高考生物一轮复习 第七单元 生物的变异、育种和进化 第21讲 染色体变异课件.ppt

第21讲染色体变异 考情分析备考导航 考点一染色体结构变异的分析 知识梳理自主学习夯实基础 1 染色体结构变异的类型 如下图 属于染色体结构变异中的 例如 属于染色体结构变异中的 例如 分别属于染色体结构变异中的 2 结果 使排列在染色体上的基因的或发生改变 从而导致的变异 缺失 猫叫综合征 重复 果蝇棒状眼的形成 倒位 易位 数目 排列顺序 性状 深挖教材 1 细菌细胞内能发生染色体结构变异吗 为什么 提示 不能 细菌是原核生物 细胞内没有染色体 2 基因突变中碱基对的增添 缺失与染色体结构变异中的重复 缺失有何区别 提示 基因突变中碱基对的增添 缺失是基因内部结构的变化 该基因还存在 只是变为原来的等位基因 而染色体结构变异中的重复 缺失是某个基因或染色体片段重复出现或减少 基因突变中碱基对的增添 缺失属于分子水平的变化 在光学显微镜下观察不到 染色体结构变异中的重复 缺失属于细胞水平的变化 在光学显微镜下能观察到 重点透析剖析考点拓展深化 多角度类比基因突变 交叉互换和易位 清错破疑 1 全面分析分裂图像中基因的异常 假设该生物的体细胞染色体数2n 4 图甲发生的变异为基因突变和易位 因为甲图处于有丝分裂后期 1和2相同位点的基因应该完全一样 但图示a和a是等位关系 所以考虑基因突变和交叉互换 由于交叉互换只发生于减数分裂过程 故肯定是发生过基因突变 3和4相同位点的基因应该完全一样 但图示a和m是非等位关系 故一定是4号染色体与非同源染色体发生过片段交换 属于染色体结构变异中的易位 图乙发生的变异为基因突变或交叉互换 最可能是交叉互换 因为图乙处于减数第二次分裂后期 7和8相同位点的基因应该完全一样 但图示b和b是等位关系 所以考虑基因突变或交叉互换 由于交叉互换的频率较高 故最可能是交叉互换 2 在分裂图像中区别交叉互换和易位甲图中1和3不发生交叉互换 因为甲图是有丝分裂 甲图中4和5发生的交换不是交叉互换而是易位 因为4和5是非同源染色体 题组例练分类例练提炼方法 题组一 1 2016山东淄博期中 下列与变异有关的叙述中 正确的是 a 染色体结构变异可导致基因数目改变 在光学显微镜下看不见b 染色体中dna的脱氧核苷酸数量发生改变会导致染色体结构变异c 肺炎双球菌抗药性的变异来源有基因突变 基因重组和染色体变异三种类型d 若蝗虫的两个次级精母细胞中由一个着丝点相连的两条染色单体所携带的基因不完全相同 其原因最可能是发生过交叉互换 染色体结构变异的判断及与其他变异的区别 解析 染色体结构变异在光学显微镜下可见 染色体中单个或少数脱氧核苷酸数量发生改变有可能仅仅是会导致基因结构的改变从而引起基因突变 肺炎双球菌属于原核生物 没有染色体 因此只能发生基因突变 若两个次级精母细胞中由一个着丝点相连的两条染色单体所携带的基因不完全相同 其原因最可能是发生过交叉互换 因为交叉互换的概率高 d 2 2016河北石家庄月考 遗传学家在研究某植物减数分裂时 发现处于某一时期的细胞 仅研究两对染色体 大多数如图1所示 少数出现了如图2所示的 十字形 图像 注 图中每条染色体只表示了一条染色单体 下列有关说法不正确的是 a 图1细胞处于减 前期 产生配子的基因型有4种b 图2细胞表示染色体变异 属于结构变异中的易位c 基因b e产生的原因可能是在减数分裂过程中发生了基因突变d 若该植物配子中出现基因缺失时不能存活 不考虑交叉互换 则图2最终能产生4种配子 d 解析 图1的细胞正在联会 产生配子为abef abef abef abef 共4种 图2表示e与b交换了位置 由于e与b位于非同源染色体上 故为染色体结构变异中的易位 减数第一次分裂前的间期有dna的复制 若在dna复制过程中发生碱基对的替换 增添或缺失 会使基因b e分别突变为它们的等位基因b e 由于减数第一次分裂后期同源染色体分开 非同源染色体自由组合 所以图2细胞可产生4种配子 但出现基因缺失不能存活 因此产生2种配子 题组二 3 2016河南商丘期中 科学家以玉米为实验材料进行遗传实验 实验过程和结果如图所示 则f1中出现绿株的根本原因是 a 在产生配子过程中 等位基因分离b 射线处理导致配子中的染色体数目减少c 射线处理导致配子中染色体结构缺失d 射线处理导致控制茎颜色的基因发生突变 c 染色体结构变异在实践中的应用 解析 分析图可知 射线照射导致部分紫株配子带有pl的片段缺失 因为表现为基因缺失所以属于染色体结构变异 4 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 f1自交得到f2 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 a 解题关键 1 可判断显隐性及两对等位基因位置关系 2 不遵循自由组合定律 最可能的是非同源染色体间发生了易位 解析 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 设为a a b b 位于两对同源染色体上 遵循自由组合定律 偶然发现的这种情况不太可能是两对基因同时发生基因突变造成后代只有两种表现型 也不可能是染色体组数目成倍增加 因为基因加倍后仍控制这些性状 可能性最大的是f1中染色体发生了易位 a b基因整合到一条染色体上 a b基因整合到一条染色体上 c d项基因中碱基对的替换和增减都属于基因突变 考点二染色体数目变异的分析 知识梳理自主学习夯实基础 1 染色体组的概念 1 概念 细胞中的一组 在上各不相同 但又相互协调 共同控制生物的生长 发育 遗传和变异 携带有控制生物性状的基因 2 图中有个染色体组 用符号可以表示为 非同源染色体 形态和功能 全部 2 x或 y 深挖教材 若上图果蝇的某细胞在减数第一次分裂后期x和y没有分离 最终形成的精子中分到的是不是一个染色体组 提示 不是 2 二倍体 多倍体和单倍体 3 多倍体育种和单倍体育种 1 人工诱导多倍体的方法很多 如处理等 目前最常用而且有效的方法是用来处理 2 秋水仙素的作用机理是抑制的形成 导致 3 育种工作者常常采用的方法来获得单倍体植株 然后经过人工诱导使染色体加倍 重新恢复到正常植株的染色体数目 用这种方法获得的植株每对染色体上的基因都是纯合的 自交后代不会发生 该育种方法的优点是 深挖教材 单倍体育种过程中 为什么用秋水仙素处理单倍体植株幼苗的芽尖 提示 因为幼苗的芽尖进行有丝分裂并发育成植株的茎叶等地上部分 低温 秋水仙素 萌发的种子或幼苗 纺锤体 染色体不能移向 细胞两极 从而引起细胞内染色体数目加倍 花药离体培养 性状分离 能明显缩短育种年限 重点透析剖析考点拓展深化 1 染色体组数量的判断方法 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 如图所示的细胞中所含的染色体组数分别是 a为3个 b为2个 c为1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或相同基因 如图所示的细胞中 它们所含的染色体组数分别是 a为4个 b为2个 c为3个 d为1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 2 单倍体 二倍体和多倍体的判断方法 1 如果生物体由受精卵 或合子 发育而成 其体细胞中含有几个染色体组 该生物就称为几倍体 2 如果生物体是由生殖细胞 卵细胞或花粉直接发育而成 则无论体细胞中含有几个染色体组 都称为单倍体 深化拓展 1 单倍体都高度不育吗 自然界中几乎全部动物和过半数的高等植物都是二倍体 故绝大多数生物的单倍体高度不育 但有些类群如蜜蜂的雄蜂能产生精子 这是假减数分裂 减数第一次分裂只有细胞质分离 染色体不分离 的结果 假设某雄蜂的基因型为ab则其精子为ab 另外 少数生物如四倍体和八倍体的单倍体由于同源染色体是偶数因此可育 2 单倍体的体细胞中并不一定只有一个染色体组 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 3 单倍体育种与多倍体育种的比较 清错破疑 1 第二年用二倍体花粉刺激三倍体西瓜的柱头产生生长素以促进无子果实发育 而为什么说三倍体无子西瓜培育的原理是染色体数目变异 三倍体无子西瓜更重要的是强调三倍体的获得 而三倍体的获得必需先有四倍体母本的培育 由二倍体到四倍体西瓜的培育原理属于染色体数目变异 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 但操作对象不同 单倍体育种操作的对象是单倍体幼苗 通过组织培养得到纯合子植株 多倍体育种操作的对象是正常萌发的种子或幼苗 题组例练分类例练提炼方法 题组一 1 2015浙江嘉兴模拟 下列关于单倍体的叙述 正确的是 单倍体只有1个染色体组 单倍体只有1条染色体 单倍体是含有本物种配子染色体数目的个体 单倍体育种得到的个体仍然是单倍体 未经受精作用的配子发育成的个体一般是单倍体a b c d a 染色体数目变异的理解与判断 解析 单倍体是含有本物种配子染色体数目的个体 其染色体组数为本物种体细胞染色体组数的一半 可能含1个染色体组 也可能含多个染色体组 单倍体育种最终得到的是纯合子 不是单倍体植株本身 2 下列关于如图的说法正确的是 a 该细胞为次级精母细胞或极体b 该细胞子细胞中的染色体是一组非同源染色体c 若该生物的体细胞内有8 2n 8 条染色体 则该细胞内控制相同性状的染色体有两条d 若该生物的体细胞内有4 2n 4 条染色体 则该细胞中有2个染色体组 解析 该细胞所在的生物体内的染色体数目不确定 因此无法确定该细胞处于有丝分裂后期还是减数第二次分裂后期 该细胞子细胞中有同源染色体 若该生物的体细胞内有8条染色体 则该细胞处于减数第二次分裂后期 则该细胞内控制相同性状的染色体有两条 若该生物的体细胞内有4条染色体 则该细胞处于有丝分裂后期 染色体组有4个 c 单倍体 多倍体的判断方法 方法突破 题组二 3 2016广西桂林月考 如图为利用纯合高秆 d 抗病 e 小麦和纯合矮秆 d 染病 e 小麦快速培育纯合优良矮秆抗病小麦 ddee 品种的示意图 下列有关此图的叙述错误的是 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 过程中发生了非同源染色体的自由组合c 过程依据的主要生物学原理是细胞增殖d 过程中要用到一定浓度的秋水仙素溶液 解析 过程为杂交 目的是获得含不同优良性状的杂合子 过程为减数分裂产生配子的过程 该过程发生了同源染色体分离和非同源染色体自由组合 过程为花药离体培养 其依据的原理是细胞的全能性 过程实现染色体数目加倍 用一定浓度的秋水仙素溶液处理单倍体幼苗 c 染色体数目变异的应用 4 2015山东潍坊一模 为获得果实较大的四倍体葡萄 4n 76 将二倍体葡萄茎段经秋水仙素溶液处理后栽培 研究结果显示 植株中约40 的细胞的染色体被诱导加倍 这种植株含有2n细胞和4n细胞 称为 嵌合体 其自交后代有四倍体植株 下列叙述错误的是 a 嵌合体 产生的原因之一是细胞的分裂不同步b 嵌合体 可以产生含有38条染色体的配子c 嵌合体 不同的花之间传粉后可以产生三倍体子代d 嵌合体 根尖分生区的部分细胞含19条染色体 d 解析 嵌合体 植株含有2n细胞和4n细胞 前者染色体数目是38 后者染色体数目是76 根尖分生区细胞不进行减数分裂 不能产生含19条染色体的细胞 实验基础吃透原理掌握步骤 1 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 子染色体在纺锤丝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 2 实验步骤 3 实验结论低温能诱导植物染色体数目的变化 装片制作 解离 染色 制片 漂洗 透析实验积累技巧理解方法 1 待洋葱长出不定根时 为何要将整个装置放入冰箱内低温处理长达36小时 透析 低温诱导洋葱根尖时间过短 细胞无法完成一次细胞周期 进而可能观察不到染色体数目加倍的细胞 2 卡诺氏液和解离液的作用一样吗 透析 不一样 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 不再代谢也不再变化 解离液的作用主要是解离 即溶解细胞间的连接物质 将一团紧密的细胞解离成松散甚至单个细胞 便于观察 误差1 没有观察到染色体加倍的细胞原因分析 1 选材时离根尖较远 没有分生组织细胞 不分裂的细胞染色体不复制 不会出现染色体加倍情况 2 低温诱导的温度或时间不正确 染色体未加倍 3 观察时未移动装片 视野中没有染色体加倍的细胞 误差2 能观察到染色体加倍的细胞 但染色不清晰 且有重叠 原因分析 1 试剂使用不当 卡诺氏液 和 改良苯酚品红染液 应现配现用 效果好 解离液 应用质量分数为15 的盐酸和体积分数为95 的酒精混合液 1 1 且需解离3 5min 呈酥软程度 2 染色前未充分漂洗 漂洗是用清水漂洗约10min 误差分析 迁移应用知识迁移变式应用 用秋水仙素处理植物分生组织 能诱导细胞内染色体数目加倍 那么 用一定时间的低温 4 处理水培的洋葱根尖时 是否也能诱导细胞内染色体数目加倍 请就低温对细胞内染色体数目的影响是否与秋水仙素的影响相同这个问题进行实验探究 材料用具 长出根尖的洋葱 2n 16 若干 培养皿若干 清水 冰箱 2 的秋水仙素溶液 1 实验假设 假设依据 2 实验步骤 取3个洁净的培养皿 分别标号为1 2 3 将3组根尖分别制成装片后 在显微镜下观察和比较经过不同处理的根尖细胞内染色体数目 3 结果预测与结论 解析 该题以 秋水仙素诱导染色体数目加倍 引出要探究的课题 是从教材内容取材的 由实验目的可知 本实验应设立3个环境 常温下 低温下 秋水仙素处理 而这里最