高考生物一轮总复习 第5章 基因突变及其他变异 第2节 染色体变异课件 必修2.ppt

第2节 染色体变异 一 染色体变异的类型 数目或排列顺序 数量 缺失 重复 非同源 倒位 染色体组 二 染色体组数的判断 3 2 1 1 根据染色体形态判断 细胞内形态相同的染色体有几条 则含有几个染色体组 下图所示的细胞中所含的染色体组数分别是 a为 个 b为 个 c为 个 2 根据基因型判断 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基因或相同基因 下图所示的细胞中 它们所含的染色体组数分别是 a为 个 b为 个 c为 个 d为 个 3 根据染色体数与形态数的比值判断 染色体数与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 如玉米的体细胞中共有20条染色体 10种形态 则玉米含有2个染色体组 4 2 3 1 单倍体 秋水仙素 秋水仙素 缩短 大 三 单倍体育种与多倍体育种的比较 续表 判断正误 1 多数染色体结构变异可通过显微镜观察进行鉴别 而基 因突变则不能 2 体细胞中染色体组数为奇数的作物品种都是经花药离体 培养得来的 3 用秋水仙素处理单倍体植株后得到的一定是二倍体 4 低温处理与秋水仙素处理诱导染色体数目加倍的原理相 同 5 多倍体育种既可以用秋水仙素处理幼苗也可以处理刚萌 发的种子 答案 1 2 3 4 5 考点一 染色体结构变异 考点梳理 1 染色体结构变异的类型 续表 2 交叉互换与易位的区别 3 染色体结构变异与基因突变 基因重组的比较 1 染色体结构变异与基因突变的判断 2 缺失 问题 3 变异类型与细胞分裂的关系 高考探究 考向1 染色体结构变异的类型 典例1 2014年上海卷 下图显示了染色体及其部分基因 对 和 过程最恰当的表述分别是 a 交换 缺失b 倒位 缺失c 倒位 易位d 交换 易位 解析 过程中f与m位置相反 表示是染色体的倒位 过程只有f 没有m 但多出了一段原来没有的染色体片段 表示染色体的易位 答案 c 考向2 基因突变和染色体变异综合考查 典例2 2016年新课标 卷 基因突变和染色体变异是真核生物可遗传变异的两种来源 回答下列问题 1 基因突变和染色体变异所涉及的碱基对的数目不同 前者所涉及的数目比后者 2 在染色体数目变异中 既可发生以染色体组为单位的变异 也可发生以 为单位的变异 3 基因突变既可由显性基因突变为隐性基因 隐性突变 也可由隐性基因突变为显性基因 显性突变 若某种自花受粉植物的aa和aa植株分别发生隐性突变和显性突变 且在子一代中都得到了基因型为aa的个体 则最早在子 代中能观察到该显性突变的性状 最早在子 代中能观察到该隐性突变的性状 最早在子 代中能分离得到显性突变纯合体 最早在子 代中能分离得到隐性突变纯合体 解析 1 基因突变是指dna分子中发生的碱基替换 增添或缺失 而染色体变异往往会改变基因的数目和排列顺序 所以基因突变所涉及的碱基数目相对较少 2 在染色体数目变异中 既可发生以染色体组为单位的变异 也可发生以染色体为单位的变异 3 aa植株发生隐性突变后基因型变为aa 而aa植株发生显性突变后基因型也可变为aa 题目中已知在子一代中都得到了基因型为aa的个体 所以不论是显性突变还是隐性突变 在子一代中的基因型都有aa 该基因型个体表现显性性状 故最早可在子一代观察到该显性突变的性状 该种植物自花受粉 且子一代基因型为aa 则子二代的基因型有aa aa和aa三种 故最早在子二代中观察到该隐性突变的性状 aa 子二代虽然出现了显性突变纯合体 aa 但与基因型为aa的杂合体区分不开 都表现显性性状 需要再自交一代 若后代不发生性状分离 才可证明基因型为aa 故最早在子三代中分离得到显性突变纯合体 aa 只有隐性突变纯合体 aa 才表现隐性性状 所以该性状一旦出现 即可确定是纯合体 故最早在子二代中分离得到隐性突变纯合体 aa 答案 1 少 2 染色体 3 一 二 三 二 染色体结构变异 基因突变的判断 1 变异结果 产生新基因 基因突变 基因数目或排列顺序改变 染色体结构变异 2 变异实质 若干基因缺失 染色体变异若干碱基对缺失 基因突变 3 变异水平 分子水平变异 显微镜下不可见 基因突变细胞水平变异 显微镜下可见 染色体变异 考向预测 1 2017年北京西城一模 下图中染色体1 2为一对同源染色体 染色体1为正常染色体 精原细胞在减数分裂过程中发生了一次染色体片段的交换 形成了如图所示的染色体3 4 下列相关叙述不正确的是 a 染色体2发生的变异类型是倒位b 该精原细胞产生的配子类型有4种c 基因位罝的改变不会导致性状改变d 上述变异可为自然选择提供原材料 解析 由图与正常染色体1比较 染色体2中c d e所在片段的位置发生了颠倒 称为染色体倒位 a正确 精原细胞在减数分裂过程中染色体1 2发生了一次染色体片段的交换 形成了如图所示的染色体3 4 由于1 2为同源染色体 所以可推测在减数第一次分裂的四分体时期在同源染色体1 2的非姐妹染色单体之间发生了一次交叉互换 这样 经过互换 的四分体的四条染色单体变得各不相同 分别为 与染色体1的基因序列相同 与染色体2的基因序列相同 与染色体3的基因序列相同 与染色体4的基因序列相同 因此该精原细胞经减数分裂产生的配子类型有4种 b正确 基因位罝的改变有可能会导致性状改变 例如在减数第一次分裂的四分体时期同源染色体的非姐妹染色单体之间发生交叉互换 会导致基因位置改变 从而发生同源染色体上的非等位基因间的重新组合 进而导致生物不同性状的重新组合 最终使生物性状发生改变 c错误 染色体结构变异 基因重组都会引起可遗传的变异 为自然选择提供原材料 d正确 答案 c 2 2017年河南周口一模 如图表示果蝇体细胞内一条染色 体发生了变异 代表染色体 下列说法中正确的是 a 果蝇的缺刻翅是基因b丢失造成的b 和 构成一对同源染色体c 该变异能导致新基因的形成d 和 都能被龙胆紫溶液染色 解析 分析图形可知 果蝇的缺刻翅是染色体片段缺失造成的 缺失的染色体区段含基因b a错误 和 是同一条染色体发生缺失变化前后的情况 b错误 该变异属于染色体结构变异中的缺失 不能形成新基因 c错误 和 都是染色体 都能被龙胆紫溶液染成紫色 d正确 答案 d 3 下列关于基因突变和染色体结构变异的叙述 正确的是 a 基因突变都会导致染色体结构变异b 基因突变与染色体结构变异都导致个体表现型改变c 基因突变与染色体结构变异都导致碱基序列的改变d 基因突变与染色体结构变异通常都能用光学显微镜观察到 解析 基因突变不会导致染色体结构变异 基因突变不一定会导致个体表现型改变 基因突变与染色体结构变异都导致碱基序列的改变 基因突变在光学显微镜下是不可见的 染色体结构变异可用光学显微镜观察到 答案 c 4 甲 乙为两种果蝇 2n 下图为这两种果蝇的各一个染 色体组 下列叙述正确的是 a 甲 乙杂交产生的f1减数分裂都正常b 甲发生染色体交叉互换形成了乙c 甲 乙1号染色体上的基因排列顺序相同d 图示染色体结构变异可为生物进化提供原材料 解析 根据题干信息可知 甲 乙是两种果蝇 甲 乙杂交产生的f1虽然含有2个染色体组 但是因为来自甲 乙中的1号染色体不能正常联会配对 所以f1不能进行正常的减数分裂 根据题图 甲中1号染色体发生倒位形成了乙中的1号染色体 染色体中某一片段倒位会改变基因的排列顺序 可遗传变异如基因突变 基因重组和染色体变异都能为生物进化提供原材料 答案 d 考点二 染色体数目变异 考点梳理 1 个别染色体增加或减少 如21三体综合征 性染色体数目异常 2 染色体组增加或减少 1 染色体组 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 但携带着控制生物生长发育的全部遗传物质 即二倍体生物生殖细胞中所含的一组形状 大小 结构互不相同的染色体 2 染色体组概念辨析 从本质上看 全为非同源染色体 无同源染色体 从形式上看 所有染色体形态和大小各不相同 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 3 多倍体的产生原理 4 二倍体 多倍体 单倍体的比较 续表 关于单倍体与多倍体的三个易误点 1 单倍体的体细胞中并非只有一个染色体组 因为大部分的生物是二倍体 所以有时误认为单倍体的体细胞中只含有一个染色体组 多倍体的配子发育成的个体也是单倍体 其体细胞中含有的染色体组不止一个 2 单倍体育种与多倍体育种的操作对象不同 两种育种方式都出现了染色体加倍情况 单倍体育种操作对象是单倍体幼苗 若是二倍体生物的单倍体幼苗 通过植物组织培养 得到的植株是纯合子 多倍体育种的操作对象是正在萌发的种子或幼苗 3 单倍体并非都不育 二倍体的配子发育成的单倍体 表现为高度不育 多倍体的配子如含有偶数个染色体组 则发育成的单倍体含有同源染色体及等位基因 可育并能产生后代 二看法 判断单倍体 二倍体与多倍体 高考探究 考向 综合考查染色体变异的类型 典例3 2016年江苏扬州模拟 下列不属于染色体变异的是 a 人类第5号染色体短臂缺失引起的猫叫综合征b 同源染色体之间交换了对应部分引起的变异c 人类多一条第21号染色体引起的先天性愚型d 无子西瓜的培育 解析 a项属于染色体结构变异 c d项属于染色体数目变异 而在减数第一次分裂四分体时期 同源染色体之间交换了对应部分引起的变异属于基因重组 答案 b 考向预测 5 2016年湖北名校联考 下图为雄果蝇体细胞的染色体组 成 下列有关叙述不正确的是 a x或 y构成一个染色体组b 雄果蝇为二倍体c 染色体组中染色体形态各不相同d 若 染色体与 染色体上的基因发生互换应属交叉互换型基因重组 解析 果蝇体细胞中含有两个染色体组 属于二倍体 染色体属非同源染色体 其发生基因互换应属 易位 而非 基因重组 答案 d 6 2017年苏北四市一模 如图表示体细胞中所含的染色 体 下列叙述不正确的是 a 代表的生物可能是二倍体 其每个染色体组含4条染色体b 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 代表的生物可能是单倍体 其每个染色体组含2条染色体d 代表的生物是单倍体 其每个染色体组含4条染色体 解析 所示的细胞为2个染色体组 每个染色体组含4条染色体 若它是由受精卵发育而来的个体的体细胞 则代表二倍体 所示的细胞为3个染色体组 每个染色体组含2条染色体 若它是由受精卵发育而来的个体的体细胞 则代表三倍体 所示的细胞为4个染色体组 每个染色体组含2条染色体 若它是由生殖细胞发育而来的个体的体细胞 则代表单倍体 所示的细胞为1个染色体组 染色体组中含4条染色体 代表单倍体 答案 b 7 2016年安徽合肥高三质检 在某基因型为aa的二倍体水稻根尖中 发现一个如下图所示的细胞 图中 表示该细 胞中部分染色体 其他染色体均正常 以下分析合理的是 a a基因产生的原因可能是其亲代产生配子时发生了基因突变b 该细胞一定发生了染色体变异 一定没有发生基因自由组合c 该细胞产生的各项变异均可在光学显微镜下直接进行观察d 该细胞的变异均为可遗传变异 都可通过有性生殖传给后代 解析 由于该水稻正常的基因型为aa 根尖细胞中出现aa a的产生不是由于亲代产生配子时发生了基因突变 而是由于根尖分生区细胞在有丝分裂过程中发生了基因突变 a不正确 该细胞中 号染色体多了一条 肯定发生了染色体数目变异 但由于这是发生在根尖分生区细胞的有丝分裂过程中 不会出现基因自由组合 基因自由组合是在减数分裂过程中发生的 b正确 该细胞中发生的基因突变在光学显微镜下是观察不到的 染色体数目变异可以通过光学显微镜观察 c不正确 该细胞中的变异发生在体细胞中 不能通过有性生殖传给后代 d不正确 答案 b 考点三 染色体变异的应用 考点梳理 1 单倍体育种原理 染色体变异常用方法 花药离体培养举例 选育抗病高产 aabb 植株 2 多倍体育种 原理 染色体变异 常用方法 用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗举例 三倍体无子西瓜的培育 生物育种的注意点 1 单倍体育种包括花药离体培养和秋水仙素处理等过程 因此花药离体培养只是单倍体育种的一个步骤 2 植物果实发育的必需条件是生长素 正常情况下花粉 种子可刺激植物子房产生生长素 促使果实发育 也可人工提供生长素促使植物的不受精果实发育 如无子番茄的培育 3 低温 秋水仙素处理抑制了纺锤体的形成 使得分离后的染色体不能移到细胞的两极 从而使得染色体数目加倍 4 通过细胞融合也可获得多倍体 如两个二倍体细胞融 合 经组织培养得到的植株为四倍体 高考探究 考向1 单倍体育种 典例4 单倍体经一次秋水仙素处理 得到的植株 一定是二倍体 一定是多倍体 二倍体或多倍体 一定是杂合子 含两个染色体组的个体可能是纯合子 a b c d 解析 单倍体中不一定只含有一个染色体组 故秋水仙素处理后可得到二倍体或多倍体 可能是纯合子 也可能是杂合子 答案 c 考向2 多倍体育种 典例5 无子西瓜是由二倍体 2n 22 与同源四倍体杂交后形成的三倍体 回答下列问题 1 杂交时选用四倍体植株作母本 用二倍体植株作父本 取其花粉涂在四倍体植株的 上 授粉后套袋 四倍体植株上产生的雌配子含有 条染色体 该雌配子与二倍体植株上产生的雄配子结合 形成含有 条染色体的合子 2 上述杂交获得的种子可发育为三倍体植株 该植株会产生无子果实 该果实无子的原因是三倍体的细胞不能进行正常的 分裂 3 为了在短期内大量繁殖三倍体植株 理论上可以采用 的方法 解析 1 利用多倍体育种技术培育无子西瓜时 在二倍体西瓜的幼苗期 用秋水仙素处理得到四倍体植株 以其作母本 用二倍体植株作父本 进行杂交 把得到的种子种下去会长出三倍体植株 由于三倍体植物在减数分裂时联会紊乱 无法形成正常配子 所以在其开花后用二倍体的花粉涂抹其雌蕊或柱 头 即可利用花粉产生的生长素刺激子房发育成果实 由于没有受精 所以果实里没有种子 即为无子西瓜 四倍体植株由二倍体植株经染色体加倍而来 体细胞中含有22 2 44条染色体 减数分裂产生的雌配子所含的染色体数目为体细胞的一半 44 2 22 二倍体植株产生的雄配子含22 2 11条染色体 两者结合形成含有33条染色体的受精卵 2 三倍体植物体细胞中含有三个染色体组 减数分裂时会发生联会紊乱而无法形成正常的配子 3 利用植物组织培养技术可以快速 大量繁殖植物体 答案 1 雌蕊 或柱头 22 33 2 减数 3 组织培养 考向3 不同育种方法的比较 典例6 下图甲 乙表示水稻两个品种 两对相对性状独立遗传 表示培育水稻新品种的过程 下列说法正确的是 a 如果过程 中逐代自交 那么自交代数越多 纯合植 株的比例越高 b 与 过程的育种原理相同 过程表示单倍体育种c 育种过程 中需要进行筛选 筛选不会改变任何 一个基因的频率 d 经过 和 过程培育的品种和甲 乙品种基因型不同 但是仍然属于同一个物种 解析 由图可知 为杂交育种 为单倍体育种 为基因工程育种 为多倍体育种 为诱变育种 杂合子连续自交 随自交代数的增加 纯合子的比例逐代增加 诱变育种的原理是基因突变 基因工程育种的原理是基因重组 筛选过程中种群的基因频率发生改变 甲 乙品种为二倍体植物 经过 和 过程培育的品种为四倍体植物 二倍体植物与四倍体植物杂交后代是三倍体 由于三倍体植物不可育 因此二倍体与四倍体之间存在生殖隔离 为不同的物种 答案 a 生物育种中的两个易混点 1 混淆 最简便 与 最快 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 例如花粉培养成幼苗的技术就很复杂 2 不能正确掌握单倍体育种的过程 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 考向预测 8 下图展示了普通小麦 六倍体 的培育过程 据图判断下 列说法中正确的是 a 普通小麦的一个染色体组中含有14条染色体b 杂种f1和杂种f2同属一个新的物种 c 二粒小麦和普通小麦通过自交能产生种子 因此都是 可育的 d 图中染色体加倍只能通过秋水仙素处理萌发的种子来 实现 解析 普通小麦是六倍体 体细胞内含有42条染色体 每个染色体组中有7条不同的染色体 a不正确 杂种f1和杂种f2的遗传物质来自不同的物种 不属于同一个新的物种 b不正确 图中染色体加倍除可通过秋水仙素处理萌发的种子外 也可以通过处理幼苗来实现 d不正确 答案 c 9 2017年天津南开一模 下列有关 低温诱导植物染色体 数目的变化 实验条件及试剂使用的叙述 错误的是 低温 与 多倍体育种 中的 秋水仙素 作用机理相同 酒精 与在 检测生物组织中的脂肪 中的使用方法相同 卡诺氏液 与 探究酵母菌细胞呼吸方式 中 naoh 作用相同 改良苯酚品红染液 与 观察细胞有丝分裂 中 醋酸洋红液 使用目的相同 a b c d 解析 低温与 多倍体育种 中的 秋水仙素 作用机理相同 均是抑制纺锤体形成 酒精在 低温诱导植物染色体数目的变化 实验中用于冲洗根尖表面的卡诺氏液 在 检测生物组织中的脂肪 中用于洗去载玻片上多余的染液 用法不同 卡诺氏液在 低温诱导植物染色体数目的变化 实验中用于固定根尖细胞 探究酵母菌细胞呼吸方式 中 naoh 用于吸收空气中的二氧化碳 改良苯酚品红染液与 观察细胞有丝分裂 中 醋酸洋红液 使用目的相同 均是使染色体着色 答案 b 10 已知伞花山羊草是二倍体 二粒小麦是四倍体 普通小麦是六倍体 为了将伞花山羊草携带的抗叶锈病基因转入小麦 研究人员做了如下图所示的操作 下列有关叙述正确的是 a 秋水仙素处理杂种p获得异源多倍体 异源多倍体中没有同源染色体b 异源多倍体与普通小麦杂交产生的杂种q中一定含有抗叶锈病基因c 射线照射杂种r使抗叶锈病基因的染色体片段移接到小麦染色体上 属于基因重组d 杂种q与普通小麦杂交过程遵循孟德尔遗传定律 解析 秋水仙素处理获得的异源多倍体含有同源染色体 a项错误 由于等位基因分离 杂种q中不一定含有抗叶锈病基因 b项错误 杂种r中抗叶锈病基因所在染色体片段移接到小麦染色体上 属于染色体结构变异 c项错误 杂种q与普通小麦杂交过程遵循孟德尔遗传定律 d项正确 答案 d 11 现有3种 2 7 10号 三体水稻 即第2 7 10号同源染色体分别多出一条 三体水稻减数分裂一般产生两类配子 一类是n 1型 即配子含有两条该同源染色体 一类是n型 即配子含有该同源染色体中的一条 n 1型配子若为卵细胞可正常参与受精作用产生子代 若为花粉则不能参与受精作用 已知水稻抗病 b 对感病 b 为显性 现以纯合抗病普通水稻 bb 为父本 分别与上述3种三体且感病的水稻 母本 杂交 从f1中选出三体植株作为父本 分别与感病普通水稻 bb 进行杂交 得出的f2的表现型及数目见下表 请分析回答下列问题 1 若等位基因 b b 位于三体染色体上 则三体亲本的基因型是bbb f1三体的基因型为 其产生的花粉种类及比例为b b bb bb 1 2 2 1 f2的表现型及比例为 2 若等位基因 b b 不位于三体染色体上 则亲本三体的基因型为 f2的表现型及比例为 3 实验结果表明等位基因 b b 位于 号染色体上 解析 1 等位基因 b b 位于三体染色体上 bbb的三体亲本产生的配子有bb和b 与父本bb杂交 后代为bbb和bb 其中bbb为三体 bbb作为父本 则其产生的配子中bb和bb不能完成受精作用 与感病水稻bb杂交 f2的基因型及比例为bb bb 1 2 表现型及比例为抗病 感病 1 2 2 等位基因 b b 不位于三体染色体上 则对于抗病与感病这对相对性状来说 亲本三体的基因型为bb 与纯合抗病普通水稻bb杂交 f1的基因型为bb 三体bb作为父本与感病普通水稻bb杂交 f2中抗病 感病 1 1 3 结合 1 2 分析结果和表格中数据可知 该等位基因位于10号染色体上 答案 1 bbb抗病 感病