高考生物一轮复习课件：必修2 第5章　基因突变及其他变异 第2节染色体变异

欢迎进入生物课堂 答案 缺失 重复 易位 倒位 基因 排列 第2节染色体变异 议一议 如何确认生物发生了染色体变异 答案 染色体变异中的结构变异和数目变异都属于细胞的水平上的变化 在光学显微镜下能够看到 因此通过观察该生物具有分裂增生能力的组织中有丝分裂中期细胞的中染色体的变化 结合相应症状就能确认 答案 形态 功能 非同源染色体受精卵两 想一想 含有1个染色体组的个体一定是单倍体吗 单倍体一定含有一个染色体组吗 答案 一定 不一定 如小麦的单倍体含有三个染色体组 答案 受精卵三个或三个以上都比较大含量增加秋水仙素萌发纺锤体加倍 思一思 1 人工诱导多倍体的原理是什么 为什么要强调 处理萌发的种子或幼苗 2 单倍体育种为什么能缩短育种年限 答案 1 人工诱导多倍体 就是利用秋水仙素或低温作用于正在分裂的细胞的 抑制纺锤体的形成 从而引起细胞的内染色体数目加倍 萌发的种子或幼苗是植物体分生组织的部位 或者说是细胞的有丝分裂旺盛的部位 通过秋水仙素处理后 才能使植物体产生的新细胞的染色体数目加倍 从而形成多倍体 2 单倍体经秋水仙素处理后就可获得稳定遗传的纯合子 一般可用两年时间完成 而常规的育种方法一般要连续自筛选 逐代选择淘汰 所以获得一个纯系一般需5 8年时间 答案 不育缩短纯合子 想一想 低温诱导植物染色体数目的变化和秋水仙素的作用原理是否相同 答案 相同 都是抑制细胞的分裂时纺锤体的形成 使细胞的染色体数目加倍 答案 分生组织纺锤体 单倍体育种及其育种程序 浙江科技版 1 单倍体育种 是利用单倍体作为中间环节产生具有优良性状的可育纯合子的育种方法 2 花药离体培养是产生单倍体植株的简便而有效的方法 其育种程序包括 用常规方法获得杂种F1 将F1的花药放在人工培养基上进行离体培养 花粉细胞的经过多次分裂形成愈伤组织 诱导愈伤组织分化成幼苗 用秋水仙素处理单倍体幼苗 染色体加倍后即成为可育的纯合植株 单倍体育种有什么优点 提示 单倍体育种的优点有 第一 明显缩短育种年限 运用常规的育种方法 要育成一个稳定的纯合品种 至少需要5年 利用单倍体育种则可缩短为2年 第二 能排除显隐性干扰 提高效率 当亲本杂筛选后 利用F1的花药直接诱导单倍体加倍产生纯合子 它的基因型和表现型一致 可直接通过表现型来判断基因型 其效率高于常规育种 1 染色体结构变异类型及图解 2 遗传效应染色体结构基因的数目或性状的变异 基因载体 排列顺序改变易位与筛选叉互换的区别易位发生在非同源染色体之间 是指染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上 筛选叉互换发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间 特别提醒 3 染色体数目变异类型 1 细胞的内的个别染色体增加或减少 2 细胞的内的染色体数目以染色体组的形式成倍地增加或减少 4 染色体组数的判定 1 根据染色体形态判断 细胞的内形态 大小相同的染色体有几条 则该细胞的中就含有几个染色体组 如图 每种形态的染色体有3条 则该细胞的中含有3个染色体组 2 根据基因型判断 在细胞的或生物体的基因型中 控制同一性状的相同基因或等位基因出现几次 该细胞的或生物体中就含有几个染色体组 例如 基因型为AaaaBBbb的细胞的或生物体 含有4个染色体组 也可以记作 同一个字母不分大小写重复出现几次 就是几倍体生物 3 根据染色体数目和染色体形态推算含有几个染色体组 染色体组数 如图 共有8条染色体 染色体形态数 形态大小不相同 为2 所以染色体组数为8 2 4 个 一个染色体组内的各条染色体在形态 结构 功能上都各不相同 它们是一组非同源染色体 不同生物的一个染色体组中所含的染色体数目不一定相同 但同种生物的一个染色体组所含的染色体数目一定相同 特别提醒 1 已知某物种的一条染色体上依次排列着M N O p q五个基因 如下图列出的若干种变化中 不属于染色体结构发生变化的是 解析 A染色体丢失了基因 B染色体增加了一个基因 C染色体基因p q之间位置颠倒了180 答案 D 2 如图所示细胞的代表四个物种的不同时期细胞的 其中含有染色体组数最多的是 解析 本题考查染色体组的概念 在染色体组内不存在同源染色体 A选项同源染色体3条应含有3个染色体组 B选项6条染色体也应含有3个染色体组 D选项同源染色体4条 同源染色体最多 应含有4个染色体组 C选项无同源染色体 应为1个染色体组 答案 D 1 二倍体 多倍体 单倍体的比较 判断某个体是否为单倍体的依据为个体发育的起点 而不是其体细胞中所含的染色体组的数目 特别提醒 2 单倍体育种与多倍体育种比较 3 下列基因型的生物中最可能是单倍体的是 A BbbB AaaC ABCDD AaBb解析 A B中相同基因和等位基因共有3个 所以可能是三倍体 也可能是单倍体 D同样可能是二倍体 也可能是单倍体 C中相同基因和等位基因只有1个 说明染色体组数为1 所以最可能是单倍体 答案 C 4 2010 郑州模拟 下列几种育种方法中 只产生出与亲代相同基因型品种的育种方式是 A 杂筛选育种B 单倍体育种C 植物的组织培养D 人工诱变育种解析 杂筛选育种的原理是基因重组 可以产生出与亲代不同基因型的品种 单倍体育种的原理是染色体变异 其常用方法是花药离体培养 可以产生出与亲代不同的基因型品种 多倍体育种 人工诱变育种也都可以产生出与亲代不同的基因型品种 植物的组织培养属于无性生殖 答案 C 以上三种可遗传变异并不一定能遗传给后代 染色体结构变异与基因突变的区别染色体结构变异使排列在染色体上的基因的数目和排列顺序发生改变 从而导致性状的变异 基因突变是基因结构的改变 包括DNA碱基对的增添 缺失或替换 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 通过显微镜区别基因突变 基因重组是DNA分子水平上的变化 借助显微镜无法观察 但染色体变异是染色体结构和数目的变异 属细胞的水平上的变化 借助显微镜可以观察 特别提醒 5 图为两条同源染色体在减数分裂时的配对行为 则表明该细胞的 A 发生了基因突变B 发生了染色体变异C 不发生基因重组D 发生碱基互补配对 解析 基因突变只是基因分子 碱基对的数目和种类缺失 增添或改变 结构的部分改变 所以不可能在显微镜下观察到 排除选项A 同源染色体在减数分裂时的配对发生筛选换重组 选项C错误 碱基互补配对发生在DNA复制 转录 或逆转录 翻译过程中 选项D错误 图中下面一条染色体发生染色体倒位 该倒位部分通过形成倒位环 旋转180 完成同源部分的配对 答案 B 例1 如图所示细胞的中所含的染色体 下列叙述不正确的是 A 代表的生物可能是二倍体 其每个染色体组含4条染色体B 代表的生物可能是二倍体 其每个染色体组含3条染色体C 代表的生物可能是四倍体 其每个染色体组含2条染色体D 代表的生物可能是单倍体 其每个染色体组含4条染色体 自主解答 答案 B规律方法 二倍体 多倍体 单倍体判断程序 1 首先判断细胞的的发育起点 起点是配子的一定是单倍体 2 起点是受精卵的 再判断染色体组数目 含有几个染色体组就是几倍体 3 如果细胞的内只含有一个染色体组 则一般是单倍体 例2 2009 江苏卷 26 甲磺酸乙酯 EMS 能使鸟嘌呤 G 的N位置上带有乙基而成为7 乙基鸟嘌呤 这种鸟嘌呤不与胞嘧啶 C 配对而与胸腺嘧啶 T 配对 从而使DNA序列中G C对转换成A T对 育种专家为获得更多的变异水稻亲本类型 常先将水稻种子用EMS溶液浸泡 再在大田种植 通常可获得株高 穗形 叶色等性状变异的多种植株 请回答下列问题 1 经过处理后发现一株某种性状变异的水稻 其自筛选后代中出现两种表现型 说明这种变异为 突变 2 用EMS浸泡种子是为了提高 某一性状出现多种变异类型 说明变异具有 3 EMS诱导水稻细胞的的DNA发生变化 而染色体的 不变 4 经EMS诱变处理后表现型优良的水稻植株也可能携带有害基因 为了确定是否携带有害基因 除基因工程方法外 可采用的方法有 5 诱变选育出的变异水稻植株还可通过PCR方法进行检测 通常该植株根 茎和叶都可作为检测材料 这是因为 思路点拨 1 中的 自筛选后代中出现两种表现型 是重要信息 说明该个体自筛选发生性状分离 可知该变异为显性突变 2 人工诱变可用物理 化学方法处理生物个体 提高其基因突变频率 但有盲基因性 因为突变是不定向的 3 人工诱变只属基因突变的变异类型 故染色体的结构和数目是不变的 4 检测是否携带有害基因 可运用基因分离定律知识 通过自筛选或先花药离体培养 再通过秋水仙素加倍 观察其后代的性状进行确定 5 考查了生物个体发育的知识 进行有性生殖的个体发育起点是受精卵 而由受精卵发育而来的植株的根 茎和叶的基因型都相同 自主解答 答案 1 显性 2 基因突变频率不定向性 3 结构和数目 4 自筛选花药离体培养形成单倍体 秋水仙素诱导加倍形成二倍体 5 该水稻植株体细胞基因型相同 实验 低温诱导植物染色体数目的变化1 实验原理 1 正常进行有丝分裂的组织细胞的 在分裂后期着丝点分裂后 子染色体在纺锤体作用下分别移向两极 进而平均分配到两个子细胞的中去 2 低温可抑制纺锤体形成 阻止细胞的分裂 导致细胞的染色体数目加倍 2 实验流程根尖培养 将洋葱等材料放在装满清水的广口瓶上 底部接触水面 置于适宜条件下 使之生根 低温诱导 待不定根长至1cm时 将整个装置放入冰箱的低温室内 4 诱导培养36h 材料固定 剪取根尖约0 5 1cm 放入卡诺氏液中浸泡0 5 1h 固定其形态 然后用95 酒精冲洗2次 制作装片 解离 漂洗 染色 制片 同观察植物细胞的的有丝分裂 观察 先用低倍镜观察 找到变异细胞的 再换用高倍镜观察 3 基本技术要求 1 为了能观察到细胞的在生活状态下的内部结构 必须先将细胞的固定 2 在进行本实验的过程中 与观察植物细胞的的有丝分裂一样 所观察的细胞的已经被盐酸杀死了 最终在显微镜下看到的是死细胞的 3 选材的时候必须选用能够进行分裂的分生组织细胞的 不分裂的细胞的染色体不复制 不会出现染色体加倍的情况 例 用浓度为2 的秋水仙素 处理植物分生组织5 6h 能够诱导细胞的内染色体加倍 那么 用一定时间的低温 如4 处理水培的洋葱根尖时 是否也能诱导细胞的内染色体加倍呢 请对这个问题进行实验探究 1 针对以上问题 你作出的假设是 你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 根据这个提示将你设计的实验组合以表格形式列出来 3 按照你的设计思路 以 作为鉴别低温是否诱导细胞的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2 3mm 第二步 按照 步骤制作 思路点拨 提出的假设应该具有一定的科学根据 提出的假设应该是最有可能的而不是随意猜测 所以探究的课题在题干中具有一定的指向性 在设计表格的时候要注意题干的要求是测量低温效应的时间 考虑到一般植物的细胞的周期时间的单位应该以小时为单位比较合适 为了保证实验的严谨性 应该做一组常温下的对照组 以排除环境因素的干扰 自主解答 答案 1 用一定时间的低温处理水培的洋葱根尖 能够诱导细胞的内染色体加倍低温能够影响酶的活性 或纺锤丝的形成 着丝点的分裂 使细胞的不能正常进行有丝分裂 2 注 设计的表格要达到以下两个要求 至少做两个温度的对照 间隔相等的培养时间进行取样 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的数目解离漂洗染色制片细胞有丝分裂临时装片 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全