导与练高考生物一轮复习第五章第2节染色体变异名师优质课件新人教版必修2

1、第节 染色体变异 课前导学课前导学 要点探究要点探究 课堂自测课堂自测 实验平台实验平台 1.染色体变异类型。 2.染色体组、二倍体、多倍体、单倍体的概念。 3.单倍体、多倍体的育种过程。 一、染色体变异分类 变异类型 具体变化(图解) 结果 举例 缺失缺失 重复 染色体结构变异 易位易位 染色体上的 基因的数目或排列顺序基因的数目或排列顺序 改变,从而导致性状变异 猫叫 综合征 倒位 染色体数 个别染色体的增加或减少 染色体组染色体组 成倍地增加或减少 目变异 大量基因增加或减少 ,性状改变幅度较大 三倍体 无子西瓜 二、染色体组的倍性增加 1.染色体组的概念:细胞中的一组非同源染色体,在形

2、态和功能上各不相同,携带着控制生物生长发育的全部遗传信息。 4.多倍体育种 (1)方法:用秋水仙素秋水仙素或低温处理萌发的种子或 幼苗。 (2)原理:秋水仙素或低温处理能够抑制纺锤体纺锤体的形成,导致染色体不能移向细胞两极,引起细胞内染色体数目染色体数目加倍。 三、染色体组的倍性减少 2.单倍体育种 (1)方法:花药离体培养。 (2)过程:花药单倍体植株 正常的纯合子 新品种 1.判断正误 (1)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。 ( ) (2)体细胞中含有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。( ) (3)三倍体水稻的花粉经离

3、体培养 ,可得到单倍体水稻,稻穗、米粒变小。( ) 2.(2012 河南郑州质检)下图表示某植株正常体细胞中染色体的组成,下列各项中,可能是该植物基因型的是( B B ) A.ABCd B.Aaaa D.AaaBbb C.AaBbCcDd 3.下列变异中,属于染色体结构变异的是( C C ) A.将人类胰岛素基因与大肠杆菌DNA 分子拼接重组DNA B.染色体中 DNA 的一个碱基缺失 C.果蝇第号染色体上某片段移接到第号染色体上 D.同源染色体的非姐妹染色单体之间交叉互换 4.在培育三倍体无子西瓜过程中,收获三倍体种子是 在( B B ) A.第一年、二倍体母本上 B.第一年、四倍体母本上

4、C.第二年、三倍体母本上 D.第二年、二倍体母本上 染色体结构变异 问题引领: 染色体结构变异中的易位与基因重组中的交叉互换一样吗? 说出染色体结构变异与基因突变的区别? 1.染色体结构变异中的易位与基因重组中交叉互换的比较 变异类型 范围 交换对象 易位 染色体结构染色体结构 变异 非同源染色体非同源染色体 之间 非等位非等位基因 交叉互换 基因重组基因重组 同源同源染色体内部非非 姐妹染色单体姐妹染色单体 之间 等位等位基因 图示 2.染色体结构变异与基因突变的区别 (1)变异范围不同 基因突变是在 DNADNA 分子分子水平上的变异,只涉及基因中一个或几个碱基碱基的改变,这种变化在光学显

5、微镜下观察不到。 染色体结构的变异是在染色体染色体水平上的变异,涉及染色体的某一片段片段的改变,这一片段可能含有若干个基因,这种变化在光学显微镜下可观察到。 (2)变异的方式不同 基因突变包括基因中碱基对的增添、缺失和替碱基对的增添、缺失和替换换;染色体结构变异包括染色体片段的缺失、染色体片段的缺失、 重重复、倒位和易位复、倒位和易位。它们的区别可用下图表示: (3)变异的结果不同 基因突变引起基因结构基因结构的改变,基因数目基因数目未变,生物的性状不一定改变。 染色体结构变异引起排列在染色体上的 基因基因的数目的数目和排列顺序排列顺序发生改变,生物的性状发生改变。 【命题视角】 常以图示的形

6、式呈现染色体结构变异的类型,并与人类遗传病结合在一起,综合考查知识运用、分析问题解决问题的能力。题型以选择题为主。 【典例 1】 (2012 台州模拟)下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( ) A. B. C. D. 思维导引思维导引: : 解析解析: :染色体结构变异指的是染色体某一片段的染色体结构变异指的是染色体某一片段的缺失、易位、倒位和重复缺失、易位、倒位和重复; ;是基因突变或是基因突变或是减数分裂四分体时期发生交叉互换所致。是减数分裂四分体时期发生交叉互换所致。 答案答案: :C C。 染色体数目变异 问题引领: 如何判断染

7、色体组数? 判断生物体是几倍体的依据是什么? 二倍体、多倍体、单倍体的区别是什么? 三倍体无子西瓜的培育原理是什么? 1.染色体组概念辨析 (1)从本质上看,全为非同源染色体,无同源染色体无同源染色体。 (2)从形态上看,所有染色体形态和大小各不相同形态和大小各不相同。 (3)从功能上看,携带着控制一种生物生长、发育、遗传和变异的全部全部遗传信息遗传信息。 (4)从物种类型上看,每种生物的染色体数目、大小、形态都与其他物种不同。 2.生物体是几倍体的判断 3.染色体变异原理的应用 (1)培育三倍体无子西瓜 原理:染色体数目以染色体组染色体组的形式成倍增加。 过程 (2)培育抗病高产植株(单倍体

8、育种) 原理:染色体数目以染色体组的形式成倍减少,再用 秋水仙素秋水仙素处理,形成纯合子。 实例:抗病高产植株(aaBB)的选育 【命题视角】 主要考查染色体组、单倍体、二倍体、多倍体的概念及其判断,并与生产实践中的作物育种联系起来考查单倍体育种、 多倍体育种的方法及优点。 题型选择题、非选择题均有。 【典例 2】 (2012 合肥模拟 )下列是对 ah 所示的细胞图中各含有几个染色体组的叙述,正确的是( ) A.细胞中含有一个染色体组的是 h 图 B.细胞中含有两个染色体组的是 g、e 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 f、c 图 思维导引思维导

9、引: : 解析解析: :此题主要考查染色体组的概念及染色体组数目此题主要考查染色体组的概念及染色体组数目的识别。形态、大小各不相同的染色体组成一个染色的识别。形态、大小各不相同的染色体组成一个染色体组。如图体组。如图 e,e,每种染色体含有每种染色体含有 4 4 个个, ,所以含有四个染所以含有四个染色体组色体组,d,d 图中图中, ,同音字母仅有一个同音字母仅有一个, ,所以该图只有一所以该图只有一个染色体组。个染色体组。 由此由此, ,我们可知我们可知:a:a、 b b 图含有三个染色体图含有三个染色体组组,c,c、h h 图含有两个染色体组图含有两个染色体组,g,g 图含有一个染色体图含

10、有一个染色体组组,f,f 图含有四个染色体组。图含有四个染色体组。 答案答案: :C C。 染色体组数目的判断方法染色体组数目的判断方法 (1)(1)根据细胞中染色体形态判断根据细胞中染色体形态判断 在细胞内任选一条染色体在细胞内任选一条染色体, ,细胞内与该染色体形态相同细胞内与该染色体形态相同的染色体共有几条的染色体共有几条, ,则含有几个染色体组则含有几个染色体组, ,如图所示如图所示: : (2)(2)根据基因型根据基因型: :由于相同的基因或等位基因由于相同的基因或等位基因( (控制同一性状控制同一性状的基因的基因) )位于形态相同的染色体上位于形态相同的染色体上( (或同源染色体上

11、或同源染色体上),),所以所以在细胞和生物体的基因型中在细胞和生物体的基因型中, ,相同的基因或等位基因出现几相同的基因或等位基因出现几次次, ,则有几个染色体组。例如则有几个染色体组。例如, ,基因型为基因型为AaBbAaBb 的细胞有两个的细胞有两个染色体组染色体组; ;基因型为基因型为AaaBbbAaaBbb的细胞有三个染色体组的细胞有三个染色体组; ;同理同理, ,基基因型为因型为 AAaaBBBbAAaaBBBb的细胞有四个染色体组。的细胞有四个染色体组。 (3)(3)根据染色体的数目和染色体的形态数来推算。根据染色体的数目和染色体的形态数来推算。 染色体组的数目染色体组的数目= =

12、染色体数染色体数/ /染色体形态数。染色体形态数。 如果蝇体细胞中如果蝇体细胞中有有 8 8 条染色体条染色体, ,分为分为 4 4 种形态种形态, ,则染色体组的数目为则染色体组的数目为2 2 个。个。 【典例 3】 (2012 年海南生物)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

13、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。 解析解析: :本题以三倍体无子西瓜的培育过程为信息载体本题以三倍体无子西瓜的培育过程为信息载体 , ,考查了考查了多倍体育种的方法。多倍体育种的方法。(1)(1)在三倍体无子西瓜培育过程中在三倍体无子西瓜培育过程中 , ,以四以四倍体植株为母本倍体植株为母本, ,授以二倍体植株花粉授以二倍体植株花粉, ,可获得三倍体西瓜种可获得三倍体西瓜种子子( (胚胚) )。四倍体植株上产生的雌配子含有。四倍体植株上产生的雌配子含有 2222 条染色体条染色体, ,二倍二倍体产生的雄配

14、子含体产生的雄配子含 1111 条染色体条染色体, ,则合子中含有三个染色体则合子中含有三个染色体组组,33,33 条染色体。条染色体。(2)(2)三倍体西瓜无子的原因是三倍体西瓜无子的原因是 : :三倍体的细三倍体的细胞含有三个染色体组胞含有三个染色体组, ,在减数分裂时在减数分裂时, ,染色体联会紊乱染色体联会紊乱, ,不能不能产生正常的生殖细胞。产生正常的生殖细胞。 (3)(3)由于三倍体植株不能进行有性繁殖由于三倍体植株不能进行有性繁殖, ,故可采用组织培养等无性生殖方式繁殖。故可采用组织培养等无性生殖方式繁殖。 答案答案: :(1)(1)雌蕊雌蕊( (或柱头或柱头) ) 22 22

15、3333 (2)(2)减数减数 (3)(3)组织培养组织培养( (其他合理答案也可其他合理答案也可) ) 实验:低温诱导植物染色体数目的变化 1.实验原理 用低温处理植物分生组织细胞,能够抑制纺锤体纺锤体的形成,以致影响染色体被拉向两极,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.方法步骤 装片制作:解离漂洗染色制片 3.实验结论:低温能诱导植物染色体数目变化。 1.1.影响染色体数目加倍的因素影响染色体数目加倍的因素秋水秋水仙素或低温仙素或低温; ; 2.2.常用实验材料常用实验材料根尖根尖; ; 3.3.方法思路方法思路借助有丝分裂实验进行操作观察借助有丝分裂实验进行

16、操作观察; ; 4.4.重要工具重要工具显微镜显微镜; ; 5.5.描述指标描述指标发生染色体数目变异的细胞数目发生染色体数目变异的细胞数目或比例或比例; ; 6.6.注意问题注意问题设置对照。设置对照。 通过显微镜观察低温诱导后的洋葱根尖时通过显微镜观察低温诱导后的洋葱根尖时, ,只只能观察到染色体数目的增加能观察到染色体数目的增加, ,而增加的具体数而增加的具体数目不容易确定目不容易确定; ;再者不是视野中的全部细胞都再者不是视野中的全部细胞都能发生染色体数目变化。能发生染色体数目变化。 【命题设计】 四倍体大蒜的产量比二倍体大蒜高许多,为探究诱导大蒜染色体数目加倍的最佳低温,特设计如下实

17、验。 (1)实验主要材料:大蒜、培养皿、恒温箱、卡诺氏液、体积分数为 95%的酒精溶液、 显微镜、 改良苯酚品红染液等。 (2)实验步骤 取五个培养皿,编号并分别加入纱布和适量的水。 将培养皿分别放入-4 、0 、 、 、 的恒温箱中 1 h。 。 分别取根尖 cm,放入 中固定 0.51 h,然后用 冲洗 2 次。 制作装片:解离 制片。 低倍镜检测, ,并记录结果。 (3)实验结果:染色体数目加倍率最高的一组为最佳低温。 (4)实验分析 设置实验步骤的目的: 。 对染色体染色还可以用 、 等。 除低温外, 也可以诱导染色体数目加倍,原理是 。 解析解析: :本实验目的是探究诱导大蒜染色体数

18、目加倍的最佳低温本实验目的是探究诱导大蒜染色体数目加倍的最佳低温 , ,所所以温度应设置为变量以温度应设置为变量, ,不同温度处理是为了进行相互对照不同温度处理是为了进行相互对照 , ,恒温处恒温处理理 1 1 h h 是为了在是为了在 DNADNA 复制时尽可能使细胞处于设定温度中复制时尽可能使细胞处于设定温度中 , ,以排除以排除其他温度的干扰。但低温并不可能使所有细胞染色体数目加倍其他温度的干扰。但低温并不可能使所有细胞染色体数目加倍 , ,所以要统计加倍率来确定最佳低温。所以要统计加倍率来确定最佳低温。 答案答案: :(2)(2)4 4 8 8 12 12 取大蒜随机均分为五组取大蒜随

19、机均分为五组, ,分别放入五个培养皿中诱导培养分别放入五个培养皿中诱导培养 36 h36 h 0.51 0.51 卡诺氏液卡诺氏液 体积分数为体积分数为 95%95%的酒精溶液的酒精溶液 漂洗漂洗 染色染色 统计每组视野中的染色体数目加倍率统计每组视野中的染色体数目加倍率 (4)(4)将培养皿放在不同温度下恒温处理将培养皿放在不同温度下恒温处理 , ,是为了进行相互对照是为了进行相互对照; ;恒温处理恒温处理 1 h1 h 是为了排除室温对实验结果的干扰是为了排除室温对实验结果的干扰 龙胆紫溶液龙胆紫溶液 醋酸洋红液醋酸洋红液 秋水仙素秋水仙素 抑制纺锤体形成抑制纺锤体形成 1.(2012 九

20、江一模)关于染色体组的叙述,不正确的有( B B ) 一个染色体组中不含同源染色体 一个染色体组中染色体大小形态一般不同 人的一个染色体组中应含有 24 条染色体 含有一个染色体组的细胞,一定是配子 A. B. C. D. 解析解析: :细胞中的一组非同源染色体细胞中的一组非同源染色体, ,它们在形态和功能它们在形态和功能上各不相同上各不相同, ,但是携带着控制一种生物生长发育、但是携带着控制一种生物生长发育、遗传遗传和变异的全部信息和变异的全部信息, ,这样的一组染色体为一个染色体这样的一组染色体为一个染色体组。组。人的一个染色体组中应含有人的一个染色体组中应含有 2222 条常染色体和条常染色体和 1 1 条条性染色体。只有一个染色体组的细胞可能是单倍体的性染色体。只有一个染色体组的细胞可能是单倍体的体细胞。体细胞。 2.(2012 江苏苏州调研)下列与多倍体形成有关的 是( B B ) A.染色体结构的变异 B.纺锤体的形成受到抑制 C.个别染色体增加 D.非同源染色体自由组合 解析解析: :由于某些因素的影响由于某些因素的影响, ,细胞分裂时纺锤体的形成细胞分裂时纺锤体的形成受到抑制受到抑制, ,以致影响染色体被拉向两极以致影响染色体被拉向两极, ,细胞不能分裂细胞不能分裂成两个子细胞成两个子细胞, ,细胞内的染色体数目成倍增加细胞内的