人教版生物必修二讲义第5章+第2节 染色体变异及答案.docx
- 文档编号:27939581
- 上传时间:2023-07-06
- 格式:DOCX
- 页数:18
- 大小:289.32KB
人教版生物必修二讲义第5章+第2节 染色体变异及答案.docx
《人教版生物必修二讲义第5章+第2节 染色体变异及答案.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《人教版生物必修二讲义第5章+第2节 染色体变异及答案.docx(18页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
人教版生物必修二讲义第5章+第2节染色体变异及答案
第2节 染色体变异
学习目标
核心素养
1.分析基因突变和染色体结构变异的异同。
2.理解染色体组、单倍体、二倍体和多倍体的概念及特点。
(重、难点)
3.概述单倍体育种与多倍体育种的原理和过程。
(重点)
1.阐明染色体变异导致遗传物质变化,可能导致生物性状的改变甚至死亡。
2.列表比较二倍体、多倍体和单倍体。
3.结合案例,分析染色体变异在育种上的应用。
一、染色体结构的变异
1.染色体结构变异的类型[连线]
2.染色体结构变异的结果
(1)染色体上基因的数目或排列顺序发生改变,而导致性状的变异。
(2)大多数对生物体是不利的,有的甚至会导致生物体死亡。
二、染色体数目变异
1.变异类型和实例
类型
实例
个别染色体的增减
21三体综合征
以染色体组形式成倍增减
三倍体无子西瓜
2.染色体组
(1)组成
写出上图雄果蝇体细胞中一个染色体组所含的染色体:
Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y。
(2)组成特点
项目
特点
形态上
细胞中的一组非同源染色体,在形态和功能上各不相同
功能上
控制生物生长、发育、遗传、变异的一组染色体
3.二倍体
4.多倍体
(1)概念
(2)特点:
茎秆粗壮,叶片、果实和种子都比较大,糖类和蛋白质等营养物质的含量都有所增加。
(3)人工诱导(多倍体育种)
方法
用秋水仙素处理或用低温处理
处理对象
萌发的种子或幼苗
原理
能够抑制纺锤体的形成,导致染色体不能移向细胞的两极,从而使染色体数目加倍
5.单倍体
(1)概念:
体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体。
(2)特点
(3)应用:
单倍体育种。
①方法:
②优点:
明显缩短育种年限。
三、低温诱导植物染色体的数目变化
1.实验原理
2.实验流程及结论
↓
↓
↓
观察:
先用低倍镜观察,找到变异细胞,再换用高倍镜观察
↓
结论:
低温能诱导植物染色体数目加倍
判断对错(正确的打“√”,错误的打“×”)
1.猫叫综合征是人的第5号染色体部分缺失引起的。
( )
2.基因突变、基因重组、染色体变异在光学显微镜下都可以观察到。
( )
3.染色体片段的缺失和重复必然导致基因种类的变化。
( )
4.体细胞中含两个染色体组的个体是二倍体,含有三个或三个以上染色体组的个体是多倍体。
( )
5.人工诱导多倍体最常用、最有效的方法是用秋水仙素处理休眠的种子。
( )
6.经低温诱导后,在显微镜下可以看到大多数细胞的染色体数目发生改变。
( )
提示:
1.√
2.× 基因突变和基因重组在光学显微镜下观察不到。
3.× 染色体片段的重复会导致基因数目增加,基因种类不会变化;染色体片段缺失会导致基因数目减少,还有可能导致基因种类减少。
4.× 由配子发育而来的生物,无论含有几个染色体组,都是单倍体。
5.× 秋水仙素可抑制细胞分裂过程中纺锤体的形成,诱导染色体加倍,但休眠种子细胞不进行细胞分裂。
6.× 由于分裂间期较长,大多数细胞处于分裂间期,看不到染色体。
染色体结构变异
[问题探究]
如图表示某种生物的部分染色体发生了两种变异的示意图,图中①和②、③和④互为同源染色体,这两种变异分别属于哪一种可遗传变异?
图a
图b
提示:
图a发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间,属于基因重组;图b发生在非同源染色体之间,属于染色体结构变异。
[归纳总结]
1.染色体缺失、重复与基因突变的区别
项目
基因突变
染色体缺失、重复
实质
碱基对的替换、缺失和增添
染色体上基因的缺失或重复
对象
碱基对
基因
结果
碱基对的数目或排列顺序改变
基因数目或排列顺序改变
是否
可见
分子水平、光学显微镜下观察不到
光学显微镜下可观察到
2.染色体易位与交叉互换的区别
项目
染色体易位
交叉互换
图解
区别
发生于非同源染色体之间
发生于同源染色体的非姐妹染色单体之间
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
可发生于有丝分裂和减数分裂过程中
只发生于减数第一次分裂的四分体时期
1.如图中甲、乙两个体的一对同源染色体中各有一条发生变异(字母表示基因)。
下列叙述正确的是( )
A.个体甲的变异对表型无影响
B.个体乙的细胞在减数分裂的形成的四分体异常
C.个体甲自交的后代,性状分离比为3∶1
D.个体乙染色体没有基因缺失,表型无异常
B [个体甲的变异为染色体结构变异中的缺失,缺失了e基因对表型可能有影响,A选项错误;个体乙的变异为染色体结构变异中的倒位,变异后个体乙的细胞在减数分裂时同源染色体联会形成的四分体异常,B选项正确;若E、e基因与其他基因共同控制某种性状,则个体甲自交的后代中性状分离比不一定为3∶1,C选项错误;个体乙虽然染色体没有基因缺失,但是基因的排列顺序发生改变,可能引起性状的改变,D选项错误。
]
2.如图①②③④分别表示不同的变异类型,其中图③中的基因2由基因1变异而来。
下列有关说法正确的是( )
A.图①②都表示易位,发生在减数分裂的四分体时期
B.图③中的变异属于染色体结构变异中的缺失
C.图④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①③
C [图①表示基因重组中的交叉互换,因为其发生在同源染色体之间;图②表示染色体结构变异中的易位,因为其发生在非同源染色体之间;图③表示基因突变中碱基对的缺失;图④表示染色体的缺失或重复。
图中4种变异都是可遗传的变异。
]
染色体数目的变异
1.染色体组数的判断方法
(1)根据染色体形态判断
①依据:
细胞内形态相同的染色体有几条,则含有几个染色体组。
②实例:
如图所示的细胞中,形态相同的染色体a中有4条,b中有3条,c中两两相同,d中各不相同,则可判定它们分别含4个、3个、2个、1个染色体组。
(2)根据基因型判断
①依据:
控制同一性状的基因出现几次,就含几个染色体组(每个染色体组内不含等位基因或相同基因)。
②实例:
据图可知,e~h中依次含4、2、3、1个染色体组。
(3)根据染色体数和形态数的比值判断
①依据:
染色体数与形态数的比值意味着每种形态染色体数目的多少,每种形态的染色体有几条,即含几个染色体组。
②实例:
果蝇体内该比值(8条/4种形态)为2,则果蝇含2个染色体组。
2.单倍体、二倍体和多倍体
判断方法
(1)如果生物体由受精卵(或合子)发育而成,体细胞中含有几个染色体组,该生物就称为几倍体。
(2)如果生物体是由生殖细胞——卵细胞或花粉直接发育而成,无论体细胞中含有几个染色体组,都称为单倍体。
易错提醒:
关于单倍体的三个易错点
(1)单倍体的体细胞中并不一定只有一个染色体组,如四倍体的配子形成的单倍体的体细胞中含有两个染色体组。
(2)单倍体并非都不育:
二倍体的配子发育成的单倍体,表现为高度不育;多倍体的配子如含有偶数个染色体组,则发育成的单倍体含有同源染色体及等位基因,可育并能产生后代。
(3)单倍体是生物个体,而不是配子:
精子和卵细胞属于配子,但不是单倍体。
1.如图所示为雄果蝇染色体图,据图能得到的结论是( )
①其配子的染色体组是X、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ或Y、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ ②有丝分裂后期有4个染色体组,染色体有5种不同形态 ③减数第二次分裂后期有2个染色体组,染色体有5种不同形态 ④该生物进行基因测序应选择5条染色体
A.①②③④ B.①②③
C.①②④D.②③④
C [该图为雄果蝇染色体图,减数第一次分裂产生的子细胞含有4条形态不同的染色体(Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y)。
减数第二次分裂后期含2个染色体组,染色体只有4种不同形态。
]
2.下列有关单倍体的叙述中不正确的是( )
①由未受精的卵细胞发育成的植物,一定是单倍体 ②含有两个染色体组的生物体,一定不是单倍体 ③生物的精子或卵细胞一定都是单倍体 ④基因型为aaaBBBccc的植株一定是单倍体 ⑤基因型为Abcd的生物体一般是单倍体
A.③④⑤ B.②③④
C.①③⑤D.②④⑤
B [由未受精的卵细胞发育而来的个体一定是单倍体,①正确;含有两个染色体组的生物体,可能是二倍体,也可能是四倍体生物的单倍体,②错误;生物的精子或卵细胞是生殖细胞,不是个体,所以不能称为单倍体,③错误;基因型为aaaBBBccc的植株可能是单倍体,也可能是三倍体,④错误;基因型为Abcd的生物体细胞中只有一个染色体组,一般是单倍体,⑤正确。
]
单倍体育种和多倍体育种
[问题探究]
如图表示用纯种的高秆(D)抗锈病(T)小麦与矮秆(d)易染锈病(t)小麦培育矮秆抗锈病小麦新品种的方法,据图分析:
1.F1能产生几种雄配子?
提示:
F1的基因型是DdTt,能产生四种雄配子:
DT、dT、Dt、dt。
2.过程③是哪种处理?
其原理是什么?
提示:
过程③是花药离体培养;原理是细胞的全能性。
3.过程④是哪种处理?
处理后符合要求的植株占的比例是多少?
提示:
过程④是用一定浓度的秋水仙素处理单倍体幼苗。
处理后基因型为ddTT的个体占的比例为1/4。
[归纳总结]
1.单倍体育种
(1)原理:
染色体数目变异。
(2)过程
用高秆抗病(DDTT)和矮秆不抗病(ddtt)小麦品种,培育矮秆抗病小麦的过程,见下图:
其中单倍体育种的核心步骤为①花药离体培养和②秋水仙素处理诱导染色体数目加倍。
(3)优点:
与杂交育种相比,单倍体育种能明显缩短育种年限,子代均为纯合子,加速育种进程。
缺点:
技术复杂且需与杂交技术结合使用。
2.多倍体育种
(1)原理:
染色体数目变异。
(2)多倍体育种的过程
正在萌发的种子或幼苗
抑制纺锤体形成
染色体不分离
细胞中染色体数目加倍
多倍体植株。
(3)优点:
多倍体和二倍体相比,茎秆粗壮,叶片、果实和种子都较大,糖类和蛋白质含量都有所增加。
缺点:
多倍体育种适用于植物,在动物方面难以开展,且多倍体植物往往发育迟缓,结实率低。
(4)实例:
三倍体无子西瓜的培育过程
①b过程传粉是为了杂交得到三倍体种子,c过程传粉是为了提供生长素刺激子房发育成果实。
②获取三倍体种子是在第一年四倍体植株上;获取三倍体无子果实则是在第二年的三倍体植株上。
③无子的原因:
三倍体西瓜进行减数分裂时,由于同源染色体联会紊乱,不能产生正常配子。
误区警示:
(1)单倍体育种一般应用于二倍体植物,因为若为四倍体植物,通过单倍体育种形成的个体不一定是纯合子。
(2)单倍体育种和多倍体育种中都用到秋水仙素,但单倍体育种中是用秋水仙素处理单倍体幼苗,而多倍体育种中是用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。
1.用纯种的高秆(D)抗锈病(T)小麦与矮秆(d)易染锈病(t)小麦培育矮秆抗锈病小麦新品种的方法如下,下列有关此育种方法的叙述中,正确的是( )
A.过程①的作用原理为染色体变异
B.过程③必须经过受精作用
C.过程④必须使用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗
D.此育种方法选出的符合生产要求的品种占1/4
D [过程①表示杂交,其原理为基因重组。
过程③常用的方法为花药离体培养。
过程④使用秋水仙素或低温处理幼苗,因为单倍体高度不育,不产生种子。
]
2.关于无子西瓜的培育的说法,错误的是( )
A.用二倍体的花粉为四倍体的植株传粉可获得三倍体的种子
B.用二倍体的花粉为三倍体的植株传粉可获得三倍体的种子
C.秋水仙素与低温使染色体数目加倍的原理相同
D.三倍体西瓜的产生是有性生殖的结果,但它本身一般不能进行有性生殖
B [用二倍体的花粉为四倍体的植株传粉可获得三倍体的种子,A项正确。
三倍体的植株在减数分裂时联会紊乱,不能产生正常的配子,因此该植株不会形成种子,用二倍体的花粉为三倍体的植株传粉的目的是促进子房发育成果实,B项错误。
秋水仙素与低温使染色体数目加倍的原理都是抑制纺锤体的形成,使染色体数目加倍,C项正确。
二倍体和四倍体杂交产生三倍体,即该三倍体是有性生殖的结果,而三倍体本身不可育,D项正确。
]
[课堂小结]
知识网络构建
核心语句归纳
1.染色体结构变异包括缺失、重复、倒位和易位等几种类型。
2.染色体结构变异可改变染色体上的基因的数目或排列顺序,可在显微镜下观察到。
3.二倍体生物正常配子中的一组染色体是一个染色体组。
4.由受精卵发育而来的个体,体细胞中含几个染色体组,就是几倍体。
5.单倍体并不一定只含一个染色体组。
6.单倍体育种包括花药离体培养和秋水仙素处理幼苗等阶段,能明显缩短育种年限。
7.秋水仙素或低温能抑制纺锤体的形成,从而导致染色体数目加倍。
1.导致遗传物质变化的原因有很多,下图字母代表不同基因,其中变异类型①和②依次是( )
A.突变和倒位 B.重组和倒位
C.重组和易位D.易位和倒位
D [①中少了基因ab,多了基因J,是非同源染色体间发生了片段交换,属于染色体结构变异中的易位;②cde基因位置发生了颠倒,属于倒位。
]
2.下列细胞分裂图像中含有2个染色体组的是( )
A.①③ B.②④
C.①④D.③
C [图中①④含有2个染色体组,②含有4个染色体组,③⑤含有1个染色体组。
]
3.某二倍体生物的一个染色体组含有8条染色体,下列相关说法中不正确的是( )
A.此生物产生的生殖细胞中有8条染色体
B.此生物体细胞内一般有8种形态的染色体
C.这8条染色体在减数分裂中能构成4对同源染色体
D.这8条染色体包含该生物生长发育所需的全部遗传信息
C [二倍体生物的体细胞中有2个染色体组,产生的生殖细胞中一般有1个染色体组,即8条染色体。
一般来说,一个染色体组中的每一条染色体都是独特的,为一组非同源染色体,在一个染色体组中,同源染色体的对数为0。
一个染色体组包含了生物体生长发育所需的全部遗传信息。
]
4.如图是三倍体无子西瓜的培育过程流程图(假设四倍体西瓜减数分裂过程中同源染色体两两分离)。
下列有关叙述错误的是( )
A.①过程涉及的变异是染色体变异
B.②过程中四倍体西瓜产生的配子基因型及比例是AA∶Aa∶aa=1∶4∶1
C.②过程获得的三倍体植株中,aaa基因型个体占1/12
D.②过程获得的三倍体植株是可育的
D [图中①过程表示用秋水仙素处理二倍体西瓜的幼苗,获得四倍体植株,依据原理是染色体变异;四倍体植株的基因型为AAaa,其产生的配子为1AA、1aa、1Aa、1Aa、1Aa、lAa,即AA∶Aa∶aa=1∶4∶1;四倍体西瓜产生的配子中aa占1/6,二倍体Aa产生两种配子,且A∶a=1∶1,a占1/2,故aaa基因型个体占1/12;三倍体的同源染色体是3条,减数分裂时联会紊乱,不能形成配子,导致高度不育。
]
5.已知西瓜的染色体数目为2n=22,请根据下面的西瓜育种流程回答有关问题。
(1)图中①过程所用的试剂是________。
(2)培育无子西瓜A的育种方法称为________。
(3)③过程中形成单倍体植株所采用的方法是________。
该过程利用了植物细胞的________性。
(4)为确认某植株是否为单倍体,应在显微镜下观察根尖分生区细胞的染色体,观察的最佳时期为____________________________。
[解析]
(1)从二倍体到四倍体,染色体数目加倍,最常用的试剂为秋水仙素,因为其能抑制纺锤体的形成,诱导染色体数目加倍。
(2)无子西瓜A是三倍体,其培育过程应为多倍体育种。
(3)题中要求得到单倍体植株,所以可用花药离体培养的方法,该方法利用了植物细胞的全能性。
(4)有丝分裂中期染色体数目最清晰,是计数染色体的最佳时期。
[答案]
(1)秋水仙素
(2)多倍体育种 (3)花药离体培养 全能 (4)有丝分裂中期
教材课后习题 (教师用书独具)
一、基础题
1.
(1)×
(2)×
2.B
3.填表
比较项目
生物种类
体细胞
中的染
色体数
配子中
的染色
体数
体细胞
中的染
色体组数
配子中
的染色
体组数
属于几倍
体生物
豌豆
14
7
2
1
二倍体
普通小麦
42
21
6
3
六倍体
小黑麦
56
28
8
4
八倍体
二、拓展题
1.提示:
西瓜幼苗的芽尖是有丝分裂旺盛的地方,用秋水仙素处理有利于抑制细胞有丝分裂时形成纺锤体,从而形成四倍体西瓜植株。
2.提示:
杂交可以获得三倍体植株。
多倍体产生的途径:
秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。
3.提示:
三倍体植株不能进行正常的减数分裂形成生殖细胞,因此,不能形成种子。
但并不绝对是一颗种子都没有,其原因是在进行减数分裂时,有可能形成正常的卵细胞,该卵细胞可与精子结合形成种子。
4.提示:
有其他的方法可以替代。
方法一,进行无性繁殖。
将三倍体西瓜植株进行组织培养获取大量的组培苗,再进行移栽。
方法二,利用生长素或生长素类似物处理二倍体未受粉的雌蕊,以促进子房发育成无种子的果实,在此过程中要进行套袋处理,以避免受粉。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 人教版生物必修二讲义第5章+第2节 染色体变异及答案 人教版 生物 必修 讲义 染色体 变异 答案