高中生物 第5章 基因突变及其他变异 第2节 染色体变异课件 新人教版必修2.ppt

第五章 基因突变及其他变异 第2节染色体变异 自主学习 一 染色体结构的变异1 类型 连线 1 倒位a 染色体的某一片段移接到 另一条非同源染色体上 2 易位b 染色体中增加某一片段 3 缺失c 染色体中某一片段位置颠倒 4 重复d 染色体中某一片段缺失 2 结果 导致排列在染色体上的基因的 发生改变 而导致 的变异 3 意义 大多数染色体结构变异对生物体是 的 有的甚至会导致生物体死亡 1 c 2 a 3 d 4 b 数目或排列顺序 性状 不利 个别染色体 染色体组 非同源 形态和功能 全部信息 x 或 y 精子 3 二倍体 多倍体 1 二倍体 由 发育而成 体细胞中含有 的个体 包括几乎全部的 和过半数的 2 多倍体 概念 由 发育而成 体细胞含 或 染色体组的个体 其中 体细胞中含有三个染色体组的叫做 含有四个染色体组的叫做 植株的特点a b 都比较大 c 等营养物质的含量有所增加 受精卵 两个染色体组 动物 高等植物 受精卵 三个 三个以上 三倍体 四倍体 茎秆粗壮 叶片 果实 种子 糖类和蛋白质 3 人工诱导多倍体 方法 目前最常用最有效的方法是用 处理 原理 当秋水仙素作用于正在分裂的细胞时 能够抑制 导致染色体不能 从而引起细胞内 加倍 秋水仙素 萌发的种子或幼苗 纺锤体的形成 移向细胞两极 染色体数目 配子 体细胞 本物种配子 弱小 高度不育 单倍体植株 单倍体植株 染色体数目 明显缩短育种年限 1 诱导染色体加倍时要处理萌发的种子或幼苗 为什么要处理萌发的种子 而不是休眠种子 提示 萌发的种子细胞分裂旺盛 秋水仙素能发挥作用 2 蜜蜂中的雄蜂是单倍体吗 提示 是 蜜蜂中的雄蜂是由未受精的卵细胞发育而来的 为单倍体 思考 1 一个染色体组中染色体数就是体细胞染色体数目的一半 提示 只对二倍体生物符合 2 体细胞中含两个染色体组的个体是二倍体 含有三个或三个以上染色体组的个体是多倍体 提示 也可能是单倍体 3 单倍体细胞中只含有一个染色体组 提示 直接由配子发育而来的 不管体细胞中含有几个染色体组都是单倍体 4 染色体片段的缺失和重复必然导致基因种类的变化 提示 只能导致基因数量减少和增加 判断题 新知解读 染色体结构的变异主要有以下4种类型 图解见教材5 5 5 6 1 缺失 是指一个正常染色体断裂后丢失了一个片段 常造成个体生活力下降以致死亡 不致死的缺失易引起不寻常的性状 如人的第5号染色体短臂缺失表现出猫叫综合征 知识点1染色体结构的变异 2 重复 是一条染色体的片断连接到同源的另一条染色体上 多出跟本身相同的某一段 重复片段过大时 个体也不能存活 3 倒位 是指染色体断裂后倒转180 重新接合起来 造成这段染色体上的基因位置顺序颠倒 从而产生新的表现型 4 易位 又叫转座 是指染色体断裂后在非同源染色体间接合 更换了位置 1 上述染色体结构的改变 都会使排列在染色体上的基因的数目 排列顺序及表达发生改变 从而导致性状变异 一般来说是不利的 有的甚至导致生物死亡 2 交叉互换与染色体易位的区别 知识贴士 如图甲是正常的两条同源染色体 则乙图所示是指染色体结构的 a 倒位b 缺失c 易位d 重复 解析 典题1 b 解析 题中给出的染色体上有a b c d e五个基因 a项中缺失了d e基因 b项中增添了f基因 c项中e d基因位置颠倒 上述三种情况分别为染色体结构变异中的缺失 易位和倒位 d项是基因突变或同源染色体的非姐妹染色单体发生了交叉互换 未发生染色体结构变异 d 知识点2染色体数目的变异 4 二倍体 多倍体和单倍体 6 实验 低温诱导植物染色体数目的变化 1 原理 用低温处理植物分生组织细胞 能够抑制纺锤体的形成 阻止染色体被拉向两极 细胞也就不能分裂成两个子细胞 于是 植物细胞染色体数目发生变化 1 判断生物是几倍体 既要看细胞内含有的染色体组数 还要考虑生物个体发育的起点 1 如果生物体是由受精卵发育而来的 则体细胞中含有几个染色体组就是几倍体 2 如果生物是由配子发育而来的 则无论体细胞中含有几个染色体组 都只能是单倍体 知识贴士 2 实验中几种溶液的作用 1 卡诺氏液 固定细胞的形态 2 改良苯酚品红溶液 细胞核染色 便于观察染色体的形态 除此之外 醋酸洋红或龙胆紫都是碱性染料 都可使染色体着色 3 15 的盐酸溶液 解离 使细胞分散开 4 95 的酒精 可用于洗去附着在根尖表面的卡诺氏液 还可与15 的盐酸溶液混合解离 分散细胞 3 本实验的其他问题 1 低温的作用与秋水仙素的作用基本相似 2 此实验可通过设置不同的温度来探究温度对植物染色体数目变化的影响 下列关于染色体组 单倍体和二倍体的叙述 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 体细胞中含有两个染色体组的个体叫二倍体c 单倍体生物体细胞中不一定含有一个染色体组d 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 解析 人工诱导多倍体的方法很多 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 染色体组是一组非同源染色体 单倍体生物体细胞中不一定含有一个染色体组 如四倍体的单倍体植株体细胞中含2个染色体组 典题2 d 变式训练2 将普通小麦的子房壁细胞进行离体培养 得到的植株是 a 单倍体b 二倍体c 三倍体d 六倍体 解析 子房壁是体细胞 进行离体培养 得到的植株细胞中的染色体组与普通小麦的体细胞相同 即该植株是六倍体 d 指点迷津 1 根据染色体形态判断 在细胞内任选一条染色体 细胞内与该染色体形态相同的染色体共有几条 则含有几个染色体组 如上图中甲细胞含有四个染色体组 2 根据基因型判断 在细胞或生物体的基因型中 控制同一性状的基因 控制1对相对性状的基因 出现几次 则含有几个染色体组 如上图中乙细胞含有四个染色体组 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 如上图中丙细胞中共有8条染色体 染色体形态数 形状 大小均不相同 为2 所以染色体组数为8 2 4 判断下图中a h所示的细胞中各含有几个染色体组 并根据要求分类 1 细胞中含有1个染色体组的是 图 2 细胞中含有2个染色体组的是 图 3 细胞中含有3个染色体组的是 图 4 细胞中含有4个染色体组的是 图 典题3 d g c h a b e f 解析 在细胞内形态相同的染色体有几条 就含有几个染色体组 如图e 每种形态的染色体含有4条 所以细胞中含4个染色体组 在细胞内 含有几个同音字母 不分大小写 就含有几个染色体组 如d图中 同音字母仅有1个 所以该图所示细胞中只有1个染色体组 由此可知 a b图所示细胞中含有3个染色体组 c h图所示细胞中含有2个染色体组 e f图所示细胞中含有4个染色体组 d g图所示细胞中含有1个染色体组 二 与生物变异有关的几个方法1 生物体倍性的判断方法 1 判断细胞的发育起点 起点是配子的一定是单倍体 由配子发育而成的个体 不论含有几个染色体组 都称为单倍体 单倍体的体细胞染色体组数一般为奇数 当其进行减数分裂形成配子时 由于同源染色体无法正常联会或联会紊乱 不能产生正常的配子 起点是受精卵的 再根据染色体组数目判断 含有几个染色体组就是几倍体 2 如果细胞内只含有一个染色体组 则是单倍体 2 可遗传的变异类型的判断方法 1 dna分子内的变异一看基因种类 即看染色体上的基因种类是否发生改变 若发生改变则为基因突变 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发生改变 但染色体上的基因位置发生改变 则为染色体结构变异中的易位或倒位 三看基因数目 若基因的种类和位置均未改变 但基因的数目发生改变 则为染色体结构变异中的重复或缺失 2 dna分子间的变异一看染色体数目 若染色体的数目发生改变 可根据染色体数目的变化情况 确定是整倍性变异还是非整倍性变异 二看基因位置 若染色体的数目和基因数目均未发生改变 但基因所处的染色体位于非同源染色体上 则应为染色体变异中的易位 三看基因数目 若染色体上的基因数目不变 则为减数分裂过程中同源染色体的非姐妹染色单体间交叉互换的结果 属于基因重组 3 可遗传的变异和不可遗传的变异的判断方法 1 两类变异的本质区别是遗传物质是否发生改变 若发生改变则能遗传给后代 由环境引起的性状改变 若遗传物质未发生改变 则不能遗传给后代 2 若为染色体变异 则可直接借助显微镜观察染色体形态 数目是否发生改变 3 与原来类型在相同环境中种植 观察变异性状是否消失 若不消失 则为可遗传的变异 反之 则为不可遗传的变异 4 自交 观察后代是否发生性状分离 2016 湖南怀化高三一模 下列关于染色体组 单倍体和多倍体的叙述 正确的是 a 卵细胞中含有的全部染色体称为一个染色体组b 某生物体细胞中含有三个染色体组 则该生物为三倍体c 含一个染色体组的个体是单倍体 单倍体含有的染色体组数都是奇数d 人工诱导多倍体形成常用的方法是低温诱导分生组织细胞和用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗 典题4 d 解析 二倍体生物卵细胞中含有的全部染色体称为一个染色体组 某生物体细胞中含有三个染色体组 也有可能是单倍体 单倍体含有的染色体组数可能是奇数 也可能是偶数 人工诱导多倍体常用的方法是低温诱导分生组织细胞和用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗 注意 单倍体不一定只含一个染色体组 可能含同源染色体 可能含等位基因 也可能可育并产生后代 三 与生物变异有关的几个易错点1 变换角度理解三种变异的实质若把基因视为染色体上的一个 点 染色体视为点所在的 线段 则基因突变为 点 的变化 点的质变 但量不变 基因重组为 点 的结合或交换 点的质与量均不变 染色体变异为 线段 发生结构或数目的变化 2 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结构变异 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 生物体不育的原因生物体不育的标志是不能产生正常的配子 能否产生正常配子的关键是看减数分裂过程中有没有同源染色体的联会 若体细胞中没有同源染色体 则该生物不育 如马和驴交配产生的骡子 若体细胞中有同源染色体但数目是奇数 则减数分裂时染色体联会紊乱 也不能产生正常的配子 如无子西瓜 没有同源染色体的生物个体 通过基因突变和基因重组不会出现同源染色体 但是若发生染色体数目加倍 则会出现同源染色体而导致可育 2015 江苏卷 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始材料 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 b项 根据题图 甲中l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 可遗传的变异如基因突变 基因重组和染色体变异都能为生物进化提供原始材料 典题5 d 核心素养 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 探究点探究实验中作出假设的方法 低温诱导染色体变异 案例 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 着丝点的分裂 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 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 作为鉴别低温是否能够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 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 方法警示 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 错因案例 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 技法提炼 1 探究实验中如何作出假设 假设的内容是由问题决定的 在作出假设前 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