导学教程高考生物一轮复习 第7单元 生物的变异、育种和进化 第2讲 染色体变异课件.ppt

第2讲染色体变异 考纲要求 1 染色体结构变异和数目变异 2 实验 低温诱导染色体加倍 1 染色体结构变异的类型 连线 考点1染色体结构的变异 解惑 基因突变 名义上是基因在变 其实是基因内部碱基在变 基因的数目和位置都未变 染色体变异 名义上是染色体在变 其实是染色体内部基因在变 基因的数目和位置都改变 基因的数目 排列顺序 正误判断 1 染色体片段的缺失和重复必然导致基因种类的变化 2 染色体片段的倒位和易位必然导致基因排列顺序的变化 3 若除草剂敏感型大豆经辐射获得抗性突变体 若为1条染色体的片段缺失所致 则该抗性基因一定为隐性基因 2014 浙江卷 提示若除草剂敏感型大豆为aa 1条染色体上a所在片段缺失 即表现出a的性状 4 突变体若为1对同源染色体相同位置的片段缺失所致 则再经诱变可恢复为敏感型 2014 浙江 提示染色体片段缺失不能在恢复为敏感型 5 下图为细胞内染色体状态示意图 这种染色体状态表示已发生染色体易位 提示基因重组 1 辨析生物变异类型 1 变异类型 缺失 重复 倒位 基因突变 2 可在显微镜下观察到的是 填字母 3 基因数目和排列顺序均未变化的是 4 实质 的改变 5 染色体结构变异与基因突变的区别 a b c d 基因数目 种类或排列顺序 多个基因 碱基对 染色体片段 基因中碱基对 基因数目 基因结构 2 列表比较不同变异类型的变化 实质和实例如下 3 据图示辨析易位与交叉互换 1 图1是 图2是 2 发生对象 图1发生于 之间 图2发生于 之间 3 变异类型 图1属于 图2属于 4 可在光学显微镜下观察到的是 观察不到的是 易位 交叉互换 非同源染色体 同源染色体的非姐妹染色单体 染色体结构变异 基因重组 图1 图2 易错警示 与三种可遗传变异有关的3个注意点 1 基因突变 基因重组 染色体变异都会引起遗传物质的改变 均可传给后代 2 基因突变是基因内部碱基对的改变 属于dna分子水平上的变化 染色体变异是染色体结构或数目的变异 属于细胞水平上的变化 3 染色体的某一个位点上基因的改变属于基因突变 这种改变在光学显微镜下是无法直接观察到的 而染色体上几个基因的改变属于染色体变异 这种改变可以用显微镜直接观察到 考向染色体结构变异与其他变异的判断1 2015 海南 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用光学显微镜观察 解析基因突变不会导致染色体结构变异 a错误 基因突变与染色体结构变异都有可能导致个体表现型改变 b错误 基因突变与染色体结构变异都导致碱基序列的改变 c正确 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 d错误 答案c 2 普通果蝇的第3号染色体上的三个基因 按猩红眼 桃色眼 三角翅脉的顺序排列 st p di 同时 这三个基因在另一种果蝇中的顺序是st di p 我们把这种染色体结构变异方式称为倒位 仅仅这一倒位的差异便构成了两个物种之间的差别 据此 下列说法正确的是a 倒位和发生在同源染色体之间的交叉互换一样 属于基因重组b 倒位后的染色体与其同源染色体完全不能发生联会 c 自然情况下 这两种果蝇之间不能产生可育子代d 由于倒位没有改变基因的种类 所以发生倒位的果蝇性状不变解析倒位发生在非同源染色体之间 属于染色体的结构变异 交叉互换发生在同源染色体之间 属于基因重组 倒位后的染色体与其同源染色体也可能发生联会 两种果蝇属于两个物种 它们之间存在生殖隔离 因此两种果蝇之间不能产生可育子代 倒位虽然没有改变基因的种类 但由于染色体上基因的排列顺序改变 往往导致果蝇性状改变 答案c 走出误区 利用4个 关于 区分三种变异 1 关于 互换 问题 同源染色体上的非姐妹染色单体之间的交叉互换 属于基因重组 非同源染色体之间的互换 属于染色体结构变异中的易位 2 关于 缺失 问题 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 3 关于变异的水平问题 基因突变 基因重组属于分子水平的变化 光学显微镜下观察不到 染色体变异属于亚细胞水平的变化 光学显微镜下可以观察到 4 关于变异的 质 和 量 问题 基因突变改变基因的质 不改变基因的量 基因重组不改变基因的质 一般也不改变基因的量 但转基因技术会改变基因的量 染色体变异不改变基因的质 但会改变基因的量或改变基因的排列顺序 3 2016 东营期中 下图 分别表示不同的变异类型 其中图 中的基因2由基因1变异而来 有关说法正确的是 a 图 都表示易位 发生在减数分裂的四分体时期b 图 中的变异属于染色体结构变异中的缺失c 图 中的变异属于染色体结构变异中的缺失或重复d 图中4种变异能够遗传的是 解析图 表示交叉互换 发生在减数分裂的四分体时期 图 表示易位 图 中的变异属于基因突变中的碱基对的缺失 图 中 若染色体3正常 则染色体4发生染色体结构变异中的缺失 若染色体4正常 则染色体3发生染色体结构变异中的重复 图中4种变异原因都是遗传物质的改变 都能够遗传 答案c 1 染色体数目变异 考点2染色体数目的变异 个别染色体数目 染色体组 配子 受精 染色体组 受精卵 三个 三个以上 2 单倍体和多倍体的特点及人工诱导方法 植株弱小 高度不育 花药离体 秋水仙素或低温 3 单倍体育种和多倍体育种 1 图中a和c的操作是 处理 其作用原理是 2 图中b过程是 3 单倍体育种的优点是 秋水仙素 抑制纺锤体的形成 花药离体培养 明显缩短育种年限 正误判断 1 低温可抑制染色体着丝点分裂 使子染色体不能分别移向两极 2 多倍体形成过程增加了非同源染色体重组的机会 3 一个染色体组内没有同源染色体 但却含有控制生长发育的全部遗传信息 4 染色体组中染色体数就是体细胞染色体数的一半 提示只对二倍体生物符合 5 单倍体一定不存在同源染色体 6 人工诱导多倍体的唯一方法是用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗 7 体细胞中含有两个染色体组的个体叫二倍体 8 三倍体植物不能由受精卵发育而来 9 染色体组非整倍性变化必然导致新基因的产生 1 染色体组的特点观察下图雄果蝇的染色体组成 概括染色体组的组成特点 1 从染色体来源看 一个染色体组中 2 从形态 大小和功能看 一个染色体组中所含的染色体 3 从所含的基因看 一个染色体组中含有控制本物种生物性状的 但不能重复 不含同源染色体 各不相同 一整套基因 2 染色体组数量的判断方法 1 根据细胞分裂图像进行识别判断 适用于二倍体 4 2 2 1 4 2 2 2 2 2 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 个 b为 个 c为 个 3 2 1 3 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 个 b为 个 c为 个 d为 个 4 2 3 1 4 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 3 单倍体 二倍体和多倍体的判断方式 1 如果生物体由 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 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 受精卵 或合子 生殖细胞 卵细胞或花粉 4 单倍体育种与多倍体育种的不同点观察下列两种育种图示 并对两种育种方式进行比较 1 a为 育种 b为 育种 2 比较两种育种方式 染色体组 单倍体 多倍体 减少 染色体组 增加 秋水仙素 秋水仙素 种子或幼苗 明显缩短育种年限 器官大 营养成分含量高 产量增加 技术 植物 延长 降低 易错警示 与单倍体 多倍体有关的3个易错点 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只一个染色体组 2 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 3 单倍体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 多倍体育种只用秋水仙素处理这一步骤 考向一染色体数目变异1 2016 衡阳质检 观察图中a h所示的细胞图 关于它们所含的染色体组数的叙述 正确的是 a 细胞中含有一个染色体组的是h图b 细胞中含有二个染色体组的是e g图c 细胞中含有三个染色体组的是a b图d 细胞中含有四个染色体组的是c f图解析有一个染色体组的是d g 有两个染色体组的是c h 有三个染色体组的是a b 有四个染色体组的是e f 答案c 2 2015 苏北模拟 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 每个染色体组含4条染色体 代表单倍体 答案b 技法提炼 染色体组数的判断 1 根据染色体形态判断染色体组数 细胞中任意一种染色体条数 2 根据基因型判断染色体组数 基因型中等位基因个数 3 根据染色体数和染色体形态数来推算染色体组的数目 染色体数 染色体形态数 考向二生物变异在育种上的应用3 2015 浙江 某自花且闭花授粉植物 抗病性和茎的高度是独立遗传的性状 抗病和感病由基因r和r控制 抗病为显性 茎的高度由两对独立遗传的基因 d d e e 控制 同时含有d和e表现为矮茎 只含有d或e表现为中茎 其他表现为高茎 现有感病矮茎和抗病高茎两品种的纯合种子 欲培育纯合的抗病矮茎品种 请回答 1 自然状态下该植物一般都是 合子 2 若采用诱变育种 在 射线处理时 需要处理大量种子 其原因是基因突变具有 和有害性这三个特点 3 若采用杂交育种 可通过将上述两个亲本杂交 在f2等分离世代中 抗病矮茎个体 再经连续自交等 手段 最后得到稳定遗传的抗病矮茎品种 据此推测 一般情况下 控制性状的基因数越多 其育种过程所需的 若只考虑茎的高度 亲本杂交所得的f1在自然状态下繁殖 则理论上 f2的表现型及比例为 4 若采用单倍体育种 该过程涉及的原理有 请用遗传图解表示其过程 说明 选育结果只需写出所选育品种的基因型 表现型及其比例 解析 1 杂合子连续自交 后代纯合子比例逐渐增加 杂合子比例逐渐减小 因此 自然状态下闭花授粉 连续自交 的植物一般都是纯合子 2 基因突变有多方向性 稀有性和有害性等特点 这决定了诱变育种需处理大量的材料 3 杂交育种一般通过杂交 选择 纯合化手段培育新品种 控制性状的基因数越多 通过自交进行纯合化的时间会越长 根据题干信息可知 两个亲本感病矮茎和抗病高茎的基因型分别为rrddee和rrddee 若只考虑茎的高度 杂交得到的f1的基因型为ddee 则f1自交后代f2有3种表现型 矮茎 中茎 高茎 其比例为9 d e 6 3d ee 3dde l lddee 4 单倍体育种的过程包括花药离体培养和染色体加倍两个过程 其中涉及基因重组 染色体畸变等原理 单倍体育种的遗传图解见答案 答案 1 纯 2 多方向性 不定向性 稀有性 低频性 3 选择纯合化年限越长矮茎 中茎 高茎 9 6 1 4 基因重组和染色体变异遗传图解如下 1 实验原理 步骤和现象 考点3实验 低温诱导植物染色体数目的变化 纺锤体 不能 洋葱 底部 冰箱 4 卡诺氏液 95 的酒精 漂洗 染色 制片 低 高 正常的二倍体 染色体数目发生改变 2 实验过程中 低温诱导时 应设 三种 以作对照 否则实验设计不严密 3 实验分析 1 低温诱导时控制的温度为 诱导时间为 2 制作装片的步骤与观察植物细胞有丝分裂相同 即 常温 低温4 0 4 36h 解离 漂洗 染色 制片 思考 1 除低温诱导外 还有哪些常用的诱导染色体数目加倍的方法 试简述其原理 提示除低温诱导外 生产上还常用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗来诱导染色体数目加倍 其原理是 当秋水仙素作用于正在分裂的细胞时 能够抑制纺锤体的形成 导致染色体不能移向两极 从而引起细胞内染色体数目加倍 2 若该实验不用洋葱而用干燥的蚕豆 如何来培养根尖 提示把50颗干燥的蚕豆种子浸在清水中一昼夜 使其吸胀萌发 然后放在盛有少量清水的培养皿中培养 1 选材的时候必须选用能够进行分裂的分生组织的原因是 不分裂的细胞染色体不复制 不会出现 的情况 2 比较下面试剂的使用和作用 染色体数目加倍 固定细胞 使染色体着色 3 与低温诱导植物染色体数目变化有关的注意点 1 显微镜下观察到的细胞是已被 的细胞 2 选材应选用能进行分裂的 否则不会出现染色体数目加倍的情况 使细胞分散开 解离 漂洗解离液 盐酸杀死 分生组织细胞 3 对低温诱导植物染色体数目变化的实验原理的理解关键信息 低温处理分生组织细胞 抑制纺锤体形成 染色体不能被拉向两极 不能形成两个子细胞 错误理解 将 抑制纺锤体形成 等同于 着丝点不分裂 将低温处理 分生组织细胞 等同于 任何细胞 考向实验原理 过程 结果及实验分析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 解析低温诱导染色体加倍实验的实验原理 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细胞解离 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 答案c 2 用质量分数为2 的秋水仙素处理植物分生组织5 6h 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 2n 16条 时 是否也能诱导细胞内染色体加倍呢 请对这个问题进行实验探究 1 针对以上的问题 你作出的假设是 你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 根据这个提示将你设计的实验组合以表格的形式列出来 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2 3mm 第二步 按照 的操作顺序对根尖进行处理 第三步 将洋葱根尖制成临时装片 在显微镜下用一个分裂期的细胞观察染色体加倍的动态变化过程 根据该同学的实验设计回答 该同学设计的实验步骤有一处明显的错误 请指出错误所在 并加以改正 4 解离所用的试剂是 其作用是 5 显微镜下观察到的细胞中染色体数可能为 解析 1 探究实验中 假设是由探究的问题决定的 该实验探究的问题是低温是否也能诱导细胞内染色体加倍 由此得出该探究实验的假设 根据低温能够影响酶的活性 或纺锤丝的形成 着丝点的分裂 而推断低温状态下细胞不能正常进行有丝分裂 所以提出 低温能诱导细胞内染色体数目加倍 的假设 2 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 3 通过观察细胞内染色体的数目并和不经过低温处理的正常根尖细胞内染色体数目进行比较 从而得出实验结论 制作装片的步骤是 解离 漂洗 染色 制片 由于在解离时已经杀死根尖细胞 所以不会再观察到细胞分裂的动态变化 4 解离液是用质量分数为15 的盐酸和体积分数为95 的酒精1 1混合而成 解离液可使细胞的原生质凝固不发生变化 固定细胞的分裂相 以尽可能保持原来的结构供观察 5 由于大部分细胞没有发生染色体加倍 其染色体数目仍为2n 16条 部分细胞进行正常的有丝分裂 并处于后期 其染色体数目加倍 为4n 32条 还有个别加倍后的细胞 进行有丝分裂 并处于后期 其细胞内染色体数目为8n 64条 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 或纺锤丝的形成 着丝点的分裂 使细胞不能正常进行有丝分裂 2 注 设计的表格要达到以下两个要求 至少做两个温度的对照 间隔相等的培养时间进行取样 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的数目解离漂洗染色细胞已被杀死 在第三步中不会再观察到染色体加倍的动态变化 4 质量分数为15 的盐酸和体积分数为95 的酒精1 1混合固定细胞的分裂相 以尽可能保持原来的结构供观察 5 2n 16 4n 32 8n 64 加倍后的细胞有丝分裂后期 1 2015 上海 下图显示一对表型正常的夫妇及其智障儿子细胞中的两对染色体 不考虑受精和胚胎发育过程中的任何情况下造成 造成儿子异常的根本原因是 真题集训 a 父亲染色体上的基因发生突变b 母亲染色体上的基因发生突变c 母亲染色体发生缺失d 母亲染色体发生易位 解析根据题意和图示分析可知 由于这对夫妇的表型正常而儿子智障 而父亲的 黑色 基因位于一对同源染色体上 母亲的 黑色 基因位于两对同源染色体上 儿子只含一个 黑色 基因 说明儿子智障与 黑色 基因的数量有关 而儿子细胞中的两对染色体只含一个 黑色 基因的原因是母亲产生的卵细胞中不含该基因 其根本原因是母亲染色体发生易位 由一对同源染色体上的两个 黑色 基因变成两对同源染色体上的两个 黑色 基因 答案d 2 2015 天津 低温诱导可使二倍体草鱼卵原细胞在减数第一次分裂时不形成纺锤体 从而产生染色体数目加倍的卵细胞 此卵细胞与精子结合发育成三倍体草鱼胚胎 上述过程中产生下列四种细胞 下图所示四种细胞的染色体行为 以二倍体草鱼体细胞含两对同源染色体为例 可出现的是 解析a项 该初级卵母细胞形成了纺锤体 与题意不符 b项 由图可以看出是减数第二次分裂后期 移向同一极的仍有同源染色体 与题意相符 c项 低温诱导染色体数目加倍后形成的卵细胞应含有两个染色体组 即4条染色体 而不是3条 d项 三倍体胚胎的体细胞中应含有3个染色体组 而图中只有两个 答案b 3 2015 江苏 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a项 根据题干信息可知 甲 乙是两种果蝇 甲 乙杂交产生的f1虽然合有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 b项 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 c项 染色体中某一片段倒位会改变基因的排列顺序 d项 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 4 2014