析无子西瓜的培育过程 上图中相关问题的分析 1 关于两次传粉 过程传粉是为了杂交得到三倍体种子 过程传粉是为了提供生长素刺激子房发育成果实 2 用秋水仙素处理二倍体西瓜幼苗成为四倍体 是因为幼苗具有分生能力 3 过程秋水仙素处理后 新产生的茎 叶 花的染色体数目加倍 而未处理的根细胞中仍为两个染色体组 4 四倍体植株上结的西瓜f 种皮和瓜瓤为四个染色体组 而种子e的胚为三个染色体组 5 三倍体西瓜c进行减数分裂时 由于联会紊乱 不能产生正常配子 6 获取三倍体种子e是在第一年四倍体植株a上 获取三倍体无子果实g则是在第二年的三倍体植株c上 7 不以二倍体西瓜为母本的原因分析 如果以二倍体西瓜作为母本 四倍体西瓜作为父本 也能得到三倍体种子 但这种三倍体种子结的西瓜 因植珠被发育成厚硬的种皮 达不到 无子 的目的 二 多倍体育种和单倍体育种的比较 特别提醒 1 低温的作用与秋水仙素的作用基本相似 与秋水仙素相比 低温条件容易创造和控制 成本低 对人体无害 易于操作 2 可设置温度梯度分组进行培养 探究低温诱导植物染色体数目的变化 3 染色体加倍后必须进行鉴别 同源多倍体主要是根据形态特性来判断 如叶色 叶形 气孔以及花粉粒的大小 最为可靠的方法是待收获大粒种子后 再将这些大粒种子萌发并制片 然后检查细胞内的染色体数目 只有染色体数目加倍了 才能证明植株已诱导成多倍体 下列有关多倍体的叙述中 正确的是 a 体细胞中含有三个染色体组的个体就是三倍体b 人工诱导多倍体的方法很多 目前最常用最有效的方法是用低温处理植物分生组织细胞c 与二倍体植株相比 多倍体植株常常是茎秆粗壮 叶片 果实和种子都比较大 糖类和蛋白质等营养物质的含量都有所增加d 秋水仙素诱导多倍体形成的原因是促使染色单体分离 从而使染色体数目加倍 解析 本题考查多倍体的相关知识 体细胞中含有三个染色体组的个体可能是单倍体 如普通小麦对应的单倍体 故a项错误 人工诱导多倍体最有效的方法是用秋水仙素处理分生组织细胞 故b项错误 多倍体植株器官较大 营养成分含量较高 故c项正确 秋水仙素抑制纺锤体的形成 使染色体数目加倍 故d项错误 答案 c 技巧归纳 单倍体育种包括花药离体培养和秋水仙素处理等过程 因为花药离体培养只是单倍体育种的一个操作步骤 通过细胞融合也可获得多倍体 如二倍体体细胞和配子细胞融合可得到三倍体 3 普通西瓜植株为二倍体 2n 22 花单性 雌雄同株 用普通西瓜培育三倍体无子西瓜的主要过程可用如图表示 跟踪训练 1 西瓜的红瓤 r 对黄瓤 r 为显性 用基因型为rrrr的四倍体植株做母本 基因型为rr的二倍体植株做父本杂交 当年所结西瓜的瓜瓤的颜色是 将其种子种下去 长成的植株的基因型是 2 已知西瓜的果皮深色 b 对浅色 b 是显性 若将四倍体西瓜 bbbb 和二倍体西瓜 bb 间行种植 结果发现四倍体西瓜植株上所结的种子 播种后发育成的植株中既有四倍体又有三倍体 那么 能否从这些植株所结西瓜的果皮颜色直接判断出这些植株是四倍体还是三倍体呢 请用遗传图解解释 并作简要说明 答案 1 黄色rrr 2 pbbbbpbbbb bb fbbbbbbb浅色f深色 简要说明 若四倍体西瓜 bbbb 自交 则子代为bbbb 所结西瓜果皮为浅色 若四倍体西瓜 bbbb 作母本 二倍体西瓜 bb 作父本 则子代为bbb 所结西瓜果皮为深色 所以四倍体植株上收获的种子发育成的植株所结的西瓜 深色果皮的为三倍体无子西瓜 浅色果皮的为四倍体西瓜 下列表示二倍体生物的基因型的是 a aaaabbbbb mmnndc abcded ab正确解答 选b m与m n与n是等位基因 分别位于一对同源染色体上 d位于x染色体上 y上没有其等位基因 所以mmnnd基因型可表示二倍体生物的基因型 常见错误 错选a或d项 错因分析 错选a或d项的原因具体分析如下 下列关于单倍体叙述正确的是 单倍体只含有一个染色体组 单倍体只含有一条染色体 单倍体是含有本物种配子染色体数的个体 单倍体只含有一对同源染色体 未经受精的配子发育成的个体是单倍体a b c d 正确解答 选b 单倍体是含有本物种配子染色体数的个体 未经受精的配子发育成的个体是单倍体 单倍体的染色体组数目与配子相同 常见错误 错选a项 错因分析 知识理解不到位 误认为单倍体只含有一个染色体组 单倍体是含有本物种配子染色体数的个体 二倍体生物的单倍体只含一个染色体组 但四倍体 六倍体 八倍体生物的单倍体含一个以上染色体组 同源四倍体的单倍体含有同源染色体 课题 低温诱导植物染色体数目的变化基础理论 1 正常进行有丝分裂的组织细胞 在分裂后期着丝点分裂后 子染色体在纺锤体作用下分别移向两极 进而平均分配到两个子细胞中去 2 低温可抑制纺锤体形成 阻止细胞分裂 导致细胞染色体数目加倍 图解如下 有关 低温诱导大蒜根尖细胞染色体加倍 的实验 正确的叙述是 a 可能出现三倍体细胞b 多倍体细胞形成的比例常达100 c 多倍体细胞形成过程无完整的细胞周期d 多倍体形成过程增加了非同源染色体重组的机会 典例剖析 解析 本题考查教材 低温诱导植物染色体数目的变化 的实验 意在考查对实验结果的分析能力 并非所有的细胞的染色体都被加倍 大蒜根尖细胞进行的是有丝分裂 有丝分裂过程中没有非同源染色体的重组 答案 c 一 单项选择题1 在显微镜的视野所观察到的变异类型是 a 基因重组b 基因突变c 染色体变异d a和b c 水平测试 2 下列关于染色体组的叙述 错误的是 a 没有同源染色体的存在b 因生物种类不同染色体的形状数量不同c 携带有该生物体的全部遗传信息d 所有生物生殖细胞中的全部染色体 d 3 萝卜的体细胞内有9对染色体 白菜的体细胞中也有9对染色体 现将萝卜和白菜杂交培养出能开花结子的新作物 这种作物至少应有染色体 a 72个b 36个c 18个d 9个 b 4 下列说法正确的是 a 体细胞只有一个染色体组的个体才是单倍体b 体细胞有二个染色体组的个体一定是二倍体c 八倍体小黑麦花粉离体培养成的个体是四倍体d 六倍体小麦的花粉离体培养成的个体不育 这是因为它是单倍体 d 5 用马铃薯的花药离体培养出的单倍体植株 可以正常的进行减数分裂 用显微镜可以观察到染色体两两配对 形成12个四分体 由此可推知产生该花药的马铃薯是 a 二倍体b 三倍体c 四倍体d 六倍体 c 二 多项选择题6 2012安徽师大附中摸底 下列有关变异的说法不正确的是 a 染色体dna的一个碱基缺失属于染色体结构变异b 染色体变异 基因突变均可以用光学显微镜直接观察c 同源染色体上非姐妹染色单体之间的交叉互换属于基因重组d 秋水仙素诱导多倍体形成的原因是促进染色单体分离使染色体增倍 abd 7 如图是果蝇细胞减数分裂图 下列说法错误的是 a 图 表示的细胞中有8条染色体 组成4个染色体组b 图 表示的细胞中没有同源染色体c a b c d染色体的组成各不相同d 图 可能是4个精细胞 也可能是1个卵细胞和三个极体 acd 8 基因突变和染色体变异的比较中 叙述正确的是 a 基因突变是在分子水平上的变异 染色体结构变异是在细胞水平上的变异b 基因突变只能通过基因检测 染色体结构变异可通过光学显微镜比较染色体进行检测c 基因突变不会导致基因数目改变 染色体结构变异会导致基因数目改变d 基因突变和染色体结构变异最终都会引起生物性状的改变 abc 一 选择题1 2012海南卷 玉米糯性与非糯性 甜粒与非甜粒为两对相对性状 一般情况下用纯合非糯非甜粒与糯性甜粒两种亲本进行杂交时 表现为非糯非甜粒 有4种表现型 其数量比为9 3 3 1 若重复该杂交实验时 偶然发现一个杂交组合 其仍表现为非糯非甜粒 但某一植株自交 产生的只有非糯非甜粒和糯性甜粒两种表现型 对这一杂交结果的解释 理论上最合理的是 a 发生了染色体易位 b 染色体组数目整倍增加 c 基因中碱基对发生了替换d 基因中碱基对发生了增减 a 素能提升 2 2013年深圳调研 实验表明 某些 21 三体综合征 患者体内超氧化物歧化酶 简称sod 的活性为正常人的1 5倍 该事实支持了下列哪一观点 a 正常人不含有控制sod的基因 b sod合成基因位于第21号染色体 c sod的活性与其基因数量无关 d 控制sod合成的基因位于线粒体 b 3 下图表示aabb的水稻单倍体育种过程 下列说法不正确的是 a 图示花粉育成的二倍体水稻的基因型为aabbb 单倍体育种比杂交育种时间短c aabb水稻经单倍体育种可育出两种二倍体水稻d 未经秋水仙素处理的试管苗长成的植株高度不育 答案 c 4 如图所示细胞为三倍体的是 b 5 下图 是果蝇体细胞示意图 图 是果蝇细胞中部分染色体在细胞分裂中的行为 请判断下列说法正确的是 a 图 果蝇细胞中的 中的一条染色体和x y组成一个染色体组b 若图 果蝇一个精原细胞产生的一个精细胞基因组成为bcxdxd 则其余的三个精子的基因型为bcyd bcyd bcxdxdc 图 所示的果蝇细胞中a a基因属于等位基因 位于同源染色体上d 图 中姐妹染色单体上出现基因a和a是由于基因突变或交叉互换的结果答案 d 6 下列说法正确的是 水稻 2n 24 一个染色体组有12条染色体 水稻单倍体基因组有13条染色体 普通小麦 6n 的花药离体培养后 长成的植株细胞中含三个染色体组 但其不是三倍体 用普通二倍体西瓜培育出四倍体西瓜 再用普通二倍体西瓜给四倍体西瓜授粉 则四倍体植株上会结出三倍体无子西瓜 马和驴杂交的后代骡是不育的二倍体 而雄蜂是可育的单倍体a b c d b 7 某个婴儿不能消化乳类 经检查发现他的乳糖酶分子有一个氨基酸改换而导致乳糖酶失活 发生这种现象的根本原因是 a 缺乏吸收某种氨基酸的能力b 不能摄取足够的乳糖酶c 乳糖酶基因有一个碱基替换了d 乳糖酶基因有一个碱基缺失了 c 8 人类次级精母细胞中 由同一个着丝点相连的两条姐妹染色单体上所携带的全部基因本应完全相同 但实际上却有不相同的 其原因最可能是 a 间期复制时发生了差错b 联会时染色单体间发生了交叉互换c 减数分裂时发生了基因突变或交叉互换d 减数分裂时发生了自由组合或交叉互换 c 9 双选 下列关于甲型h1n1流感病毒 rna病毒 的叙述正确的是 a 患者体内的甲型h1n1流感病毒通过分裂繁殖b 甲型h1n1流感病毒不能发生基因重组c 利用宿主细胞的酶完成基因复制和表达d 新型甲型h1n1流感病毒的产生可能是染色体变异导致的 bc 10 双选 如图所示 由已知染色体发生了 四种变异 则相关叙述正确的是 a 发生的变异中 只有 产生了新基因 n n b 依次发生的变异是染色体倒位 缺失 重复与基因突变c 所发生的变异均可在光学显微镜下观察到d 依次为染