高中生物第1輪總復(fù)習(xí) 第10講 染色體變異課件 湘教版必修2（湖南專版）

一、 染色體變異的類型 1. 染色體結(jié)構(gòu)變異類型及圖解續(xù)表 2. 遺傳效應(yīng) 3. 染色體數(shù)目變異類型 (1)細(xì)胞內(nèi)的個別染色體增加或減少。(2)細(xì)胞內(nèi)的染色體數(shù)目以染色體組的形式成倍地增加或減少。(1)根據(jù)染色體形態(tài)判斷：細(xì)胞內(nèi)形態(tài)、大小相同的染色體有幾條，則該細(xì)胞中就含有幾個染色體組。如圖：每種形態(tài)的染色體有3條，則該細(xì)胞中含有3個染色體組。 4. 染色體組數(shù)的判定 (2)根據(jù)基因型判斷：在細(xì)胞或生物體的基因型中，控制同一性狀的相同基因或等位基因出現(xiàn)幾次，該細(xì)胞或生物體中就含有幾個染色體組。例如：基因型為AaaaBBbb的細(xì)胞或生物體，含有4個染色體組。也可以記作：同一個字母不分大小寫重復(fù)出現(xiàn)幾次，就是幾倍體生物。 (3)根據(jù)染色體數(shù)目和染色體形態(tài)推算含有幾個染色體組。染色體組數(shù)如圖：共有8條染色體，染色體形態(tài)數(shù)(形態(tài)大小不相同)為2，所以染色體組數(shù)為824(個)。 【例1】已知某物種的一條染色體上依次排列著M、N、O、P、Q五個基因，如下圖列出的若干種變化中，不屬于染色體結(jié)構(gòu)發(fā)生變化的是() D 【解析】 D選項屬于基因突變。 【例2】如圖所示細(xì)胞代表四個物種的不同時期細(xì)胞，其中含有染色體組數(shù)最多的是() 【解析】 D圖中細(xì)胞內(nèi)形態(tài)、大小相同的染色體有4條，則該細(xì)胞中含有4個染色體組，而其他圖像的染色體組數(shù)都少于它。 D 二、單倍體、二倍體、多倍體及其育種 二倍體多倍體單倍體概念體細(xì)胞中含2個染色體組的個體體細(xì)胞中含3個或3個以上染色體組的個體體細(xì)胞中含本物種配子染色體數(shù)目的個體染色體組2個3個或3個以上1至多個發(fā)育起點受精卵受精卵配子植物特點正常果實、種子較大，生長發(fā)育延遲，結(jié)實率低植株弱小，高度不育舉例幾乎全部動物、過半數(shù)高等植物香蕉、無子西瓜玉米、小麥的單倍體 1二倍體、多倍體、單倍體的比較 2單倍體育種與多倍體育種的比較單倍體育種多倍體育種原理染色體數(shù)目以染色體組形式成倍減少，然后再加倍后獲得每對染色體上的成對基因都純合的個體染色體數(shù)目以染色體組形式成倍增加方法花藥離體培養(yǎng)獲得單倍體，再用秋水仙素處理幼苗秋水仙素處理正在萌發(fā)的種子或幼苗續(xù)表單倍體育種多倍體育種優(yōu)點明顯縮短育種年限器官大，營養(yǎng)物質(zhì)含量高，產(chǎn)量增加缺點技術(shù)復(fù)雜，需要與雜交育種配合適用于植物，動物難以開展。多倍體植物生長周期延長，結(jié)實率降低舉例 【例3】下列有關(guān)敘述正確的是() A由生物的卵細(xì)胞發(fā)育而來的個體都是一倍體 B含有兩個染色體組的生物體，一定不是單倍體 C二倍體植物未經(jīng)受精的卵細(xì)胞發(fā)育成的植株，一定是單倍體 D含有奇數(shù)染色體組的個體一定是單倍體C 【解析】二倍體、單倍體和多倍體的判斷一要看染色體組數(shù)，二要看發(fā)育起點。由生物的卵細(xì)胞發(fā)育而來的個體，無論含有多少個染色體組均是單倍體，A錯誤；含兩個染色體組的生物體，如果是由配子發(fā)育而來的，就是單倍體，B錯誤；含有奇數(shù)染色體組的個體，如果發(fā)育起點是受精卵，則一定不是單倍體，如無子西瓜，D錯誤。 【例4】下列幾種育種方法中，只產(chǎn)生出與親代相同基因型品種的育種方式是() A雜交育種 B單倍體育種 C植物的組織培養(yǎng) D人工誘變育種 C【解析】植物的組織培養(yǎng)能保證親代和子代的遺傳物質(zhì)完全相同，故是一種保持親代優(yōu)良性狀的育種方法。 三、三種可遺傳變異的比較續(xù)表 【例5】下列有關(guān)可遺傳變異的敘述，正確的是() A大多數(shù)染色體結(jié)構(gòu)變異對生物體是不利的，有的甚至?xí)?dǎo)致生物體死亡 B基因重組可以通過產(chǎn)生新的基因表現(xiàn)出性狀的重新組合 C三倍體無子西瓜的培育過程運用了生長素促進(jìn)果實發(fā)育的原理 D若DNA中某堿基對改變，則其控制合成的蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)肯定會發(fā)生改變A 【解析】染色體結(jié)構(gòu)的變異會使排列在染色體上的基因的數(shù)目或排列順序發(fā)生改變，從而導(dǎo)致性狀的變異。大多數(shù)染色體結(jié)構(gòu)變異對生物體是不利的，有的甚至?xí)?dǎo)致生物體死亡，染色體結(jié)構(gòu)變異導(dǎo)致的遺傳病在人類遺傳病中是比較嚴(yán)重的遺傳病?；蛑亟M不能產(chǎn)生新的基因，但基因重新組合會導(dǎo)致性狀的重新組合。三倍體無子西瓜的培育過程運用了多倍體育種的原理。由于一種氨基酸不一定只由一種密碼子決定，所以DNA發(fā)生基因突變時，其控制合成的蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)不一定發(fā)生改變。1易位與交叉互換的區(qū)別易位發(fā)生在非同源染色體之間，是指染色體的某一片段移接到另一條非同源染色體上。交叉互換發(fā)生在同源染色體的非姐妹染色單體之間。2一個染色體組內(nèi)的各條染色體在形態(tài)、結(jié)構(gòu)、功能上都各不相同，它們是一組非同源染色體。不同生物的一個染色體組中所含的染色體數(shù)目不一定相同，但同種生物的一個染色體組所含的染色體數(shù)目一定相同。3判斷某個體是否為單倍體的依據(jù)為個體發(fā)育的起點，而不是其體細(xì)胞中所含的染色體組的數(shù)目。4基因突變、染色體變異并不一定能遺傳給后代。染色體結(jié)構(gòu)變異與基因突變的區(qū)別：染色體結(jié)構(gòu)變異使排列在染色體上的基因的數(shù)目和排列順序發(fā)生改變，從而導(dǎo)致性狀的變異?；蛲蛔兪腔蚪Y(jié)構(gòu)的改變，包括DNA堿基對的增添、缺失或替換。基因突變導(dǎo)致新基因的產(chǎn)生，染色體結(jié)構(gòu)變異未形成新的基因?；蛲蛔儭⒒蛑亟M是DNA分子水平上的變化，借助顯微鏡無法觀察；但染色體變異是染色體結(jié)構(gòu)或數(shù)目的變異，屬細(xì)胞水平上的變化，借助顯微鏡可以觀察。 四、低溫誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目的變化(實驗) 1實驗原理 (1)進(jìn)行正常有絲分裂的植物分生組織細(xì)胞，在有絲分裂后期，染色體的著絲點分裂，子染色體在紡錘絲的作用下分別移向兩極，進(jìn)而平均分配到兩個子細(xì)胞中去。 (2)低溫可抑制紡錘體的形成，阻止細(xì)胞分裂，導(dǎo)致細(xì)胞染色體數(shù)目加倍。 2實驗流程 3.基本技術(shù)要求 (1)為了能觀察到細(xì)胞在生活狀態(tài)下的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，必須先將細(xì)胞固定。 (2)在進(jìn)行本實驗的過程中，與觀察植物細(xì)胞的有絲分裂一樣，所觀察的細(xì)胞已經(jīng)被殺死了，最終在顯微鏡下看到的是死細(xì)胞。 (3)選材的時候必須選用能夠進(jìn)行分裂的分生組織細(xì)胞，不分裂的細(xì)胞染色體不復(fù)制，不會出現(xiàn)染色體加倍的情況。 【例6】用濃度為2%的秋水仙素，處理植物分生組織56 h，能夠誘導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)染色體加倍。那么，用一定時間的低溫(如4 )處理水培的洋蔥根尖時，是否也能誘導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)染色體加倍呢？請對這個問題進(jìn)行實驗探究。 (1)針對以上問題，你作出的假設(shè)是_。 你提出此假設(shè)的依據(jù)是_。 (2)低溫處理植物材料時，通常需要較長時間才能產(chǎn)生低溫效應(yīng)，根據(jù)這個提示將你設(shè)計的實驗組合以表格形式列出來。 (3)按照你的設(shè)計思路，以_，作為鑒別低溫是否誘導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)染色體加倍的依據(jù)。為此，你要進(jìn)行的具體操作是： 第一步：剪取根尖23 mm。 第二步：按照_步驟，制作_。 【解析】提出的假設(shè)應(yīng)該具有一定的科學(xué)根據(jù)，提出的假設(shè)應(yīng)該是最有可能的而不是隨意猜測，所以探究的課題在題干中具有一定的指向性。在設(shè)計表格的時候要注意題干的要求是測量低溫效應(yīng)的時間，考慮到一般植物的細(xì)胞周期時間，應(yīng)該以小時為單位比較合適。為了保證實驗的嚴(yán)謹(jǐn)性，應(yīng)該做一組常溫下的對照組，以排除環(huán)境因素的干擾。 【答案】 (1)用一定時間的低溫處理水培的洋蔥根尖，能夠誘導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)染色體加倍低溫能夠影響酶的活性(或紡錘絲的形成、著絲點的分裂)，使細(xì)胞不能正常進(jìn)行有絲分裂 (2)注：設(shè)計的表格要達(dá)到以下兩個要求。 至少做兩個溫度的對照；間隔相等的培養(yǎng)時間進(jìn)行取樣。 (3)在顯微鏡下觀察和比較經(jīng)過不同處理后根尖細(xì)胞內(nèi)染色體的數(shù)目解離漂洗染色制片細(xì)胞有絲分裂臨時裝片1.(2011海南)關(guān)于植物染色體變異的敘述，正確的是( )A染色體組整倍性變化必然導(dǎo)致基因種類的增加B染色體組非整倍性變化必然導(dǎo)致新基因的產(chǎn)生C染色體片段的缺失和重復(fù)必然導(dǎo)致基因種類的變化D染色體片段的倒位和易位必然導(dǎo)致基因排列順序的變化D2.(2011江蘇)在有絲分裂和減數(shù)分裂的過程中均可產(chǎn)生的變異是(多選)( )ADNA復(fù)制時發(fā)生堿基對的增添、缺失或改變，導(dǎo)致基因突變B非同源染色體之間發(fā)生自由組合，導(dǎo)致基因重組C非同源染色體之間交換一部分片段，導(dǎo)致染色體結(jié)構(gòu)變異D著絲點分裂后形成的兩條染色體不能移向兩極，導(dǎo)致染色體數(shù)目變異ACD【解析】有絲分裂中可發(fā)生基因突變、染色體結(jié)構(gòu)和數(shù)目變異；減數(shù)分裂過程中可發(fā)生基因突變、基因重組、染色體結(jié)構(gòu)和數(shù)目變異。 3.(2011江蘇)洋蔥(2n16)為二倍體植物。為比較不同處理方法對洋蔥根尖細(xì)胞分裂指數(shù)(即視野內(nèi)分裂期細(xì)胞數(shù)占細(xì)胞總數(shù)的百分比)的影響，某研究性學(xué)習(xí)小組進(jìn)行了相關(guān)實驗，實驗步驟如下：將洋蔥的老根去除，經(jīng)水培生根后取出。將洋蔥分組同時轉(zhuǎn)入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.01%、0.1%的秋水仙素溶液中，分別培養(yǎng)24 h、36 h、48 h；秋水仙素處理停止后再轉(zhuǎn)入清水中分別培養(yǎng)0 h、12 h、24 h、36 h。剪取根尖，用Carnoy固定液(用3份無水乙醇、1份冰乙酸混勻)固定8 h，然后將根尖浸泡在1 mol/L鹽酸溶液中58 min。將根尖取出，放入盛有清水的培養(yǎng)皿中漂洗。用石炭酸品紅試劑染色。制片、鏡檢；計數(shù)、拍照。實驗結(jié)果：不同方法處理后的細(xì)胞分裂指數(shù)(%)如下表。請分析上述實驗，回答有關(guān)問題：(1)步驟中“將根尖浸泡在1 mol/L鹽酸溶液中”的作用是 。(2)步驟為了獲得相應(yīng)的觀察視野，鏡檢時正確的操作方法是 。(3)根據(jù)所學(xué)的知識推測，石炭酸品紅試劑是一種 性染料。使組織中的細(xì)胞相互分離開來先在低倍鏡下觀察，緩慢移動裝片，發(fā)現(xiàn)理想視野后換用高倍鏡堿(4)為了使統(tǒng)計數(shù)據(jù)更加科學(xué)，計數(shù)時應(yīng)采取的方法是 。每組裝片觀察多個視野(5)根據(jù)上表結(jié)果可以得出如下初步結(jié)論：質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 秋水仙素溶液誘導(dǎo)后的細(xì)胞分裂指數(shù)較高；本實驗的各種處理中，提高細(xì)胞分裂指數(shù)的最佳方法是 。0.01%0.01%秋水仙素溶液誘導(dǎo)24 h，再在清水中培養(yǎng)36 h(6)右面為一位同學(xué)在步驟所拍攝的顯微照片，形成細(xì)胞a的最可能的原因是 。秋水仙素處理發(fā)生在上一個細(xì)胞周期紡錘體形成之后【解析】(1)有絲分裂裝片制作過程中，鹽酸的作用是使植物根尖組織細(xì)胞相互分離。(2)用顯微鏡進(jìn)行觀察的順序為先在低倍鏡下觀察找到物像，并在低倍鏡下將該物像移到視野中央，再換高倍鏡，進(jìn)行仔細(xì)觀察。(3)為細(xì)胞核中染色體或染色質(zhì)染色的染色劑為堿性染料。(4)為使統(tǒng)計數(shù)據(jù)更科學(xué)，計數(shù)時需對同一組裝片的多個視野進(jìn)行統(tǒng)計、計數(shù)并取其平均值。(5)由表格數(shù)據(jù)的比較即可知。(6)圖示細(xì)胞a中的染色體并未加倍，說明秋水仙素處理應(yīng)在上一個細(xì)胞周期紡錘體形成后，從而才使該細(xì)胞中的染色體沒有發(fā)生加倍。 4.(2011雅禮模擬)變異是生物的基因特征之一，下列不屬于細(xì)菌產(chǎn)生的可遺傳變異有( )基因突變基因重組染色體變異環(huán)境條件的變化染色單體互換非同源染色體上非等位基因自由組合 A B C DC【解析】細(xì)菌屬于原核生物，沒有染色體，進(jìn)行無性生殖，因此細(xì)菌產(chǎn)生的可遺傳變異只有基因突變，沒有其他的。5.(2011江西省南昌市高三上學(xué)期調(diào)研測試卷)下列變異中，屬于染色體變異的是( )A三倍體無子西瓜B同源染色體的非姐妹染色單體之間交叉互換C染色體中DNA的一個堿基對發(fā)生改變D染色體中的DNA缺失了三個堿基對A【解析】三倍體無子西瓜屬于染色體組數(shù)目的改變。6.(2011湖南長郡中學(xué)高三復(fù)習(xí)小結(jié))下列與多倍體形成有關(guān)的是( )A紡錘體的形成受到抑制 B非同源染色體自由組合C個別染色體增加 D染色體結(jié)構(gòu)的變異A【解析】紡錘體的形成受到抑制會造成染色體不能正確分離，從而導(dǎo)致多倍體的出現(xiàn)。7.(原創(chuàng))各種染色體變異中，對于變異個體本身性狀影響最小的可能是( )A染色體片段缺失 B染色體片段重復(fù)C染色體數(shù)目增加 D染色體數(shù)目加倍D【解析】染色體數(shù)目加倍形成的多倍體，性狀與原來的個體相比，大體上沒有改變，只是某些性狀的數(shù)量層次上發(fā)生改變。