湖南省高考生物復(fù)習(xí) 遺傳與進(jìn)化 第10講 染色體變異課件 新人教版 必修2

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1、 一、染色體結(jié)構(gòu)變異 【答案】缺失重復(fù)易位倒位基因排列 二、染色體數(shù)目變異 【答案】形態(tài)功能非同源染色體受精卵兩受精卵三個(gè)或三個(gè)以上都比較大含量增加 染色體組成倍增減 【答案】秋水仙素萌發(fā)紡錘體加倍 【答案】 不育21.縮短22.純合子(二倍體) 三、低溫誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目變化的實(shí)驗(yàn) 【答案】23.分生組織24.紡錘體 一、 染色體變異的類型 1. 染色體結(jié)構(gòu)變異類型及圖解 2. 遺傳效應(yīng) 【友情提醒】 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。 3. 染色體數(shù)目變異類型 (1)根據(jù)染色體

2、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(gè)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(gè)染色體組。 (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(gè)染色體組。例如：基因型為AaaaBBbb的細(xì)胞或生物體，含有4個(gè)染色體組。也可以記作：同一個(gè)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(gè)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(gè))。 【友情提醒】一個(gè)染色體組內(nèi)的各條染色體在形態(tài)、結(jié)構(gòu)、功能

3、上都各不相同，它們是一組非同源染色體。 不同生物的一個(gè)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(gè)染色體組所含的染色體數(shù)目一定相同。 【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(gè)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() 【解析】 D選項(xiàng)屬于基因突變。 【答案】D 【例2】如圖所示細(xì)胞代表四個(gè)物種的不同時(shí)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(gè)染色體組，而其他圖像的染色體組數(shù)都少于它。 【答案】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(gè)染色

4、體組的個(gè)體體細(xì)胞中含3個(gè)或3個(gè)以上染色體組的個(gè)體體細(xì)胞中含本物種配子染色體數(shù)目的個(gè)體染色體組2個(gè)3個(gè)或3個(gè)以上1至多個(gè)發(fā)育起點(diǎn)受精卵受精卵配子植物特點(diǎn)正常果實(shí)、種子較大，生長(zhǎng)發(fā)育延遲，結(jié)實(shí)率低植株弱小，高度不育舉例幾乎全部動(dòng)物、過(guò)半數(shù)高等植物香蕉、無(wú)子西瓜玉米、小麥的單倍體 1二倍體、多倍體、單倍體的比較 【友情提醒】判斷某個(gè)體是否為單倍體的依據(jù)為個(gè)體發(fā)育的起點(diǎn)，而不是其體細(xì)胞中所含的染色體組的數(shù)目。 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(duì)染色體上的成對(duì)基因都純合的個(gè)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

5、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(diǎn)明顯縮短育種年限器官大，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量高，產(chǎn)量增加缺點(diǎn)技術(shù)復(fù)雜，需要與雜交育種配合適用于植物，動(dòng)物難以開展。多倍體植物生長(zhǎng)周期延長(zhǎng)，結(jié)實(shí)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(lái)的個(gè)體都是一倍體 B含有兩個(gè)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(gè)體一定是單倍體 【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(diǎn)。由生物的卵細(xì)胞發(fā)育而來(lái)的個(gè)體，無(wú)論含有多少個(gè)染色體組均是單倍體，A錯(cuò)誤；含兩個(gè)染色體組

6、的生物體，如果是由配子發(fā)育而來(lái)的，就是單倍體，B錯(cuò)誤；含有奇數(shù)染色體組的個(gè)體，如果發(fā)育起點(diǎn)是受精卵，則一定不是單倍體，如無(wú)子西瓜，D錯(cuò)誤。 【答案】C 【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 【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。 【答案】C 三、三種可遺傳變異的比較變異類型比較項(xiàng)目基因突變基因重組染色體變異實(shí)質(zhì)基因結(jié)構(gòu)的改變基因的重新組合染色體結(jié)構(gòu)或數(shù)目變化適用范圍任何生物均可發(fā)生真核生物進(jìn)行有性生殖產(chǎn)生配子時(shí)真核生物核遺傳中發(fā)生產(chǎn)生結(jié)果產(chǎn)生新

7、的基因，但基因數(shù)目未變只改變基因型，未發(fā)生基因的改變可 引 起 基 因“數(shù)量”上的變化意義生物變異的根本來(lái)源，提供生物進(jìn)化的原始材料形成生物多樣性的重要原因，對(duì)生物進(jìn)化有十分重要的意義對(duì)生物進(jìn)化有一定意義育種應(yīng)用誘變育種雜交育種單倍體、多倍體育種 【友情提醒】以上三種可遺傳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(duì)的增添、缺失或替換?；蛲蛔儗?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。 基因突變、基因重組是DNA分子水平上的變化，借助顯微鏡無(wú)法觀察；

8、但染色體變異是染色體結(jié)構(gòu)和數(shù)目的變異，屬細(xì)胞水平上的變化，借助顯微鏡可以觀察。 【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(duì)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(guò)產(chǎn)生新的基因表現(xiàn)出性狀的重新組合 C三倍體無(wú)子西瓜的培育過(guò)程運(yùn)用了生長(zhǎng)素促進(jìn)果實(shí)發(fā)育的原理 D若DNA中某堿基對(duì)改變，則其控制合成的蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)肯定會(huì)發(fā)生改變 【解析】染色體結(jié)構(gòu)的變異會(huì)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(duì)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。基因重組

9、不能產(chǎn)生新的基因，但基因重新組合會(huì)導(dǎo)致性狀的重新組合。三倍體無(wú)子西瓜的培育過(guò)程運(yùn)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(shí)，其控制合成的蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)不一定發(fā)生改變。 【答案】A 四、低溫誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目的變化(實(shí)驗(yàn)) 1實(shí)驗(yàn)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(diǎn)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(gè)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(shí)驗(yàn)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

10、進(jìn)行本實(shí)驗(yàn)的過(guò)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(shí)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(huì)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(shí)間的低溫(如4 )處理水培的洋蔥根尖時(shí)，是否也能誘導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)染色體加倍呢？請(qǐng)對(duì)這個(gè)問(wèn)題進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。 (1)針對(duì)以上問(wèn)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(shí)，通常需要較長(zhǎng)時(shí)間才能產(chǎn)生低溫效應(yīng)，根據(jù)這個(gè)提示將你設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)組合以表格形式列出來(lái)。 (3)按照你

11、的設(shè)計(jì)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(cè)，所以探究的課題在題干中具有一定的指向性。在設(shè)計(jì)表格的時(shí)候要注意題干的要求是測(cè)量低溫效應(yīng)的時(shí)間，考慮到一般植物的細(xì)胞周期時(shí)間，應(yīng)該以小時(shí)為單位比較合適。為了保證實(shí)驗(yàn)的嚴(yán)謹(jǐn)性，應(yīng)該做一組常溫下的對(duì)照組，以排除環(huán)境因素的干擾。 【答案】 (1)用一定時(shí)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(diǎn)的分裂)，使細(xì)胞不能正

12、常進(jìn)行有絲分裂 (2)注：設(shè)計(jì)的表格要達(dá)到以下兩個(gè)要求。 至少做兩個(gè)溫度的對(duì)照；間隔相等的培養(yǎng)時(shí)間進(jìn)行取樣。 (3)在顯微鏡下觀察和比較經(jīng)過(guò)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(shí)裝片 1.(2008廣東)關(guān)于多倍體的敘述，正確的是 ( ) A植物多倍體不能產(chǎn)生可育的配子 B八倍體小黑麥?zhǔn)怯没蚬こ碳夹g(shù)創(chuàng)造的新物種 C二倍體植株加倍為四倍體后，營(yíng)養(yǎng)成分必然增加 D多倍體在植物中比在動(dòng)物中更為常見D 【解析】有些植物多倍體(如四倍體) 能產(chǎn)生可育的配子。八倍體小黑麥的培育用到了雜交和誘導(dǎo)染色體變異技術(shù)。二倍體加倍為四倍體后，營(yíng)養(yǎng)成分未發(fā)生改變，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量增加。多倍體是由

13、合子發(fā)育而來(lái)，是體細(xì)胞中含三個(gè)及三個(gè)以上染色體組的個(gè)體的統(tǒng)稱，多見于植物。 2.(2010安徽)如圖所示，科研小組用60Co照射棉花種子。誘變當(dāng)代獲得棕色(纖維顏色)新性狀，誘變代獲得低酚(棉酚含量)新性狀。已知棉花的纖維顏色由一對(duì)基因(A、a)控制，棉酚含量由另一對(duì)基因(B、b)控制，兩對(duì)基因獨(dú)立遺傳。 (1)兩個(gè)新性狀中，棕色是_性狀，低酚是_性狀。 (2)誘變當(dāng)代中，棕色、高酚的棉花植株基因型是_，白色、高酚的棉花植株基因型是_。顯性隱性AaBBaaBb (3)棕色棉抗蟲能力強(qiáng)，低酚棉產(chǎn)量高。為獲得抗蟲高產(chǎn)棉花新品種，研究人員將誘變代中棕色、高酚植株自交。每株自交后代種植在一個(gè)單獨(dú)的區(qū)域

14、，從_ _的區(qū)域中得到純合棕色、高酚植株。請(qǐng)你利用該純合子作為一個(gè)親本，再?gòu)恼T變代中選擇另一個(gè)親本，設(shè)計(jì)一方案，盡快選育出抗蟲高產(chǎn)(棕色、低酚)的純合棉花新品種(用遺傳圖解和必要的文字表示)。 不發(fā)生性狀分離(或全為棕色棉，或沒(méi)有出現(xiàn)白色棉) 【解析】(1)由誘變當(dāng)代自交，誘變代發(fā)生性狀分離可確定棕色為顯性性狀，低酚是隱性性狀。 (2)由誘變當(dāng)代棕色、高酚自交結(jié)果，顏色發(fā)生性狀分離，高酚穩(wěn)定遺傳，可確定棕色高酚植株的基因型為AaBB，同理可確定白色高酚植株的基因型為aaBb。 (3)誘變代中棕色高酚植株有純合AABB和雜合的AaBB，自交不發(fā)生性狀分離的為純合子AABB。要培育棕色低酚的純合植株AAbb，需用AABB植株與誘變代的白色低酚aabb植株雜交，因要求盡快選育則需用可明顯縮短育種年限的單倍體育種方法育種。