高考生物一轮复习 第7单元 生物的变异、育种与进化 第21讲 染色体变异与育种课件 新人教版.ppt

第21讲染色体变异与育种 2017备考 最新考纲 1 染色体结构变异和数目变异 2 生物变异在育种上的应用 3 转基因食品的安全 4 实验 低温诱导染色体加倍 考点一染色体变异的判断与分析 5年13考 自主梳理 1 染色体结构的变异 1 类型 连线 2 结果 使排列在染色体上的基因的发生改变 从而导致性状的变异 数目或排列顺序 2 染色体数目变异 1 类型 个别染色体 染色体组 2 染色体组 组成如图中雄果蝇体细胞染色体中的一个染色体组可表示为 组成特点 a 形态上 细胞中的一组 在形态和功能上各不相同 b 功能上 控制生物的一组染色体 X或 Y 非同源染色体 生长 发育 遗传和变异 3 单倍体 二倍体和多倍体 配子 受精卵 受精卵 1或多 个 2个 3 1 高考重组判断正误 1 染色体增加某一片段可提高基因表达水平 是有利变异 2014 江苏高考 7A 2 染色体缺失有利于隐性基因表达 可提高个体的生存能力 2014 江苏高考 7B 3 染色体易位不改变基因数量 对个体性状不会产生影响 2014 江苏高考 7C 4 XYY个体的形成及三倍体无子西瓜植株的高度不育均与减数分裂中同源染色体的联会行为有关 2013 安徽高考 4改编 5 染色体组整倍性变化必然导致基因种类的增加 2011 海南高考 T19A 以上内容侧重考查教材必修2P85 88染色体结构和数目变异及其特点 全面把握染色体结构变异类型及其结果 理解染色体组及单倍体 多倍体内涵 确认染色体变异与基因种类 数目 排列顺序的关系是解题关键 2 必修2P86图5 8改编 如图为雄果蝇体细胞的染色体组成 下列有关叙述不正确的是 A X或 Y构成一个染色体组B 雄果蝇为二倍体C 染色体组中染色体形态各不相同 D 若 染色体与 染色体上的基因发生互换应属交叉互换型基因重组解析 染色体应属非同源染色体 其发生基因互换应属 易位 而非 基因重组 答案D 请解读下列三幅图示 1 图甲 图乙均发生了某些片段的交换 其交换对象分别是什么 它们属于何类变异 2 图丙 的结果中哪些是由染色体变异引起的 它们分别属于何类变异 能在光镜下观察到的是 3 图丙 中哪类变异没有改变染色体上基因的数量和排列顺序 提示 1 图甲发生了非同源染色体间片段的交换 图乙发生的是同源染色体非姐妹染色单体间相应片段的交换 前者属染色体结构变异中的 易位 后者则属于交叉互换型基因重组 2 与图中两条染色体上的基因相比推知 染色体片段缺失 染色体片段的易位 基因突变 染色体中片段倒位 均为染色体变异 可在光学显微镜下观察到 为基因突变 不能在显微镜下观察到 3 图丙 中 的基因突变只是产生了新基因 即改变基因的质 并未改变基因的量 故染色体上基因的数量和排列顺序均未发生改变 跟进题组 题组染色体结构变异的分析与判断 1 2015 海南卷 21 关于基因突变和染色体结构变异的叙述 正确的是 A 基因突变都会导致染色体结构变异B 基因突变与染色体结构变异都导致个体表现型改变C 基因突变与染色体结构变异都导致碱基序列的改变D 基因突变与染色体结构变异通常都能用光学显微镜观察 解析基因突变只是基因中个别碱基对的替换 增添 缺失 导致基因结构的改变 A错误 基因突变中若发生碱基对的替换 可能因为密码子的简并性 不会改变氨基酸的种类 进而表现型也不会改变 B错误 基因突变是染色体的某个位点上基因的改变 这种改变在光学显微镜下是无法直接观察到的 而染色体结构变异是可以用显微镜直接观察到的 D错误 答案C 2 2015 上海卷 27 如图 显示一对表型正常的夫妇及其智障儿子细胞中的两对染色体 不考虑受精和胚胎发育过程中的任何情况下造成 造成儿子异常的根本原因是 A 父亲染色体上的基因发生突变B 母亲染色体上的基因发生突变C 母亲染色体发生缺失D 母亲染色体发生易位 解析由图示可看出 父亲的染色体正常 同源染色体的大小 形态一致 母亲的染色体异常 若把图示亲本细胞中的染色体按从左到右编号为1 2 3 4 其中1与2为一对同源染色体 3与4为一对同源染色体 与父亲正常的染色体比较 可看出母亲细胞中的2号染色体的一段移接到了3号染色体上 这发生在非同源染色体之间 属于染色体结构变异中的易位 由此可推断造成儿子异常的根本原因是母亲的染色体发生易位 答案D 染色体结构变异与基因突变 基因重组的辨析 1 染色体易位与交叉互换 2 染色体结构变异与基因突变的判断 题组二染色体组与染色体数目变异3 下列有关染色体组 单倍体和多倍体的相关叙述 说法错误的是 A 水稻 2n 24 一个染色体组有12条染色体 水稻单倍体基因组有12条染色体B 普通小麦的花药离体培养后 长成的植株细胞中含三个染色体组 但不是三倍体C 番茄和马铃薯体细胞杂交形成的杂种植株细胞中含两个染色体组 每个染色体组都包含番茄和马铃薯的各一条染色体D 马和驴杂交的后代骡是不育的二倍体 而雄蜂是可育的单倍体解析番茄是二倍体 马铃薯是四倍体 两者体细胞杂交后培养得到的是异源六倍体的杂种植株 C错误 C 4 下列是对a h所示的生物体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 该个体是单倍体B 细胞中含有两个染色体组的是g e图 该个体是二倍体C 细胞中含有三个染色体组的是a b图 但该个体未必是三倍体D 细胞中含有四个染色体组的是f c图 该个体一定是四倍体 解析形态 大小各不相同的染色体组成一个染色体组 如图e 每种染色体含有4个 所以含有四个染色体组 d图中 同音字母仅有一个 所以该图只有一个染色体组 由此 我们可知 a b图含有三个染色体组 c h图含有两个染色体组 g图含有一个染色体组 确认单倍体 二倍体 三倍体必须先看发育起点 若由配子发育而来 无论含几个染色体组均属单倍体 若由受精卵发育而来 有几个染色体组即几倍体 答案C 1 二看法 确认单倍体 二倍体 多倍体 2 三法 判定染色体组方法1根据染色体形态判定细胞中形态 大小完全相同的染色体有几条 则有几个染色体组 如图A中形态 大小完全相同的染色体为1条 所以有1个染色体组 图B中彼此相同的 比如点状的 有3条 故有3个染色体组 同理 图C中有1个染色体组 图D中有2个染色体组 方法2根据基因型判定在细胞或生物体的基因型中 控制同一性状的基因 包括同一字母的大 小写 出现几次 则含有几个染色体组 如图甲所示基因型为ABC 所以有1个染色体组 图乙所示基因型为AAa A a 基因有3个 即含有3个染色体组 同理 图丙中有2个染色体组 图丁中有3个染色体组 注 判定染色体组的数目时只需参考其中任意一对等位基因的数量即可 方法3根据染色体数和染色体的形态数推算染色体组数 染色体数 染色体形态数 如果蝇体细胞中有8条染色体 分为4种形态 则染色体组的数目为2 题组三染色体变异在实践中的应用5 2015 广东卷 5 用秋水仙素处理某二倍体植物的愈伤组织 从获得的再生植株中筛选四倍体植株 预实验结果如下表 正式实验时秋水仙素浓度设计最合理的是 A 0 2 3 4 5 6B 0 4 5 6 7 8C 0 6 7 8 9 10D 0 3 6 9 12 15 解析从题干可知 实验目的是获得再生植株中的四倍体植株 从表可知在秋水仙素浓度为4 8g L时效果较好 A选项最大浓度只有6g L不严谨 不一定包括最适浓度 所以A错误 C选项和D选项浓度都超过8g L 所以都不正确 B选项实验组浓度在4 8g L 比较合理 0g L是空白对照 故B正确 答案B 6 2015 山东青岛检测 二倍体观赏植物蓝铃花的花色 紫色 蓝色 白色 由三对常染色体上的等位基因 A a E e F f 控制 下图为基因控制物质合成的途径 请分析回答下列问题 1 研究发现有A基因存在时花色为白色 则基因A对基因E的表达有 作用 2 选取纯合的白花与紫花植株进行杂交 F1全为紫色 F2中白花 蓝花 紫花植株的比例为4 3 9 请推断图中有色物质 代表 填 蓝色 或 紫色 物质 亲本白花植株的基因型是 将F2中的紫花植株自交 F3中蓝花植株所占的比例是 3 基因型为AAeeff的植株和纯合的蓝花植株杂交 F2植株的表现型与比例为 4 已知体细胞中f基因数多于F基因时 F基因不能表达 下图是基因型为aaEeFf的两种突变体类型与其可能的染色体组成 其他染色体与基因均正常 产生的各种配子正常存活 图中甲所示的变异类型是 基因型为aaEeFff的突变体花色为 现有纯合的紫花和蓝花植株 欲通过一代杂交确定aaEeFff植株属于图中的哪一种突变体类型 请完善实验步骤及结果预测 实验步骤 让该突变体与 植物杂交 观察并统计子代的表现型与比例 结果预测 若子代中蓝 紫 3 1 则其为突变体 若子代中 则其为突变体 3 基因型为AAeeff的植株和纯合的蓝花植株aaEEff杂交 F2植株的基因型及比例为A E ff 白花 A eeff 白花 aaE ff 蓝花 aaeeff 白花 9 3 3 1 即表现型与比例为白花 蓝花 13 3 4 甲细胞在非同源染色体上多了一个f 为染色体结构变异 或易位 由于体细胞中f基因数多于F基因时 F基因不能表达 所以基因型为aaEeFff的突变体花色为蓝花 让突变体aaEeFff与基因型为aaEEFF 紫花 的植株杂交 若子代中蓝 紫 3 1 则其为突变体甲 若子代中蓝 紫 1 1 则其为突变体乙 比较单倍体育种与多倍体育种 考点二 实验 低温诱导植物染色体数目的变化 5年5考 自主梳理 1 实验原理 低温处理植物分生组织细胞 不能形成 不被拉向两极 细胞不能分裂 细胞染色体数目加倍 纺锤体 染色体 2 实验步骤 洋葱底 部 冰 箱 卡诺氏液 95 的酒精 漂洗 染色 制片 低 高 3 高考重组判断正误 1 选材时常用分生组织的细胞 2 卡诺氏液可使组织细胞互相分离开 3 低温诱导和利用秋水仙素都能使染色体加倍 4 该实验可观察到整个细胞分裂过程 5 分裂间期的细胞最多 深度思考 1 本实验是否温度越低效果越显著 2 观察时是否所有细胞中染色体均已加倍 3 与洋葱根尖有丝分裂装片制作相比 本实验除用低温处理外 还有哪些不同之处 提示 1 不是 必须为 适当低温 以防止温度过低对根尖细胞造成伤害 2 不是 只有少部分细胞实现 染色体加倍 大部分细胞仍为二倍体分裂状况 3 与有丝分裂装片制作过程相比本实验曾在 解离 前使用 卡诺氏液 固定细胞 并使用95 酒精 洗去卡诺氏液 而且染色剂为 改良苯酚品红染液 当然 本实验也可使用龙胆紫或醋酸洋红染液 跟进题组 题组实验原理与操作 1 用质量分数为2 的秋水仙素处理植物分生组织5 6h 能够诱导细胞内染色体加倍 某生物小组为了探究用一定时间的低温 如4 处理水培的洋葱根尖是否也能诱导细胞内染色体加倍进行了相关实验设计 下列关于该实验的叙述中 错误的是 A 本实验的假设是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B 本实验可以在显微镜下观察和比较经过不同处理后根尖细胞内的染色体数目 C 本实验需要制作根尖细胞的临时装片 制作步骤是解离 漂洗 染色 制片D 本实验可以看到一个细胞完整的染色体数目加倍的过程解析由于在解离过程中已经将细胞杀死 所以用显微镜观察时看不到一个细胞完整的染色体数目加倍的过程 故D项错误 答案D 2 关于低温诱导植物染色体数目变化的实验中 部分试剂的使用方法及其作用的叙述中不正确的是 解析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 A错误 体积分数为95 的酒精与质量分数为15 的盐酸等体积混合后即为解离液 用于溶解细胞间的连接物质 使细胞分开 便于观察 B正确 蒸馏水的作用是漂洗根尖 去除解离液 便于染色 C正确 改良苯酚品红染液是一种碱性染料 能使染色体着色 D正确 答案A 低温诱导染色体数目变化实验的5个问题 1 选材 选用的实验材料既要容易获得 又要便于观察 常用的观察材料有蚕豆 染色体较洋葱少故首选 洋葱 大蒜等 2 归纳实验中各种液体的作用 卡诺氏液 固定细胞形态 体积分数为95 的酒精 冲洗附着在根尖表面的卡诺氏液 解离液 质量分数为15 的盐酸溶液和体积分数为95 的酒精为1 1混合 使组织中的细胞相互分离 清水 洗去解离液 防止解离过度影响染色 改良苯酚品红染液 使染色体着色 便于观察染色体的形态 数目 行为 3 根尖培养 培养不定根 要使材料湿润以利生根 低温诱导 应设常温 低温4 0 三种 以作对照 否则实验设计不严密 4 制作装片 按观察有丝分裂装片制作过程进行 5 观察 换用高倍镜观察材料时 只能用细准焦螺旋进行调焦 切不可动粗准焦螺旋 考点三基因工程及其安全性 自主梳理 1 基因工程的概念 基因工程 又叫做基因拼接技术或技术 即把一种生物的提取出来 加以修饰改造 然后放到另一种生物的细胞里 地改造生物的遗传性状 DNA重组 某种基因 定向 2 基因操作的基本工具 限制酶 限制性核酸内切酶 DNA连接酶 运载体 质粒 3 基因操作的基本步骤4 基因工程的应用 提取目的基因 目的基因 将目的基因导入 目的基因的 1 如抗虫棉 2 研制 如胰岛素等 3 环境保护 如转基因细菌分解石油 与运载体结合 受体细胞 检测与鉴定 作物育种 药物 1 高考重组判断正误 1 没有限制酶就无法使用质粒运载体 2013 上海卷 58F 2 我国已经对转基因食品和转基因农产品强制实施了产品标识制度 2013 江苏卷 15A 3 重组质粒中每个限制酶识别位点至少插入一个目的基因 2011 浙江卷 6C 4 自然界中天然存在的噬菌体自行感染细菌后 其DNA整合到细菌DNA上属于基因工程 2010 全国卷 5D 以上内容主要源自教材必修2P102 105对基因工程相关内容考查侧重于基因工程的操作程序 相关工具酶 尤其关注基因工程技术的意义和应用 熟练记忆教材中基因工程技术应用实例是解题关键 2 必修2P104 基因工程与作物育种 改编 下列属于利用基因工程技术培育新品种的是 A 高产抗病的小麦B 抗棉铃虫的转基因抗虫棉C 太空椒D 青霉素高产菌株解析基因工程的实质是实现 外源基因 的表达 A D中A可采用杂交育种或单倍体育种方式获得 C D可采用诱变育种技术获得 B为基因工程技术所获得 答案B 跟进题组 题组基因工程的原理 应用及安全性1 2013 全国卷 下列实践活动包含基因工程技术的是 A 水稻F1花药经培养和染色体加倍 获得基因型纯合新品种B 抗虫小麦与矮秆小麦杂交 通过基因重组获得抗虫矮秆小麦C 将含抗病基因的重组DNA导入玉米细胞 经组织培养获得抗病植株D 用射线照射大豆使其基因结构发生改变 获得种子性状发生变异的大豆解析基因工程的实质在于实现 外源基因 在受体细胞中的表达 C 2 关于基因工程及其应用和安全性方面的问题的叙述正确的是 A 转基因抗虫植物的培育能大大减少因为喷洒农药造成的环境污染 对环境是绝对安全的B 基因工程中可能使用的酶有限制酶 耐高温的DNA聚合酶和DNA连接酶C 用目的基因制成的探针与待测个体的基因组DNA杂交 如果出现杂交带 标志着转基因的成功D 体外基因治疗比体内基因治疗更简便解析抗虫转基因植物对环境不是绝对安全的 A项错误 杂交带出现只能表明目的基因插入到了染色体DNA上 不能说明转基因成功 C项错误 体内基因治疗比体外基因治疗更简便 D项错误 B 解答基因工程育种类试题 必须掌握的基础知识 1 基因工程的理论基础 不同生物DNA的化学组成 四种脱氧核苷酸 和空间结构 规则的双螺旋结构 相同 在编码蛋白质时 所有生物共用一套遗传密码 2 基因工程的目的 在分子水平上定向地改变生物的遗传性状 3 基因工程的变异类型 基因重组 易错易混防范清零 易错清零 易错点1误认为单倍体只含一个染色体组或认为含多个染色体组者均为多倍体 点拨单倍体强调的是由配子发育而来的个体 其细胞中染色体组数取决于配子中所含染色体组数 可能为1组 2组或多组 含多个染色体组的个体是单倍体还是多倍体取决于其发育起点是 配子 还是受精卵 若为前者 一定是单倍体 若为后者 一定是多倍体 易错点2混淆 可遗传变异 与 可育 点拨 可遗传变异 可育 三倍体无子西瓜 骡子 二倍体的单倍体等均表现 不育 但它们均属可遗传变异 其遗传物质已发生变化 若将其体细胞培养为个体 则可保持其变异性状 这与仅由环境引起的不遗传的变异有着本质区别 如无子番茄的 无子 原因是植株未受粉 生长素促进了果实发育 这种 无子 性状是不可以保留到子代的 将无子番茄进行组织培养时 若能正常受粉 则可结 有子果实 易错点3错将四倍体AAaa 由Aa秋水仙素诱导后形成 产生的配子类型及比例算作1AA 2Aa aa 点拨AAaa产生配子状况可按下图分析 由于染色体 互为同源染色体 减数分裂时四条染色体分至细胞两极是 随机 的 故最终产生的子细胞染色体及基因状况应为 与 AA与aa 与 Aa与Aa 与 Aa与Aa 由此可见 AAaa产生的配子类型及比例为1AA 4Aa 1aa而不是AA Aa aa 1 2 1 易错点4错将 单倍体育种 等同于 花药离体培养 点拨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 易错点5由于思维定势误认为秋水仙素均需处理 萌发的种子或幼苗 点拨进行多倍体育种时需在种子萌发或幼苗期用秋水仙素处理 但单倍体育种时只能用秋水仙素处理 单倍体幼苗 切不可写成处理 萌发的种子或幼苗 因花药离体培养后 不能形成种子 易错点6混淆三类 无子果实 点拨 1 无子西瓜 利用染色体变异原理 由四倍体 二倍体 三倍体 无子的原因是三倍体联会紊乱 不能正常产生配子 2 无子番茄 利用生长素促进果实发育的原理 在未受粉的雌蕊柱头上 涂抹一定浓度的生长素培育而来 其无子的原因是 未受粉 3 无子香蕉 天然三倍体 无子的原因在于染色体联会紊乱 不能正常产生配子 以上三类无子果实中 无子西瓜 无子香蕉 其遗传物质均已发生改变 为可遗传变异 而无子番茄则属不可遗传变异 易错点7混淆 三体 与 三倍体 点拨三倍体是指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 纠错小练 1 下列有关单倍体的叙述正确的是 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 蜜蜂中的雄蜂一定是单倍体 无子西瓜及由花粉培育来的含三个染色体组的普通小麦均是单倍体 基因型是Abcd的生物体一般是单倍体 基因型是aaaBBBCcc的植株一定不是单倍体A B C D 解析单倍体是指体细胞中含有本物种配子染色体数的个体 蜜蜂中的雄蜂是由未受精的卵细胞发育而成的 一定是单倍体 基因型为Abcd的生物含1个染色体组一般为单倍体 无子西瓜为三倍体 含2个染色体组的个体及aaaBBBCcc的植株是否为单倍体取决于其是否由配子发育而来 答案B 2 2015 山西四校联考 野生猕猴桃是一种多年生植株上所结的富含维生素C的二倍体 2n 58 小野果 如图是某科研小组以大量的野生猕猴桃种子 aa 为实验材料培育抗虫猕猴桃无子新品种的过程 下列分析正确的是 A 该培育过程中不可使用花药离体培养B 过程必须使用秋水仙素 图中AAaa可产生AA Aa aa三种类型的配子 比例为1 2 1C 的亲本不是同一物种D 过程得到的个体是四倍体 解析培育三倍体AAA可用AA与AAAA进行体细胞杂交获得六倍体 再利用花药离体培养获得AAA个体 A错误 过程为诱导染色体加倍 除用秋水仙素处理外 也可进行低温处理 AAaa个体产生配子应为AA Aa aa 1 4 1 B错误 的亲本是AA和AAAA 两者杂交的子代不可育 故 的亲本不是同一物种 C正确 是将外源基因导入三倍体中 获得AAAB还是三倍体 D错误 答案C 3 玉米花药培养的单倍体幼苗 经秋水仙素处理后形成二倍体植株 如图是该过程中某时段细胞核DNA含量变化示意图 下列叙述错误的是 A A B过程中细胞内不会发生基因重组且此阶段不可称单倍体育种 B 由于滴加了秋水仙素可导致C D过程中细胞内发生染色体数目加倍C F点后细胞内各染色体组的基因组成相同D G H过程中无同源染色体 也不发生同源染色体分离 解析图中无减数分裂过程 所以在图中的任何阶段都不会发生基因重组 A B过程仅为单倍体幼苗生长并非单倍体育种 由于在单倍体幼苗体细胞进行有丝分裂时利用秋水仙素进行了处理 所以D E细胞分裂过程中细胞内发生了染色体数目加倍 F点时细胞内含有两个染色体组 这是由每条染色体的两条姐妹染色单体分开后没有移向细胞两极所致 故两个染色体组的基因组成相同 由于该二倍体是由单倍体诱导而成 而单倍体中无同源染色体 且图中无减数分裂过程 所以G H过程中不可能有同源染色体的分离 答案B 4 如图所示的四个不同种生物体细胞的染色体组成 相关叙述不正确的是 A 其中肯定不是单倍体生物体细胞的个数是0个B 图中可称作三倍体的是乙 丙C 21三体综合征患者原理与乙类似D 图甲 丁的基因型可依次对应 甲AAAaBBbb 乙AaBbCc 丙AaaBbb 丁ABCD 解析第一个细胞若由受精卵发育而来 则该种生物为四倍体 若由配子发育而来 则该种生物为单倍体 第二个细胞若由受精卵发育而来 则该种生物为二倍体 若由配子发育而来 则该种生物为单倍体 第三个细胞若由受精卵发育而来 则该种生物为三倍体 若由配子发育而来 则该种生物为单倍体 第四个细胞只含有1个染色体组 可能为单倍体 图中乙为 三体 丙为三倍体 21三体综合征应与乙类似 其21号染色体应为三条 答案B