高中生物第七单元生物的变异育种和进化第21讲染色体变异课件.ppt

第21讲染色体变异 考情分析 备考导航 1 染色体结构变异的类型 如下图 考点一染色体结构变异 知识梳理自主学习夯实基础 属于染色体结构变异中的 例如人类的 属于染色体结构变异中的 例如 分别属于染色体结构变异中的 缺失 猫叫综合征 重复 果蝇棒状眼的形成 倒位 易位 2 结果 使排列在染色体上的基因的或发生改变 从而导致的变异 深挖教材 1 染色体结构变异有的甚至导致生物体死亡 为何还称为可遗传的变异 提示 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 即由遗传物质的变化引起的变异就称为可遗传的变异 2 基因突变中碱基对的增添 缺失与染色体结构变异中的重复 缺失有何区别 提示 基因突变中碱基对的增添 缺失是基因内部结构的变化 该基因还存在 只是变为原来的等位基因 而染色体结构变异中的重复 缺失是某个基因或染色体片段重复出现或减少 基因突变中碱基对的增添 缺失属于分子水平的变化 在光学显微镜下观察不到 染色体结构变异中的重复 缺失属于细胞水平的变化 在光学显微镜下能观察到 数目 排列顺序 性状 1 染色体结构变异与基因突变的判断 重点透析剖析考点拓展深化 2 染色体易位与交叉互换的区别 深化拓展 不同生物可遗传变异来源归纳 1 病毒可遗传变异的来源 基因突变 2 原核生物可遗传变异的来源 基因突变 不考虑基因工程中涉及的基因重组 3 真核生物可遗传变异的来源 进行无性生殖时 基因突变和染色体变异 进行有性生殖时 基因突变 基因重组和染色体变异 4 减数分裂过程中可能发生的变异有基因突变 基因重组 染色体数目及结构变异 有丝分裂过程中可能发生的变异有基因突变 染色体变异 1 下列关于染色体变异的叙述 不正确的是 A 染色体变异通常都可用光学显微镜观察到B 染色体结构变异会使染色体上的基因数目或排列顺序发生改变C 染色体片段的缺失或重复必然导致基因种类的改变D 染色体之间交换部分片段不一定属于染色体结构变异 题组一 染色体结构变异类型判断 C 题组例练分类例练提炼方法 解析 染色体变异通常都可用光学显微镜观察到 染色体结构变异会使染色体上的基因数目或排列顺序发生改变 染色体片段的缺失或重复导致基因数目的改变 非同源染色体之间交换部分片段属于染色体结构变异 同源染色体的非姐妹染色单体之间的交叉互换属于基因重组 解析 由图可知个体甲的变异为染色体变异中的缺失 乙为染色体变异中的倒位 均会导致表型异常 个体乙同源染色体中的一条发生倒位 联会时部分片段配对异常 会形成异常形态的四分体 含缺失染色体的配子一般是败育的 故甲自交后代一般不会产生正常比例的性状分离比 2 2016 江苏卷 14 如图中甲 乙两个体的一对同源染色体中各有一条发生变异 字母表示基因 下列叙述正确的是 A 个体甲的变异对表型无影响B 个体乙细胞减数分裂形成的四分体异常C 个体甲自交的后代 性状分离比为3 1D 个体乙染色体没有基因缺失 表型无异常 B 3 2016 福建漳州一模 染色体部分缺失在育种方面也有重要作用 下图是育种专家对棉花品种的培育过程 相关叙述错误的是 A 太空育种依据的原理主要是基因突变B 粉红棉M的出现是染色体缺失的结果C 深红棉S与白色棉N杂交产生深红棉的概率是1 4D 粉红棉M自交产生白色棉N的概率为1 4 题组二 染色体结构变异在实践中的应用 C 解析 太空育种属于诱变育种 其依据的原理主要是基因突变 粉红棉M的出现是一条染色体上的b基因缺失导致的 所以属于染色体结构变异中的缺失 深红棉S与白色棉N杂交 后代都是粉红棉 产生深红棉的概率是0 粉红棉M经减数分裂产生2种比例相等的配子 一个含b基因 一个不含b基因 所以自交产生白色棉N的概率为1 4 4 2016 河北保定二模 某高秆玉米 基因型Aa 3号染色体如图所示 该高秆玉米自交后代高秆 矮秆 1 1 出现该结果的可能原因是 A A a不位于3号染色体上 3号缺失染色体纯合致死B A a不位于3号染色体上 含3号缺失染色体的花粉不育C A位于3号正常染色体上 3号缺失染色体纯合致死D a位于3号正常染色体上 含3号缺失染色体的花粉不育 D 解析 A a基因如果不在3号染色体上 高秆玉米自交后代为高秆 矮秆 3 1 而题干中高秆玉米自交后代高秆 矮秆 1 1 说明A a基因位于3号染色体上 若A基因位于正常染色体上 3号缺失染色体纯合致死 则该高秆玉米自交后代全为高秆 若a位于3号正常染色体上 含3号缺失染色体的花粉不育 则该高秆玉米自交后代高秆 矮秆 1 1 考点二染色体数目变异 1 染色体数目变异的类型及染色体组概念 知识梳理自主学习夯实基础 个别染色体 染色体组 2 染色体组 根据果蝇染色体组成图归纳 确认条件 a 一个染色体组中无同源染色体 染色体在上各不相同 b 一个染色体组中会有控制生物性状的一整套 不能重复和缺少 形态 大小和功能 遗传信息 组成 如图为一雄果蝇的染色体组成 其染色体组可表示为 或 请归纳总结染色体组的概念 细胞中的一组 在上各不相同 但又相互协调 共同控制生物的生长 发育 遗传和变异 深挖教材 一个染色体组中是否存在等位基因 为什么 提示 不存在等位基因 因为等位基因位于同源染色体上 而一个染色体组中无同源染色体 X Y 非同源染色体 形态和功能 2 二倍体 多倍体和单倍体比较 受精卵 配子 两个 器官大 营养 物质含量较高 长得弱小 高度不育 3 单倍体育种和多倍体育种过程 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 4 单倍体育种和多倍体育种的原理是 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 染色体数目变异 深挖教材 1 单倍体育种与多倍体育种过程中 均用到秋水仙素处理 在使用秋水仙素时 操作对象有何不同 提示 单倍体育种操作对象是单倍体幼苗 多倍体育种的操作对象是正常萌发的种子或幼苗 2 为什么单倍体育种能缩短育种年限 提示 采用花药离体培养获得的单倍体植株 经人工诱导染色体加倍后 植株细胞内每对染色体上的基因都是纯合的 自交后代不会发生性状分离 因此缩短了育种年限 1 染色体组数量的判断方法 1 根据染色体形态判断 同一形态的染色体 有几条就有几组 如图中有4个染色体组 重点透析剖析考点拓展深化 2 根据基因型判断 控制同一性状的等位基因 有几个就有几组 如AAabbb个体中有3个染色体组 2 染色体数目非整倍性变异原因分析假设某生物体细胞中含有2n条染色体 减数分裂时 某对同源染色体没有分开或姐妹染色单体没有分开 导致产生含有 n 1 n 1 条染色体的配子 如图所示 1 性染色体数目异常原因及对子代性染色体组成的影响 2 常染色体三体产生配子种类及比例若为纯合子AAA或aaa 则产生的配子分别为A AA 1 1或a aa 1 1 若为杂合子AAa则产生四种配子A a Aa AA 2 1 2 1 3 性染色体三体产生配子的类型及比例 以XXY的雄性果蝇为例 若三条性染色体任意两条联会概率相等 则XXY个体会产生X Y XY XX 2 1 2 1 易错点拨 1 单倍体的体细胞中并非只有一个染色体组对于二倍体而言 单倍体的体细胞中只含有一个染色体组 但是多倍体的配子发育成的单倍体体细胞中含有不止一个染色体组 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 正确理解 单倍体育种 与 花药离体培养 单倍体育种的过程如下 由此可见 单倍体育种主要包括杂交 花药离体培养 秋水仙素处理和筛选四个过程 不能简单认为花药离体培养就是单倍体育种的全部 4 三体 三倍体 三倍体是指由受精卵发育而来的体细胞中含三个染色体组的个体 其每种形态的染色体为 三三相同 如图1所示 三体则是二倍体 含两个染色体组 只是其中某形态的染色体 多出了一条 而成为3条 其余染色体均为两两相同 如图2所示 1 下列关于染色体组 单倍体和多倍体的叙述中 正确的是 A 生殖细胞中含有的全部染色体称为一个染色体组B 若生物体细胞中含有三个染色体组 则该生物为三倍体生物C 含一个染色体组的生物个体是单倍体 单倍体含有的染色体组数都是奇数D 人工诱导多倍体常用的方法是低温诱导染色体加倍或秋水仙素处理植株幼苗 题组一 染色体组 单倍体 多倍体概念的理解 D 题组例练分类例练提炼方法 解析 生殖细胞中所含染色体组数是其体细胞染色体组数的一半 不一定就是一个染色体组 如小麦 六倍体 生殖细胞中含三个染色体组 由受精卵发育而来的 体细胞含有三个染色体组的生物个体叫三倍体 由配子发育而来的 体细胞含有三个染色体组的生物个体叫单倍体 含一个染色体组的生物个体是单倍体 单倍体含有的染色体组数可能是奇数 也可能是偶数 如四倍体的单倍体含有两个染色体组 人工诱导多倍体可以用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗 也可以用低温诱导处理 2 2016 黑龙江鹤岗期末 如图所示细胞中所含的染色体 下列叙述正确的是 A 图a含有两个染色体组 图b含有三个染色体组B 如果图b表示体细胞 则图b代表的生物一定是三倍体C 如果图c代表由受精卵发育成的生物的体细胞 则该生物一定是二倍体D 图d代表的生物一定是由卵细胞发育而成的 是单倍体 C 解析 由题图可知 a含有四个染色体组 b含有三个染色体组 如果b表示体细胞 则该生物可能是三倍体 也可能是单倍体 c含有两个染色体组 如果图c代表由受精卵发育成的生物的体细胞 则该生物一定是二倍体 d含有一个染色体组 可以是由卵细胞发育而来 也可以是由花粉发育而来 方法突破 单倍体 多倍体的判断方法 3 如下是利用某植物 基因型为AaBb 产生的花粉进行单倍体育种的过程 下列表述不正确的是 花粉植株A植株BA 过程 通常使用的试剂是秋水仙素 在有丝分裂过程中秋水仙素能抑制纺锤体的形成B 利用单倍体育种可缩短育种年限 能培育出品质优良的单倍体植株C 由花粉直接发育成的植物体是单倍体 过程 体现了植物细胞的全能性D 与正常植株相比 植株A高度不育 植株A有4种基因型 题组二 单倍体 多倍体育种的过程及应用 B 解析 是人工诱导染色体数目加倍的过程 该过程通常使用秋水仙素来抑制有丝分裂过程中纺锤体的形成 单倍体育种是将花药离体培养获得的单倍体植株经诱导培育出染色体加倍的纯合体植株 因此可缩短育种年限 过程 为花药离体培养过程 该过程体现了植物细胞的全能性 由植物的基因型为AaBb 可知植株A有4种基因型 即AB Ab aB ab 且体细胞中只有一个染色体组 高度不育 4 2016 甘肃定西一模 豌豆是二倍体植物 取自然状态下的一株高茎豌豆 DD 和一株矮茎豌豆 dd 进行杂交 得到的F1在幼苗期经低温诱导使其发生变异并发育至成熟 下列有关叙述不正确的是 A F1进行自交 后代的表现型及比例为高茎 矮茎 35 1B 经低温诱导和秋水仙素诱导豌豆幼苗发生变异的原理相同C F1豌豆经低温诱导所发生的变异属于可遗传变异 且这种变异可以镜检D 经低温诱导得到的豌豆含有两个染色体组 D 解析 高茎 DD 与矮茎 dd 杂交 得到的F1为Dd 在幼苗期经低温诱导使其染色体数目加倍 则F1的基因型为DDdd 当F1自交时 产生雌雄配子各3种 DD Dd dd 1 4 1 然后雌雄配子随机受精结合 后代矮茎 dddd 所占比例 1 6 1 6 1 36 高茎所占比例为1 1 36 35 36 所以F1进行自交 后代的表现型及比例为高茎 矮茎 35 1 低温诱导和秋水仙素诱导染色体变异的原理相同 都是抑制有丝分裂前期纺锤体的形成 且这种变异是可以镜检的 经低温诱导得到的豌豆中含有四个染色体组 5 2016 河南郑州一模 人21号染色体上的短串联重复序列 STR 一段核苷酸序列 可作为遗传标记对21三体综合征作出快速的基因诊断 现有一个21三体综合征患儿 该遗传标记的基因型为 其父亲该遗传标记的基因型为 母亲该遗传标记的基因型为 据此所作判断正确的是 A 该患儿致病基因来自父亲B 卵细胞21号染色体不分离而产生了该患儿C 精子21号染色体有2条而产生了该患儿D 该患儿的母亲再生一个三体综合征婴儿的概率为50 题组三 染色体非整倍性变异的分析与应用 C 解析 21三体综合征属于染色体异常遗传病 不存在该病的致病基因 根据患儿父亲遗传标记的基因型为 患儿该遗传标记的基因型为 可知患儿21号染色体三条是由于精细胞21号染色体不分离所致 21三体综合征是减数分裂产生异常配子导致的 具有偶发性 所以无法确定该患儿的母亲再生一个三体综合征婴儿的概率 6 有一种三体玉米 染色体数为2n 1 21 其体细胞中5号染色体有三条 三体在减数分裂时 三条同源染色体中的任意两条随机配对联会 配对的同源染色体正常分离 另一条同源染色体随机移向细胞任何一极 已知染色体数异常的雄配子不育 请回答下列问题 1 三体的形成属于可遗传变异中的 形成的原因是 解析 1 由于该三体玉米的细胞中多了一条染色体 则该变异类型属于染色体数目变异 形成该三体的原因可能是减数第一次分裂时有一对同源染色体未分开或减数第二次分裂时有一对姐妹染色单体分开后 移向了同一极 答案 1 染色体 数目 变异减数第一次分裂时有一对同源染色体未分开或减数第二次分裂时有一对姐妹染色单体分开后 移向同一极 2 要取该三体的幼嫩花药观察5号染色体减数分裂时的配对状况 应选择处于减数期的细胞 若该三体的某次级精母细胞中含有两个D基因 无交叉互换 基因突变和染色体结构变异 则该细胞中所含染色体数可能有种 解析 2 在减数第一次分裂前期时 同源染色体两两配对 发生联会现象 因此要选择该时期的细胞观察5号染色体减数分裂时的配对状况 该三体的精原细胞基因型可以表示为DDd 染色体复制后形成的初级精母细胞的基因型为DDDDdd 由于题干提出 某次级精母细胞中含有两个D基因 说明形成的两个次级精母细胞的基因型可以为DD DDdd 如果是DD 由于减二后期着丝点分裂 该次级精母细胞的染色体数目可能是10条或20条 如果是DDdd 则该次级精母细胞的染色体数目可能是11条或22条 答案 2 第一次分裂前4 3 现用非糯性玉米 DDd 为父本 非糯性玉米 Dd 为母本进行杂交实验 F1的表现型及比例为 其中非糯性玉米中杂合子所占比例为 解析 3 父本DDd产生的配子的种类和比例为D DD Dd d 2 1 2 1 又由于 染色体数异常的雄配子不育 实际情况下产生的雄配子比例为D d 2 1 母本Dd产生的配子的种类及比例为D d 1 1 雌雄配子随机结合 产生的后代基因型为DD Dd dd 2 3 1 F1的表现型及比例为非糯性玉米 糯性玉米 5 1 其中非糯性玉米中杂合子所占比例为3 5 答案 3 非糯性玉米 糯性玉米 5 13 5 实验基础吃透原理掌握步骤 1 实验原理 1 正常进行有丝分裂的组织细胞 在分裂后期着丝点分裂后 子染色体在作用下分别移向两极 进而平均分配到两个子细胞中去 2 低温可抑制形成 阻止细胞分裂 导致细胞染色体数目 考点三实验 低温诱导植物染色体数目的变化 纺锤丝 纺锤体 加倍 2 实验步骤 洋葱 或大葱 蒜 根尖培养 剪取诱导处理的根尖约0 5 1cm 1 卡诺氏液 装片制作 解离 染色 制片 漂洗 分生区 3 实验结论低温能诱导植物染色体数目的变化 透析实验积累技能理解方法 1 待洋葱长出不定根时 为何要将整个装置放入冰箱内低温处理长达36小时 透析 低温诱导洋葱根尖时间过短 细胞无法完成一次细胞周期 进而可能观察不到染色体数目加倍的细胞 2 卡诺氏液和解离液的作用一样吗 透析 不一样 卡诺氏液是固定液的一种 固定液的作用是固定细胞形态以及细胞内的各种结构 固定之后 细胞死亡并且定型 不再代谢也不再变化 解离液的作用主要是溶解细胞间的连接物质 将组织中细胞分散开来便于观察 解离之后细胞死亡 3 视野中洋葱细胞的染色体组都加倍吗 透析 只有处于有丝分裂后期和末期的洋葱细胞的染色体组都加倍 技能训练巩固演练技能提升 1 有关 低温诱导洋葱 2n 16 染色体数目的变化 实验的分析 正确的是 A 体积分数为95 的酒精用于根尖的固定和解离 但作用不同B 低温与秋水仙素均能抑制着丝点分裂而导致染色体数目加倍C 应设置常温培养的对照组 以确认低温诱导染色体数目加倍D 如果显微观察到染色体数为32的细胞 可判断低温诱导成功 解析 低温诱导洋葱染色体数目的变化的实验中 将根尖放入卡诺氏液中浸泡 目的是固定细胞形态 盐酸和体积分数为95 的酒精混合液可以使洋葱根尖解离 低温与秋水仙素均能抑制有丝分裂过程中纺锤体的形成 使细胞分裂后期染色体不能向两极移动而导致染色体数目加倍 应设置常温培养的对照组 以确认低温诱导染色体数目加倍 有丝分裂后期 着丝点分裂 染色体数目暂时加倍 所以显微观察到染色体数为32的细胞 还不能判断低温诱导成功 C 2 以下材料选自某同学所做实验的部分记录 实验名称 低温诱导植物细胞染色体数目的变化实验步骤 培养固定 将洋葱放在装满清水的广口瓶上 待根长出1cm左右 剪取根尖0 5 1cm 置于盛有清水的培养皿内 并在冰箱的冷藏室诱导培养36h 将诱导后的根尖放入卡诺氏液中浸泡0 5 1h 然后用体积分数为95 的酒精冲洗两次 装片制作 解离 染色 漂洗 制片 观察 先用低倍镜寻找染色体形态较好的分裂图像 确认某个细胞染色体发生数目变化后 再用高倍镜观察 实验结论 低温条件下根尖所有细胞染色体数目都加倍 问题 1 请将上述内容中错误之处予以改正 解析 1 由于实验是低温诱导植物染色体数目的变化 所以在实验过程中 待根长出约1cm的不定根时 要将整个培养装置放入冰箱的低温室内 4 诱导培养36h 细胞有丝分裂装片制作过程为取材 解离 漂洗 染色 制片 观察 所以实验中将漂洗与染色颠倒了 细胞在低温下不会都发生变异 而且大多数细胞处于分裂间期 所以低温条件下根尖只有部分细胞染色体数目发生变化或者没有细胞发生染色体数目变化 而不可能所有细胞染色体数目都加倍 答案 1 将整个培养装置放入冰箱的低温室内 解离 漂洗 染色 制片 部分细胞染色体数目发生变化或者没有细胞发生染色体数目变化 2 低温导致染色体加倍的原因是 如果要探究诱导染色体数目变化的最适温度 请写出简单的设计思路 解析 2 低温导致染色体加倍的原因是抑制纺锤体的形成 导致细胞中染色体数目加倍 温度不同 诱导的效果也不一样 要探究诱导染色体数目变化的最适温度 需要设置不同温度梯度的实验组 观察并比较结果 答案 2 低温抑制纺锤体的形成设置不同温度梯度的实验组 观察并比较结果 构建知识网络强化答题语句 知识网络 填充 基因重组 重复 缺失 倒位 易位 染色体组 非同源染色体 生物的生长 发育 遗传和变异 配子 受精卵 要语强记 1 染色体变异的两种类型 1 染色体结构变异 缺失 重复 倒位和易位 2 染色体数目变异 个别染色体数目的增加或减少 以染色体组的形式成倍地增加或减少 2 三个概念 1 一组非同源染色体 在形态和功能上各不相同 共同控制生物的生长 发育 遗传和变异 该组染色体为一个染色体组 2 由受精卵发育来的个体 细胞中含有几个染色体组 就叫几倍体 3 由配子发育来的个体 不管含有几个染色体组 都只能叫单倍体 3 两个原理 两种方法 1 花药离体培养的原理 植物细胞具有全能性 低温和秋水仙素诱导多倍体的原理 抑制有丝分裂前期纺锤体的形成 2 花药离体培养法 得到的是单倍体植株 是单倍体育种的一个环节 秋水仙素处理法 在诱导多倍体时 处理萌发的种子或幼苗 在单倍体育种时处理单倍体植株的幼苗