安徽省高考生物一轮复习方案（基础知识梳理+核心考点突破+试验方略展示）第21讲 染色体变异课件 新人教版.ppt

第21讲染色体变异 返回目录 返回目录 1 染色体结构变异和数目变异 2 实验 低温诱导染色体加倍 考纲要求 第21讲染色体变异 知识梳理 一 染色体变异的类型1 染色体结构变异 1 概念 由 的改变而引起的变异 2 种类 缺失 染色体中 缺失引起的变异 重复 染色体中 某一片段引起的变异 易位 染色体的某一片段移接到另一条 上引起的变异 倒位 染色体中某一片段 引起的变异 返回目录 染色体结构 某一片段 增加 非同源染色体 位置颠倒 第21讲染色体变异 3 结果 使排列在染色体上的基因 或 发生改变 从而导致性状的变异 举例 猫叫综合征 是由于人的第5号染色体部分 引起的遗传病 返回目录 数目 排列顺序 缺失 第21讲染色体变异 2 染色体数目变异 1 概念 由 而引起的变异 2 类型 细胞内 的增加或减少 细胞内的染色体数目以 的形式成倍增加或减少 3 结果 使基因的数量增加或减少 返回目录 染色体数目改变 个别染色体 染色体组 第21讲染色体变异 二 与染色体数目变异有关的概念1 染色体组 细胞中的一组染色体 它们在 和 上各不相同 携带着控制生物生长发育的全部遗传信息 2 二倍体 由 发育而成 体细胞中含有 染色体组 包括几乎全部动物和过半数的高等植物 返回目录 形态 功能 受精卵 两个 第21讲染色体变异 3 多倍体 1 概念 由 发育而来 体细胞中含 或 染色体组的个体 2 分布 在 中常见 在 中极少见 3 特点 与二倍体植株相比 多倍体植株常常是茎秆 叶片 果实和种子都比较大 等营养物质含量丰富 返回目录 受精卵 三个 三个以上 植物 动物 粗壮 糖类和蛋白质 第21讲染色体变异 4 单倍体 1 概念 由 发育而来 染色体数和染色体组数是正常体细胞的一半 即体细胞中含有 染色体数目的个体 2 特点 单倍体植株弱小 且 返回目录 配子 本物种配子 高度不育 第21讲染色体变异 三 人工诱导多倍体与单倍体育种1 人工诱导多倍体 1 方法 用 处理萌发的种子或幼苗 2 过程导思 人工诱导多倍体最常用的方法是什么 其多倍体产生的原理是什么 请翻阅教材必修2p87 二倍体和多倍体 返回目录 秋水仙素 萌发的种子或幼苗 第21讲染色体变异 2 单倍体育种 1 过程 2 优点 得到的往往都是纯种 返回目录 单倍体幼苗 秋水仙素 明显缩短育种年限 网络构建 返回目录 第21讲染色体变异 基础自测 判断正误 对的打 错的打 1 2012 海南卷 三倍体植株不能通过有性生殖进行繁殖 解析 三倍体植株在减数分裂产生配子时 联会紊乱不能产生正常配子 所以不能通过有性生殖进行繁殖 而只能通过无性生殖方式进行繁殖 2 2012 浙江卷 科学家对白化苗的研究发现 控制其叶绿素合成的基因缺失了一段dna 导致无法合成叶绿素 该变异属于染色体结构变异 解析 基因中缺失一段dna 属于基因中碱基对缺失 属于基因突变 返回目录 第21讲染色体变异 3 2012 江苏卷 将抗叶锈病基因转移到普通小麦中 并与小麦细胞内的染色体相整合 该变异属于染色体结构变异 解析 抗叶锈病基因与小麦细胞内的染色体相整合后 使该染色体上增加某一片段 基因的数目增加 属于染色体结构变异 4 2011 广东卷 超级细菌 可通过染色体交换从其他细菌获得耐药基因 解析 超级细菌属于原核生物 没有染色体 所以不会通过染色体交换从其他细菌获得耐药基因 返回目录 第21讲染色体变异 5 2011 海南卷 染色体片段的倒位和易位必然导致基因排列顺序的变化 解析 染色体片段的倒位是指染色体中某一片段颠倒引起的基因排列顺序的变化 易位是一条染色体某一片段移接到另一条非同源染色体上引起的染色体上基因的数目和排列顺序变化 6 2010 福建卷 在低温诱导染色体数目变化的实验中 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 因为间期时间较长 显微镜下可以看到大多数细胞处于间期 看不到染色体 由于突变具有低频性 所以只有少数细胞染色体会加倍 返回目录 第21讲染色体变异 考点一几种染色体结构变异类型的比较 返回目录 第21讲染色体变异 返回目录 第21讲染色体变异 结果 染色体结构变异引起染色体上基因的数目或排列顺序改变 一般可以通过光学显微镜观察到 染色体结构变异对生物本身往往是不利的 有时甚至会导致生物个体死亡 返回目录 第21讲染色体变异 拓展 1 基因突变和染色体结构变异的区别 1 从是否产生新基因上来区别 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 其变化的基本单位是基因 基因突变是基因结构内部的改变 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 使染色体上基因的种类改变而基因的数量没有改变 染色体结构变异未形成新的基因 2 通过光学显微镜区别 染色体结构变异可借助光学显微镜观察 基因突变 基因重组用光学显微镜观察不到 镰刀型细胞贫血症可以通过用显微镜观察红细胞的形状来判断 但突变的基因本身用光学显微镜是看不到的 返回目录 第21讲染色体变异 2 基因重组和染色体结构变异中易位的区别 1 图7 21 1中 所示属于基因重组 染色体片段的交换是发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间 2 图7 21 1中 所示属于染色体结构变异 染色体片段的交换是发生在非同源染色体之间 返回目录 第21讲染色体变异 图7 21 1 例1 2012 海南卷 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 染色体组数目成倍增加c 基因中碱基对发生了替换d 基因中碱基对发生了增减 返回目录 第21讲染色体变异 答案 a 解析 根据 f1为非糯非甜 可判断非糯和非甜均为显性性状 根据 f2中表现型比例为9 3 3 1 可判断 控制两对性状的基因位于两对同源染色体上 且f1为双杂合子 偶然发现的杂交组合f1仍表现为非糯非甜 可判断f1基因型仍为双杂合子 设为aabb 其自交后代f2中有非糯非甜粒和糯性甜粒2种表现型 可见控制这些性状的基因都存在 产生该结果的原因不可能是基因突变 c d两项都属于基因突变 排除c d项 染色体组数目成倍性增加 不会影响f2中表现型的种类 排除b项 若两对基因所在的染色体发生某一片段的交换 导致a b和a b位于 返回目录 第21讲染色体变异 同一对同源染色体上 f1减数分裂产生配子时 不发生基因重组 f2产生非糯非甜粒和糯性甜粒2种表现型 a项符合题意 点评 解答本题需明确以下几点 染色体组成倍性变化导致基因数量变化 不能导致基因种类增加 基因突变导致新基因的产生 染色体变异不能导致新基因产生 染色体片段的重复和缺失导致基因数量增加和减少 不能导致基因种类变化 染色体片段的倒位和易位导致基因排列顺序的变化 返回目录 第21讲染色体变异 探究 1 染色体组数目成倍性增加对基因有什么影响 2 导致基因排列顺序变化的变异方式有哪些 1 基因在染色体上 染色体组增加 导致基因的数量增加 但基因内部结构不变化 2 交叉互换导致染色体上的基因进行互换 改变了基因的排列顺序 染色体变异中的易位 缺失 重复 倒位都会改变基因的排列顺序 返回目录 第21讲染色体变异 变式题染色体之间的交叉互换可能导致染色体的结构或基因序列的变化 图7 21 2中甲 乙两图分别表示两种染色体之间的交叉互换模式 丙 丁 戊图表示某染色体变化的三种情形 下列有关叙述正确的是 返回目录 第21讲染色体变异 图7 21 2 a 甲可以导致戊的形成b 乙可以导致丙的形成c 甲可以导致丁或戊两种情形的产生d 乙可以导致戊的形成 返回目录 第21讲染色体变异 答案 d 解析 由图可知 甲表示同源染色体的非姐妹染色单体之间发生的交叉互换 乙表示非同源染色体之间交换片段 前者的变异类型属于基因重组 发生交叉互换后在原来的位置可能会换为原基因的等位基因 可导致丁的形成 后者属于染色体结构变异 由于是与非同源染色体之间发生的交换 因此易位后原位置的基因被换成控制其他性状的基因 可导致戊的形成 丙属于染色体结构变异中的 重复 返回目录 第21讲染色体变异 考点二染色体组的概念和辨析1 染色体组概念的理解 1 不含同源染色体 没有等位基因 2 染色体形态 大小和功能各不相同 3 含有控制一种生物性状的一整套基因 但不能重复 返回目录 第21讲染色体变异 2 染色体组数量的判断方法 1 据细胞分裂图像进行识别判断 适用于二倍体 返回目录 第21讲染色体变异 返回目录 第21讲染色体变异 2 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 如图7 21 3所示的细胞中 形态相同的染色体a中有3条 b中两两相同 c中各不相同 则可判定它们分别含3个 2个 1个染色体组 返回目录 第21讲染色体变异 图7 21 3 3 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7 21 4所示 d g中依次含4 2 3 1个染色体组 返回目录 第21讲染色体变异 图7 21 4 4 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 如果蝇该比值为8条 4种形态 2 则果蝇含2个染色体组 返回目录 第21讲染色体变异 3 单倍体 二倍体和多倍体可由下列图解中提供的方法区分开来注 x为一个染色体组的染色体数 a b为正整数 图7 21 5单倍体是由配子不经受精作用直接发育成的生物个体 返回目录 第21讲染色体变异 拓展 判断单倍体 二倍体和多倍体时首先看其来源 如果由未受精的配子发育而来一定是单倍体 而由受精卵发育而来 则含有几个染色体组就是几倍体 二倍体的单倍体只含一个染色体组 含一个染色体组的个体是单倍体 四倍体的单倍体含两个染色体组 六倍体的单倍体含三个染色体组 所以单倍体可能只含一个染色体组或几个染色体组 可能含同源染色体和等位基因 也有可能产生可育后代 返回目录 第21讲染色体变异 例2下列据图叙述不正确的是 a 代表的生物可能是二倍体 其每个染色体组含一条染色体b 代表的生物可能是二倍体 其每个染色体组含三条染色体 返回目录 第21讲染色体变异 图7 21 6 c 代表的生物可能是二倍体 其每个染色体组含三条染色体d 代表的生物可能是单倍体 其每个染色体组含四条染色体 返回目录 第21讲染色体变异 答案 b 解析 分析简图可知 图 细胞中含有2个染色体组 每个染色体组含一条染色体 则代表的生物可能是二倍体 图 细胞中含有3个染色体组 每个染色体组含两条染色体 则代表的生物可能是三倍体 图 细胞中含有2个染色体组 每个染色体组含三条染色体 则代表的生物可能是二倍体 图 细胞中含有1个染色体组 每个染色体组含四条染色体 则代表的生物可能是单倍体 返回目录 第21讲染色体变异 点评 染色体组与基因组的区别 1 染色体组应该具有的特点 从本质上看 全为非同源染色体 无同源染色体 从形态上看 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 遗传和变异的全部遗传信息 从物种类型上看 每种生物的染色体数目 大小 形态都与其他物种不同 2 基因组 对于有性染色体的生物 二倍体 其基因组为常染色体 2 性染色体 对于无性染色体的生物 其基因组与染色体组相同 返回目录 第21讲染色体变异 变式题有关单倍体和多倍体的叙述 正确的是 a 玉米受精卵发育成的植株不可能是单倍体b 四倍体水稻花药直接培育成的植株是二倍体c 含一个染色体组的个体不一定是单倍体d 凡染色体数目为奇数的个体都是单倍体 返回目录 第21讲染色体变异 答案 a 解析 由受精卵发育而来的个体为二倍体或多倍体 由配子直接发育而来的个体是单倍体 a项正确 四倍体水稻花药直接培育成的植株是单倍体 受精卵由雌雄配子受精而来 至少含两个染色体组 所以含一个染色体组的个体一定是单倍体 染色体数目为奇数的个体可能不是单倍体 如三倍体西瓜 返回目录 第21讲染色体变异 考点三多倍体育种和单倍体育种的比较 返回目录 第21讲染色体变异 返回目录 第21讲染色体变异 拓展 多倍体育种常用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗 而单倍体育种只能用秋水仙素处理单倍体幼苗 因为由二倍体花药培养成的单倍体不能产生种子 返回目录 第21讲染色体变异 例3科学家将培育的异源多倍体的抗叶锈病基因转移到普通小麦中 育成了抗叶锈病的小麦 育种过程见图7 21 7 图中a b c d表示4个不同的染色体组 每组有7条染色体 c染色体组中含携带抗病基因的染色体 请回答下列问题 返回目录 第21讲染色体变异 返回目录 第21讲染色体变异 图7 21 7 1 异源多倍体是由两种植物aabb与cc远缘杂交形成的后代 经 方法培育而成 此方法的原理是 2 杂交后代 染色体组的组成为 进行减数分裂时形成 个四分体 体细胞中含有 条染色体 3 杂交后代 中c组的染色体减数分裂时易丢失 这是因为减数分裂时这些染色体 4 为使杂交后代 的抗病基因稳定遗传 常用射线照射花粉 使含抗病基因的染色体片段转接到小麦染色体上 这种变异称为 返回目录 第21讲染色体变异 答案 1 秋水仙素诱导染色体数目加倍秋水仙素抑制有丝分裂前期纺锤体的形成 使染色体不能移到细胞的两极 从而引起细胞内染色体数目加倍 2 aabbcd1442 3 无同源染色体配对 4 染色体结构变异 解析 本题考查染色体变异原理及其在育种实践中的应用 考查学生分析 理解能力 1 两种植物aabb与cc杂交的后代为abc 是不育的 需经秋水仙素诱导染色体加倍后成为异源多倍体aabbcc 秋水仙素可抑制有丝分裂前期纺锤体的形成 使染色体不能移到细胞的两极 从而引 返回目录 第21讲染色体变异 起细胞内染色体数目加倍 2 异源多倍体产生的生殖细胞为abc 普通小麦产生的生殖细胞为abd 因此杂交后代 的染色体组成为aabbcd 进行减数分裂时可形成7个aa四分体和7个bb四分体 体细胞中共6个染色体组 42条染色体 3 杂交后代 中来自c组的染色体条数是随机的 在减数分裂过程中无同源染色体配对 因此在减数分裂过程中易丢失 4 染色体片段在不同染色体间的转接属于染色体结构变异 返回目录 第21讲染色体变异 点评 生物体是否可育关键是看其减数分裂过程中是否能正常进行同源染色体配对 或联会 并产生配子 若不能正常进行同源染色体配对 则不能产生正常配子 不可育 若能正常进行同源染色体配对 则能产生正常配子 可育 返回目录 第21讲染色体变异 变式题图7 21 8中甲 乙表示水稻两个品种 a a和b b表示分别位于两对同源染色体上的两对等位基因 表示培育水稻新品种的过程 则下列说法错误的是 返回目录 第21讲染色体变异 图7 21 8 a 过程简便 原理是基因重组b 和 的变异都发生于有丝分裂间期c 过程可明显缩短育种年限 常用的方法是花药离体培养d 过程与 过程的育种原理相同 返回目录 第21讲染色体变异 答案 b 解析 分析题图 过程为杂交育种过程 目的是获得aabb个体 杂交育种操作简便 但培育周期长 和 过程都是用秋水仙素处理 其发生的染色体变异是由于秋水仙素抑制有丝分裂前期纺锤体的形成而产生的 表示单倍体育种过程 其优点是明显缩短育种年限 其中 过程常用的方法是花药离体培养 单倍体育种与多倍体育种的原理都是染色体数目变异 返回目录 第21讲染色体变异 实验低温诱导植物染色体数目的变化1 实验原理通过低温处理植物 使根尖分生区的细胞分裂时纺锤体的形成受到抑制 以致染色体的着丝点分裂后 子染色体没有纺锤丝的牵引不能被拉向两极 细胞也不能分裂成两个子细胞 于是 细胞中染色体数目加倍 如图7 21 9 返回目录 第21讲染色体变异 图7 21 9 2 实验步骤培养根尖 低温诱导 固定根尖 制作装片 观察装片 1 培养根尖实验课前的3 5d 把洋葱放在盛满清水的广口瓶上 让洋葱底部接触瓶内的水面 2 低温诱导当根长到1cm左右时 把材料分成2份 一份放入冰箱内4 低温下培养 另一份仍留在25 下培养 共处理36h 返回目录 第21讲染色体变异 3 固定根尖剪取以上2种处理过的根尖 每个根尖为0 5 1cm 分别放入卡诺氏液中固定0 5 1h 然后用体积分数为95 的酒精冲洗两次 用体积分数为70 的酒精保存于低温处 贴好标签 4 制作装片取固定好的根尖 进行解离 漂洗 染色和制片4个步骤 具体操作方法与实验 观察植物细胞的有丝分裂 相同 5 观察装片用显微镜找出处于细胞分裂中期的细胞 进行染色体计数 返回目录 第21讲染色体变异 3 注意事项 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 试剂及用途 返回目录 第21讲染色体变异 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 否则实验设计不严谨 返回目录 第21讲染色体变异 4 制作装片按观察有丝分裂装片制作过程进行 冲洗载玻片时水的流速要尽量慢一些 忌直接用水龙头冲洗 防止细胞被水流冲走 5 在用显微镜观察时 先用低倍镜寻找染色体形态较好的分裂期 再换上高倍镜并调节细准焦螺旋和反光镜 使物像清晰 仔细观察 辨认哪些细胞发生染色体数目变化 找出处于细胞分裂中期的细胞 进行染色体计数 返回目录 第21讲染色体变异 例4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 2n 16条 时 是否也能诱导细胞内染色体加倍呢 请对这个问题进行实验探究 1 针对以上的问题 你作出的假设是 你作出此假设的依据是 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的形式列出来 返回目录 第21讲染色体变异 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2 3mm 第二步 按照 的操作顺序对根尖进行处理 第三步 将洋葱根尖制成临时装片 在显微镜下用一个分裂期的细胞观察染色体加倍的动态变化过程 根据该同学的实验设计回答 返回目录 第21讲染色体变异 该同学设计的实验步骤有一处明显的错误 请指出错误所在 并加以改正 4 解离所用的试剂是 其作用是 5 显微镜下观察到的细胞中染色体数可能为 返回目录 第21讲染色体变异 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 或纺锤丝的形成 着丝点的分裂 使细胞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 返回目录 第21讲染色体变异 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解离时细胞已被杀死 在第三步中不能观察到染色体加倍的动态变化 4 用质量分数为15 的盐酸和体积分数为95 的酒精1 1混合固定细胞的分裂相 以尽可能保持原来的结构供观察 5 2n 16 4n 32 8n 64 加倍后的细胞有丝分裂后期 返回目录 第21讲染色体变异 解析 1 探究实验中 假设是由探究的问题决定的 该实验探究的问题是低温是否也能诱导细胞内染色体加倍 由此得出该探究实验的假设 根据低温能够影响酶的活性 或纺锤丝的形成 着丝点的分裂 而推断低温状态下细胞不能正常进行有丝分裂 所以提出 低温能诱导细胞内染色体数目加倍 的假设 2 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 3 通过观察细胞内染色体的数目并和不经过低温处理的正常根尖细胞内染色体数目进行比较 从而得出实验结论 制作装 返回目录 第21讲染色体变异 片的步骤是解离 漂洗 染色 制片 由于在解离时已经杀死根尖细胞 所以不会再观察到细胞分裂的动态变化 4 解离液是用质量分数为15 的盐酸和体积分数为95 的酒精1 1混合而成 解离液可使细胞的原生质凝固不发生变化 固定细胞的分裂相 以尽可能保持原来的结构供观察 5 由于根尖内大部分细胞没有发生染色体加倍 其染色体数目仍为2n 16条 部分细胞进行正常的有丝分裂 并处于后期 其染色体数目加倍 为4n 32条 还有个别染色体加倍后的细胞 进行有丝分裂 并处于后期 其细胞内染色体数目为8n 64条 返回目录 第21讲染色体变异 点评 对照原则是中学实验设计中最常用的原则 通过设置对照实验 既可排除无关变量的干扰 又可增加实验结果的可信度和说服力 所以实验中常常要设计实验组和对照组 并保证单一变量 返回目录 第21讲染色体变异 高中生物实验中不同浓度酒精的使用 返回目录 第21讲染色体变异 返回目录 第21讲染色体变异 返回目录 第21讲染色体变异 例5下列是关于酒精的鉴定及酒精在相关实验中运用的叙述 其中正确的是 用橙色的重铬酸钾溶液直接鉴定酒精 溶液颜色变成灰绿色 在提取绿叶中的色素时可用酒精作为提取剂提取色素 解离洋葱根尖时 将其放入质量分数为15 的盐酸和质量分数为65 的酒精 1 1 混合液中 用苏丹 染液鉴定花生子叶中的脂肪需要用酒精洗去浮色a 一项b 两项c 三项d 四项 返回目录 第21讲染色体变异 答案 b 解析 橙色的重铬酸钾溶液鉴定酒精需要在酸性环境下 溶液颜色由橙色变为灰绿色 错误 色素不溶于水 而易溶于酒精 所以可用酒精作为提取剂 正确 解离洋葱根尖时 解离液是用质量分数为15 的盐酸和体积分数为95 的酒精 按照1 1比例配制而成 错误 苏丹 染液鉴定脂肪时 需要用体积分数为50 的酒精洗去浮色 正确 点评 本题考查酒精的应用 熟记酒精在