2014年春高中生物第5章第2節(jié)染色體變異名師課件新人教版必修2

第2節(jié)染色體變異,一、染色體結(jié)構(gòu)的變異1.染色體變異和基因突變的區(qū)別(連線)：,2.染色體結(jié)構(gòu)的變異：(1)將下圖序號填入下表圖示欄的相應(yīng)位置：,非同源染色體,(2)結(jié)果：染色體上的基因的_發(fā)生改變。大多數(shù)對生物體是_的，有的甚至?xí)?dǎo)致生物體死亡。,數(shù)目或排列順序,不利,二、染色體數(shù)目的變異1.染色體組：(1)含義：細胞中的一組非同源染色體，它們在_上各不相同，攜帶著控制生物_的全部遺傳信息。,形態(tài)和功能,生長、發(fā)育、遺傳和變異,(2)寫出如圖中的染色體組：_或_,、X,、Y,2.二倍體和多倍體：(1)概念理解。,受精卵,兩個,動物,高等植物,受精卵,三個或,三個以上,四倍體馬鈴薯,(2)多倍體的特點和誘導(dǎo)方法。特點：_粗壯，葉片、果實和種子都比較大，_等營養(yǎng)物質(zhì)的含量都有所增加。人工誘導(dǎo)：a.方法：用_處理或_處理。b.處理對象：_的種子或_。c.原理：能夠抑制_的形成，導(dǎo)致染色體不能移向細胞兩極，從而引起細胞內(nèi)_加倍。,莖稈,糖類和,蛋白質(zhì),秋水仙素,低溫,萌發(fā),幼苗,紡錘體,染色體數(shù)目,3.單倍體：(1)概念：體細胞中含有本物種_染色體數(shù)目的個體。(2)特點：植株長得_，而且高度_。,配子,弱小,不育,(3)應(yīng)用單倍體育種。方法過程：優(yōu)點：_。,離體,秋水仙素,單倍體,染色體數(shù)目,明顯縮短育種年限,三、低溫誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目的變化,【思考辨析】1.判斷正誤：(1)貓叫綜合征是人的第5號染色體數(shù)目減少引起的遺傳病。()【分析】貓叫綜合征是人的第5號染色體部分缺失引起的遺傳病。,(2)基因突變和染色體結(jié)構(gòu)變異中的缺失是一樣的，都是堿基對的缺失。()【分析】基因突變中的缺失是指堿基對的缺失，而染色體結(jié)構(gòu)變異中的缺失是指染色體中某一片段的缺失，會引起基因數(shù)目的變化。,(3)含有三個染色體組的個體就是三倍體。()【分析】由受精卵發(fā)育而來的，體細胞中含有三個染色體組的個體才是三倍體，若是由配子發(fā)育而來的個體則稱為單倍體。,2.問題思考：(1)人工誘導(dǎo)多倍體時常用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗，能否用秋水仙素處理成熟的葉或莖而獲得多倍體植株？試解釋原因。提示：不能。因為秋水仙素作用于正在分裂的細胞，能夠抑制紡錘體的形成，而成熟的植物細胞一般不再分裂，所以不能形成多倍體植物。(2)為什么單倍體育種會縮短育種年限？提示：單倍體育種得到的植株每對染色體上的成對基因都是純合的，自交產(chǎn)生的后代不會發(fā)生性狀分離。,一、染色體結(jié)構(gòu)變異的分析1.染色體的缺失、重復(fù)、倒位與基因突變的區(qū)別：,2.染色體易位和交叉互換的比較：,【警示鐘】染色體結(jié)構(gòu)變異的認識誤區(qū)(1)染色體結(jié)構(gòu)變異對生物體并不都是不利的，有的是中性的，極少數(shù)是有利的。(2)基因突變和染色體結(jié)構(gòu)變異并不屬于同一水平、層次上的變異，基因突變屬于分子水平，而染色體結(jié)構(gòu)變異屬于細胞水平上的結(jié)構(gòu)變異。,【學(xué)而后思】(1)若某種生物產(chǎn)生了新的一種表現(xiàn)型，這種表現(xiàn)型的改變是來自于基因突變還是染色體結(jié)構(gòu)變異，如何區(qū)別？提示：將體細胞放在光學(xué)顯微鏡下觀察染色體的結(jié)構(gòu)，若發(fā)生了改變則為染色體結(jié)構(gòu)變異，若沒發(fā)生改變則為基因突變。(2)染色體結(jié)構(gòu)的變異和基因突變均導(dǎo)致遺傳物質(zhì)發(fā)生改變，試分析這兩種變異的本質(zhì)相同嗎。提示：不相同。染色體結(jié)構(gòu)變異的本質(zhì)是基因發(fā)生改變，而基因突變的本質(zhì)是堿基對發(fā)生改變。,【典例訓(xùn)練1】(2013福建高考)某男子表現(xiàn)型正常，但其一條14號和一條21號染色體相互連接形成一條異常染色體，如圖甲。減數(shù)分裂時異常染色體的聯(lián)會如圖乙，配對的三條染色體中，任意配對的兩條染色體分離時，另一條染色體隨機移向細胞任一極。下列敘述正確的是(),A.圖甲所示的變異屬于基因重組B.觀察異常染色體應(yīng)選擇處于分裂間期的細胞C.如不考慮其他染色體，理論上該男子產(chǎn)生的精子類型有8種D.該男子與正常女子婚配能生育染色體組成正常的后代,【解題關(guān)鍵】準確快速解答本題需要弄清以下兩點：(1)一條染色體的片段移接到另一條非同源染色體上屬于染色體變異。(2)根據(jù)題干提供信息，畫簡圖展示圖乙細胞減數(shù)分裂后子細胞染色體組成。,【解析】選D。本題考查染色體變異及減數(shù)分裂等知識。A項，一條染色體的片段移接到另一條非同源染色體上屬于染色體結(jié)構(gòu)變異，故錯誤。B項，處于分裂間期的細胞中染色體呈染色質(zhì)狀態(tài)，觀察異常的染色體應(yīng)選擇分裂中期的細胞，故錯誤。C項，將圖乙中的染色體從左向右編號為1、2、3，不考慮其他染色體，如圖所示。,在不考慮其他染色體的情況下，若1、2分離，3隨機移向任一極，則精細胞中含染色體組成為1、3或2或2、3或1四種類型；若2、3分離，1隨機移向任一極，精細胞中含染色體組成為1、2或3或1、3或2四種類型，因此精子類型理論上有6種，故錯誤。D項，根據(jù)C項的分析，該男子能夠產(chǎn)生含有1、3(即分別含一條14號和一條21號)染色體組合的正常精子，因此可能生育正常染色體組成的后代。,【互動探究】(1)該男子的表現(xiàn)正常，則在體細胞中共有多少條染色體？提示：45條。(2)該男子與正常女子婚配后產(chǎn)生正常男孩的幾率是多少？提示：1/12。,【變式備選1】如圖表示某生物細胞中兩條染色體及其部分基因。下列四種情況的產(chǎn)生不屬于該細胞染色體結(jié)構(gòu)變異的是(),【解析】選A。A圖為基因突變，判斷理由是原圖中的Gg，Jj，即經(jīng)過基因突變產(chǎn)生了等位基因；B圖為倒位，判斷理由是染色體上J與G位置顛倒；C圖為缺失，判斷理由是染色體上缺失了h與J；D圖為易位，判斷理由是染色體上的h、J片段移接到了非同源染色體上。,二、染色體組及個體倍性的分析1.染色體組的理解和判斷：(1)對染色體組概念的理解。從本質(zhì)上看，組成一個染色體組的所有染色體，互為非同源染色體，一個染色體組中不含同源染色體。從形式上看，一個染色體組中所有的染色體形態(tài)、大小和功能各不相同。從功能上看，一個染色體組含有控制生物生長、發(fā)育、遺傳和變異的全部遺傳信息。,(2)染色體組的判斷。根據(jù)如圖果蠅的染色體組成作出如下判斷：,根據(jù)染色體形態(tài)判斷：在圖中任選一條染色體(性染色體除外)，如號染色體，細胞內(nèi)與該染色體形態(tài)相同的染色體共有幾條，則含有幾個染色體組。果蠅中與號染色體相同的有兩條，所以果蠅含有兩個染色體組。根據(jù)基因型判斷：在細胞或生物體的基因型中，控制同一性狀的基因出現(xiàn)幾次，則有幾個染色體組，如圖中A與a共出現(xiàn)兩次，則果蠅含有兩個染色體組。根據(jù)染色體的數(shù)目和染色體的形態(tài)來推算：染色體組數(shù)=染色體數(shù)/染色體形態(tài)數(shù)(性染色體X、Y除外)，如果蠅中有6條常染色體，共3種形態(tài)，所以果蠅含有兩個染色體組。,2.二倍體、多倍體和單倍體的比較：,【警示鐘】單倍體并不一定只含一個染色體組(1)二倍體生物形成的單倍體只含一個染色體組。(2)多倍體生物形成的單倍體中含有兩個或兩個以上染色體組。,【學(xué)而后思】(1)不含有同源染色體的一組染色體一定是一個染色體組嗎？為什么？提示：不一定。一個染色體組必須是含有本物種生長、發(fā)育、遺傳和變異的全部遺傳信息。(2)單倍體都表現(xiàn)高度不育嗎？為什么？提示：不一定。單倍體一般是高度不育的，由于減數(shù)分裂時聯(lián)會紊亂，不能產(chǎn)生正常的配子，但存在特殊情況，如四倍體水稻的花藥離體培養(yǎng)得到的單倍體是可育的。,命題角度1借助典型生物，考查染色體組的判斷方法【典例訓(xùn)練2】(2013濟寧高一檢測)如圖為雄果蠅染色體圖，據(jù)圖能得到的結(jié)論是(),其配子的染色體組是X、或Y、有絲分裂后期有4個染色體組，染色體有5種不同形態(tài)減數(shù)第二次分裂后期有2個染色體組，染色體有5種不同形態(tài)該生物進行基因測序應(yīng)選擇5條染色體A.B.C.D.,【解題關(guān)鍵】解答本題時需要據(jù)圖找出一個染色體組內(nèi)的染色體，基因測序時要考慮到X和Y染色體。,【解析】選C。果蠅體細胞中共有8條染色體，是由2個染色體組組成的，且每個染色體組中不含有同源染色體，即X、，Y、，所以染色體共有5種不同形態(tài)；有絲分裂后期染色體數(shù)目加倍，染色體組數(shù)也加倍，由于染色體的種類沒有發(fā)生改變，染色體有5種不同形態(tài)；減數(shù)第二次分裂后期著絲點分開，移向細胞兩極的染色體是相同的，所以有2個染色體組，有4種不同的形態(tài)；由于X與Y的不同，在對染色體進行測序時，應(yīng)該測、X和Y5條染色體。,【互動探究】(1)若圖中和染色體發(fā)生了部分片段的互換屬于哪種變異？提示：染色體結(jié)構(gòu)的變異。(2)圖示所示個體在細胞分裂的哪個時期會含有兩條Y染色體？提示：有絲分裂后期或減數(shù)第二次分裂后期著絲點分開時。,【變式備選2】根據(jù)下圖所示的細胞圖，判斷下列說法不正確的是(),A.圖D、G所示細胞中各含有一個染色體組B.圖C、H所示細胞中各含有兩個染色體組C.細胞中含有三個染色體組的是圖A、B、GD.圖E、F所示細胞中各含有四個染色體組,【解析】選C。判斷圖中染色體組的方法有如下兩種：(1)在細胞內(nèi)，形態(tài)相同的染色體有幾條，就含有幾個染色體組，如E圖，每種形態(tài)的染色體有四條，所以含有四個染色體組。(2)在細胞內(nèi)，含有幾個同音字母，就是含有幾個染色體組，如D圖，同音字母僅有一個，所以該圖只有一個染色體組。E、F圖各含有四個染色體組；A、B圖各含有三個染色體組；C、H圖各含有兩個染色體組；D、G圖各含有一個染色體組。,命題角度2考查染色體組與個體倍性之間的關(guān)系【典例訓(xùn)練3】下列關(guān)于染色體組、單倍體和二倍體的敘述中，錯誤的是()A.一個染色體組中不含同源染色體B.由受精卵發(fā)育而來的個體，體細胞中含有兩個染色體組的叫二倍體C.含一個染色體組的個體是單倍體，單倍體不一定含一個染色體組D.由六倍體普通小麥花藥離體培育出來的個體就是三倍體,【解題關(guān)鍵】解答本題時要充分理解染色體組與個體倍性之間的辯證關(guān)系，同時結(jié)合個體倍性的決定因素進行分析。,【解析】選D。染色體組是由一組非同源染色體組成的；由受精卵發(fā)育而來的個體，體細胞中含有幾個染色體組就是幾倍體，而由配子發(fā)育而來的個體，體細胞中不管含有幾個染色體組都是單倍體，所以由六倍體普通小麥花藥離體培育出來的個體為單倍體。,【變式備選3】(2013臨沂高一檢測)下列有關(guān)單倍體的敘述中不正確的是()未經(jīng)受精的卵細胞發(fā)育成的植物，一定是單倍體含有兩個染色體組的生物體，一定不是單倍體生物的精子或卵細胞一定都是單倍體基因型是aaaBBBCcc的植株一定是單倍體基因型是Abcd的生物體一般是單倍體A.B.C.D.,【解析】選B。判斷個體倍性時，首先要看個體的發(fā)育起點，若來自受精卵，有幾個染色體組就是幾倍體，當然來自受精卵的個體至少是二倍體，若發(fā)育起點是配子，則不管含有幾個染色體組都是單倍體，所以含有兩個染色體組的個體也有可能是單倍體；生物的精子或卵細胞不是個體，當然也不是單倍體；基因型是aaaBBBCcc的個體可能是單倍體，也可能是三倍體。,三、單倍體育種和多倍體育種1.單倍體育種以選育抗病高產(chǎn)(aaBB)品種為例：,2.多倍體育種培育無子西瓜為實例：(1)原理：,(2)實例無子西瓜的培育：,【警示鐘】三倍體無子西瓜培育過程三點提醒(1)兩次傳粉目的不同：第一次傳粉是為了得到三倍體種子，第二次傳粉是為了提供生長素刺激子房發(fā)育成果實。(2)四倍體植株上結(jié)的西瓜，種皮、瓜瓤、瓜皮等部分的細胞中含有4個染色體組，僅有胚細胞中有3個染色體組。(3)三倍體西瓜進行減數(shù)分裂時，由于聯(lián)會紊亂，不能形成正常的配子，所以不能產(chǎn)生種子。,【學(xué)而后思】(1)無子西瓜是由三倍體的種子發(fā)育而成的，三倍體種子來自于育種過程中哪一年的哪種植株上？提示：第一年的四倍體母本上。(2)不以二倍體西瓜為母本的原因是什么？提示：如果以二倍體西瓜作為母本，四倍體西瓜作為父本，也能得到三倍體種子，但這種三倍體種子結(jié)的西瓜，因珠被發(fā)育成厚硬的種皮，達不到“無子”的目的。,【典例訓(xùn)練4】(2013武漢高一檢測)如圖為利用純合高稈(D)抗病(E)小麥和純合矮稈(d)染病(e)小麥快速培育純合優(yōu)良小麥品種矮稈抗病小麥(ddEE)的示意圖，有關(guān)此圖敘述不正確的是(),A.圖中進行過程的主要目的是讓控制不同優(yōu)良性狀的基因組合到一起B(yǎng).過程中發(fā)生了非同源染色體的自由組合C.實施過程依據(jù)的主要生物學(xué)原理是細胞分化D.過程的實施中通常用一定濃度的秋水仙素,【解題關(guān)鍵】解答本題時需要通過圖示的流程判斷育種方式，并根據(jù)不同個體的基因型和文字標注，對的含義作出明確的判斷。,【解析】選C。圖中表示的是單倍體育種的過程，其中的含義分別是雜交、減數(shù)分裂、花藥離體培養(yǎng)、秋水仙素處理；其中雜交的目的是將位于不同親本上的優(yōu)良性狀集中到同一個體上；減數(shù)分裂過程中存在非同源染色體的自由組合；花藥離體培養(yǎng)過程的原理是細胞的全能性；誘導(dǎo)染色體加倍的常用方法是秋水仙素處理。,【互動探究】(1)圖中過程的原理是什么？提示：基因重組。(2)圖中過程還可以用什么方法處理？試解釋原因。提示：低溫處理。低溫可以抑制紡錘體的形成，使染色體數(shù)目加倍。,【變式備選4】有關(guān)單倍體的敘述，不正確的是()A.體細胞內(nèi)含有三個染色體組的個體可能是單倍體，也可能是三倍體B.單倍體幼苗細胞內(nèi)沒有同源染色體C.雄蜂是由卵細胞直接發(fā)育而來的，因此是單倍體D.由四倍體西瓜的花藥直接培育成的植株是單倍體,【解析】選B。單倍體是由配子直接發(fā)育而來的，因此由四倍體西瓜的花藥直接培育成的植株是單倍體，雄蜂也是單倍體；體細胞內(nèi)含有三個染色體組的個體可能是三倍體，也可能是單倍體。如果單倍體是由四倍體植株的配子直接發(fā)育而來的，則幼苗細胞內(nèi)含有同源染色體。,【備選要點】低溫誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目的變化實驗1.實驗原理：用低溫處理植物分生組織細胞，能夠抑制紡錘體的形成，阻止染色體被拉向兩極，細胞不能分裂成兩個子細胞，于是，植物細胞染色體數(shù)目發(fā)生變化。,2.實驗中幾種溶液的作用：(1)卡諾氏液：固定細胞的形態(tài)。(2)改良苯酚品紅染液：細胞核染色，便于觀察染色體的行為。(3)體積分數(shù)為15%的鹽酸溶液：解離、使細胞分散開。(4)體積分數(shù)為95%的酒精溶液：洗去附著在根尖表面的卡諾氏液，避免固定液的殘留對實驗造成影響。,3.特別提醒：(1)低溫的作用與秋水仙素的作用基本相似，與秋水仙素相比，低溫條件容易創(chuàng)造和控制，成本低，對人體無害，易于操作。(2)可設(shè)置溫度梯度分組進行培養(yǎng)，探究低溫誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目的變化。(3)染色體數(shù)目加倍后必須進行鑒定。,課題：關(guān)于染色體數(shù)目變異應(yīng)用類題目【案例】下面是八倍體小黑麥培育過程(A、B、D、E各表示一個染色體組)，據(jù)圖作答：,(1)普通小麥的配子中含有個染色體組，黑麥配子中含有個染色體組，雜交后代含個染色體組。(2)普通小麥和黑麥雜交后代不育的原因是_，可用處理將染色體加倍，加倍后含個染色體組，加倍后可育的原因是。,【審題抓準信息快速推斷】,【答題規(guī)范答案警示失誤】(1)314錯答：普通小麥配子中有1個染色體組。錯因：忽略題干信息A、B、D、E各表示一個染色體組，受思維定式影響，將普通小麥當作一般的二倍體。(2)無同源染色體秋水仙素8具同源染色體，能聯(lián)會，正常產(chǎn)生配子答題要點：第二空回答“低溫誘導(dǎo)”也可。,1.(基礎(chǔ)理論辨析題)下列說法屬于染色體結(jié)構(gòu)變異的是()；屬于染色體數(shù)目變異的是()A.在光學(xué)顯微鏡下可以觀察到該類型的變異B.貓叫綜合征的形成C.21三體綜合征的形成D.非同源染色體間部分片段的交換E.將水稻的花粉培養(yǎng)成單倍體植株F.可以通過有性生殖傳給后代,【解析】選A、B、D、F；A、C、E、F。染色體結(jié)構(gòu)變異和染色體數(shù)目變異均可以在光學(xué)顯微鏡下觀察到。貓叫綜合征是人的第5號染色體部分缺失引起的遺傳?。?1三體綜合征是人的第21號染色體數(shù)目多了一條所導(dǎo)致的遺傳??；非同源染色體間部分片段的交換屬于染色體結(jié)構(gòu)變異中的易位；水稻花粉形成的單倍體細胞中染色體數(shù)目減少了一半；不管是染色體數(shù)目變異，還是染色體結(jié)構(gòu)變異，都有可能通過有性生殖傳給后代。,2.2013年5月30日，河北邯鄲發(fā)現(xiàn)罕見人類染色體異常核型，為世界首報。46條染色體中有4條變異無法成對，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，X染色體上有一個片段“搬”到了1號染色體上，而3號染色體的一個片段，插入到13號染色體上。屬于染色體結(jié)構(gòu)變異的類型()A.缺失B.片段重復(fù)C.易位D.倒位【解析】選C。發(fā)生在非同源染色體之間的染色體片段的移接，屬于易位。,3.(2013東營高一檢測)下列變異中，屬于染色體結(jié)構(gòu)變異的是()A.果蠅第號染色體上的片段與第號染色體上的片段發(fā)生交換B.整個染色體組成倍增加或減少C.高莖豌豆因缺水缺肥而生長矮小D.同源染色體的非姐妹染色單體之間交叉互換,【解析】選A。果蠅第號染色體上的片段與第號染色體上的片段發(fā)生交換，屬于非同源染色體之間的交換，是染色體結(jié)構(gòu)變異中的易位。整個染色體組成倍增加或減少屬于染色體數(shù)目的變異；因缺水缺肥引起的變異屬于不可遺傳變異；同源染色體之間片段的互換屬于基因重組。,4.某二倍體生物正常體細胞的染色體數(shù)為8條，則圖中表示含有一個染色體組的細胞是(),【解析】選C。二倍體生物中含有2個染色體組共8條染色體，所以每個染色體組中含有4條染色體，但同時染色體組是一組非同源染色體的組合，所以選項C正確。,5.(2013廈門高一檢測)有關(guān)單倍體的敘述正確的是()A.二倍體植物的花粉是單倍體B.單倍體的細胞均不含同源染色體C.單倍體都是高度不育的D.單倍體育種可明顯縮短育種年限,【解析】選D。二倍體的花粉是細胞不是個體，由它發(fā)育成的個體才是單倍體；四倍體西瓜的單倍體中含有同源染色體并且是可育的；單倍體所得的個體是純合子，所以明顯地縮短了育種年限。,6.將二倍體玉米的幼苗用秋水仙素處理，待其長成后用其花藥進行離體培養(yǎng)得到了新的植株，下列有關(guān)新植株的敘述正確的一組是()可能是純合子也有可能是雜合子植株矮小不育產(chǎn)生的配子中含一個染色體組能形成可育的配子體細胞內(nèi)可以有同源染色體一定是二倍體一定是單倍體A.B.C.D.,【解析】選D