2014年春高中生物第5章第2节染色体变异名师课件新人教版必修2

第2节染色体变异,一、染色体结构的变异1.染色体变异和基因突变的区别(连线)：,2.染色体结构的变异：(1)将下图序号填入下表图示栏的相应位置：,非同源染色体,(2)结果：染色体上的基因的_发生改变。大多数对生物体是_的，有的甚至会导致生物体死亡。,数目或排列顺序,不利,二、染色体数目的变异1.染色体组：(1)含义：细胞中的一组非同源染色体，它们在_上各不相同，携带着控制生物_的全部遗传信息。,形态和功能,生长、发育、遗传和变异,(2)写出如图中的染色体组：_或_,、X,、Y,2.二倍体和多倍体：(1)概念理解。,受精卵,两个,动物,高等植物,受精卵,三个或,三个以上,四倍体马铃薯,(2)多倍体的特点和诱导方法。特点：_粗壮，叶片、果实和种子都比较大，_等营养物质的含量都有所增加。人工诱导：a.方法：用_处理或_处理。b.处理对象：_的种子或_。c.原理：能够抑制_的形成，导致染色体不能移向细胞两极，从而引起细胞内_加倍。,茎秆,糖类和,蛋白质,秋水仙素,低温,萌发,幼苗,纺锤体,染色体数目,3.单倍体：(1)概念：体细胞中含有本物种_染色体数目的个体。(2)特点：植株长得_，而且高度_。,配子,弱小,不育,(3)应用单倍体育种。方法过程：优点：_。,离体,秋水仙素,单倍体,染色体数目,明显缩短育种年限,三、低温诱导植物染色体数目的变化,【思考辨析】1.判断正误：(1)猫叫综合征是人的第5号染色体数目减少引起的遗传病。()【分析】猫叫综合征是人的第5号染色体部分缺失引起的遗传病。,(2)基因突变和染色体结构变异中的缺失是一样的，都是碱基对的缺失。()【分析】基因突变中的缺失是指碱基对的缺失，而染色体结构变异中的缺失是指染色体中某一片段的缺失，会引起基因数目的变化。,(3)含有三个染色体组的个体就是三倍体。()【分析】由受精卵发育而来的，体细胞中含有三个染色体组的个体才是三倍体，若是由配子发育而来的个体则称为单倍体。,2.问题思考：(1)人工诱导多倍体时常用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，能否用秋水仙素处理成熟的叶或茎而获得多倍体植株？试解释原因。提示：不能。因为秋水仙素作用于正在分裂的细胞，能够抑制纺锤体的形成，而成熟的植物细胞一般不再分裂，所以不能形成多倍体植物。(2)为什么单倍体育种会缩短育种年限？提示：单倍体育种得到的植株每对染色体上的成对基因都是纯合的，自交产生的后代不会发生性状分离。,一、染色体结构变异的分析1.染色体的缺失、重复、倒位与基因突变的区别：,2.染色体易位和交叉互换的比较：,【警示钟】染色体结构变异的认识误区(1)染色体结构变异对生物体并不都是不利的，有的是中性的，极少数是有利的。(2)基因突变和染色体结构变异并不属于同一水平、层次上的变异，基因突变属于分子水平，而染色体结构变异属于细胞水平上的结构变异。,【学而后思】(1)若某种生物产生了新的一种表现型，这种表现型的改变是来自于基因突变还是染色体结构变异，如何区别？提示：将体细胞放在光学显微镜下观察染色体的结构，若发生了改变则为染色体结构变异，若没发生改变则为基因突变。(2)染色体结构的变异和基因突变均导致遗传物质发生改变，试分析这两种变异的本质相同吗。提示：不相同。染色体结构变异的本质是基因发生改变，而基因突变的本质是碱基对发生改变。,【典例训练1】(2013福建高考)某男子表现型正常，但其一条14号和一条21号染色体相互连接形成一条异常染色体，如图甲。减数分裂时异常染色体的联会如图乙，配对的三条染色体中，任意配对的两条染色体分离时，另一条染色体随机移向细胞任一极。下列叙述正确的是(),A.图甲所示的变异属于基因重组B.观察异常染色体应选择处于分裂间期的细胞C.如不考虑其他染色体，理论上该男子产生的精子类型有8种D.该男子与正常女子婚配能生育染色体组成正常的后代,【解题关键】准确快速解答本题需要弄清以下两点：(1)一条染色体的片段移接到另一条非同源染色体上属于染色体变异。(2)根据题干提供信息，画简图展示图乙细胞减数分裂后子细胞染色体组成。,【解析】选D。本题考查染色体变异及减数分裂等知识。A项，一条染色体的片段移接到另一条非同源染色体上属于染色体结构变异，故错误。B项，处于分裂间期的细胞中染色体呈染色质状态，观察异常的染色体应选择分裂中期的细胞，故错误。C项，将图乙中的染色体从左向右编号为1、2、3，不考虑其他染色体，如图所示。,在不考虑其他染色体的情况下，若1、2分离，3随机移向任一极，则精细胞中含染色体组成为1、3或2或2、3或1四种类型；若2、3分离，1随机移向任一极，精细胞中含染色体组成为1、2或3或1、3或2四种类型，因此精子类型理论上有6种，故错误。D项，根据C项的分析，该男子能够产生含有1、3(即分别含一条14号和一条21号)染色体组合的正常精子，因此可能生育正常染色体组成的后代。,【互动探究】(1)该男子的表现正常，则在体细胞中共有多少条染色体？提示：45条。(2)该男子与正常女子婚配后产生正常男孩的几率是多少？提示：1/12。,【变式备选1】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A。A图为基因突变，判断理由是原图中的Gg，Jj，即经过基因突变产生了等位基因；B图为倒位，判断理由是染色体上J与G位置颠倒；C图为缺失，判断理由是染色体上缺失了h与J；D图为易位，判断理由是染色体上的h、J片段移接到了非同源染色体上。,二、染色体组及个体倍性的分析1.染色体组的理解和判断：(1)对染色体组概念的理解。从本质上看，组成一个染色体组的所有染色体，互为非同源染色体，一个染色体组中不含同源染色体。从形式上看，一个染色体组中所有的染色体形态、大小和功能各不相同。从功能上看，一个染色体组含有控制生物生长、发育、遗传和变异的全部遗传信息。,(2)染色体组的判断。根据如图果蝇的染色体组成作出如下判断：,根据染色体形态判断：在图中任选一条染色体(性染色体除外)，如号染色体，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。果蝇中与号染色体相同的有两条，所以果蝇含有两个染色体组。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出现几次，则有几个染色体组，如图中A与a共出现两次，则果蝇含有两个染色体组。根据染色体的数目和染色体的形态来推算：染色体组数=染色体数/染色体形态数(性染色体X、Y除外)，如果蝇中有6条常染色体，共3种形态，所以果蝇含有两个染色体组。,2.二倍体、多倍体和单倍体的比较：,【警示钟】单倍体并不一定只含一个染色体组(1)二倍体生物形成的单倍体只含一个染色体组。(2)多倍体生物形成的单倍体中含有两个或两个以上染色体组。,【学而后思】(1)不含有同源染色体的一组染色体一定是一个染色体组吗？为什么？提示：不一定。一个染色体组必须是含有本物种生长、发育、遗传和变异的全部遗传信息。(2)单倍体都表现高度不育吗？为什么？提示：不一定。单倍体一般是高度不育的，由于减数分裂时联会紊乱，不能产生正常的配子，但存在特殊情况，如四倍体水稻的花药离体培养得到的单倍体是可育的。,命题角度1借助典型生物，考查染色体组的判断方法【典例训练2】(2013济宁高一检测)如图为雄果蝇染色体图，据图能得到的结论是(),其配子的染色体组是X、或Y、有丝分裂后期有4个染色体组，染色体有5种不同形态减数第二次分裂后期有2个染色体组，染色体有5种不同形态该生物进行基因测序应选择5条染色体A.B.C.D.,【解题关键】解答本题时需要据图找出一个染色体组内的染色体，基因测序时要考虑到X和Y染色体。,【解析】选C。果蝇体细胞中共有8条染色体，是由2个染色体组组成的，且每个染色体组中不含有同源染色体，即X、，Y、，所以染色体共有5种不同形态；有丝分裂后期染色体数目加倍，染色体组数也加倍，由于染色体的种类没有发生改变，染色体有5种不同形态；减数第二次分裂后期着丝点分开，移向细胞两极的染色体是相同的，所以有2个染色体组，有4种不同的形态；由于X与Y的不同，在对染色体进行测序时，应该测、X和Y5条染色体。,【互动探究】(1)若图中和染色体发生了部分片段的互换属于哪种变异？提示：染色体结构的变异。(2)图示所示个体在细胞分裂的哪个时期会含有两条Y染色体？提示：有丝分裂后期或减数第二次分裂后期着丝点分开时。,【变式备选2】根据下图所示的细胞图，判断下列说法不正确的是(),A.图D、G所示细胞中各含有一个染色体组B.图C、H所示细胞中各含有两个染色体组C.细胞中含有三个染色体组的是图A、B、GD.图E、F所示细胞中各含有四个染色体组,【解析】选C。判断图中染色体组的方法有如下两种：(1)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E图，每种形态的染色体有四条，所以含有四个染色体组。(2)在细胞内，含有几个同音字母，就是含有几个染色体组，如D图，同音字母仅有一个，所以该图只有一个染色体组。E、F图各含有四个染色体组；A、B图各含有三个染色体组；C、H图各含有两个染色体组；D、G图各含有一个染色体组。,命题角度2考查染色体组与个体倍性之间的关系【典例训练3】下列关于染色体组、单倍体和二倍体的叙述中，错误的是()A.一个染色体组中不含同源染色体B.由受精卵发育而来的个体，体细胞中含有两个染色体组的叫二倍体C.含一个染色体组的个体是单倍体，单倍体不一定含一个染色体组D.由六倍体普通小麦花药离体培育出来的个体就是三倍体,【解题关键】解答本题时要充分理解染色体组与个体倍性之间的辩证关系，同时结合个体倍性的决定因素进行分析。,【解析】选D。染色体组是由一组非同源染色体组成的；由受精卵发育而来的个体，体细胞中含有几个染色体组就是几倍体，而由配子发育而来的个体，体细胞中不管含有几个染色体组都是单倍体，所以由六倍体普通小麦花药离体培育出来的个体为单倍体。,【变式备选3】(2013临沂高一检测)下列有关单倍体的叙述中不正确的是()未经受精的卵细胞发育成的植物，一定是单倍体含有两个染色体组的生物体，一定不是单倍体生物的精子或卵细胞一定都是单倍体基因型是aaaBBBCcc的植株一定是单倍体基因型是Abcd的生物体一般是单倍体A.B.C.D.,【解析】选B。判断个体倍性时，首先要看个体的发育起点，若来自受精卵，有几个染色体组就是几倍体，当然来自受精卵的个体至少是二倍体，若发育起点是配子，则不管含有几个染色体组都是单倍体，所以含有两个染色体组的个体也有可能是单倍体；生物的精子或卵细胞不是个体，当然也不是单倍体；基因型是aaaBBBCcc的个体可能是单倍体，也可能是三倍体。,三、单倍体育种和多倍体育种1.单倍体育种以选育抗病高产(aaBB)品种为例：,2.多倍体育种培育无子西瓜为实例：(1)原理：,(2)实例无子西瓜的培育：,【警示钟】三倍体无子西瓜培育过程三点提醒(1)两次传粉目的不同：第一次传粉是为了得到三倍体种子，第二次传粉是为了提供生长素刺激子房发育成果实。(2)四倍体植株上结的西瓜，种皮、瓜瓤、瓜皮等部分的细胞中含有4个染色体组，仅有胚细胞中有3个染色体组。(3)三倍体西瓜进行减数分裂时，由于联会紊乱，不能形成正常的配子，所以不能产生种子。,【学而后思】(1)无子西瓜是由三倍体的种子发育而成的，三倍体种子来自于育种过程中哪一年的哪种植株上？提示：第一年的四倍体母本上。(2)不以二倍体西瓜为母本的原因是什么？提示：如果以二倍体西瓜作为母本，四倍体西瓜作为父本，也能得到三倍体种子，但这种三倍体种子结的西瓜，因珠被发育成厚硬的种皮，达不到“无子”的目的。,【典例训练4】(2013武汉高一检测)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小麦品种矮秆抗病小麦(ddEE)的示意图，有关此图叙述不正确的是(),A.图中进行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.实施过程依据的主要生物学原理是细胞分化D.过程的实施中通常用一定浓度的秋水仙素,【解题关键】解答本题时需要通过图示的流程判断育种方式，并根据不同个体的基因型和文字标注，对的含义作出明确的判断。,【解析】选C。图中表示的是单倍体育种的过程，其中的含义分别是杂交、减数分裂、花药离体培养、秋水仙素处理；其中杂交的目的是将位于不同亲本上的优良性状集中到同一个体上；减数分裂过程中存在非同源染色体的自由组合；花药离体培养过程的原理是细胞的全能性；诱导染色体加倍的常用方法是秋水仙素处理。,【互动探究】(1)图中过程的原理是什么？提示：基因重组。(2)图中过程还可以用什么方法处理？试解释原因。提示：低温处理。低温可以抑制纺锤体的形成，使染色体数目加倍。,【变式备选4】有关单倍体的叙述，不正确的是()A.体细胞内含有三个染色体组的个体可能是单倍体，也可能是三倍体B.单倍体幼苗细胞内没有同源染色体C.雄蜂是由卵细胞直接发育而来的，因此是单倍体D.由四倍体西瓜的花药直接培育成的植株是单倍体,【解析】选B。单倍体是由配子直接发育而来的，因此由四倍体西瓜的花药直接培育成的植株是单倍体，雄蜂也是单倍体；体细胞内含有三个染色体组的个体可能是三倍体，也可能是单倍体。如果单倍体是由四倍体植株的配子直接发育而来的，则幼苗细胞内含有同源染色体。,【备选要点】低温诱导植物染色体数目的变化实验1.实验原理：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。,2.实验中几种溶液的作用：(1)卡诺氏液：固定细胞的形态。(2)改良苯酚品红染液：细胞核染色，便于观察染色体的行为。(3)体积分数为15%的盐酸溶液：解离、使细胞分散开。(4)体积分数为95%的酒精溶液：洗去附着在根尖表面的卡诺氏液，避免固定液的残留对实验造成影响。,3.特别提醒：(1)低温的作用与秋水仙素的作用基本相似，与秋水仙素相比，低温条件容易创造和控制，成本低，对人体无害，易于操作。(2)可设置温度梯度分组进行培养，探究低温诱导植物染色体数目的变化。(3)染色体数目加倍后必须进行鉴定。,课题：关于染色体数目变异应用类题目【案例】下面是八倍体小黑麦培育过程(A、B、D、E各表示一个染色体组)，据图作答：,(1)普通小麦的配子中含有个染色体组，黑麦配子中含有个染色体组，杂交后代含个染色体组。(2)普通小麦和黑麦杂交后代不育的原因是_，可用处理将染色体加倍，加倍后含个染色体组，加倍后可育的原因是。,【审题抓准信息快速推断】,【答题规范答案警示失误】(1)314错答：普通小麦配子中有1个染色体组。错因：忽略题干信息A、B、D、E各表示一个染色体组，受思维定式影响，将普通小麦当作一般的二倍体。(2)无同源染色体秋水仙素8具同源染色体，能联会，正常产生配子答题要点：第二空回答“低温诱导”也可。,1.(基础理论辨析题)下列说法属于染色体结构变异的是()；属于染色体数目变异的是()A.在光学显微镜下可以观察到该类型的变异B.猫叫综合征的形成C.21三体综合征的形成D.非同源染色体间部分片段的交换E.将水稻的花粉培养成单倍体植株F.可以通过有性生殖传给后代,【解析】选A、B、D、F；A、C、E、F。染色体结构变异和染色体数目变异均可以在光学显微镜下观察到。猫叫综合征是人的第5号染色体部分缺失引起的遗传病；21三体综合征是人的第21号染色体数目多了一条所导致的遗传病；非同源染色体间部分片段的交换属于染色体结构变异中的易位；水稻花粉形成的单倍体细胞中染色体数目减少了一半；不管是染色体数目变异，还是染色体结构变异，都有可能通过有性生殖传给后代。,2.2013年5月30日，河北邯郸发现罕见人类染色体异常核型，为世界首报。46条染色体中有4条变异无法成对，经研究发现，X染色体上有一个片段“搬”到了1号染色体上，而3号染色体的一个片段，插入到13号染色体上。属于染色体结构变异的类型()A.缺失B.片段重复C.易位D.倒位【解析】选C。发生在非同源染色体之间的染色体片段的移接，属于易位。,3.(2013东营高一检测)下列变异中，属于染色体结构变异的是()A.果蝇第号染色体上的片段与第号染色体上的片段发生交换B.整个染色体组成倍增加或减少C.高茎豌豆因缺水缺肥而生长矮小D.同源染色体的非姐妹染色单体之间交叉互换,【解析】选A。果蝇第号染色体上的片段与第号染色体上的片段发生交换，属于非同源染色体之间的交换，是染色体结构变异中的易位。整个染色体组成倍增加或减少属于染色体数目的变异；因缺水缺肥引起的变异属于不可遗传变异；同源染色体之间片段的互换属于基因重组。,4.某二倍体生物正常体细胞的染色体数为8条，则图中表示含有一个染色体组的细胞是(),【解析】选C。二倍体生物中含有2个染色体组共8条染色体，所以每个染色体组中含有4条染色体，但同时染色体组是一组非同源染色体的组合，所以选项C正确。,5.(2013厦门高一检测)有关单倍体的叙述正确的是()A.二倍体植物的花粉是单倍体B.单倍体的细胞均不含同源染色体C.单倍体都是高度不育的D.单倍体育种可明显缩短育种年限,【解析】选D。二倍体的花粉是细胞不是个体，由它发育成的个体才是单倍体；四倍体西瓜的单倍体中含有同源染色体并且是可育的；单倍体所得的个体是纯合子，所以明显地缩短了育种年限。,6.将二倍体玉米的幼苗用秋水仙素处理，待其长成后用其花药进行离体培养得到了新的植株，下列有关新植株的叙述正确的一组是()可能是纯合子也有可能是杂合子植株矮小不育产生的配子中含一个染色体组能形成可育的配子体细胞内可以有同源染色体一定是二倍体一定是单倍体A.B.C.D.,【解析】选D