5.2染色體變異課件【知識(shí)精講精研】高一下學(xué)期生物人教版（2019）必修2

2.3

基因工程的應(yīng)用

第七單元

生物的變異和進(jìn)化第2課時(shí)

染色體變異課標(biāo)要求舉例說(shuō)明染色體結(jié)構(gòu)和數(shù)目的變異都可能導(dǎo)致生物性狀的改變甚至死亡。染色體變異

生物體的體細(xì)胞或生殖細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目或結(jié)構(gòu)的變化，稱為染色體變異。染色體結(jié)構(gòu)的變異染色體數(shù)目的變異細(xì)胞內(nèi)個(gè)別染色體的增加或減少細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目以一套完整的非同源染色體為基數(shù)成倍地增加或成套的減少缺失、重復(fù)、倒位、易位光學(xué)顯微鏡下可以觀察到考點(diǎn)1染色體結(jié)構(gòu)變異類型圖像聯(lián)會(huì)異常實(shí)例_____

果蠅缺刻翅、貓叫綜合征_____

果蠅棒狀眼_____

果蠅花斑眼、人類慢性粒細(xì)胞白血病_____

果蠅卷翅、人類9號(hào)染色體長(zhǎng)臂倒位可導(dǎo)致習(xí)慣性流產(chǎn)缺失重復(fù)易位倒位1.類型2.結(jié)果

染色體結(jié)構(gòu)的改變，會(huì)使排列在染色體上的基因______或__________發(fā)生改變，導(dǎo)致______的變異。3.對(duì)生物體的影響

大多數(shù)染色體結(jié)構(gòu)變異對(duì)生物體是______的，有的甚至?xí)?dǎo)致生物體死亡。數(shù)目排列順序不利性狀染色體結(jié)構(gòu)缺失、重復(fù)染色體結(jié)構(gòu)倒位、易位習(xí)題鞏固A.①～④的變異均未產(chǎn)生新基因B.①～④的變異依次是染色體倒位、缺失、重復(fù)與基因突變C.①～④的變異均可在光學(xué)顯微鏡下觀察到D.①、②、③依次為染色體結(jié)構(gòu)變異中的缺失、重復(fù)、倒位，④

的變異應(yīng)屬于基因突變1.如下圖所示，已知染色體發(fā)生了①～④四種變異，則相關(guān)敘述正確的是()D染色體結(jié)構(gòu)變異

缺失、重復(fù)、倒位基因突變?nèi)旧w結(jié)構(gòu)變異與基因突變的區(qū)別關(guān)于“缺失或增添”：DNA分子上若干個(gè)基因的缺失或重復(fù)(增添)，基因的數(shù)目發(fā)生改變屬于染色體結(jié)構(gòu)變異；DNA分子上基因中若干堿基的缺失、增添，堿基的排列順序改變，基因數(shù)量、位置不變，屬于基因突變。正常染色體，字母代表基因

2.染色體結(jié)構(gòu)變異與基因重組的判斷2.(2020·天津，7)一個(gè)基因型為DdTt的精原細(xì)胞產(chǎn)生了四個(gè)精細(xì)胞，其基因與染色體的位置關(guān)系見下圖。導(dǎo)致該結(jié)果最可能的原因是A.基因突變B.同源染色體非姐妹染色

單體間發(fā)生互換C.染色體變異D.非同源染色體自由組合B1.如圖1表示果蠅某細(xì)胞內(nèi)的相關(guān)染色體行為，1、2代表兩條未發(fā)生變異的染色體，3、4代表兩條正在發(fā)生變異的染色體，圖中字母表示染色體上的不同片段。拓展

提升科學(xué)思維(1)正常情況下，1與2是非同源染色體，圖1中A中發(fā)生堿基的增添、缺失或替換

(填“一定”或“不一定”)屬于基因突變。不一定(2)請(qǐng)將圖示2聯(lián)會(huì)過程補(bǔ)充完整。

如圖所示2.在細(xì)胞分裂過程中，末端缺失的染色體因失去端粒而不穩(wěn)定，其姐妹染色單體可能會(huì)連接在一起，著絲粒分裂后細(xì)胞向兩極移動(dòng)時(shí)出現(xiàn)“染色體橋”結(jié)構(gòu)，如圖所示?；蛐蜑锳a的雄性蝗蟲進(jìn)行減數(shù)分裂時(shí)，其中一個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞出現(xiàn)“染色體橋”并在兩著絲粒間任一位置發(fā)生斷裂，形成的兩條子染色體移到細(xì)胞兩極。不考慮其他變異，則該次級(jí)精母細(xì)胞產(chǎn)生的精細(xì)胞的基因組成可能有

(若細(xì)胞中不含A或a基因則用“O”表示)。A、A或AA、O或a、a或aa、O【情境推理·探究】1.某生物興趣小組將品系甲(DD)與品系乙(dd)雜交，F(xiàn)1中出現(xiàn)了一株矮莖豌豆，原因經(jīng)過初步探究，還需進(jìn)一步判斷發(fā)生了基因突變還是染色體變異，可采取的具體判定措施是___________________________________

____________________________________。分別制作F1中高莖和矮莖的分生區(qū)細(xì)胞臨時(shí)裝片，在顯微鏡下觀察判斷染色體的形態(tài)和數(shù)目1.貓叫綜合征是5號(hào)染色體短臂斷裂缺失所致。現(xiàn)有某表型正常的女性個(gè)體，其斷裂的5號(hào)染色體片段與8號(hào)染色體連接，減數(shù)分裂過程中兩對(duì)染色體發(fā)生如下圖所示的現(xiàn)象。據(jù)圖分析，下列相關(guān)敘述不正確的是A.該個(gè)體的變異一般不會(huì)導(dǎo)致基因數(shù)量減少B.圖中所示的四條染色體發(fā)生了異常聯(lián)會(huì)C.若染色體隨機(jī)兩兩分離(不考慮互換)，該個(gè)體可能產(chǎn)生4種卵細(xì)胞D.若該個(gè)體與正常男性婚配，妊娠期間應(yīng)盡早對(duì)胎兒進(jìn)行染色體篩查突破

強(qiáng)化關(guān)鍵能力c2.某精原細(xì)胞中m、n為一對(duì)同源染色體，其中m為正常染色體，A～E表示基因。該對(duì)同源染色體聯(lián)會(huì)后發(fā)生的特殊過程如圖所示，其中染色體橋分裂時(shí)隨機(jī)斷裂，后續(xù)的分裂過程正常進(jìn)行。下列有關(guān)敘述不正確的是A.圖中的染色體橋結(jié)構(gòu)可能出現(xiàn)

在減數(shù)分裂Ⅰ中期，但一般不

會(huì)出現(xiàn)在減數(shù)分裂Ⅱ中期B.最后產(chǎn)生的精細(xì)胞中的染色體可能存在倒位、缺失等結(jié)構(gòu)變異C.該經(jīng)減數(shù)分裂產(chǎn)生含異常染色體的精子占3/4D.丟失的片段會(huì)被精原細(xì)胞中的多種水解酶最終分解為6種小分子有機(jī)物D考點(diǎn)2染色體數(shù)目的變異1.染色體數(shù)目變異的類型(1)細(xì)胞內(nèi)

的增加或減少。(2)細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目以

成倍地增加或成套地減少。歸納

夯實(shí)必備知識(shí)個(gè)別染色體一套完整的非同源染色體為基數(shù)(1)個(gè)別染色體的增加或減少增加減少唐氏綜合征(21三體綜合征)，又稱先天愚型，由于多了一條21號(hào)染色體而導(dǎo)致的疾病。存活者有明顯的智能落后、特殊面容、生長(zhǎng)發(fā)育障礙和多發(fā)畸形。1.染色體數(shù)目變異的類型21-三體綜合征的成因①減數(shù)第一次分裂后期同源染色體未分離②減數(shù)第二次分裂后期姐妹染色單體未分離21-三體綜合征的成因（2）.以染色體組形式成倍的增加或減少增加減少1.染色體數(shù)目變異的類型(1)如圖中雄果蠅體細(xì)胞染色體中的一個(gè)染色體組可表示為：

。(2)組成特點(diǎn)①形態(tài)上：細(xì)胞中的

，在形態(tài)上各不相同。②功能上：控制生物生長(zhǎng)、發(fā)育、遺傳和變異的

，在功能上各不相同。染色體組Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y一套非同源染色體一套染色體1.染色體數(shù)目變異的類型ⅡⅢⅣXⅡⅢⅣY(3)染色體組數(shù)目的判定①根據(jù)染色體形態(tài)判定：細(xì)胞內(nèi)形態(tài)相同的染色體有幾條，則含有幾個(gè)染色體組。4個(gè)②根據(jù)基因型判定：在細(xì)胞或生物體的基因型中，控制同一性狀的基因(包括同一字母的大、小寫)出現(xiàn)幾次，則含有幾個(gè)染色體組。122333.單倍體、二倍體和多倍體項(xiàng)目單倍體二倍體多倍體概念體細(xì)胞中染色體數(shù)目與本物種

染色體數(shù)目相同的個(gè)體體細(xì)胞中含有兩個(gè)

的個(gè)體體細(xì)胞中含有三個(gè)或三個(gè)以上染色體組的個(gè)體發(fā)育起點(diǎn)______受精卵(通常是)受精卵(通常是)配子配子染色體組植株特點(diǎn)①植株弱小；②高度不育

正?？捎偾o稈粗壯；②葉片、果實(shí)和種子較大；③營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量豐富體細(xì)胞染色體組數(shù)_____2_____舉例蜜蜂的雄蜂幾乎全部的動(dòng)物和過半數(shù)的高等植物香蕉(三倍體)；馬鈴薯(四倍體)；八倍體小黑麥≥1≥3項(xiàng)目單倍體二倍體多倍體4.低溫誘導(dǎo)植物細(xì)胞染色體數(shù)目的變化(1)實(shí)驗(yàn)原理用低溫處理植物的

細(xì)胞，能夠

的形成，以致影響細(xì)胞

中染色體被拉向兩極，導(dǎo)致細(xì)胞不能

，植物細(xì)胞的染色體數(shù)目發(fā)生變化。分生組織抑制紡錘體有絲分裂分裂成兩個(gè)子細(xì)胞(2)實(shí)驗(yàn)步驟漂洗卡諾氏液95%(3)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：視野中既有正常的二倍體細(xì)胞，也有染色體數(shù)目發(fā)生改變的細(xì)胞。實(shí)驗(yàn)中的試劑及其作用試劑使用方法作用卡諾氏液將根尖放入卡諾氏液中浸泡0.5～1h體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精沖洗用卡諾氏液處理過的根尖質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的鹽酸與體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精等體積混合，作為解離液清水浸泡解離后的根尖細(xì)胞約10min甲紫溶液把漂洗干凈的根尖放進(jìn)盛有甲紫溶液的玻璃皿中染色3～5min固定細(xì)胞形態(tài)洗去卡諾氏液解離根尖細(xì)胞漂洗根尖，去除解離液使染色體著色下圖中甲是某二倍體生物體細(xì)胞染色體模式圖，乙、丙、丁是發(fā)生變異后的不同個(gè)體的體細(xì)胞中的染色體組成模式圖。據(jù)圖回答下列問題：拓展

提升科學(xué)思維

乙為單倍體，丙為單體，丁為三體，戊為三倍體。(1)請(qǐng)據(jù)上圖辨析屬于三體、三倍體、單體和單倍體的分別是哪一個(gè)？根據(jù)上述推導(dǎo)過程，請(qǐng)思考回答下列問題：①若同源四倍體的基因型為Aaaa，則產(chǎn)生的配子類型及比例：

。②若同源四倍體的基因型為AAAa，則產(chǎn)生的配子類型及比例：___________

。③若同源四倍體的基因型為AAaa，則產(chǎn)生的配子類型及比例：____________

。Aa∶aa＝1∶1AA∶Aa＝1∶1AA∶Aa∶aa＝1∶4∶1(3)若三體為XXY的雄性果蠅，三條性染色體任意兩條聯(lián)會(huì)概率相等，則XXY個(gè)體產(chǎn)生的配子及比例為多少？

X∶Y∶XY∶XX＝2∶1∶2∶1。(1)請(qǐng)據(jù)上圖辨析屬于三體、三倍體、單體和單倍體的分別是哪一個(gè)？3.某大豆突變株表現(xiàn)為黃葉，其基因組成為rr。為進(jìn)行R/r基因的染色體定位，用該突變株作父本，與不同的三體(2n＋1)綠葉純合子植株雜交，選擇F1中的三體與黃葉植株雜交得F2，下表為部分研究結(jié)果。下列敘述錯(cuò)誤的是突破

強(qiáng)化關(guān)鍵能力A.F1中三體的概率是1/2B.可用顯微觀察法初步鑒定三體C.突變株基因r位于10號(hào)染色體上D.三體綠葉純合子的基因型為RRR或RR母本F2表型及數(shù)量黃葉綠葉9-三體2111010-三體115120C4.下列關(guān)于單倍體、二倍體和多倍體的敘述，不正確的是A.二倍體生物一定是由受精卵直接發(fā)育而來(lái)的B.單倍體生物體細(xì)胞中不一定只含有一個(gè)染色體組C.采用花藥離體培養(yǎng)的方法得到的個(gè)體是單倍體D.三倍體無(wú)子西瓜體細(xì)胞含有三個(gè)染色體組A5.下列有關(guān)“低溫誘導(dǎo)植物細(xì)胞染色體數(shù)目的變化”實(shí)驗(yàn)的敘述，正確的是A.低溫會(huì)抑制紡錘體的形成B.甲紫溶液的作用是固定和染色C.固定和解離后都是用體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精漂洗D.在高倍鏡下可以觀察到二倍體細(xì)胞變?yōu)樗谋扼w的過程A課堂小結(jié)結(jié)構(gòu)變異：缺失（例：貓叫綜合癥）

、重復(fù)、易位、倒位染色體變異

數(shù)目變異

個(gè)別增減（例：21三體綜合征）成倍增減染色體組概念：含個(gè)體發(fā)育全部基因的一組非同源染色體分類二倍體：由受精卵發(fā)育來(lái)，含兩個(gè)染色體組的個(gè)體概念：由受精卵發(fā)育，含三個(gè)以上染色體組

多倍體特點(diǎn)：器官較大、營(yíng)養(yǎng)豐富，但發(fā)育延遲，結(jié)實(shí)率低應(yīng)用：多倍體育種（例：無(wú)籽西瓜、香蕉、小麥）成因：自然或人為（秋水仙素）使染色體加倍概念：配子直接發(fā)育來(lái)的個(gè)體成因：未經(jīng)受精的配子直接發(fā)育而成應(yīng)用：?jiǎn)伪扼w育種；花藥離體培養(yǎng)法特點(diǎn)：植株一般較弱小、不育單倍體考點(diǎn)3生物染色體數(shù)目變異在育種上的應(yīng)用常見的育種方法：

①多倍體育種②單倍體育種③誘變育種

④雜交育種

1.多倍體育種(1)原理：

。(2)方法：用

或低溫處理。(3)處理材料：(4)過程歸納

夯實(shí)必備知識(shí)染色體數(shù)目變異秋水仙素分裂的細(xì)胞抑制

形成

不能移向細(xì)胞兩極，從而引起細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目加倍紡錘體染色體萌發(fā)的種子或幼苗。有絲分裂旺盛有絲分裂前期二倍體西瓜（母本）二倍體西瓜（父本）幼苗時(shí)滴加秋水仙素二倍體植株四倍體植株

聯(lián)會(huì)紊亂（不產(chǎn)生配子）西瓜種子（三倍體）無(wú)子西瓜授粉授粉自然長(zhǎng)大正常二倍體（父本）第一年第二年種植三倍體植株卵細(xì)胞：2個(gè)染色體組精子：1個(gè)染色體組精子：1個(gè)組(5)實(shí)例：西瓜果實(shí)（四倍體）①兩次傳粉三倍體種子第一次傳粉：雜交獲得___________第二次傳粉：刺激子房發(fā)育成_____果實(shí)②用秋水仙素處理幼苗后，分生組織分裂產(chǎn)生的莖、葉、花染色體數(shù)目

，而未經(jīng)處理部分(如根部細(xì)胞)的染色體數(shù)

。③三倍體西瓜無(wú)子的原因：三倍體西瓜在減數(shù)分裂過程中，由于染色體聯(lián)會(huì)紊亂，不能產(chǎn)生正常配子。加倍不變小麥的抗倒伏(D)對(duì)易倒伏(d)為顯性，易染條銹病(B)對(duì)抗條銹病(b)為顯性。小麥患條銹病(圖)或倒伏，會(huì)導(dǎo)致減產(chǎn)甚至絕收?，F(xiàn)有兩個(gè)不同品種的小麥，一個(gè)品種抗倒伏，但易染條銹病(DDBB);另一個(gè)品種易倒伏，但能抗條銹病(ddbb)。用什么方法可以得到既抗倒伏又抗條銹病的純種(DDbb)？2.單倍體育種(1)原理：

。(2)過程染色體(數(shù)目)變異秋水仙素(3)優(yōu)點(diǎn)：

，所得個(gè)體均為

。(4)缺點(diǎn)：技術(shù)復(fù)雜。明顯縮短育種年限純合子包括花藥離體培養(yǎng)+秋水仙素處理兩個(gè)過程1.原理：2.適用范圍：3.過程：基因突變所有生物③誘變育種物理因素：化學(xué)因素：通常用有絲分裂旺盛的材料，如萌發(fā)的種子、幼苗4.優(yōu)點(diǎn)：①可以提高

，在較短時(shí)間內(nèi)獲得更多的優(yōu)良變異類型。②大幅度地

某些性狀，

人們所需要的優(yōu)良變異類型。5.缺點(diǎn)：有利變異個(gè)體往往

，需處理

材料。

（基因突變具有

性、

性、

性等）突變率改良創(chuàng)造不多大量低頻不定向多害少利③誘變育種1.概念：將兩個(gè)或多個(gè)品種的

通過交配集中在一起，再經(jīng)過

，獲得新品種的方法。2.原理：基因重組優(yōu)良性狀篩選和培育④雜交育種“集優(yōu)”（適用有性生殖生物）篩選出需要的類型：矮桿抗病1課堂小結(jié)類型雜交育種誘變育種單倍體育種多倍體育種育種原理育種法優(yōu)點(diǎn)應(yīng)用實(shí)例基因突變?nèi)旧w變異基因重組染色體變異雜交→自交→選優(yōu)→自交物理或化學(xué)的方法處理生物花藥離體培養(yǎng)后再用秋水仙素加倍使不同親本的優(yōu)良性狀集中于同一個(gè)體上提高變異頻率加速育種進(jìn)程明顯縮短育種年限器官大型，營(yíng)養(yǎng)含量高培育矮抗小麥培育青霉素高產(chǎn)菌株培育矮抗小麥三倍體無(wú)子西瓜的培育用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗如圖所示，甲、乙表示水稻兩個(gè)品種，A、a和B、b表示分別位于兩對(duì)同源染色體上的兩對(duì)等位基因，①～⑥表示培育水稻新品種的過程。請(qǐng)思考回答下列問題：拓展

提升科學(xué)思維(1)圖中哪種途徑為單倍體育種？

圖中①③⑤過程表示單倍體育種。(2)圖中哪一標(biāo)號(hào)處需用秋水仙素處理？應(yīng)如何處理？

圖中⑤處需用秋水仙素處理單倍體的幼苗，從而獲得純合子；⑥處需用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗，以誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍。(3)④⑥的育種原理分別是什么？

④的育種原理為基因突變，⑥的育種原理為染色體變異。(4)AaBb植株和AAaaBBbb植株是同一物種嗎？為什么？

不是同一物種。因?yàn)槎扼wAaBb與四倍體AAaaBBbb雜交產(chǎn)生的子代為不育的三倍體，因此二者是不同的物種。(5)若AAaaBBbb在產(chǎn)配子時(shí)同源染色體兩兩配對(duì)，兩兩分離，則其產(chǎn)生AaBb配子的概率為多少？寫出計(jì)算思路。

植株AAaaBBbb減數(shù)分裂產(chǎn)生的配子基因型及比例為(AA∶Aa∶aa)(BB∶Bb∶bb)＝(1∶4∶1)(1∶4∶1)，則產(chǎn)生AaBb配子的概率＝2/3×2/3＝4/9。6.人類目前所食用的香蕉均來(lái)自三倍體香蕉植株，如圖所示是三倍體香蕉的培育過程。下列相關(guān)敘述正確的是A.無(wú)子香蕉的培育過程主要運(yùn)用了基因重組的原理B.圖中染色體數(shù)目加倍的主要原因是有絲分裂前期紡錘體不能形成C.二倍體與四倍體雜交能產(chǎn)生三倍體，它們之間不存在生殖隔離D.若圖中無(wú)子香蕉的基因型均為Aaa，則有子香蕉的基因型可以是AAaa突破

強(qiáng)化關(guān)鍵能力B7.(2023·北京豐臺(tái)區(qū)高三模擬)在自然條件下，二倍體植物(2n＝4)形成四倍體植物的過程如圖所示。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是A.減數(shù)分裂失敗可能發(fā)生在減數(shù)分裂ⅡB.二倍體植物與四倍體植物應(yīng)屬于不同的物種C.圖示四倍體植物的形成并未經(jīng)長(zhǎng)期的地理隔離過程D.若要測(cè)定圖示四倍體植物的基因組DNA序列，則需測(cè)4條染色體上的DNAD1.(2022·湖南，9)大鼠控制黑眼/紅眼的基因和控制黑毛/白化的基因位于同一條染色體上。某個(gè)體測(cè)交后代表型及比例為黑眼黑毛∶黑眼白化∶紅眼黑毛∶紅眼白化＝1∶1∶1∶1。該個(gè)體最可能發(fā)生了下列哪種染色體結(jié)構(gòu)變異C重溫高考真題演練2.(2020·全國(guó)Ⅱ，4)關(guān)于高等植物細(xì)胞中染色體組的敘述，錯(cuò)誤的是A.二倍體植物的配子只含有一個(gè)染色體組B.每個(gè)染色體組中的染色體均為非同源染色體