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1、高考生物一轮复习高考生物一轮复习 染染色体变异课件色体变异课件 新人教新人教版必修版必修本讲稿第一页，共七十页观考情考纲考频1.染色体结构变异和数目变异()3年12考2.低温诱导染色体加倍(实验)第第2讲染色体变异讲染色体变异本讲稿第二页，共七十页本讲稿第三页，共七十页一、染色体变异的概念1概念：光学显微镜下可见的染色体 的改变。2与基因突变的区别：基因突变是染色体上某 基因的改变，光学显微镜下无法 ，通过性状判断是否改变。结构或数目结构或数目一个位点上一个位点上直接观察直接观察本讲稿第四页，共七十页二、染色体结构变异本讲稿第五页，共七十页三、染色体数目变异1概念：由 而引起的变异。3结果：使
2、基因的数量增加或减少。染色体数目改变染色体数目改变个别染色体个别染色体 染色体组染色体组 本讲稿第六页，共七十页四、与染色体数目变异有关的概念1染色体组(1)概念：细胞中在 和 上各不相同，携带着控制生物生长发育的全部遗传信息的一组 。(2)特征：每个染色体组所含有的染色体在 上都不相同(即无同源染色体，是一组非同源染色体)。形态形态功能功能染色体染色体形态和功能形态和功能本讲稿第七页，共七十页2二倍体(1)概念：由 发育而成的，体细胞中含有 个染色体组的个体。(2)实例：几乎全部动物，过半数的高等植物。3单倍体(1)概念：由配子发育而来，体细胞中含有 染色体数目的个体。受精卵受精卵两两本物种
3、配子本物种配子配子配子 本讲稿第八页，共七十页(3)特点：植株长得 ，_。弱小弱小高度不育高度不育本讲稿第九页，共七十页4多倍体(1)概念：由 发育而来的，体细胞中含有 以上染色体组的个体。(2)实例：香蕉(三倍体)、马铃薯(四倍体)、普通小麦(六倍体)。(3)自然形成原因：外界条件剧变或内部因素干扰、细胞分裂过程中 的形成受到破坏，以致有丝分裂或减数分裂受阻，染色体数目加倍。(4)特点：茎秆 ，叶片、果实、种子比较大，营养物质含量 ，发育延迟，结实率低。受精卵受精卵三个或三个三个或三个纺锤体纺锤体粗壮粗壮增加增加本讲稿第十页，共七十页本讲稿第十一页，共七十页五、低温诱导植物染色体数目的变化1
4、实验原理用低温处理植物分生组织细胞，如根尖分生组织细胞，能够抑制_，以致影响染色体被拉向两极，细胞不能分裂成 ，于是植物细胞 加倍。2方法步骤洋葱根尖培养(待洋葱长出约1 cm左右的不定根时，低温诱导培养36 h)取材 (解离漂洗_制片)观察。3实验结论适当低温可以诱导 加倍。纺锤体的形成纺锤体的形成两个子细胞两个子细胞染色体数目染色体数目制作装片制作装片染色染色染色体数目染色体数目本讲稿第十二页，共七十页1判断有关染色体结构变异叙述的正误。(1)染色体易位不改变基因数量，对个体性状不会产生影响(2014年高考江苏卷)()(2)观察染色体异常应选择处于分裂间期的细胞(2013年高考福建卷)()
5、(3)染色体片段的缺失和重复必然导致基因种类的变化()(4)染色体片段的倒位和易位必然导致基因排列顺序的变化()(5)染色体结构变异是染色体中某一片段增加、缺失或替换()本讲稿第十三页，共七十页2判断有关染色体数目变异叙述的正误。(1)在有丝分裂和减数分裂的过程中，着丝点分裂后形成的两条染色体不能移向两极，导致染色体数目变异()(2)染色体组非整倍性变化必然导致新基因产生()(3)多倍体形成过程增加了非同源染色体重组的机会()(4)三倍体植物不能由受精卵发育而来()(5)四倍体水稻的花药(花粉)发育成的植株是二倍体()(6)低温可抑制染色体着丝点分裂，使子染色体不能分别移向两极()(7)体细胞
6、中含有两个染色体组的个体叫二倍体()本讲稿第十四页，共七十页1正确区分可遗传变异与不可遗传变异变异的类型以及三种变异辨析变异的类型以及三种变异辨析本讲稿第十五页，共七十页本讲稿第十六页，共七十页2.染色体结构变异与基因突变、基因重组的辨析(1)染色体结构变异与基因突变的判断本讲稿第十七页，共七十页(2)“缺失”问题(3)变异水平问题(4)关于不同生物发生的可遗传变异的类型问题。病毒的可遗传变异的唯一来源是 ；细菌等原核生物不含染色体，所以不存在染色体变异，自然状态下也不存在基因重组；在大多真核生物中，基因突变、基因重组、染色体变异三种类型都存在。基因突变基因突变本讲稿第十八页，共七十页知识拓展
7、染色体易位与交叉交换本讲稿第十九页，共七十页1下图中和表示发生在常染色体上的变异。和所表示的变异类型分别属于()A重组和易位B易位和易位C易位和重组 D重组和重组本讲稿第二十页，共七十页解析：本题考查变异类型和染色体的识图判断。由染色体图像可判断中两条为同源染色体，中两条为非同源染色体，是同源染色体的非姐妹染色单体间交换部分染色体片段，属于重组，是在非同源染色体之间交换部分染色体片段，属于易位。答案：A本讲稿第二十一页，共七十页2(2015年西安五校联考)下图分别表示不同的变异类型，其中图中的基因2由基因1变异而来。有关说法正确的是()A图都表示易位，发生在减数分裂的四分体时期B图中的变异属于
8、染色体结构变异中的缺失C图中的变异属于染色体结构变异中的缺失或重复D图中4种变异能够遗传的是本讲稿第二十二页，共七十页解析：图表示交叉互换，发生在减数分裂的四分体时期，图表示易位，A错误；图中的变异属于基因突变中的碱基对的缺失，B错误；图中，若染色体3正常，染色体4则发生染色体结构变异中的缺失，若4正常，染色体3则发生染色体结构变异中的重复，C正确；图中4种变异原因都是遗传物质的改变，都能够遗传，D错误。答案：C本讲稿第二十三页，共七十页1染色体组的概念染色体组是指细胞中形态和功能各不相同，但是携带着控制一种生物生长、发育、遗传和变异的 的一组非同源染色体。一个染色体组所含染色体的特点：(1)
9、一个染色体组中不含同源染色体。(2)一个染色体组中所含的染色体形态、大小和功能各不相同。(3)一个染色体组中含有控制物种生物性状的一整套基因，但不能重复。(即含一整套基因)二倍体、多倍体、单倍体的比较及应用二倍体、多倍体、单倍体的比较及应用全部信息全部信息本讲稿第二十四页，共七十页2染色体组数的判定(1)根据染色体形态判断：在细胞内任选一条染色体，细胞内与该染色体形态相同的染色体有几条，则含有几个染色体组，如下图甲细胞中有4个染色体组。(2)根据基因型判断：在细胞或生物体的基因型中，控制同一性状的基因出现几次(即相同字母不分大小写出现几次)，则有几个染色体组，如下图乙细胞含有4个染色体组。本讲
10、稿第二十五页，共七十页(3)根据染色体的数目和染色体的形态数来推算：染色体组的数目染色体数/染色体形态数，如下图丙所示共有8条染色体，染色体形态数(形态、大小均不相同)为2，所以染色体组数为8/24。(4)染色体组与基因组不是同一概念染色体组：二倍体生物配子中的染色体数目。基因组：对于有性染色体的生物(二倍体)，其基因组为常染色体/2性染色体；对于无性染色体的生物，其基因组与染色体组相同。本讲稿第二十六页，共七十页3单倍体与单倍体基因组(1)单倍体：体细胞中含有本物种 数目的个体，这种个体可能含有一个或多个染色体组。(2)单倍体基因组无性别区分的生物：一个染色体组的染色体上所有的基因。有性别区
11、分的生物：常染色体的一半XY(ZW)性染色体上的所有基因。配子染色体配子染色体本讲稿第二十七页，共七十页4单倍体、二倍体和多倍体的判断根据二倍体和多倍体的概念，判别二倍体和多倍体时，以体细胞中具有的 为依据。体细胞中含两个染色体组的个体为二倍体，含三个染色体组的个体为三倍体。一般来说体细胞中含三个或三个以上染色体组的个体，可以称为多倍体。单倍体是体细胞中含本物种配子染色体数目的个体，判断的依据不是染色体组数，而是_，并且以本物种配子的染色体数目作为参照对象。(1)如果生物体由 (或合子)发育而成，其体细胞中有几个染色体组，该生物就是几倍体。(2)如果生物体是由生殖细胞 直接发育而成，则无论体细
12、胞中含几个染色体组，都叫单倍体。染色体组数染色体组数染色体数目染色体数目受精卵受精卵卵细胞或花粉卵细胞或花粉本讲稿第二十八页，共七十页5单倍体、二倍体与多倍体的比较本讲稿第二十九页，共七十页本讲稿第三十页，共七十页本讲稿第三十一页，共七十页本讲稿第三十二页，共七十页6.应用：多倍体育种和单倍体育种的比较本讲稿第三十三页，共七十页本讲稿第三十四页，共七十页本讲稿第三十五页，共七十页3(2015年唐山模拟)如图所示细胞中所含的染色体，下列有关叙述正确的是()A图a含有2个染色体组，图b含有3个染色体组B如果图b表示体细胞，则图b代表的生物一定是三倍体C如果图c代表由受精卵发育成的生物的体细胞，则该
13、生物一定是二倍体D图d代表的生物一定是由卵细胞发育而成的，是单倍体本讲稿第三十六页，共七十页解析：图a为有丝分裂后期，含有4个染色体组，图b有同源染色体，含有3个染色体组，A项错误；如果图b生物是由配子发育而成的，则图b代表的生物是单倍体，如果图b生物是由受精卵发育而成的，则图b代表的生物是三倍体，B项错误；图c中有同源染色体，含有2个染色体组，若是由受精卵发育而成的，则该细胞所代表的生物一定是二倍体，C项正确；图d中只含1个染色体组，一定是单倍体，可能是由雄性配子或雌性配子发育而成的，D项错误。答案：C本讲稿第三十七页，共七十页4(2012年高考海南卷)玉米糯性与非糯性、甜粒与非甜粒为两对相
14、对性状。一般情况下，用纯合非糯非甜粒与糯性甜粒两种亲本进行杂交时，F1表现为非糯非甜粒，F2有4种表现型，其数量比为9331。若重复该杂交实验时，偶然发现一个杂交组合，其F1仍表现为非糯非甜粒，但某一F1植株自交，产生的F2只有非糯非甜粒和糯性甜粒2种表现型。对这一杂交结果的解释，理论上最合理的是()A发生了染色体易位B染色体组数目整倍增加C基因中碱基对发生了替换D基因中碱基对发生了增减本讲稿第三十八页，共七十页解析：本题考查染色体结构变异的知识。由纯合非糯非甜粒与糯性甜粒玉米杂交，F1表现为非糯非甜粒，F2有4种表现型，其数量比为9331可知，玉米非糯对糯性为显性，非甜粒对甜粒为显性，且控制
15、这两对相对性状的基因位于两对同源染色体上，遵循自由组合定律，F1的基因组成可图示为如图1。在偶然发现的一个杂交组合中，由某一F1植株自交后代只有非糯非甜粒和糯性甜粒2种表现型可知，此控制两对相对性状的两对等位基因不遵循自由组合定律，可能的原因是：该两对相对性状的基因发生了染色体易位。其F1的基因组成可图示如图2或图3。故A选项较为合理，而B、C、D选项均不能对该遗传现象作出合理的解释。答案：答案：A 本讲稿第三十九页，共七十页实验十九低温诱导植物染色体的变化1低温诱导染色体加倍实验本讲稿第四十页，共七十页本讲稿第四十一页，共七十页2.基本技术要求(1)为了能观察到细胞在生活状态下的内部结构，必
16、须先将细胞固定。(2)在进行本实验的过程中，和观察植物细胞的有丝分裂一样，所观察的细胞已经被盐酸杀死了，最终在显微镜下看到的是死细胞。(3)选材的时候必须选用能够进行分裂的分生组织细胞，不分裂的细胞染色体不复制，不会出现染色体加倍的情况。本讲稿第四十二页，共七十页本讲稿第四十三页，共七十页5(2015年佛山模拟)下列有关“低温诱导植物染色体数目变化”实验的叙述，正确的是()A低温诱导能抑制分裂时纺锤体的形成B改良苯酚品红染液的作用是固定和染色C固定和解离后的漂洗液都是95%的酒精D该实验的目的是了解纺锤体的结构解析：改良苯酚品红染液的作用是使染色体着色，固定细胞形态的液体是卡诺氏液；固定后用9
17、5%的酒精溶液冲洗，解离后用清水漂洗；该实验的目的是理解低温诱导植物细胞染色体数目变化的机制。答案：A 本讲稿第四十四页，共七十页例1染色体之间的交换可能导致染色体结构或基因序列的变化。甲、乙两图分别表示两种染色体之间的交换模式，丙、丁、戊图表示某染色体变化的三种情形。则下列叙述正确的是()染色体的结构变异染色体的结构变异本讲稿第四十五页，共七十页A甲图所示交换模式可以导致戊的形成B乙图所示交换模式可以导致丙的形成C甲图所示交换模式可以导致丁或戊两种情形的产生D乙图所示交换模式可以导致戊的形成解析本题主要考查对染色体结构变异的理解与区分。甲图是同源染色体的交叉互换，结果是出现基因的自由组合，没
18、有新基因的出现，可能出现丁，但不可能出现戊，A、C项错误；乙图是非同源染色体之间的交换，属于染色体结构变异，可能出现戊；丙是染色体片段的重复而导致的染色体结构变异。答案D本讲稿第四十六页，共七十页例2如图表示体细胞中所含的染色体，下列叙述不正确的是()A代表的生物可能是二倍体，其每个染色体组含4条染色体B代表的生物可能是二倍体，其每个染色体组含3条染色体C代表的生物可能是单倍体，其每个染色体组含2条染色体D代表的生物是单倍体，其每个染色体组含4条染色体染色体组的分析染色体组的分析本讲稿第四十七页，共七十页解析本题主要考查染色体组的判断。所示的细胞为2个染色体组，每个染色体组含4条染色体，若它是
19、由受精卵发育而来的个体的体细胞，则代表二倍体；所示的细胞为3个染色体组，每个染色体组合2条染色体，若它是由受精卵发育而来的个体的体细胞，则代表三倍体；所示的细胞为4个染色体组，每个染色体组含2条染色体，若它是由生殖细胞发育而来的个体的体细胞，则代表单倍体；所示的细胞为1个染色体组，染色体组中含4条染色体，代表单倍体。答案B本讲稿第四十八页，共七十页例3(2015年淄博模拟)某二倍体植物的花色受独立遗传且完全显性的三对基因(用Dd、Ii、Rr表示)控制。研究发现，体细胞中r基因数多于R时，R基因的表达减弱而形成粉红花突变体。基因控制花色色素合成的途径、粉红花突变体体细胞中基因与染色体的组成(其他
20、基因数量与染色体均正常)如图所示。染色体变异及其应用染色体变异及其应用本讲稿第四十九页，共七十页(1)正常情况下，甲图中红花植株的基因型有_种。某正常红花植株自交后代出现了两种表现型，子代中表现型的比例为_。(2)突变体、的花色相同，这说明花色素的合成量与体细胞内_有关。对R与r基因的mRNA进行研究，发现其末端序列存在差异，如图所示。二者编码的氨基酸在数量上相差_个(起始密码子位置相同，UAA、UAG与UGA为终止密码子)，其直接原因是_。R的mRNA：ACGUACGAUAGUGGCUGAr的mRNA：ACGUAGGAUAGUGGCUGA本讲稿第五十页，共七十页(3)基因型为iiDdRr的花
21、芽中，出现基因型为iiDdr的一部分细胞，其发育形成的花呈_色，该变异是细胞分裂过程中出现_的结果。基因型为iiDdr的突变体自交所形成的部分受精卵不能发育，其根本原因是_。本讲稿第五十一页，共七十页(4)今有已知基因组成为纯种正常植株若干，请利用上述材料设计一个最简便的杂交实验，以确定iiDdRrr植株属于图乙中的哪一种突变体(假设实验过程中不存在突变与染色体互换，各型配子活力相同)。实验步骤：让该突变体与基因型为_的植株杂交，观察并统计子代的表现型与比例。结果预测：.若子代中_，则其为突变体；.若子代中_，则其为突变体；.若子代中_，则其为突变体。本讲稿第五十二页，共七十页解析(1)红花植
22、株的基因型为iiD_R_，共4种，若基因型为iiDdRR或iiDDRr，自交后代的性状分离比为红花白花31，若该红花植株的基因型为iiDdRr，自交后代的性状分离比为红花(iiD_R_)白花(iiddR_或iiD_rr或iiddrr)97。(2)由乙图可知，突变体都是含1个R和2个rr，它们的花色相同，这说明花色素的合成量与体细胞内R、r数量有关。从R与r基因的mRNA末端序列可以看出，R的mRNA上终止密码子在第6个密码子位置，而r的mRNA上终止密码子在第2个密码子位置，所以二者编码的氨基酸在数量上相差4个，其根本原因是r的mRNA上终止密码子位置靠前。(3)没有了R基因，不能合成红色物质
23、，所以基因型为iiDdr的花芽发育形成的花呈白色。本讲稿第五十三页，共七十页(4)题干中已经提供纯种正常植株若干，旨在检验R与r基因，所以一定选择DD基因型。突变体产生的配子有Rr、RO、rr、rO，若与基因型为iiDDRR的植株杂交，rr与R结合产生的子代为粉红花，占1/4，其他配子与R结合产生的子代均为红色，故子代中红花与粉红花植株的比例为31。若与基因型为iiDDrr的植株杂交，Rr与r结合产生的子代为粉红花，占1/4，RO与r结合产生的子代为红花，占1/4，rr、rO与r结合产生的子代均为白花，占2/4，故子代中红花、粉红花和白花植株的比例为112；突变体产生的配子有R(1/6)、Rr
24、(2/6)、r(2/6)、rr(1/6)，若与基因型为iiDDRR的植株杂交，R(1/6)、Rr(2/6)、r(2/6)与R结合产生的子代均为红花，占5/6，rr与R结合产生的子代均为粉红花，占1/6，故子代中红花与粉红花植株的比例为51。本讲稿第五十四页，共七十页若与基因型为iiDDrr的植株杂交，R与r结合产生的子代为红花，占1/6，Rr与r结合产生的子代为粉红花，占2/6，r及rr与r结合产生的子代均为白花，占3/6，故子代中红花、粉红花与白花植株比例为123；突变体产生的配子有R(1/2)、rr(1/2)，若与基因型为iiDDRR的植株杂交，子代红花与粉红花植株的比例为11。若与基因型
25、为iiDDrr的植株杂交，子代只有红花与白花，比例为11。本讲稿第五十五页，共七十页答案(1)431或97(2)基因(R与r基因)的数量4在r的mRNA中提早出现终止密码子(3)白染色体数目变异或缺失缺少发育成完整个体的一部分基因(4)答案一：iiDDRR.红花与粉红花植株的比例为31.红花与粉红花植株的比例为51.红花与粉红花植株的比例为11答案二：iiDDrr.红花、粉红花与白花植株的比例为112.红花、粉红花与白花植株的比例为123.红花、粉红花与白花植株的比例为101(合理即可)本讲稿第五十六页，共七十页本讲稿第五十七页，共七十页本讲稿第五十八页，共七十页本讲稿第五十九页，共七十页本讲
26、稿第六十页，共七十页微讲座二十一染色体变异及相关概念分析1不能正确理解单倍体、一倍体、二倍体和多倍体的概念判断的关键在于形成该个体的有性生殖过程中是否经历了受精作用，只要没有经历受精作用不管其体细胞中含几个染色体组仍是单倍体。二倍体和多倍体的具体情况是经历受精作用的个体，由其体细胞中染色体组数而定的。一倍体是一种特殊的单倍体，是二倍体的单倍体，因其体细胞中只含有一个染色体组而得名。本讲稿第六十一页，共七十页2染色体变异(1)染色体变异是细胞水平的变异，可通过显微镜检测有丝分裂中期细胞发现，而基因突变和基因重组是分子水平的变异，只能通过观察生物性状的改变才能发现。(2)染色体结构变异图解本讲稿第
27、六十二页，共七十页(3)花药离体培养技术是组织培养技术，其原理是细胞的全能性，单倍体育种技术是育种技术，其原理是染色体变异。(4)体细胞染色体组为奇数的单倍体与多倍体高度不育的原因：进行减数分裂形成配子时，同源染色体无法正常联会或联会紊乱，不能产生正常配子。本讲稿第六十三页，共七十页1普通小麦的卵细胞中有三个染色体组，用这种小麦的胚芽细胞、花粉分别进行离体培养，发育成的植株分别是()A六倍体、单倍体 B六倍体、三倍体C二倍体、三倍体 D二倍体、单倍体解析：本题考查单倍体、多倍体概念的比较。卵细胞中有三个染色体组，则体细胞中应有六个染色体组，胚芽细胞为体细胞，组织培养形成的植株仍为六倍体；花粉为
28、配子，含有三个染色体组，离体培养形成的植株称为单倍体。答案：A本讲稿第六十四页，共七十页2下图是某细胞中一对同源染色体形态示意图(af、af代表基因)。下列有关叙述不正确的是()A该对染色体构成一个四分体，含4个DNA分子B该细胞中染色体发生了染色体结构变异C该细胞中染色体的变化导致缺失部分基因D该细胞可能产生基因组成为adcbef的配子本讲稿第六十五页，共七十页解析：本题考查染色体变异的知识。该图显示了同源染色体联会时发生了染色体的倒位，只是染色体片段转了180而已，没有导致基因缺失，属于染色体结构变异。该染色体倒位同时，可能会与其同源染色体交换c、c，加上基因位置的颠倒，可能会产生adcb
29、ef的配子。答案：C本讲稿第六十六页，共七十页3下图是三倍体西瓜育种及原理的流程图：(1)用秋水仙素处理_，可诱导多倍体的产生。因为这个部位的细胞具有_的特征。秋水仙素的作用在此为_。(2)三倍体植株需要授以二倍体的成熟花粉，这一操作的目的在于_。本讲稿第六十七页，共七十页(3)四倍体母本上结出的果实，其果肉细胞含_个染色体组，种子中的胚含_个染色体组。三倍体植株不能进行减数分裂的原因是_，由此获得三倍体无子西瓜。(4)三倍体西瓜高产、优质、无子，这些事实说明染色体组加倍的意义在于_。上述过程需要的时间周期为_。本讲稿第六十八页，共七十页解析：本题考查人工诱导多倍体的原理、方法、步骤及其在生产
30、中的应用。秋水仙素能够抑制细胞分裂时纺锤体的形成，使细胞在染色体复制后不能分裂成两个子细胞，从而导致染色体数目加倍，形成同源四倍体。以同源四倍体西瓜作母本和二倍体西瓜作父本杂交，在四倍体西瓜藤上结的西瓜，果皮含4个染色体组，种子的种皮也含4个染色体组，但种子中的胚含3个染色体组。该种子萌发成三倍体西瓜，在开花时，其中的性原细胞在减数分裂时，同源染色体不能正常联会配对形成四分体，所以不能产生有遗传效应的配子。当授以二倍体西瓜的花粉后，受到二倍体西瓜花粉的刺激，三倍体西瓜的子房中开始产生生长素，使其子房发育成无子西瓜。无子西瓜产量高、甜度高的原因与遗传物质的增加有关，基因数目加倍后能够增强基因的表达效应，使产量和品质都得到提高。培育三倍体无子西瓜的过程利用的是染色体数目变异的原理。本讲稿第六十九页，共七十页答案：(1)萌发的种子或幼苗细胞分裂旺盛抑制细胞形成纺锤体，使染色体加倍(2)通过授粉刺激子房产生生长素，发育为无子果实(3)43联会紊乱(4)促进基因效应的增强2年 本讲稿第七十页，共七十页