高考生物总复习 第5章 基因突变及其他变异 第2节 染色体变异课件 新人教版必修2.ppt

第2节 染色体变异 一 染色体变异的类型 缺失 重复 非同源 倒位 染色体组 数量 续表 数目或排列顺序 二 染色体组数的判断 3 2 1 1 根据染色体形态判断 细胞内形态相同的染色体有几条 则含有几个染色体组 下图所示的细胞中所含的染色体组数分别是 a为 个 b为 个 c为 个 2 根据基因型判断 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基因或相同基因 下图所示的细胞中 它们所含的染色体组数分别是 a为 个 b为 个 c为 个 d为 个 3 根据染色体数与形态数的比值判断 染色体数与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 如玉米的体细胞中共有20条染色体 10种形态 则玉米含有2个染色体组 4 2 3 1 三 单倍体育种与多倍体育种的比较 单倍体 秋水仙素 秋水仙素 缩短 大 续表 判断正误 1 多数染色体结构变异可通过显微镜观察进行鉴别 而基 因突变则不能 2 体细胞中染色体组数为奇数的作物品种都是经花药离体 培养得来的 3 用秋水仙素处理单倍体植株后得到的一定是二倍体 4 低温处理与秋水仙素处理诱导染色体数目加倍的原理相 同 5 多倍体育种既可以用秋水仙素处理幼苗也可以处理刚萌 发的种子 答案 1 2 3 4 5 考点一染色体结构变异 1 染色体结构变异的类型 续表 2 交叉互换与易位的区别 3 染色体结构变异与基因突变 基因重组的比较 1 染色体结构变异与基因突变的判断 2 缺失 问题 dna分子上 若干基因的缺失 染色体变异 若干碱基对的缺失 基因突变 3 变异类型与细胞分裂的关系 高考探究 考向1 染色体结构变异的类型 例1 2014年上海卷 下图显示了染色体及其部分基因 对 和 过程最恰当的表述分别是 导学号57130052 a 交换 缺失c 倒位 易位 b 倒位 缺失d 交换 易位 解析 过程中f与m位置相反 表示是染色体的倒位 过程只有f 没有m 但多出了一段原来没有的染色体片段 表示染色体的易位 答案 c 考向2 三种可遗传变异类型的判断 例2 2013年福建卷 某男子表现型正常 但其一条14号和一条21号染色体相互连接形成一条异常染色体 如图甲 减数分裂时异常染色体的联会如图乙 配对的三条染色体中 任意配对的两条染色体分离时 另一条染色体随机移向细胞任一 极 下列叙述正确的是 甲 乙 a 图甲所示的变异属于基因重组 b 观察异常染色体应选择处于分裂间期的细胞 c 如不考虑其他染色体 理论上该男子产生的精子类型 有8种 d 该男子与正常女子婚配能生育染色体组成正常的后代 解析 由图甲可看出 一条14号和一条21号染色体相互连接时 丢失了一小段染色体 属于染色体结构变异 观察染色体的最佳时期是中期 减数分裂时同源染色体发生分离 可产生14和21 14 21 14和14 21 21 14 21和14 21共6种精子 该男子减数分裂时能产生正常的精子14和21 即可以产生正常的后代 答案 d 考向3 基因突变和染色体变异综合考查 例3 2016年新课标卷 基因突变和染色体变异是真核生物可遗传变异的两种来源 回答下列问题 1 基因突变和染色体变异所涉及的碱基对的数目不同 前者所涉及的数目比后者 2 在染色体数目变异中 既可发生以染色体组为单位的变异 也可发生以 为单位的变异 3 基因突变既可由显性基因突变为隐性基因 隐性突变 也可由隐性基因突变为显性基因 显性突变 若某种自花受粉植物的aa和aa植株分别发生隐性突变和显性突变 且在子一代中都得到了基因型为aa的个体 则最早在子 代中能观察到该显性突变的性状 最早在子 代中能观察到该隐性突变的性状 最早在子 代中能分离得到显性突变纯合体 最早在子 代中能分离得到隐性突变纯合体 解析 1 基因突变是指dna分子中发生的碱基替换 增添或缺失 而染色体变异往往会改变基因的数目和排列顺序 所以基团突变所涉及的碱基数目相对较少 2 在染色体数目变异中 既可发生以染色体组为单位的变异 也可发生以染色体为单位的变异 3 aa植株发生隐性突变后基因型变为aa 而aa植株发生显性突变后基因型也可变为aa 题目中已知在子一代中都得到了基因型为aa的个体 所以不论是显性突变还是隐性突变 在子一代中的基因型都有aa 该基因型个体表现显性性状 故最早可在子一代观察到该显性突变的性状 该种植物自花受粉 且子一代基因型为aa 则子二代的基因型有aa aa和aa三种 故最早在子二代中观察到该隐性突变的性状 aa 子一代虽然出现了显性突变纯合体 aa 但与基因型为aa的杂合体区分不开 都表现显性性状 需要再自交一代 若后代不发生性状分离 才可证明基因型为aa 故最早在子三代中分离得到显性突变纯合体 aa 只有隐性突变纯合体 aa 才表现隐性性状 所以该性状一旦出现 即可确定是纯合体 故最早在子二代中分离得到隐性突变纯合体 aa 答案 1 少 2 染色体 3 一 二 三 二 考点练透 1 2015年四川成都模拟 下图中图1为等位基因aa间的转化关系图 图2为黑腹果蝇 2n 8 的单体图 图3为某动物的精原细胞形成的四个精细胞的示意图 则图1 2 3分别发 生何种变异 图1 图2 图3 a 基因突变 染色体变异 基因重组b 基因突变 染色体变异 染色体变异c 基因重组 基因突变 染色体变异d 基因突变 基因重组 基因突变 解析 等位基因a a是由基因突变形成的 图1反映了突变的不定向性 图2黑腹果蝇正常体细胞的染色体数为8条 单体则有7条 此变异应属于染色体数目变异 图3形成了四个染色体各不相同的精子 可推断该动物的精原细胞在减数第一次分裂时同源染色体的非姐妹染色单体之间发生了交叉互换 答案 a 2 2015年山东烟台模拟 某植株的一条染色体发生缺失 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 如果该植株自交 其后代的性状表现一般是 a 红色 白色 3 1c 红色 白色 1 1 b 都是红色d 都是白色 解析 该植株bb自交 雄配子只有b 雌配子为b b 1 1 故子代为bb 红色 bb 白色 1 1 c正确 答案 c 考点二 染色体数目变异 1 个别染色体增加或减少 如21三体综合征 性染色体数目异常 2 染色体组增加或减少 1 染色体组 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 但携带着控制生物生长发育的全部遗传物质 即二倍体生物生殖细胞中所含的一组形状 大小 结构互不相同的染色体 2 染色体组概念辨析 从本质上看 全为非同源染色体 无同源染色体 从形式上看 所有染色体形态和大小各不相同 从功能上看 携带着控制一种生物生长 发育 遗传和 变异的全部信息 3 多倍体的产生原理 4 二倍体 多倍体 单倍体的比较 续表 关于单倍体与多倍体的三个易误点 1 单倍体的体细胞中并非只有一个染色体组 因为大部分的生物是二倍体 所以有时认为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个体 其体细胞中含有的染色体组不止一个 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 3 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 二看法 判断单倍体 二倍体与多倍体 高考探究 考向1 综合考查染色体变异的类型 例1 2016年江苏扬州模拟 下列不属于染色体变异的是 a 人类第5号染色体短臂缺失引起的猫叫综合征b 同源染色体之间交换了对应部分引起的变异c 人类多一条第21号染色体引起的先天性愚型d 无子西瓜的培育 解析 a项属于染色体结构变异 c d项属于染色体数目的变异 而在减数第一次分裂四分体时期 同源染色体之间交换了对应部分引起的变异属于基因重组 答案 b 考向2 生物体倍性的判断 例2 2016年湖北名校联考 下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 果蝇体细胞中含有两个染色体组 属于二倍体 染色体属非同源染色体 其发生基因互换应属 易位 而非 基因重组 答案 d 考点练透 3 下图是四种生物的体细胞示意图 a b图中的字母代表细胞中染色体上的基因 c d图代表细胞中染色体情况 那 么最可能属于多倍体的细胞是 a b c d 解析 根据题图可推知 a b c d中分别具有4个 1个 2个 4个染色体组 则a d有可能为多倍体 但有丝分裂过程的前期和中期 每条染色体上含有两条姐妹染色单体 而姐妹染色单体上含有相同的基因 则一对同源染色体可能具有相应的4个基因 如a 故最可能属于多倍体的细胞是d 答案 d 4 2016年安徽合肥高三质检 在某基因型为aa的二倍体水稻根尖中 发现一个如下图所示的细胞 图中 表示该细 胞中部分染色体 其他染色体均正常 以下分析合理的是 a a基因产生的原因可能是其亲代产生配子时发生了基因突变b 该细胞一定发生了染色体变异 一定没有发生基因自由组合c 该细胞产生的各项变异均可在光学显微镜下直接进行观察d 该细胞的变异均为可遗传变异 都可通过有性生殖传给后代 解析 由于该水稻正常的基因型为aa 根尖细胞中出现aa a的产生不是由于亲代产生配子时发生了基因突变 而是由于根尖分生区细胞在有丝分裂过程中发生了基因突变 a不正确 该细胞中 号染色体多了一条 肯定发生了染色体数目变异 但由于这是发生在根尖分生区细胞的有丝分裂过程 不会出现基因自由组合 基因自由组合是在减数分裂过程中发生的 b正确 该细胞中发生的基因突变在光学显微镜下是观察不到的 染色体数目变异可以通过光学显微镜观察 c不正确 该细胞中的变异发生在体细胞中 不能通过有性生殖传给后代 d不正确 答案 b 考点三 染色体变异的应用 1 单倍体育种 原理 染色体变异 常用方法 花药离体培养 举例 选育抗病高产 aabb 植株 2 多倍体育种 原理 染色体变异 常用方法 用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗 举例 三倍体无子西瓜的培育 生物育种的注意点 1 单倍体育种包括花药离体培养和秋水仙素处理等过程 因此花药离体培养只是单倍体育种的一个步骤 2 植物果实发育的必需条件是生长素 正常情况下花粉 种子可刺激植物子房产生生长素 促使果实发育 也可人工提供生长素促使植物的不受精果实发育 如无子番茄的培育 3 低温 秋水仙素处理抑制了纺锤体的形成 使得分离后的染色体不能移到细胞的两极 从而使得染色体数目加倍 4 通过细胞融合也可获得多倍体 如两个二倍体细胞融 合 经组织培养得到的植株为四倍体 高考探究 考向1 单倍体育种 例1 单倍体经一次秋水仙素处理 可得到 一定是二倍体 一定是多倍体 二倍体或多倍体 一定是杂合子 含两个染色体组的个体可能是纯合子 a b c d 解析 单倍体中不一定只含有一个染色体组 故秋水仙素处理后可得到二倍体或多倍体 可能是纯合子 也可能是杂合子 答案 c 考向2 多倍体育种 例2 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 解析 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 四倍体植株由二倍体植株经染色体加倍而来 体细胞中含有22 2 44条染 色体 减数分裂产生的雌配子所含的染色体数目为体细胞的一半 44 2 22 二倍体植株产生的雄配子含22 2 11条染色体 两者结合形成含有33条染色体的受精卵 2 三倍体植物体细胞中的染色体含有三个染色体组 减数分裂时会发生联会的紊乱而无法形成正常的配子 3 利用植物组织培养技术可以快速 大量繁殖植物体 22 33 答案 1 雌蕊 或柱头 2 减数 3 组织培养 考向3 不同育种方法的比较 例3 下图甲 乙表示水稻两个品种 两对相对性状独立遗传 表示培育水稻新品种的过程 下列说法正确的是 a 如果过程 中逐代自交 那么自交代数越多纯合植株 的比例越高 b 与 过程的育种原理相同 过程表示单倍体育种c 育种过程 中需要进行筛选 筛选不会改变任何 一个基因的频率 d 经过 和 过程培育的品种和甲 乙品种基因型不同 但是仍然属于同一个物种 解析 由图可知 为杂交育种 为单倍体育种 为基因工程育种 为多倍体育种 为诱变育种 杂合子连续自交 随自交代数的增加 纯合子的比例逐代增加 诱变育种的原理是基因突变 基因工程育种的原理是基因重组 筛选过程中种群的基因频率发生改变 甲 乙品种为二倍体植物 经过 和 过程培育的品种为四倍体植物 二倍体植物与四倍体植物杂交后代是三倍体 由于三倍体植物不可育 因此二倍体与四倍体之间存在生殖隔离 为不同的物种 答案 a 生物育种中的两个易混点 1 混淆 最简便 与 最快 最简便 着重于技术含量应为 易操作 如杂交育种 虽然年限长 但农民自己可简单操作 但 最快速 则未必简便 如单倍体育种可明显缩短育种年限 但其技术含量却较高 例如花粉培养成幼苗的技术就很复杂 2 不能正确掌握单倍体育种的过程 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 考点练透 5 将某马铃薯品种的花药进行离体培养获得幼苗 在幼苗细胞中发现了12对染色体 此幼苗个体属于几倍体 马铃薯的 体细胞含染色体数是多少 a 单倍体 48c 四倍体 48 b 二倍体 24d 四倍体 24 解析 花药内的花粉粒只有体细胞中的一半染色体 将花药进行离体培养获得的植株 无论细胞中含几个染色体组 都是单倍体 马铃薯的体细胞含染色体数是单倍体的二倍 即24对 共48条 答案 a 6 下图展示了普通小麦 六倍体 的培育过程 据图判断下 列说法中正确的是 a 普通小麦的一个染色体组中含有14条染色体b 杂种f1和杂种f2同属一个新的物种 c 二粒小麦和普通小麦通过自交能产生种子 因此都是 可育的 d 图中染色体加倍只能通过秋水仙素处理萌发的种子来 实现 解析 选项a不正确 普通小麦是六倍体 体细胞内含有42条染色体 每个染色体组中有7条不同的染色体 选项b不正确 杂种f1和杂种f2的遗传物质来自不同的物种 不属于同一个新的物种 选项d不正确 图中染色体加倍除可通过秋水仙素处理萌发的种子外 也可以通过处理幼苗来实现 答案 c 低温诱导植物染色体数目的变化 1 低温诱导染色体加倍的原理和步骤 2 实验中各种试剂的作用 1 卡诺氏液 固定细胞形态 2 体积分数为95 的酒精 冲洗附着在根尖表面的卡诺氏 液 3 解离液 体积分数为15 的盐酸溶液和体积分数为95 的酒精以1 1混合 使组织中的细胞相互分离开来 4 清水 洗去解离液 防止解离过度影响染色 5 改良苯酚品红染液 使染色体着色 便于观察染色体的 形态和数目 1 显微镜下观察到的细胞是已被盐酸杀死的细胞 2 选材应选用能进行分裂的分生组织细胞 否则不会出现 染色体数目加倍的情况 3 抑制纺锤体形成 不等同于 着丝点不分裂 4 低温处理 分生组织细胞 不等同于处理 任何细 胞 典例 下列关于低温诱导染色体加倍实验的叙述 正确的 是 a 原理 低温抑制染色体着丝点分裂 使子染色体不能分别移向两极b 解离 盐酸酒精混合液和卡诺氏液都可以使洋葱根尖解离c 染色 改良苯酚品红溶液和醋酸洋红溶液都可以使染色体着色d 观察 显微镜下可以看到大多数细胞的染色体数目发生改变 解析 低温 秋水仙素处理抑制细胞纺锤体的形成 阻止染色体移向细胞两极 而着丝点的分裂与纺锤体的形成无关 卡诺氏液的作用是固定细胞形态 染色体可被碱性染料染成深色 变异出现的频率很低 显微镜观察到的绝大多数细胞染色体数目不变 答案 c 举一反三 有关低温诱导大蒜根尖细胞染色体加倍的实 验 叙述正确的是 a 可能出现三倍体细胞b 多倍体细胞形成的比例常达100 c 多倍体细胞形成的过程有完整的细胞周期d 多倍体的形成过程不能增加非同源染色体重组的机会 解析 低温诱导大蒜根尖细胞染色体数目加倍成为四倍体 但不能使所有细胞的染色体数目都加倍 根尖细胞的分裂方式为有丝分裂 不能增加非同源染色体重组的机会 因为非同源染色体重组发生在减数分裂过程中 多倍体细胞形成的原理是抑制纺锤体的形成而阻止细胞的分裂 所以细胞周期是不完整的 答案 d 1 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用光学显微镜观察 解析 基因突变不会导致染色体结构变异 基因突变不一定会导致个体表现型改变 基因突变与染色体结构变异都导致碱基序列的改变 基因突变在光学显微镜下是不可见的 染色体结构变异可用光学显微镜观察到 答案 c 2 甲 乙为两种果蝇 2n 下图为这两种果蝇的各一个染 色体组 下列叙述正确的是 a 甲 乙杂交产生的f1减数分裂都正常b 甲发生染色体交叉互换形成了乙c 甲 乙1号染色体上的基因排列顺序相同d 图示染色体结构变异可为生物进化提供原材料 解析 根据题干信息可知 甲 乙是两种果蝇 甲 乙杂交产生的f1虽然含有2个染色体组 但是因为来自甲 乙中的1号染色体不能正常联会配对 所以f1不能进行正常的减数分裂 根据题图 甲中1号染色体发生倒位形成了乙中的1号染色体 染色体中某一片段倒位会改变基因的排列顺序 可遗传变异如基因突变 基因重组和染色体变异都能为生物进化提供原材料 答案 d 3 为获得果实较大的四倍体葡萄 4n 76 将二倍体葡萄茎段经秋水仙素溶液处理后栽培 研究结果显示 植株中约40 的细胞的染色体被诱导加倍 这种植株含有2n细胞和4n细胞 称为 嵌合体 其自交后代有四倍体植株 下列叙述错误的 是 a 嵌合体 产生的原因之一是细胞的分裂不同步b 嵌合体 可以产生含有38条染色体的配子c 嵌合体 不同的花之间传粉后可以产生三倍体子代d 嵌合体 根尖分生区的部分细胞含19条染色体 解析 细胞的分裂不同步 秋水仙素作用于有丝分裂的前期 处于前期的细胞经处理后才可能使染色体加倍 导致 嵌合体 的产生 嵌合体 植株含有2n细胞和4n细胞 前者染色体数目是38 后者染色体数目是76 4n细胞减数分裂可以产生含有38条染色体的配子 2n的花和4n的花之间传粉后可以产生3n子代 三倍体 根尖分生区细胞不进行减数分裂 不能产生含19条染色体的配子 答案 d 4 已知伞花山羊草是二倍体 二粒小麦是四倍体 普通小麦是六倍体 为了将伞花山羊草携带的抗叶锈病基因转入小麦 研究人员做了如下图所示的操作 下列有关叙述正确的是 a 秋水仙素处理杂种p获得异源多倍体 异源多倍体中 没有同源染色体 b 异源多倍体与普通小麦杂交产生的杂种q中一定含有 抗叶锈病基因 c 射线照射杂种r使抗叶锈病基因的染色体片段移接到 小麦染色体