高中生物第七单元生物的变异育种和进化第21讲染色体变异.pptx

生物,第21讲染色体变异,第1页,考情分析备考导航,最新考纲,全国卷六年考题统计,全国卷六年考题分值统计,1.染色体结构变异和数目变异(),全国卷T32;,全国卷T6,2.试验:低温诱导染色体加倍,第2页,1.染色体结构变异类型(以下列图),考点一染色体结构变异,知识梳理,自主学习 扎实基础,属于染色体结构变异中,比如人类,。,属于染色体结构变异中,比如,。,分别属于染色体结构变异中,、,。,缺失,猫叫综合征,重复,果蝇棒状眼形成,倒位,易位,第3页,2.结果:,使排列在染色体上基因,或,发生改变,从而造成,变异。,【深挖教材】,(1)染色体结构变异有甚至造成生物体死亡,为何还称为可遗传变异?,提醒:,染色体结构变异使排列在染色体上基因数目或排列次序发生改变,即由遗传物质改变引发变异就称为可遗传变异。,(2)基因突变中碱基正确增添、缺失与染色体结构变异中重复、缺失有何区分?,提醒:,基因突变中碱基正确增添、缺失是基因内部结构改变,该基因还存在,只是变为原来等位基因;而染色体结构变异中重复、缺失是某个基因或染色体片段重复出现或降低。基因突变中碱基正确增添、缺失属于分子水平改变,在光学显微镜下观察不到;染色体结构变异中重复、缺失属于细胞水平改变,在光学显微镜下能观察到。,数目,排列次序,性状,第4页,1.染色体结构变异与基因突变判断,重点透析,剖析考点 拓展深化,第5页,2.染色体易位与交叉交换区分,项目,染色体易位,交叉交换,图解,区分,发生于非同源染色体之间,发生于同源染色体非姐妹染色单体间,属于染色体结构变异,属于基因重组,可在显微镜下观察到,在显微镜下观察不到,第6页,【深化拓展】,不一样生物可遗传变异起源归纳,(1)病毒可遗传变异起源基因突变。,(2)原核生物可遗传变异起源基因突变(不考虑基因工程中包括基因重组)。,(3)真核生物可遗传变异起源:进行无性生殖时基因突变和染色体变异;进行有性生殖时基因突变、基因重组和染色体变异。,(4)减数分裂过程中可能发生变异有基因突变、基因重组、染色体数目及结构变异。有丝分裂过程中可能发生变异有基因突变、染色体变异。,第7页,1.以下关于染色体变异叙述,不正确是(),A.染色体变异通常都可用光学显微镜观察到,B.染色体结构变异会使染色体上基因数目或排列次序发生改变,C.染色体片段缺失或重复必定造成基因种类改变,D.染色体之间交换部分片段不一定属于染色体结构变异,题组一,染色体结构变异类型判断,C,题组例练,分类例练 提炼方法,解析:,染色体变异通常都可用光学显微镜观察到;染色体结构变异会使染色体上基因数目或排列次序发生改变;染色体片段缺失或重复造成基因数目标改变;非同源染色体之间交换部分片段属于染色体结构变异,同源染色体非姐妹染色单体之间交叉交换属于基因重组。,第8页,解析:,由图可知个体甲变异为染色体变异中缺失,乙为染色体变异中倒位,均会造成表型异常;个体乙同源染色体中一条发生倒位,联会时部分片段配对异常,会形成异常形态四分体;含缺失染色体配子普通是败育,故甲自交后代普通不会产生正常百分比性状分离比。,2,.(江苏卷,14),如图中甲、乙两个体一对同源染色体中各有一条发生变异(字母表示基因)。以下叙述正确是(),A.个体甲变异对表型无影响,B.个体乙细胞减数分裂形成四分体异常,C.个体甲自交后代,性状分离比为31,D.个体乙染色体没有基因缺失,表型无异常,B,第9页,3,.(福建漳州一模),染色体部分缺失在育种方面也有主要作用,下列图是育种教授对棉花品种培育过程,相关叙述错误是(),A.太空育种依据原理主要是基因突变,B.粉红棉M出现是染色体缺失结果,C.深红棉S与白色棉N杂交产生深红棉概率是1/4,D.粉红棉M自交产生白色棉N概率为1/4,题组二,染色体结构变异在实践中应用,C,解析:,太空育种属于诱变育种,其依据原理主要是基因突变;粉红棉M出现是一条染色体上b基因缺失造成,所以属于染色体结构变异中缺失;深红棉S与白色棉N杂交,后代都是粉红棉,产生深红棉概率是0;粉红棉M经减数分裂产生2种百分比相等配子,一个含b基因,一个不含b基因,所以自交产生白色棉N概率为1/4。,第10页,4,.(河北保定二模),某高秆玉米(基因型Aa)3号染色体如图所表示。该高秆玉米自交后代高秆矮秆=11,出现该结果可能原因是(),A.A、a不位于3号染色体上,3号缺失染色体纯合致死,B.A、a不位于3号染色体上,含3号缺失染色体花粉不育,C.A位于3号正常染色体上,3号缺失染色体纯合致死,D.a位于3号正常染色体上,含3号缺失染色体花粉不育,D,第11页,解析:,A、a基因假如不在3号染色体上,高秆玉米自交后代为高秆矮秆=31,而题干中高秆玉米自交后代高秆矮秆=11,说明A、a基因位于3号染色体上;若A基因位于正常染色体上,3号缺失染色体纯合致死,则该高秆玉米自交后代全为高秆;若a位于3号正常染色体上,含3号缺失染色体花粉不育,则该高秆玉米自交后代高秆矮秆=11。,第12页,考点二染色体数目变异,1.染色体数目变异类型及染色体组概念,知识梳理,自主学习 扎实基础,个别染色体,染色体组,(2)染色体组(依据果蝇染色体组成图归纳),确认条件。,a.一个染色体组中无同源染色体,染色体在,上各不相同。,b.一个染色体组中会有控制生物性状一整套,不能重复和缺乏。,形态、大小和功效,遗传信息,第13页,组成:如图为一雄果蝇染色体组成,其染色体组可表示为:,或,。,请归纳总结染色体组概念。,细胞中一组,在,上各不相同,但又相互协调,共同控制生物生长、发育、遗传和变异,【深挖教材】,一个染色体组中是否存在等位基因,为何?,提醒:,不存在等位基因,因为等位基因位于同源染色体上,而一个染色体组中无同源染色体。,、X,、Y,非同源染色体,形态和功效,第14页,2.二倍体、多倍体和单倍体比较,二倍体,多倍体,单倍体,个体发育起点,受精卵,、,、,染色体组数,、,三个或三,个以上,配子中染色体组数目,植株特点,正常,、,、,、,受精卵,配子,两个,器官大,营养,物质含量较高,长得弱小,高度不育,3.单倍体育种和多倍体育种过程,(1)图中a和c操作是,处理,其作用原理是,。,(2)图中b过程是,。,(3)单倍体育种优点是,。,(4)单倍体育种和多倍体育种原理是,。,秋水仙素,抑制纺锤体形成,花药离体培养,显著缩短育种年限,染色体数目变异,第15页,【深挖教材】,(1)单倍体育种与多倍体育种过程中,均用到秋水仙素处理。在使用秋水仙素时,操作对象有何不一样?,提醒:,单倍体育种操作对象是单倍体幼苗;多倍体育种操作对象是正常萌发种子或幼苗。,(2)为何单倍体育种能缩短育种年限?,提醒:,采取花药离体培养取得单倍体植株,经人工诱导染色体加倍后,植株细胞内每对染色体上基因都是纯合,自交后代不会发生性状分离,所以缩短了育种年限。,第16页,1.染色体组数量判断方法,(1)依据染色体形态判断:同一形态染色体有几条就有几组。如图中有4个染色体组。,重点透析,剖析考点 拓展深化,(2)依据基因型判断:控制同一性状等位基因有几个就有几组。如AAabbb个体中有3个染色体组。,第17页,2.染色体数目非整倍性变异原因分析,假设某生物体细胞中含有2n条染色体,减数分裂时,某对同源染色体没有分开或姐妹染色单体没有分开,造成产生含有(n+1)、(n-1)条染色体配子,如图所表示:,第18页,(1)性染色体数目异常原因及对子代性染色体组成影响,时期,卵原细胞减数分裂异常,(精原细胞减数分裂正常),精原细胞减数分裂异常,(卵原细胞减数分裂正常),不正常卵细胞,不正常子代,不正常精子,不正常子代,减时,异常,XX,XXX,XXY,XY,XXY,O,OX,OY,O,OX,减时,异常,XX,XXX,XXY,XX,XXX,O,OX,OY,YY,XYY,O,OX,第19页,(2)常染色体三体产生配子种类及百分比,若为纯合子AAA或aaa,则产生配子分别为AAA=11或aaa=11。,若为杂合子AAa则产生四种配子AaAaAA=2121。,(3)性染色体三体产生配子类型及百分比(以XXY雄性果蝇为例),若三条性染色体任意两条联会概率相等,则XXY个体会产生XYXYXX=2121。,【易错点拨】,(1)单倍体体细胞中并非只有一个染色体组,对于二倍体而言,单倍体体细胞中只含有一个染色体组,不过多倍体配子发育成单倍体体细胞中含有不止一个染色体组。,(2)单倍体并非都不育,二倍体配子发育成单倍体,表现为高度不育;多倍体配子如含有偶数个染色体组,则发育成单倍体含有同源染色体及等位基因,可育并能产生后代。,第20页,(3)正确了解“单倍体育种”与“花药离体培养”,单倍体育种过程以下:,由此可见,单倍体育种主要包含杂交、花药离体培养、秋水仙素处理和筛选四个过程,不能简单认为花药离体培养就是单倍体育种全部。,(4)三体三倍体,三倍体是指由受精卵发育而来体细胞中含三个染色体组个体,其每种形态染色体为“三三相同”(如图1所表示);三体则是二倍体(含两个染色体组),只是其中某形态染色体“多出了一条”而成为3条,其余染色体均为两两相同(如图2所表示)。,第21页,1.以下关于染色体组、单倍体和多倍体叙述中,正确是(),A.生殖细胞中含有全部染色体称为一个染色体组,B.若生物体细胞中含有三个染色体组,则该生物为三倍体生物,C.含一个染色体组生物个体是单倍体,单倍体含有染色体组数都是奇数,D.人工诱导多倍体惯用方法是低温诱导染色体加倍或秋水仙素处理植株幼苗,题组一,染色体组、单倍体、多倍体概念了解,D,题组例练,分类例练 提炼方法,解析:,生殖细胞中所含染色体组数是其体细胞染色体组数二分之一,不一定就是一个染色体组,如小麦(六倍体)生殖细胞中含三个染色体组;由受精卵发育而来,体细胞含有三个染色体组生物个体叫三倍体,由配子发育而来,体细胞含有三个染色体组生物个体叫单倍体;含一个染色体组生物个体是单倍体,单倍体含有染色体组数可能是奇数,也可能是偶数,如四倍体单倍体含有两个染色体组;人工诱导多倍体能够用秋水仙素处理萌发种子或幼苗,也能够用低温诱导处理。,第22页,2,.(黑龙江鹤岗期末),如图所表示细胞中所含染色体,以下叙述正确是(),A.图a含有两个染色体组,图b含有三个染色体组,B.假如图b表示体细胞,则图b代表生物一定是三倍体,C.假如图c代表由受精卵发育成生物体细胞,则该生物一定是二倍体,D.图d代表生物一定是由卵细胞发育而成,是单倍体,C,解析:,由题图可知,a含有四个染色体组,b含有三个染色体组;假如b表示体细胞,则该生物可能是三倍体,也可能是单倍体;c含有两个染色体组,假如图c代表由受精卵发育成生物体细胞,则该生物一定是二倍体;d含有一个染色体组,能够是由卵细胞发育而来,也能够是由花粉发育而来。,第23页,方法突破,单倍体、多倍体判断方法,第24页,3.以下是利用某植物(基因型为AaBb)产生花粉进行单倍体育种过程,以下表述不正确是(),花粉 植株A 植株B,A.过程通常使用试剂是秋水仙素,在有丝分裂过程中秋水仙素能抑制纺锤体形成,B.利用单倍体育种可缩短育种年限,能培育出品质优良单倍体植株,C.由花粉直接发育成植物体是单倍体,过程表达了植物细胞全能性,D.与正常植株相比,植株A高度不育,植株A有4种基因型,题组二,单倍体、多倍体育种过程及应用,B,解析:,是人工诱导染色体数目加倍过程,该过程通常使用秋水仙素来抑制有丝分裂过程中纺锤体形成;单倍体育种是将花药离体培养取得单倍体植株经诱导培育出染色体加倍纯合体植株,所以可缩短育种年限;过程为花药离体培养过程,该过程表达了植物细胞全能性;由植物基因型为AaBb,可知植株A有4种基因型,即AB、Ab、aB、ab,且体细胞中只有一个染色体组,高度不育。,第25页,4,.(甘肃定西一模),豌豆是二倍体植物,取自然状态下一株高茎豌豆(DD)和一株矮茎豌豆(dd)进行杂交,得到F,1,在幼苗期经低温诱导使其发生变异并发育至成熟,以下相关叙述不正确是(),A.F,1,进行自交,后代表现型及百分比为高茎矮茎=351,B.经低温诱导和秋水仙素诱导豌豆幼苗发生变异原理相同,C.F,1,豌豆经低温诱导所发生变异属于可遗传变异,且这种变异能够镜检,D.经低温诱导得到豌豆含有两个染色体组,D,解析:,高茎(DD)与矮茎(dd)杂交,得到F,1,为Dd,在幼苗期经低温诱导使其染色体数目加倍,则F,1,基因型为DDdd,当F,1,自交时,产生雌雄配子各3种:DDDddd=141,然后雌雄配子随机受精结合,后代矮茎(dddd)所占百分比=1/61/6=1/36,高茎所占百分比为1-1/36=35/36,所以F,1,进行自交,后代表现型及百分比为高茎矮茎=351;低温诱导和秋水仙素诱导染色体变异原理相同,都是抑制有丝分裂前期纺锤体形成,且这种变异是能够镜检;经低温诱导得到豌豆中含有四个染色体组。,第26页,5,.(河南郑州一模),人21号染色体上短串联重复序列(STR,一段核苷酸序列)可作为遗传标识对21三体综合征作出快速基因诊疗。现有一个21三体综合征患儿,该遗传标识基因型为+-,其父亲该遗传标识基因型为+-,母亲该遗传标识基因型为-。据此所作判断正确是(),A.该患儿致病基因来自父亲,B.卵细胞21号染色体不分离而产生了该患儿,C.精子21号染色体有2条而产生了该患儿,D.该患儿母亲再生一个三体综合征婴儿概率为50%,题组三,染色体非整倍性变异分析与应用,C,解析:,21三体综合征属于染色体异常遗传病,不存在该病致病基因;依据患儿父亲遗传标识基因型为+-,患儿该遗传标识基因型为+-,可知患儿21号染色体三条是因为精细胞21号染色体不分离所致;21三体综合征是减数分裂产生异常配子造成,含有偶发性,所以无法确定该患儿母亲再生一个三体综合征婴儿概率。,第27页,6.有一个三体玉米,染色体数为2n+1=21,其体细胞中5号染色体有三条,三体在减数分裂时,三条同源染色体中任意两条随机配对联会,配正确同源染色体正常分离,另一条同源染色体随机移向细胞任何一极,已知染色体数异常雄配子不育。请回答以下问题:,(1)三体形成属于可遗传变异中,形成原因是,。,解析:,(1)因为该三体玉米细胞中多了一条染色体,则该变异类型属于染色体数目变异。形成该三体原因可能是减数第一次分裂时有一对同源染色体未分开或减数第二次分裂时有一对姐妹染色单体分开后,移向了同一极。,答案:,(1)染色体(数目)变异减数第一次分裂时有一对同源染色体未分开或减数第二次分裂时有一对姐妹染色单体分开后,移向同一极,第28页,(2)要取该三体幼嫩花药观察5号染色体减数分裂时配对情况,应选择处于减数,期细胞。若该三体某次级精母细胞中含有两个D基因(无交叉交换、基因突变和染色体结构变异),则该细胞中所含染色体数可能有,种。,解析:,(2)在减数第一次分裂前期时,同源染色体两两配对,发生联会现象,所以要选择该时期细胞观察5号染色体减数分裂时配对情况。该三体精原细胞基因型能够表示为DDd,染色体复制后形成初级精母细胞基因型为DDDDdd,因为题干提出“某次级精母细胞中含有两个D基因”,说明形成两个次级精母细胞基因型能够为DD、DDdd;假如是DD,因为减二后期着丝点分裂,该次级精母细胞染色体数目可能是10条或20条;假如是DDdd,则该次级精母细胞染色体数目可能是11条或22条。,答案:,(2)第一次分裂前4,第29页,(3)现用非糯性玉米(DDd)为父本,非糯性玉米(Dd)为母本进行杂交试验,F,1,表现型及百分比为,其中非糯性玉米中杂合子所占百分比为,。,解析:,(3)父本DDd产生配子种类和百分比为DDDDdd=212,1,又因为“染色体数异常雄配子不育”,实际情况下产生雄配子百分比为Dd=21,母本Dd产生配子种类及百分比为Dd=11,雌雄配子随机结合,产生后代基因型为DDDddd=231,F,1,表现型及百分比为非糯性玉米糯性玉米=51,其中非糯性玉米中杂合子所占百分比为3/5。,答案:,(3)非糯性玉米糯性玉米=513/5,第30页,试验基础,吃透原理 掌握步骤,1.试验原理,(1)正常进行有丝分裂组织细胞,在分裂,后,期着丝点分裂后,子染色体在,作用下分别移向两极,进而平均分配到两个子细胞中去。,(2)低温可抑制,形成,阻止细胞分裂,造成细胞染色体数目,。,考点三试验:低温诱导植物染色体数目标改变,纺锤丝,纺锤体,加倍,第31页,2.试验步骤,洋葱(或大葱、蒜),根尖培养,剪取诱导处理,根尖约0.51cm,1,卡诺氏液,装片制作:解离,染色制片,漂洗,第32页,分生区,3.试验结论,低温能诱导植物染色体数目标改变。,第33页,透析试验,积累技能 了解方法,1.待洋葱长出不定根时,为何要将整个装置放入冰箱内低温处理长达36小时?,透析:,低温诱导洋葱根尖时间过短,细胞无法完成一次细胞周期,进而可能观察不到染色体数目加倍细胞。,2.卡诺氏液和解离液作用一样吗?,透析:,不一样。卡诺氏液是固定液一个。固定液作用是固定细胞形态以及细胞内各种结构,固定之后,细胞死亡而且定型,不再代谢也不再改变。解离液作用主要是溶解细胞间连接物质,将组织中细胞分散开来便于观察,解离之后细胞死亡。,3.视野中洋葱细胞染色体组都加倍吗?,透析:,只有处于有丝分裂后期和末期洋葱细胞染色体组都加倍。,第34页,技能训练,巩固演练 技能提升,1.相关“低温诱导洋葱(2n=16)染色体数目标改变”试验分析,正确是(),A.体积分数为95%酒精用于根尖固定和解离,但作用不一样,B.低温与秋水仙素均能抑制着丝点分裂而造成染色体数目加倍,C.应设置常温培养对照组,以确认低温诱导染色体数目加倍,D.假如显微观察到染色体数为32细胞,可判断低温诱导成功,解析:,低温诱导洋葱染色体数目标改变试验中,将根尖放入卡诺氏液中浸泡,目标是固定细胞形态,盐酸和体积分数为95%酒精混合液能够使洋葱根尖解离;低温与秋水仙素均能抑制有丝分裂过程中纺锤体形成,使细胞分裂后期染色体不能向两极移动而造成染色体数目加倍;应设置常温培养对照组,以确认低温诱导染色体数目加倍;有丝分裂后期,着丝点分裂,染色体数目暂时加倍,所以显微观察到染色体数为32细胞,还不能判断低温诱导成功。,C,第35页,2.以下材料选自某同学所做试验部分统计。,试验名称:低温诱导植物细胞染色体数目标改变,试验步骤:,培养固定:将洋葱放在装满清水广口瓶上,待根长出1 cm左右,剪取根尖0.51 cm,置于盛有清水培养皿内,并在冰箱冷藏室诱导培养36 h,将诱导后根尖放入卡诺氏液中浸泡0.51 h,然后用体积分数为95%酒精冲洗两次。,装片制作:解离染色漂洗制片。,观察:先用低倍镜寻找染色体形态很好分裂图像,确认某个细胞染色体发生数目改变后,再用高倍镜观察。,试验结论:低温条件下根尖全部细胞染色体数目都加倍。,第36页,问题:(1)请将上述内容中错误之处给予更正。,;,;,。,解析:,(1)因为试验是低温诱导植物染色体数目标改变,所以在试验过程中,待根长出约1 cm不定根时,要将整个培养装置放入冰箱低温室内(-4),诱导培养36 h;细胞有丝分裂装片制作过程为取材解离漂洗染色制片观察,所以试验中将漂洗与染色颠倒了;细胞在低温下不会都发生变异,而且大多数细胞处于分裂间期,所以低温条件下根尖只有部分细胞染色体数目发生改变或者没有细胞发生染色体数目改变,而不可能全部细胞染色体数目都加倍。,答案:,(1)将整个培养装置放入冰箱低温室内解离漂洗染色制片部分细胞染色体数目发生改变或者没有细胞发生染色体数目改变,第37页,(2)低温造成染色体加倍原因是,。假如要探究诱导染色体数目改变最适温度,请写出简单设计思绪:,。,解析:,(2)低温造成染色体加倍原因是抑制纺锤体形成,造成细胞中染色体数目加倍,温度不一样,诱导效果也不一样;要探究诱导染色体数目改变最适温度,需要设置不一样温度梯度试验组,观察并比较结果。,答案:,(2)低温抑制纺锤体形成设置不一样温度梯度试验组,观察并比较结果,第38页,构建知识网络 强化答题语句,知识网络,填充:,、,、,、,、,基因重组,重复,缺失,倒位,易位,染色体组,非同源染色体,生物生长、发育、遗传和变异,配子,受精卵,第39页,要语强记,1.染色体变异两种类型,(1)染色体结构变异:缺失、重复、倒位和易位。,(2)染色体数目变异:个别染色体数目标增加或降低;以染色体组形式成倍地增加或降低。,2.三个概念,(1)一组非同源染色体,在形态和功效上各不相同,共同控制生物生长、发育、遗传和变异,该组染色体为一个染色体组。,(2)由受精卵发育来个体,细胞中含有几个染色体组,就叫几倍体。,(3)由配子发育来个体,不论含有几个染色体组,都只能叫单倍体。,3.两个原理、两种方法,(1)花药离体培养原理:植物细胞含有全能性。,低温和秋水仙素诱导多倍体原理:抑制有丝分裂前期纺锤体形成。,(2)花药离体培养法:得到是单倍体植株,是单倍体育种一个步骤。,秋水仙素处理法:在诱导多倍体时,处理萌发种子或幼苗;在单倍体育种时处理单倍体植株幼苗。,第40页,