《2018版高中生物 第五章 基因突變及其他變異 第2節(jié) 染色體變異學案 新人教版必修2》由會員分享,可在線閱讀,更多相關《2018版高中生物 第五章 基因突變及其他變異 第2節(jié) 染色體變異學案 新人教版必修2(11頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、
第2節(jié) 染色體變異
1.分析基因突變和染色體結(jié)構(gòu)變異的異同。
2.理解染色體組、單倍體、二倍體和多倍體的概念及特點。(重、難點)
3.概述單倍體育種與多倍體育種的原理和過程。(重點)
染 色 體 結(jié) 構(gòu) 的 變 異
1.染色體結(jié)構(gòu)變異的類型[連線]
提示:①-b-Ⅲ ②-c-Ⅳ?、郏璦-Ⅱ ④-d-Ⅰ
2.染色體結(jié)構(gòu)變異的結(jié)果
(1)染色體上基因的數(shù)目或排列順序發(fā)生改變,而導致性狀的變異。
(2)大多數(shù)對生物體是不利的,有的甚至會導致生物體死亡。
探討:已知染色體上發(fā)生了①~④四種變異:
分析上述變異中,①②③
2、④發(fā)生的變異依次是哪種類型?
提示:染色體缺失、重復、倒位、基因突變。
探討:觀察分析圖示,思考回答下列問題:
① ?、?
(1)圖①過程發(fā)生在哪類染色體之間?屬于哪類變異?
(2)圖②過程中的兩條染色體是同源染色體嗎?屬于哪類變異?
提示:(1)發(fā)生在同源染色體的非姐妹染色單體之間;屬于基因重組。
(2)不是,是非同源染色體;屬于染色體結(jié)構(gòu)變異中的易位。
1.染色體結(jié)構(gòu)變異對染色體上基因的影響:
(1)圖解:
①缺失 ?、谥貜?
③倒位 ?、芤孜?
(2)結(jié)
3、果:染色體上的基因數(shù)目和排列順序均改變,細胞中基因數(shù)目改變(①②);染色體上基因的數(shù)目不變,排列順序改變(③);染色體上基因的數(shù)目和排列順序均改變,但細胞中基因數(shù)目不變(④)。
2.易位與交叉互換的比較
項目
染色體易位
交叉互換
圖解
區(qū)別
發(fā)生于非同源染色體之間
發(fā)生于同源染色體的非姐妹染色單體之間
屬于染色體結(jié)構(gòu)變異
屬于基因重組
可在顯微鏡下觀察到
在顯微鏡下觀察不到
3.染色體結(jié)構(gòu)變異與基因突變的辨析
項目
染色體結(jié)構(gòu)變異
基因突變
本質(zhì)
染色體片段的缺失、重復、易位和倒位
堿基對的替換、增添或缺失
基因數(shù)目變化
1個或多個
1個
4、
變異水平
細胞
分子
光鏡檢測
可見
不可見
1.導致遺傳物質(zhì)變化的原因有很多,下圖字母代表不同基因,其中變異類型①和②依次是( )
A.突變和倒位 B.重組和倒位
C.重組和易位 D.易位和倒位
【解析】?、僦猩倭嘶騛b,多了基因J,是非同源染色體間發(fā)生了片段交換,屬于染色體結(jié)構(gòu)變異中的易位;②cde基因位置發(fā)生了顛倒,屬于倒位。
【答案】 D
2.(2016·江蘇高考)下圖中甲、乙兩個體的一對同源染色體中各有一條發(fā)生變異(字母表示基因)。下列敘述正確的是( )
A.個體甲的變異對表型無影響
B.個體乙細胞減數(shù)分裂形成的四分體異常
5、C.個體甲自交的后代,性狀分離比為3∶1
D.個體乙染色體沒有基因缺失,表型無異常
【解析】 個體甲的變異為染色體結(jié)構(gòu)變異中的缺失,由于基因互作,缺失了e基因?qū)Ρ硇涂赡苡杏绊?,A選項錯誤;個體乙的變異為染色體結(jié)構(gòu)變異中的倒位,變異后個體乙細胞減數(shù)分裂時同源染色體聯(lián)會形成的四分體異常,B選項正確;若E、e基因與其他基因共同控制某種性狀,則個體甲自交的后代性狀分離比不一定為3∶1,C選項錯誤;個體乙雖然染色體沒有基因缺失,但是基因的排列順序發(fā)生改變,可能引起性狀的改變,D選項錯誤。
【答案】 B
染 色 體 數(shù) 目 變 異
1.變異類型和實例
類型
實例
個別染色體的增減
6、
21三體綜合征
以染色體組形式成倍增減
三倍體無子西瓜
2.染色體組
(1)組成:
寫出上圖雄果蠅體細胞中一個染色體組所含的染色體:Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y。
(2)組成特點:
項目
特點
形態(tài)上
細胞中的一組非同源染色體,在形態(tài)和功能上各不相同
功能上
控制生物生長、發(fā)育、遺傳、變異的一組染色體
3.二倍體
4.多倍體
(1)概念
(2)特點:莖稈粗壯,葉片、果實和種子都比較大,糖類和蛋白質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)的含量都有所增加。
(3)人工誘導(多倍體育種):
方法
用秋水仙素處理或用低溫處理
處理對象
萌發(fā)的種子或幼苗
原理
能夠抑制紡錘
7、體的形成,導致染色體不能移向細胞的兩極,從而使染色體數(shù)目加倍
5.單倍體
(1)概念:體細胞中含有本物種配子染色體數(shù)目的個體。
(2)特點
(3)應用——單倍體育種。
①方法:
②優(yōu)點:明顯縮短育種年限。
探討:觀察下圖分析:
甲 乙
(1)圖甲中有幾個染色體組,每個染色體組有幾條染色體?判斷染色體組數(shù)的依據(jù)是什么?
(2)圖乙中有幾個染色體組,每個染色體組有幾條染色體?判斷染色體組數(shù)的依據(jù)是什么?
提示:(1)3,3。細胞內(nèi)同一種形態(tài)的染色體有3條。
(2)4,2。控制同一種性狀的基因出現(xiàn)了4次。
探討:如圖表示用純
8、種的高稈(D)抗銹病(T)小麥與矮稈(d)易染銹病(t)小麥培育矮稈抗銹病小麥新品種的方法,據(jù)圖分析:
(1)F1能產(chǎn)生幾種雄配子?
(2)過程③是哪種處理?其原理是什么?
(3)過程④是哪種處理?處理后符合要求的植株占的比例是多少?
提示:(1)F1的基因型是DdTt,能產(chǎn)生四種配子:DT、dT、Dt、dt。
(2)過程③是花藥離體培養(yǎng)過程。原理是植物細胞的全能性。
(3)過程④是用一定濃度的秋水仙素或低溫處理單倍體幼苗。處理后ddTT占的比例為1/4。
1.對染色體組概念的理解
(1)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,在一個染色體組中無同源
9、染色體的存在。
(2)從形式上看,一個染色體組中的所有染色體的形態(tài)、大小各不相同??梢来藖砼袛嗳旧w組的數(shù)目。
(3)從功能上看,一個染色體組攜帶著一種生物生長發(fā)育、遺傳和變異的全部遺傳信息。
(4)從物種類型上看,每種生物染色體組都是固定的。
2.二看法判斷單倍體、二倍體和多倍體
一看發(fā)育起點;二看體細胞中含有幾個染色體組。
(1)配子單倍體
3.單倍體育種
→AaBb
親代 F1 配子 單倍體幼苗 正常植株
[特別提醒] 花藥離體培養(yǎng)≠單倍體育種
單倍體育種包括花藥離體培養(yǎng)和秋水仙素處理幼苗等過程?;ㄋ庪x體培養(yǎng)只得到單倍體,只有再進行秋水仙素處理才能得
10、到可育的純合子。
1.如圖分別表示四個生物的體細胞,有關描述中正確的是( )
甲 乙 丙 丁
A.圖中是單倍體的細胞有三個
B.圖中的丁一定是單倍體的體細胞
C.每個染色體組中含有三條染色體的是甲、乙、丁
D.與乙相對應的基因型可以是aaa、abc、AaaBBBcccDDd、aabbcc等
【解析】 判斷染色體組是根據(jù)每一條染色體形態(tài)相同的個數(shù),如甲、乙、丙、丁中分別含有3、3、2、1個染色體組,其中丁圖一定是單倍體,而甲、乙、丙可能分別是三倍體、三倍體、二倍體,也可能是單倍體。與乙圖對應的應是每個性狀都有三個等位基因控
11、制,所以abc、aabbcc這兩種基因型是不正確的。
【答案】 B
2.下列有關水稻的敘述,錯誤的是( ) 【導學號:10090130】
A.二倍體水稻含兩個染色體組
B.二倍體水稻經(jīng)秋水仙素處理,可得到四倍體水稻,稻穗、米粒變大
C.二倍體水稻與四倍體水稻雜交,可得到三倍體水稻,含三個染色體組
D.二倍體水稻的花粉經(jīng)離體培養(yǎng),可得到單倍體水稻,稻穗、米粒變小
【解析】 由受精卵發(fā)育而成的植株,細胞內(nèi)含幾個染色體組就是幾倍體,因此二倍體水稻細胞內(nèi)應含兩個染色體組;二倍體水稻與四倍體水稻雜交生成的受精卵中含三個染色體組,它發(fā)育形成的植株含三個染色體組,叫三倍體;秋水仙素
12、能抑制紡錘體的形成,使細胞內(nèi)染色體數(shù)加倍,二倍體水稻經(jīng)秋水仙素處理,就可得到四倍體水稻,四倍體水稻的特點是莖稈粗壯,葉片、果實和種子都比較大,糖類和蛋白質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)的含量都有所增加;二倍體水稻的花粉經(jīng)離體培養(yǎng)得到的單倍體水稻一般是不育的,不可能產(chǎn)生稻穗、米粒。
【答案】 D
低 溫 誘 導 染 色 體 數(shù) 目 變 化
1.實驗原理
2.實驗流程及結(jié)論
觀察:先用低倍鏡觀察,找到變異細胞,再換用高倍鏡觀察
結(jié)論:低溫能誘導植物染色體數(shù)目加倍
探討:討論必須在洋蔥培養(yǎng)出1 cm左右不定根之后才能低溫處理的原因。
提示:若
13、生根前就進行低溫處理,低溫會抑制細胞代謝,進而抑制根尖分生區(qū)的形成,不會發(fā)生根尖分生區(qū)的有絲分裂受低溫影響的過程。
探討:在染色時,除了用上述染色劑外,還可以用哪幾種染色劑?此時細胞處于哪種生理狀態(tài)(死亡還是存活)?
提示:龍膽紫染液或醋酸洋紅染液,此時細胞已死亡。
探討:洋蔥為二倍體,在該實驗觀察時,能看到哪些類型的細胞?
提示:二倍體細胞、四倍體細胞等。
探討:與秋水仙素相比,低溫誘導多倍體的形成有哪些優(yōu)點?
提示:低溫條件容易創(chuàng)造和控制,成本低,對人體無害,易于操作。
1.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:對染色體染色,
14、便于觀察染色體的形態(tài)。除此之外,醋酸洋紅或龍膽紫都是堿性染料,都可以使染色體著色。
(3)質(zhì)量分數(shù)為15%的鹽酸:解離,使細胞分散開。
(4)體積分數(shù)為95%的酒精:可用于洗去附著在根尖表面的卡諾氏液,還可與15%的鹽酸混合解離、分散細胞。
2.本實驗的其他問題
(1)低溫的作用與秋水仙素的作用基本相似。
(2)此實驗可通過設置不同的溫度來探究溫度對植物染色體數(shù)目變化的影響。
1.下列關于低溫誘導染色體加倍實驗的敘述,錯誤的是( )
A.實驗原理是低溫抑制紡錘體的形成,使子染色體不能移向兩極
B.解離后的洋蔥根尖應漂洗后才能進行染色
C.龍膽紫溶液可以使細胞中的染色體著
15、色
D.顯微鏡下可以看到大多數(shù)處在分裂期細胞中的染色體數(shù)目發(fā)生改變
【解析】 低溫處理植物的分生組織細胞,抑制紡錘體的形成,使染色體數(shù)目加倍;解離后洋蔥根尖經(jīng)過漂洗可去掉鹽酸,有利于染色體著色;洋蔥根尖裝片中的細胞大部分處于有絲分裂間期,因此在顯微鏡下能觀察到染色體數(shù)目發(fā)生改變的只是少數(shù)細胞。
【答案】 D
2.下列關于低溫誘導植物染色體數(shù)目的變化實驗的敘述,不正確的是( ) 【導學號:10090131】
A.用低溫處理植物分生組織細胞,能抑制紡錘體的形成
B.洋蔥根尖長出約1 cm時,剪下,置于4 ℃冰箱中,誘導36 h
C.卡諾氏液浸泡根尖,固定細胞的形態(tài)
D.裝片制作包
16、括解離、漂洗、染色和制片4個步驟
【解析】 低溫誘導染色體數(shù)目加倍的原理是抑制紡錘體的形成;當洋蔥根尖長出約1 cm時,才能開始誘導,這樣有利于根的形成,而不能剪下,這樣會使其失去生命力;卡諾氏液的作用是固定細胞的形態(tài);在制作裝片時,過程和“觀察植物細胞的有絲分裂”相同,包括解離、漂洗、染色和制片4個步驟。
【答案】 B
1.下列變異中,不屬于染色體結(jié)構(gòu)變異的是 ( )
A.染色體缺失了某一片段
B.染色體增加了某一片段
C.染色體中DNA的一個堿基發(fā)生了改變
D.染色體某一片段位置顛倒了180°
【解析】 DNA中一個堿基發(fā)生改變,這屬于基因突變,選項A、B、D依次屬于
17、缺失、重復和倒位。
【答案】 C
2.關于染色體組、單倍體和二倍體的敘述,不正確的是( )
A.一個染色體組中不含同源染色體
B.由受精卵發(fā)育成的,體細胞中含有兩個染色體組的個體叫二倍體
C.單倍體生物體細胞中不一定含有一個染色體組
D.人工誘導多倍體的唯一方法是用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗
【解析】 染色體組中不含有同源染色體;個體若由受精卵發(fā)育而來則含有幾個染色體組就是幾倍體;單倍體是由配子發(fā)育而成的,不一定只含有一個染色體組;人工誘導多倍體的方法有秋水仙素或低溫處理等。
【答案】 D
3.下圖中字母表示真核細胞中所含有的基因,它們不在同一條染色體上。下列有關敘述中,
18、錯誤的是( ) 【導學號:10090132】
A.對于A、b基因來說,③⑤一定是純合體
B.③④個體一定是單倍體
C.①③可能是單倍體,也可能是多倍體
D.②可能是①的單倍體
【解析】 單倍體是體細胞中含有本物種配子染色體數(shù)目的個體;①②③⑤分別可能是八倍體、四倍體、六倍體、四倍體的單倍體。①③個體細胞中有多個染色體組,也可能是多倍體。①個體可以產(chǎn)生基因型為Aa的配子,②可能是①的單倍體。
【答案】 B
4.某二倍體植物的體細胞中染色體數(shù)為24條,基因型為AaBb,這兩對基因分別位于兩對同源染色體上。請據(jù)圖回答問題:
(1)產(chǎn)生的花粉
19、基因型有________種。C是指利用秋水仙素處理,則個體Ⅰ的體細胞中含有________條染色體。
(2)個體Ⅰ與個體Ⅱ基因組成的重要區(qū)別是______________,個體Ⅱ中能穩(wěn)定遺傳的占________。
(3)若要盡快獲得純種優(yōu)良(aaBB)的品種,則應采用上圖中________(用字母表示)過程進行育種。
【解析】 基因型為AaBb的植株產(chǎn)生的配子有AB、Ab、aB、ab四種;圖中A是減數(shù)分裂,B是花藥離體培養(yǎng),C是秋水仙素處理,E是受精作用,F(xiàn)是個體發(fā)育。個體Ⅰ是純合子,而個體Ⅱ中既有純合子,又有雜合子。所以要想盡快獲得純種優(yōu)良的品種,應采用單倍體育種,即A、B、C過程。
【答案】 (1)4 24 (2)個體Ⅰ全部為純合子 1/4 (3)A、B、C
課堂小結(jié):
網(wǎng)絡構(gòu)建
核心回扣
1.染色體結(jié)構(gòu)變異包括缺失、重復、倒位和易位等幾種類型。
2.染色體結(jié)構(gòu)變異可改變?nèi)旧w上的基因的數(shù)目或排列順序,可在顯微鏡下觀察到。
3.二倍體生物正常配子中的一組染色體是一個染色體組。
4.由受精卵發(fā)育而來的個體,體細胞中含幾個染色體組,就是幾倍體。
5.單倍體并不一定只含一個染色體組。
6.單倍體育種包括花藥離體培養(yǎng)和秋水仙素處理幼苗等階段,能明顯縮短育種年限。
7.秋水仙素或低溫能抑制紡錘體的形成,從而導致染色體數(shù)目加倍。
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