染色体变异一轮复习课件

第2节染色体变异读读教材基础一、染色体变异分类变异类型具体变化结果举例染色体结构变异____缺失某一片段染色体上的____________________改变，从而导致性状变异猫叫综合征重复增加某一片段易位某一片段移接到另一条非同源染色体上倒位某一片段位置颠倒染色体数目变异__________________大量基因增加或减少，性状改变幅度较大三倍体无子西瓜________成倍地增加或减少1.染色体结构的变异对生物性状的影响很大吗？二、与染色体数目变异有关的概念1．染色体组：细胞中的一组非同源染色体，在________和________上各不相同，但又互相协调，共同控制生物的生长、发育、遗传和变异。2．二倍体：由受精卵发育而来，体细胞中含有________染色体组的个体。3．多倍体(1)概念：由受精卵发育而来，体细胞中含________或________染色体组的个体。(2)特点：多倍体植株茎秆________，叶片、果实和种子都比较大，糖类和蛋白质等营养物质含量丰富。(3)应用：人工诱导多倍体①方法：用________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________的形成，导致染色体不能移向细胞两极，引起细胞内________加倍。2.人工诱导多倍体时，为什么要用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗？4.单倍体(1)概念：由未受精的生殖细胞发育而来，体细胞中含有________染色体数目的个体。(2)特点：与正常植株相比，单倍体植株长得________，且________。(3)应用：单倍体育种。①方法：________。一、缺失基因的数目或排列顺序个别染色体的增加或减少染色体组二、1.形态功能2.两个3.(1)三个三个以上(2)粗壮(3)秋水仙素纺锤体染色体数目4.(1)本物种配子(2)弱小高度不育(3)花药离体培养缩短纯合子性状分离[想一想]1.提示：染色体结构变异涉及基因的种类、数量和排列顺序的改变，会影响到许多基因，影响到生物的很多性状。2.提示：萌发的种子或幼苗的分生区细胞会进行有丝分裂，发生DNA的复制，秋水仙素的作用就是使复制后的染色体分开后不能分配到两个子细胞中去，从而形成多倍体。1．教材85～86页图5－5和图5—6，注意识图析图并通过图示确定是哪种结构变异。2．教材86页图5－8及最后一段，理解染色体组的概念，是否含全部遗传信息及能否体现细胞全能性。3．教材88页[实验]——注意试剂作用，二、四倍体细胞的比例，与观察有丝分裂实验的比较。4．教材89页练习一基础题中1和3及二拓展题。答案：染色体结构染色体数目缺失重复易位单倍体多倍体研研核心要点1.染色体结构变异与基因突变的区别(1)从是否产生新基因上来区别①染色体结构变异使排列在染色体上的基因的数目或排列顺序发生改变，从而导致性状的变异。②基因突变是基因结构的改变。包括DNA碱基对的替换、增添和缺失。基因突变导致新基因的产生，染色体结构变异未形成新的基因。(2)通过光学显微镜区别①染色体变异可借助光学显微镜观察；②基因突变、基因重组用光学显微镜观察不到。2．染色体结构变异分类变异类型具体变化结果举例染色体结构变异缺失缺失某一片段染色体上的基因数目或排列顺序改变，从而导致性状变异猫叫综合征重复增加某一片段果蝇的棒状眼易位某一片段移接到另一条非同源染色体上倒位某一片段位置颠倒人慢性粒细胞白血病1.非同源染色体之间交换片段和同源染色体之间交换片段是不同的变异形式。前者属于易位，后者属于基因重组。2.染色体结构变异是基因数目或排列顺序的改变；基因突变是基因内部结构的改变。[师说·一语破天机]该考点在高考中主要以图示区分染色体结构变异的类型，在高考中与细胞分裂、遗传规律相结合进行综合命题的方式也可能出现。[选题·典型中选秀]例1：[2012·江苏高考，14]某植株的一条染色体发生缺失突变，获得该缺失染色体的花粉不育，缺失染色体上具有红色显性基因B，正常染色体上具有白色隐性基因b(见右图)。如以该植株为父本，测交后代中部分表现为红色性状。下列解释合理的是()A．减数分裂时染色单体1或2上的基因b突变为BB．减数第二次分裂时姐妹染色单体3与4自由分离C．减数第二次分裂时非姐妹染色单体之间自由组合D．减数第一次分裂时非姐妹染色单体之间交叉互换[破题·分层揭秘密](一)明确解题思路根据题干所知，染色体缺失花粉不育，则正常情况下，该植物做父本只产生含b的配子，测交后代不可能出现红色性状。既然测交后代中有部分个体表现为红色性状，说明父本产生的配子中有部分含有B。若发生基因突变，则后代个体只有个别个体表现为红色；若是减数第一次分裂时非姐妹染色单体发生交叉互换，因为交叉互换有一定的交换率，故父本产生的配子中可能有一部分含有B，测交后代可能会出现部分(不是个别)红色性状，D正确。(二)完美答案[D]1．染色体组概念的理解(1)染色体组：染色体组是指细胞中的一组非同源染色体，它们在形态和功能上各不相同，但是携带着控制一种生物生长发育、遗传和变异的全部遗传信息。要构成一个染色体组，应具备以下条件：①一个染色体组中不含同源染色体。②一个染色体组中所含的染色体形态、大小和功能各不相同。③一个染色体组中含有控制生物性状的一整套基因，但不能重复。(2)染色体组数量的判断方法①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。如下图所示的细胞中，形态相同的染色体a中有4条，b中有3条，c中两两相同，d中各不相同，则可判定它们分别含4个、3个、2个、1个染色体组。②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：(d～g中依次含4、2、3、1个染色体组)③据染色体数/形态数的比值判断染色体数/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。如果蝇该比值为8条/4种形态＝2，则果蝇含2个染色体组。2．多倍体育种和单倍体育种(1)培育三倍体西瓜①原理：染色体数目以染色体组的形式成倍增加。②过程：(2)培育抗病高产植株①原理：染色体数目以染色体组的形式成倍减少，再用秋水仙素处理，形成纯合子。②实例：抗病高产植株(aaBB)的选育过程1.判断单倍体与二倍体、多倍体的方法(1)由受精卵发育而成的个体，含有几个染色体组，就叫几倍体。(2)由配子发育而成的个体，不论含几个染色体组，都称为单倍体。如八倍体生物的单倍体含有4个染色体组。(3)二倍体生物的配子中只含有一个染色体组。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：单倍体育种操作对象是单倍体幼苗，通过植物组织培养，得到的植株是纯合子；多倍体育种的操作对象是正常萌发的种子或幼苗。

[师说·一语破天机]高考中多是结合细胞分裂、遗传规律对染色体组、单倍体、二倍体和多倍体的概念理解。单倍体育种和多倍体育种原理与方法多以非选择题的形式出现。[选题·典型中选秀]例2：[2012·海南高考，29]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。[破题·分层揭秘密](一)明确解题思路(1)利用多倍体育种技术培育无子西瓜时，在二倍体西瓜的幼苗期，用秋水仙素处理得到四倍体植株，以其作母本，用二倍体植株作父本，两者杂交，把得到的种子种下去会长出三倍体植株，由于三倍体植物在减数分裂时联会紊乱，无法形成正常配子，所以在其开花后用二倍体的花粉涂抹其雌蕊或柱头，即可利用花粉产生的生长素刺激子房发育成果实，由于没有受精，所以果实里没有种子，即为无子西瓜。(二)调动和运用知识解题(1)雌蕊(或柱头)2233(2)减数(3)植物组织培养项目基因突变基因重组染色体变异概念基因结构改变，包括DNA碱基对的增添、缺失、替换由于基因重新组合而发生的变异染色体结构和数目变化而引起的变异本质产生新基因，发生基因“种类”或“质”的改变，无“量”的改变只改变基因型，未改变基因，无“质”和“量”的变化引起基因“数量”上的变化项目基因突变基因重组染色体变异适用范围任何生物都可以发生真核生物进行有性生殖产生配子时真核生物核遗传中发生意义生物变异的根本来源，是生物进化的原始材料生物变异的重要来源，产生生物多样性的重要原因对生物进化有一定意义应用诱变育种杂交育种单倍体育种基因突变对生物体的影响并不一定比染色体变异小,基因突变不改变生物体内基因的数量，染色体变异可以改变生物体内基因的数量。但不要误以为染色体变异一定比基因突变对生物的影响大。有的基因突变是致死的，其影响反而比一些染色体变异影响大。[师说·一语破天机]本考点在学科内容上是难点，但近5年高考命题频度并不高，题型也以选择题为主。

[选题·典型中选秀]例3：[2013·苏州模拟]以下情况属于染色体变异的是()①21三体综合征患者细胞中的第21号染色体有3条②同源染色体的非姐妹染色单体之间发生了相应部位的交叉互换③染色体数目增加或减少④花药离体培养后长成的植株⑤非同源染色体之间的自由组合⑥染色体上DNA碱基对的增添、缺失A.②④⑤ B.①③④⑥

C.①②③④⑤⑥ D.①③④[破题·分层揭秘密](一)明确解题思路①是染色体数目变异中个别染色体的增加；②是基因重组；③是染色体数目的变异，包括个别染色体的增减和以染色体组的形式成倍地增减；④是染色体数目变异中染色体组成倍地减少；⑤是基因重组；⑥染色体上DNA碱基对的增添、缺失，引起基因结构的改变，是基因突变。(二)完美答案[D]说说生物实验【选题·热考秀】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________________________________________________________________________。(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。[标准答案](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)(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数目(或染色体计数)解离漂洗染色制片细胞有丝分裂装片培养温度培养时间5h10h15h常温4℃0℃【备考·角度说】No.1角度：名师语录(1)探究实验中如何作出假设①假设的内容是由问题决定的，在作假设时，首先要清楚探究的问题是什么。②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；③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。(2)依据类比推理推导假设成立的依据秋水仙素诱导染色体加倍的原理是破坏纺锤体的形成，但不影响着丝点的分裂，因此导致染色体数目加倍。低温能影响酶的活性，纺锤体的形成需要酶的催化，因而纺锤体的形成受到影响，也会导致染色体的数目加倍。(3)确定表格内项目的方法①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。②为了保证实验的严谨性，应该设置一组常温下的对照，以排除环境因素的干扰。No.2角度：阅卷人点评得分要点(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。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。(3)第一空答为“染色体数目”。看看考场答卷[一览·名师语录]全面理解高中生物学中出现的生物学育种方法、原理是解答这类题目的关键。

[审题·抓关键词]信息1两种基因遗传遵循自由组合定律。信息2将不同品种优良性状集中到一个个体上，应用杂交手段，育种方式为杂交育种或单倍体育种。信息3杂交育种培育过程。信息4⑤⑥利用花粉培育新品种，为单倍体育种。信息5利用物理因素获取新品种(⑦过程)为诱变育种。信息6利用转基因技术获取新品种④过程为基因工程育种。

[答题·名师批阅]批注1对杂交育种本质不理解会错选A项。批注2题干确定亲本基因型为Aabb。其自交(③过程)的后代基因型及比例为AAbb∶Aabb∶aabb＝1∶2∶1，即AAbb∶aabb＝1∶1。批注3该选项是“⑤⑥”单倍体育种与“①②③”杂交育种相比较，单倍体育种大大缩短了育种年限，若不了解单倍体育种的优势会错选C项。批注4运载体不是酶，而是一种运输工具，所以D项叙述错误。

[标准答案]

D随堂对点练习1.[2012·海南高考，24]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，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答案：A解析：具有两对(或更多对)相对性状的亲本进行杂交，在F1产生配子时，在等位基因分离的同时，非同源染色体上的非等位基因表现为自由组合。如果两对(或更多对)非等位基因位于一对非同源染色体上就不会表现出自由组合。从题目可知，发生突变的植株不能进行基因的自由组合，原因最可能是发生染色体易位，使原来位于非同源染色体上的基因位于一对同源染色体上了。2．[2012·天津理综，2]芥酸会降低菜籽油的品质。油菜有两对独立遗传的等位基因(H和h，G和g)控制菜籽的芥酸含量。下图是获得低芥酸油菜新品种(HHGG)的技术路线，已知油菜单个花药由花药壁(2n)及大量花粉(n)等组分组成，这些组分的细胞都具有全能性。据图分析，下列叙述错误的是()A．①、②两过程均需要植物激素来诱导细胞脱分化B．与④过程相比，③过程可能会产生二倍体再生植株C．图中三种途径中，利用花粉培养筛选低芥酸植株(HHGG)的效率最高D．F1减数分裂时，H基因所在染色体会与G基因所在染色体发生联会答案：D解析：减数分裂时，发生联会的染色体是同源染色体，即H基因所在的染色体与h基因所在的染色体、G基因所在的染色体与g基因所在的染色体可以发生联会，D项错误。3.[2013·无锡模拟]四倍体水稻是重要的粮食作物，下列有关水稻的说法正确的是()A．四倍体水稻的配子形成的子代含两个染色体组，是单倍体B．二倍体水稻经过秋水仙素加倍后可以得到四倍体植株，表现为早熟、粒多等性状C．三倍体水稻的花粉经离体培养，可得到单倍体水稻，稻穗、米粒变小D．四倍体水稻初级精母细胞中控制同一性状的核基因一般有4个答案：A解析：A项中，所有配子不经过受精形成的新个体，无论含有几个染色体组，都是单倍体，所以四倍体水稻的配子形成的子代虽然含有两个染色体组，但仍然是单倍体。B项中，二倍体水稻经秋水仙素处理，染色体数目加倍，得到四倍体水稻，多倍体植株的特点是其种子粒大，子粒数目减少，但是发育周期延长，表现为晚熟。C项中，三倍体水稻高度不育，不能形成正常配子，所以无法形成单倍体。D项中四倍体水稻初级精母细胞中控制同一性状的核基因一般有