高考生物一轮复习 第七单元 第2讲 染色体变异与育种课件.ppt

第2讲染色体变异与育种 考点突破题型透析 实验探究素能提升 考点二生物变异在育种上的应用 低温诱导植物染色体数目的变化 考纲原生态 备选素材 考纲原生态 1 染色体结构和数目变异 2 生物变异在育种上的应用 3 实验 低温诱导染色体加倍 考点一染色体结构和数目变异 知识梳理考能诊断 1 染色体结构的变异 1 类型 连线 考点一染色体结构和数目变异 知识梳理考能诊断 2 染色体数目的变异 1 类型 细胞内 的增加或减少 如21三体综合征 细胞内染色体数目以 的形式成倍地增加或减少 如多倍体 单倍体 数目 或排列顺序 个别染色体 染色体组 2 染色体组 概念 细胞中的一组 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 组成 如图为一雄果蝇的染色体组成 其染色体组可表示为 或 考点一染色体结构和数目变异 知识梳理考能诊断 非同源染色体 x y 3 二倍体 多倍体和单倍体的比较 考点一染色体结构和数目变异 知识梳理考能诊断 染色体组 配子 三个或三个以上 受精卵 单倍体 二倍体 多倍体的两个易混点 1 单倍体的体细胞中未必只有一个染色体组 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止一个染色体组 2 单倍体育种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 多倍体育种经过秋水仙素处理这一步骤 但不经过花药离体培养 知识梳理考能诊断 考点一染色体结构和数目变异 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 高考江苏卷 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 高考江苏卷 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 高考江苏卷 4 染色体组整倍性变化必然导致基因种类的增加 2011 高考海南卷 5 染色体片段的缺失和重复必然导致基因种类的变化 2011 高考海南卷 6 显微镜下可以看到低温诱导生物体的大多数染色体数目发生变化 2010 高考福建卷 知识梳理考能诊断 考点一染色体结构和数目变异 1 下图所示 由已知染色体发生了 四种变异 则相关叙述正确的是 a 的变异均未产生新基因b 的变异是染色体倒位 缺失 重复与基因突变c 的变异均可在光学显微镜下观察到d 依次为染色体结构变异中的缺失 重复 倒位 的变异应属基因突变 题组设计解题技法 解析 答案 题组一染色体结构变异与基因突变 交叉互换的辨析 d 基因突变是指dna分子中发生碱基对的替换 增添和缺失而引起的基因结构的改变 染色体结构变异是指染色体的部分片段发生增添 缺失 倒位 易位等变化 据图可知 依次为染色体结构变异中的缺失 重复 倒位 的变异应属基因突变 基因突变可以产生新基因 其变异不能在显微镜下观察到 2 2015 苏北四市调研 如下图所示 图1 图2表示某种生物的部分染色体发生变异的示意图 其中 和 和 互为同源染色体 则两图所示的变异 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 答案 图显 隐 题组设计解题技法 题组一染色体结构变异与基因突变 交叉互换的辨析 d 图1所示为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 图2所示为染色体结构变异中的易位 基因重组中基因的数目和排列顺序没有发生改变 生物的性状不一定发生改变 基因重组和染色体变异均可发生在减数分裂过程中 3 2012 江苏高考 某植株的一条染色体发生缺失突变 获得该缺失染色体的花粉不育 缺失染色体上具有红色显性基因b 正常染色体上具有白色隐性基因b 见下图 如以该植株为父本 测交后代中部分表现为红色性状 下列解释最合理的是 a 减数分裂时染色单体1或2上的基因b突变为bb 减数第二次分裂时姐妹染色单体3与4自由分离c 减数第二次分裂时非姐妹染色单体之间自由组合d 减数第一次分裂时非姐妹染色单体之间交叉互换 从题中信息可知 突变植株为父本 减数分裂产生的雄配子为和 后者花粉不育 正常情况下 测交后代表现型应都为白色性状 而题中已知测交后代中部分为红色性状 推知父本减数分裂过程中产生了含b基因的可育花粉 而产生这种花粉最可能的原因是减 前期同源染色体联会时非姐妹染色单体之间发生了交叉互换 故d最符合题意 解析 答案 图显 隐 题组设计解题技法 题组一染色体结构变异与基因突变 交叉互换的辨析 d 4 2012 高考海南卷 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 f1表现为非糯非甜粒 f2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f1仍表现为非糯非甜粒 但某一f1植株自交 产生的f2只有非糯非甜粒和糯性甜粒2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 本题考查染色体结构变异的知识 由纯合非糯非甜粒与糯性甜粒玉米杂交 f1表现为非糯非甜粒 f2有4种表现型 其数量比为9 3 3 1可知 玉米非糯对糯性为显性 非甜粒对甜粒为显性 且控制这两对相对性状的基因位于两对同源染色体上 遵循自由组合定律 f1的基因组成如图1 由在偶然发现的一个杂交组合中 某一f1植株自交后代只有非糯非甜粒和糯性甜粒2种表现型可知 控制两对相对性状的此两对等位基因不遵循自由组合定律 可能的原因是 控制该两对相对性状的基因所在染色体发生了染色体易位 其f1的基因组成如图2 故a选项较为合理 而b c d选项均不能对遗传现象作出合理的解释 解析 答案 图显 隐 题组设计解题技法 题组一染色体结构变异与基因突变 交叉互换的辨析 a 题组设计解题技法 1 易位 与 交叉互换 的区分 题组一染色体结构变异与基因突变 交叉互换的辨析 2 染色体结构变异与基因突变 基因重组的辨析 1 染色体结构变异与基因突变的判断 题组设计解题技法 题组一染色体结构变异与基因突变 交叉互换的辨析 题组设计解题技法 题组一染色体结构变异与基因突变 交叉互换的辨析 5 下图表示细胞中所含的染色体 下列叙述中不正确的是 a 甲代表的生物可能是二倍体 其每个染色体组含1条染色体b 乙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 丙代表的生物可能是二倍体 其每个染色体组含3条染色体d 丁代表的生物可能是单倍体 其每个染色体组含4条染色体 乙中形态相同的染色体有三条 即含有三个染色体组 因此乙代表的生物可能是三倍体 解析 答案 题组设计解题技法 题组二染色体数目变异的分析 b 6 二倍体生物如果某一对同源染色体多出一条染色体 则称之为 三体 三体在减数第一次分裂联会时 3条同源染色体中的任意2条随意配对联会正常分离 另1条同源染色体不能配对 随机地移向细胞的一极 某基因型为aabb的二倍体番茄 a a位于5号染色体 b b位于6号染色体 自交后代中出现一株基因型为aabbb的三体 如图所示 下列关于此三体的描述不正确的是 题组设计解题技法 题组二染色体数目变异的分析 答案 a a 可以确定该三体是其亲本减数第一次分裂时6号染色体出错 产生了abb基因型配子而形成的b 该三体减数分裂产生花粉的基因型为ab ab abb abb ab abb ab abb 共8种c 三体的出现丰富了生物的遗传多样性 但它还不是一个新的物种d 三体的形成属于染色体变异 可用显微镜观察其根尖细胞有丝分裂装片进行辨别 亲本为二倍体 子代中出现三体 可能是精子或卵细胞形成过程中减数第一次分裂或减数第二次分裂出错 产生了基因型为abb或abb或abb或abb的配子 三体不是一个新的物种 其形成属于染色体变异的染色体数目变异 解析 题组设计解题技法 题组二染色体数目变异的分析 7 2013 高考福建卷 某男子表现型正常 但其一条14号和一条21号染色体相互连接形成一条异常染色体 如图甲 减数分裂时异常染色体的联会如图乙 配对的三条染色体中 任意配对的两条染色体分离时 另一条染色体随机移向细胞任一极 下列叙述正确的是 a 图甲所示的变异属于基因重组b 观察异常染色体应选择处于分裂间期的细胞c 如不考虑其他染色体 理论上该男子产生的精子类型有8种d 该男子与正常女子婚配能生育染色体组成正常的后代 本题主要考查变异及减数分裂的相关知识 图甲所示的变异为染色体变异 自然状态下 基因重组只发生在减 四分体时期和减 后期 观察异常染色体应选择处于分裂中期的细胞 如不考虑其他染色体 理论上该男子可产生含14号和21号 含14号 21号 只含14号 含21号和14号 21号 只含21号 含14号和14号 21号共6种精子 由于该男子可以产生含正常染色体的配子 所以其与正常女子婚配能生育染色体组成正常的后代 故d项正确 解析 答案 题组设计解题技法 题组二染色体数目变异的分析 d 图显 隐 1 染色体组数的三种判断方法 1 根据 染色体形态 进行判定细胞内形态相同的染色体 同源染色体 有几条 则含有几个染色体组 如图甲所示细胞中形态相同的染色体有4条 则此细胞中有4个染色体组 每个染色体组含3条形态和功能各不相同的染色体 2 根据 基因型 进行判定在细胞或生物体的基因型中 控制同一性状的基因 同音字母 不分大小写 出现几次 则有几个染色体组 如图乙所示基因型为aaabbb的细胞含有3个染色体组 题组设计解题技法 题组二染色体数目变异的分析 3 根据 染色体的数目和染色体的形态数 来推算染色体组的数目 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 2 二看法 判断单倍体 二倍体与多倍体先看待判定个体是由受精卵发育而成的 还是由配子发育而成的 若待判定个体是由配子发育而成的 不论含有几个染色体组都是单倍体 单倍体是生物个体 而不是配子 所以精子 卵细胞属于配子 但不是单倍体 若待判定个体是由受精卵发育而成的 再看它含有几个染色体组 含有两个染色体组的是二倍体 含有三个或三个以上染色体组的就是多倍体 题组设计解题技法 题组二染色体数目变异的分析 8 如图甲表示某生物细胞中两条染色体及其上的部分基因 下列选项中 不是由染色体变异引起的是 图甲中的字母代表基因 a项中基因的缺失引起的变异为染色体结构变异中的缺失 b项中非同源染色体之间交换片段 为染色体结构变异中的易位 c项中基因的数目或顺序没有变化 而是产生了等位基因 故属于基因突变 b突变为b d项中的变异为染色体结构变异中的倒位 题组设计解题技法 解析 答案 题组三染色体变异的综合分析 c 9 某些类型的染色体结构和数目的变异 可通过对细胞有丝分裂中期或减数第一次分裂时期的观察来识别 a b c d为某些生物减数第一次分裂时期染色体变异的模式图 它们依次属于 a 三倍体 染色体片段增加 三体 染色体片段缺失b 三倍体 染色体片段缺失 三体 染色体片段增加c 三体 染色体片段增加 三倍体 染色体片段缺失d 染色体片段缺失 三体 染色体片段增加 三倍体 染色体数目的变异包括两种类型 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 a图属于前者变异类型 c图属于后者变异类型 染色体结构变异包括缺失 重复 倒位 易位 b图属于染色体片段的增加造成重复 d图属于染色体片段的缺失 解析 答案 题组设计解题技法 题组三染色体变异的综合分析 c 10 在细胞分裂过程中出现了甲 丁4种变异 甲图中英文字母表示染色体片段 下列有关叙述正确的是 a 甲 丁图都发生了染色体结构变异 增加了生物变异的多样性b 甲 乙 丁图中的变异类型都可以用显微镜观察检验c 甲 乙 丁图中的变异只会出现在有丝分裂中d 乙 丙图中的变异只会出现在减数分裂过程中 甲图属于倒位 乙图中一对姐妹染色单体形成的两条染色体移向细胞同一极 个别染色体数目增加 丙图表示一对同源染色体的非姐妹染色单体之间发生了交叉互换 属于基因重组 丁图表示两条非同源染色体之间发生交换 属于易位 a错误 甲 乙两图中的变化都可出现在有丝分裂和减数分裂过程中 c d错误 染色体变异可用显微镜观察 b正确 解析 答案 题组设计解题技法 题组三染色体变异的综合分析 b 三看法 判断可遗传变异的类型一看基因种类 即看染色体上的基因种类是否发生改变 若发生改变即为基因突变 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 应为染色体结构变异中的 易位 三看基因数目 若基因的种类和位置均未改变 但基因的数目改变则为染色体结构变异中的 重复 或 缺失 题组设计解题技法 题组三染色体变异的综合分析 考点二生物变异在育种上的应用 知识梳理考能诊断 1 单倍体育种和多倍体育种 1 图中 和 的操作是 处理 其作用原理是抑制 2 图中 过程是 3 单倍体育种的优点是 秋水仙素 纺锤体的形成 花药离体培养 明显缩短育种年限 2 杂交育种和诱变育种 1 杂交育种 含义 将两个或多个品种的优良性状通过 集中在一起 再经过选择和培育 获得新品种的方法 育种原理 方法 杂交 选种 自交 知识梳理考能诊断 考点二生物变异在育种上的应用 交配 基因重组 自交 2 诱变育种 概念 利用 或 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 原理 特点 可以提高 在较短时间内获得更多优良变异类型 应用 主要用于 育种和 育种 物理因素 化学因素 基因突变 基因突变 突变率 农作物 微生物 考点二生物变异在育种上的应用 知识梳理考能诊断 3 五种育种方法的比较 考点二生物变异在育种上的应用 知识梳理考能诊断 考点二生物变异在育种上的应用 知识梳理考能诊断 生物育种方法与过程的三个误区 1 不能区分花药离体培养与单倍体育种的关系 单倍体育种包括花药离体培养和秋水仙素处理两个过程 花药离体培养只得到单倍体 只有经过秋水仙素处理才能得到纯合植株 2 不明确杂交育种中纯合子的筛选方法 植物杂交育种一般用自交 动物杂交育种一般用测交 3 此类问题还常因不能准确选择育种方法而出现失误 如 最简捷 的方法是杂交育种 明显缩短育种年限的是单倍体育种 知识梳理考能诊断 考点二生物变异在育种上的应用 1 通过诱导多倍体的方法可克服远缘杂交不育 培育出作物新类型 2014 高考江苏卷 2 将含抗病基因的重组dna导入玉米细胞 经组织培养获得抗病植株 2013 高考新课标全国 卷 3 花药离体培养技术也能培育获得抗锈高产小麦新品种 2009 高考上海卷 知识梳理考能诊断 考点二生物变异在育种上的应用 1 作物育种技术是遗传学研究的重要内容之一 关于作物育种的叙述正确的是 a 培育高产 抗逆性强的杂交水稻属于诱变育种b 改良缺乏某种抗病性的水稻品种常采用单倍体育种c 培育无子西瓜过程中可用一定浓度的秋水仙素处理二倍体幼苗d 把两个小麦品种的优良性状结合在一起 常采用植物体细胞杂交技术 培育高产 抗逆性强的杂交水稻常采用的方法是杂交育种 培养b选项所述水稻品种常采用的方法是基因工程育种 把两个小麦品种的优良性状结合在一起常采用的方法是杂交育种 题组设计解题技法 解析 答案 题组变异在育种上的应用 c 2 2015 东北联考 下图为利用纯合高秆 d 抗病 e 水稻和纯合矮秆 d 染病 e 水稻快速培育优良品种矮秆抗病水稻 ddee 的示意图 下列有关此图的叙述正确的是 a 过程的主要目的是让控制不同优良性状的基因组合到一起b 过程中非同源染色体的自由组合发生在减数第一次分裂前期c 过程获得的植株为单倍体 单倍体就是指体细胞中含有一个染色体组的个体d 获得无子番茄所用原理与 过程相同 解析 答案 题组设计解题技法 从图中获取信息并理解育种的方式和原理是解题的关键 过程为杂交 该过程的主要目的是让不同优良性状的基因组合到一起 过程为减数分裂产生配子的过程 该过程中非同源染色体的自由组合发生在减数第一次分裂后期 单倍体是指体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体 不一定只有一个染色体组 过程用秋水仙素进行处理抑制纺锤体的形成 从而导致染色体数目加倍 无子番茄是在番茄雄蕊未成熟之前去雄 在雌蕊柱头上涂抹一定浓度的生长素类似物而形成的 a 题组变异在育种上的应用 3 2015 四川泸州诊断 假设a b为玉米的优良基因 现有aabb aabb两个品种 控制两对相对性状的基因位于两对同源染色体上 实验小组用不同方法进行了实验 见图 下列说法不正确的是 a 过程 育种方法运用的原理是基因突变 最大优点是能提高突变率 在短时间内获得更多的优良变异类型b 过程 使用的试剂是秋水仙素 它可作用于正在分裂的细胞 抑制纺锤体的形成c 过程 育种方法运用的原理是基因重组 基因型为aab 的类型经 后 子代中aabb所占比例是5 6d 过程 应用了单倍体育种的方法 最大的优点是明显缩短育种年限 解析 答案 题组设计解题技法 是诱变育种 是杂交育种 原理是基因重组 基因型为aab 的类型中aabb占1 3 aabb占2 3 经过自交后 子代中aabb所占比例是1 2 故c错误 c 题组变异在育种上的应用 图显 隐 题组设计解题技法 题组变异在育种上的应用 1 生物育种方法的选择 1 集中不同亲本的优良性状 杂交育种 选择具有不同优良性状的个体作为亲本 经过杂交 自交过程 在f2中选择 如果选取显性个体 还需要连续自交 2 集中优良性状 又缩短育种年限 单倍体育种 选择具有不同优良性状的个体作为亲本 经过杂交获得f1 取f1的花药进行离体培养 形成单倍体幼苗 再用秋水仙素处理 3 获得较大果实或大型植株或提高营养物质含量 多倍体育种 用秋水仙素或低温处理萌发的种子或幼苗 使染色体数目加倍而形成多倍体 4 提高变异频率 改良 或 改造 或直接改变现有性状 获得当前不存在的基因或性状 诱变育种 5 实现定向改变现有性状 基因工程育种 把目的基因导入受体细胞内 如果是动物方面的育种 需要导入受精卵 如果是植物方面的育种 可导入体细胞 再经过植物组织培养即可 2 单倍体育种与杂交育种的关系 题组设计解题技法 题组变异在育种上的应用 低温诱导植物染色体数目的变化 实验探究规范步骤 实验原理 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 低温可抑制纺锤体形成 阻止细胞分裂 导致细胞染色体数目加倍 实验流程 低温诱导植物染色体数目的变化 实验探究规范步骤 实验归纳 实验中各种液体的作用 1 卡诺氏液 固定细胞形态 2 体积分数为95 的酒精 冲洗附着在根尖表面的卡诺氏液 3 解离液 体积分数为15 的盐酸溶液和体积分数为95 的酒精以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 防止解离过度影响染色 5 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 低温诱导植物染色体数目的变化 实验探究规范步骤 1 下列关于低温诱导染色体加倍实验的叙述 正确的是 a 原理 低温抑制染色体着丝点分裂 使子染色体不能分别移向两极b 解离 盐酸酒精混合液和卡诺氏液都可以使洋葱根尖解离c 染色 改良苯酚品红溶液和醋酸洋红溶液都可以使染色体着色d 观察 显微镜下可以看到大多数细胞的染色体数目发生改变 低温诱导染色体加倍实验的实验原理是低温处理植物分生组织细胞 能够抑制纺锤体的形成 导致染色体不分离 从而产生染色体数目加倍的细胞核 卡诺氏液能固定细胞的形态 而盐酸酒精混合液可以使洋葱根尖解离 洋葱根尖装片中的细胞大部分处于有丝分裂间期 因此在显微镜下能观察到染色体数目发生改变的只是少数细胞 题组设计解题技法 解析 答案 题组一低温诱导植物染色体数目变化的实验分析 c 2 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 本实验过程中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 解析 答案 题组设计解题技法 题组一低温诱导植物染色体数目变化的实验分析 c 3 2014 高考山东卷节选 果蝇的灰体 e 对黑檀体 e 为显性 灰体纯合果蝇与黑檀体果蝇杂交 在后代群体中出现了一只黑檀体果蝇 出现该黑檀体果蝇的原因可能是亲本果蝇在产生配子过程中发生了基因突变或染色体片段缺失 现有基因型为ee ee和ee的果蝇可供选择 请完成下列实验步骤及结果预测 以探究其原因 注 一对同源染色体都缺失相同片段时胚胎致死 各型配子活力相同 实验步骤 用该黑檀体果蝇与基因型为 的果蝇杂交 获得f1 f1自由交配 观察 统计f2表现型及比例 结果预测 如果f2表现型及比例为 则为基因突变 如果f2表现型及比例为 则为染色体片段缺失 分析题中信息可推知后代群体中这只黑檀体果蝇的基因型为ee 基因突变 或 e 染色体片段缺失 由于选择隐性个体ee进行杂交实验 后代无性状分离 无法判断该个体的基因型 所以应选择基因型为ee或ee的个体与变异个体进行杂交 而选择ee个体进行杂交后代配子种类多 计算繁琐 最好选择基因型为ee的个体与变异个体杂交 解析 题组设计解题技法 题组二生物变异的实验探究 方法一 选择基因型为ee的个体与变异个体进行杂交 过程如下 解析 题组设计解题技法 题组二生物变异的实验探究 解析 题组设计解题技法 题组二生物变异的实验探究 解析 题组设计解题技法 题组二生物变异的实验探究 解析 题组设计解题技法 题组二生物变异的实验探究 解析 题组设计解题技法 题组二