高中生物 2.3.3染色体变异及其应用课件 苏教版必修2 .ppt

第三节染色体变异及其应用 一 染色体结构的变异 连线相关内容 点拨 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 染色体数目的变异1 单倍体 二倍体和多倍体 1 单倍体 体细胞中含有 染色体数目的个体 2 二倍体 由 发育而来 体细胞中含有两个染色体组的个体 3 多倍体 由受精卵发育而来 体细胞中含有 染色体组的个体 2 特点 1 单倍体 高度不育 2 多倍体 茎秆粗壮 较大 含量高 本物种配子 三个或三个以上 植株弱小 叶片 果实 种子 营养物质 受精卵 3 人工诱导方法 1 单倍体 培养 2 多倍体 秋水仙素处理 处理植物分生组织细胞 点拨 高等植物体细胞染色体组数为奇数时 由于同源染色体联会紊乱 不能产生正常的配子 如三倍体香蕉 花药离体 萌发的种子或者幼苗 低温 三 低温诱导染色体加倍实验 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 2 方法步骤蚕豆根尖培养 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 纺锤体的形成 两个子细胞 染色体数目 制作装片 染色 染色体数目 思维判断 1 细菌的变异类型有基因突变 基因重组和染色体变异 分析 细菌没有染色体 不存在染色体变异 细菌不存在有性生殖 不存在基因重组 细菌惟一的可遗传变异形式是基因突变 2 单倍体一定不存在同源染色体 分析 单倍体不一定只含有一个染色体组 如四倍体马铃薯的单倍体含有两个染色体组 存在同源染色体 3 人工诱导多倍体的惟一方法是用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗 分析 人工诱导多倍体的方法有很多 最常用且最有效的方法是用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗 低温处理植物分生组织细胞也会产生多倍体 4 体细胞中含有两个染色体组的个体叫二倍体 分析 对于体细胞中含有两个染色体组的个体 如果由受精卵发育而来称为二倍体 如果由四倍体的配子发育而来则称为单倍体 染色体结构变异的四种类型 高考警示钟 对染色体结构变异的理解 1 染色体结构变异会引起基因的数目或排列顺序的改变 而不能改变基因的内部结构 2 染色体结构变异对生物往往是不利的 有时甚至导致生物个体死亡 典例训练1 2011 海南高考 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 解题指南 1 考查实质 染色体变异不改变基因种类 会改变基因的数量和基因在染色体上的排列顺序 2 解题关键 明确染色体变异与新基因的关系 解析 选d a项 染色体组整倍性变化会导致染色体数目变异 不会导致基因种类的增加 b项 染色体组非整倍性变化是染色体数目的变化 不会产生新的基因 c项 染色体片段的缺失和重复属于染色体变异 不一定导致基因种类的变化 d项 染色体的倒位和易位会导致基因排列顺序的变化 互动探究 1 染色体组整倍性增加对基因有什么影响 提示 基因结构不变 但数量增多 分析 基因在染色体上 染色体组增加 导致基因的数量增加 但基因内部结构不变化 2 染色体组整倍性减少对基因有什么影响 提示 基因结构不变 但数量减少 分析 基因在染色体上 染色体组减少 导致基因的数量减少 但基因结构不变 变式训练 2012 南京模拟 已知某物种一条染色体上依次排列着a b c d e五个基因 下面列出的若干种变化中可使基因内部结构发生改变的是 解析 选d 据图分析选项a b c分别为染色体变异中缺失 重复和易位造成的 没有新基因产生 而选项d中基因c的出现既可能是基因突变 也可能是交叉互换产生的 染色体数目变异1 染色体组和基因组的确定 1 染色体组 染色体组是指细胞中的一组非同源染色体 它们在形态和功能上各不相同 但是携带着控制一种生物生长发育 遗传和变异的全部遗传信息 要构成一个染色体组 应具备以下条件 一个染色体组中不含同源染色体 一个染色体组中所含的染色体形态 大小和功能各不相同 一个染色体组中含有控制生物性状的一整套基因 但不能重复 2 基因组 对于有性染色体的生物 二倍体 其基因组为常染色体 2 性染色体 对于无性染色体的生物 其基因组与染色体组相同 2 染色体变异在育种上的应用 1 培育三倍体西瓜 原理 染色体数目以染色体组的形式成倍增加 过程 二倍体西瓜幼苗 二倍体西瓜幼苗 三倍体植株 联会紊乱 三倍体无子西瓜中果实各部分染色体组数 2 培育抗病高产植株 原理 染色体数目以染色体组的形式成倍减少 再用秋水仙素处理 形成纯合子 实例 抗病高产植株 aabb 的选育过程选取符合要求的亲本进行杂交 获得子一代 选取子一代的花粉进行植物组织培养 形成单倍体幼苗 用秋水仙素或低温处理单倍体幼苗 就会获得纯合的正常植株 选取符合要求的个体就获得了所需的品种 图示如下 技巧点拨台 判断单倍体与二倍体 多倍体的三种方法 1 由受精卵发育而成的个体 含有几个染色体组 就叫几倍体 2 由配子发育而成的个体 不论含几个染色体组 都称为单倍体 如八倍体生物的单倍体含有4个染色体组 3 二倍体生物的配子中只含有一个染色体组 多倍体生物含有多个染色体组 典例训练2 图中 甲 乙表示水稻两个品种 a a和b b表示分别位于两对同源染色体上的两对等位基因 表示培育水稻新品种的过程 则下列说法错误的是 a 过程操作简便 原理是基因重组b 和 的变异都发生在有丝分裂间期c 过程常用的方法是花药离体培养d 过程与 过程的育种原理相同 解题指南 1 考查实质 杂交育种 单倍体育种 多倍体育种的原理 2 解题关键 1 明确图中各过程的育种原理 2 分析每个过程中染色体的数目是否发生变化 解析 选b 分析题图 过程和 过程为杂交育种过程 但培养目标不同 前者是为了获得aabb个体 后者是为了获得aabb个体 杂交育种操作简便 但培育周期长 过程是多倍体育种过程 其发生的染色体变异是由于秋水仙素抑制有丝分裂前期纺锤体的形成而产生的 表示单倍体育种过程 其中 过程常用的方法是花药离体培养 单倍体育种与多倍体育种的原理都是染色体变异 互动探究 1 过程最常用的方法是什么 提示 用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗 分析 秋水仙素有抑制纺锤体形成的作用 使细胞内染色体数目加倍 2 整个过程需要几年时间 提示 2年 分析 过程获得aabb 以种子形式存在 需要1年时间 第2年把种子种下去 取花粉进行离体培养形成单倍体 用秋水仙素处理单倍体幼苗 就会获得aabb 变式备选 2012 福州模拟 下列关于染色体组 单倍体 二倍体和多倍体的叙述中 不正确的是 a 一个染色体组中不含同源染色体b 由受精卵发育成的个体 体细胞含有两个染色体组的叫二倍体c 单倍体不一定含一个染色体组d 人工诱导多倍体惟一的方法是用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗 解析 选d 一个染色体组中不含同源染色体 受精卵发育成的个体有几个染色体组就是几倍体 由配子发育成的个体不管含有几个染色体组 均是单倍体 诱导多倍体的方法有用秋水仙素处理和低温处理 探究实验中作出假设的方法 低温能诱导染色体数目的加倍 案例 用浓度为2 的秋水仙素处理植物分生组织5 6小时 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 请设计实验探究这个问题 1 针对以上问题 作出的假设是 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 请根据这个提示列出设计实验的组合表格 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0 5cm 1cm 第二步 按照 步骤制作 第三步 显微镜观察 命题人透析 1 探究实验中如何作出假设 假设的内容是由问题决定的 在作假设时 首先要清楚探究的问题是什么 假设的提出与基本预测有很大的关系 如果基本预测是肯定的 假设就是肯定的假设 假设在实验之前没有正确与错误之分 只有可以检验的假设和无法检验的假设 探究实验中作出的假设应是可检验的假设 2 依据类比推理推导假设成立的依据 秋水仙素诱导染色体加倍的原理是破坏纺锤体的形成 但不影响着丝粒的分裂 因此导致染色体数目加倍 低温能影响酶的活性 纺锤体的形成需要酶的催化 因而纺锤体的形成受到影响 也会导致染色体的数目加倍 3 确定表格内项目的方法 设计表格时要注意题干中的要求是测量低温效应的时间 分别设置温度梯度和时间梯度两个实验变量 考虑到一般植物细胞周期的时间单位为小时 因此表格内培养时间应以小时为单位 为了保证实验的严谨性 应该设置一组常温下的对照 以排除环境因素的干扰 标准答案 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 或纺锤体的形成 着丝粒的分裂 使细胞不能正常进行有丝分裂 也可以提出其他假设 只要能够运用所学的生物知识进行合理的解释即可 2 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数目 或染色体计数 解离漂洗染色制片细胞有丝分裂装片 阅卷人点评 得分要点 1 合理即可得分 2 只要设计的表格达到以下两个要求 均可得分 a 至少设置两个温度的对照 常温和低温 b 间隔相等的培养时间进行取样 失分案例 1 假设不明确 如提出以下假设 低温是否能诱导染色体加倍 2 常见错误 时间单位不正确或未体现出时间梯度 低温设置不合理 3 第一空答为 染色体数目 这里忽略了时间和温度对染色体数目变异的影响 1 2012 宿迁模拟 如图表示某生物细胞中两条染色体及其部分基因 下列四种情况的产生不属于该细胞染色体结构变异的是 解析 选c 本题考查染色体结构变异的相关知识 染色体结构变异包括缺失 重复 易位 倒位4种类型 对比细胞中染色体上的基因与a b c d四项中的基因 a中缺失了基因bc b中基因bc由较长的染色体上转移到了较短的染色体上 属于易位 c中基因b发生突变形成b基因 d中基因abc的位置颠倒 属于倒位 22 如图为某高等植物卵细胞内染色体数目和染色体形态模式图 此植物胚细胞 叶肉细胞内染色体组和染色体数目分别是 a 12 8和36 24b 6 6和24 24c 8 8和24 24d 8 16和24 48 解析 选b 题图为该植物卵细胞内染色体数目和染色体形态模式图 大小 形状相同的染色体各有3条 则有3个染色体组 每个染色体组内有4条染色体 精子中的染色体组数和染色体数与卵细胞中相同 胚细胞和叶肉细胞都是由受精卵发育成的 则其数量如下表所示 3 2012 萍乡模拟 单倍体育种是植物育种手段之一 以下有关叙述正确的是 a 普通小麦的配子培养产生的植株是单倍体植株b 单倍体是具有一个染色体组的植物体c 可以利用花药培养的方法直接产生有活力 能正常结实的纯合子d 单倍体育种的方法可用来培育新的物种 解析 选a 由配子培养成的个体 无论含有多少个染色体组 均属于单倍体 所以单倍体不一定只含有一个染色体组 花药离体培养获得的单倍体高度不育 不能正常结果 单倍体育种手段培养成的个体与原有物种之间不会产生生殖隔离 不是新物种 4 一细胞有丝分裂过程中发生了如下变化 请分析 推测下列说法正确的是 多选 a 发生了染色体结构变异b 正常的着丝粒分裂 姐妹染色单体分离 没有发生变异c 一条染色体变成了两条染色体d dna分子数目没有发生变化 解析 选a c d a项和b项中 正常的着丝粒分裂 应该形成两条如图所示的染色体 图中的着丝粒异常分裂属于染色体结构变异 c项中 着丝粒分裂 染色体加倍 d项中 着丝粒分裂 dna分子数目不变 前后都是两个dna分子 5 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 实验方法低温诱导植物染色体数目的变化的实验设计思路 理论指导 1 实验原理通过低温处理植物 使根尖分生区的细胞分裂时纺锤体的形成受到抑制 以致染色体的着丝点分裂后 子染色体没有纺锤丝的牵引不能被拉向两极 细胞也不能分裂成两个子细胞 于是 植物细胞染色体数目加倍 如图 2 实验步骤培养根尖 低温诱导 固定根尖 制作装片 观察装片 典例分析 低温诱导植物染色体数目的变化 的实验设计思路如下 1 培养根尖 实验