高中生物 第5章 第2節(jié) 基因突變及其他變異 染色體變異課件 新人教版必修2.ppt

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第2節(jié) 染色體變異,教師參考,,新課導(dǎo)入 導(dǎo)入1:先向?qū)W生播放一段音樂“天才”舟舟指揮世界名曲的視頻,接著展示一段材料介紹,這個音樂“天才”的長相跟常人不同,他患有21三體綜合征即先天性智力障礙,這種病由何引起的呢?引入本課課題。 導(dǎo)入2:基因突變和基因重組均會導(dǎo)致后代遺傳物質(zhì)的改變,從而產(chǎn)生可遺傳的變異。大家知道染色體是遺傳物質(zhì)的載體,如果染色體的結(jié)構(gòu)或數(shù)目發(fā)生改變是否也會產(chǎn)生可遺傳的變異呢?這就是我們本節(jié)要研究的課題(板書染色體變異)。,自主學(xué)習(xí),要點探究,自主學(xué)習(xí),學(xué)習(xí)目標(biāo):,1.說出染色體結(jié)構(gòu)變異的基本類型。 2.說出染色體數(shù)目的變異。 3.進行低溫誘導(dǎo)染色體數(shù)目變化實驗。,知識梳理,缺失,增加,位置顛倒,非同源染色體,(2)概念:排列在染色體上的基因的 發(fā)生改變,從而導(dǎo)致 。 2.對生物體的影響 大多數(shù)對生物體 ,有的甚至?xí)?dǎo)致生物體 。 ?選擇? 關(guān)于染色體結(jié)構(gòu)變異的敘述,不正確的是( ) A.外界因素可提高染色體斷裂的頻率 B.染色體缺失了某段,可導(dǎo)致生物性狀發(fā)生改變 C.一條染色體某一段顛倒180后,由于遺傳物質(zhì)并沒有減少,因此生物性狀一定不發(fā)生改變 D.染色體結(jié)構(gòu)變異一般可用顯微鏡直接檢驗,數(shù)目或排列順序,性狀的變異,不利,死亡,C,二、染色體數(shù)目變異 1.類型及實例,個別染色體,染色體組,21三體綜合征,2.染色體組 (1)概念:細(xì)胞中的一組 ,在形態(tài)和功能上 ,但又互相協(xié)調(diào),共同控制生物的生長、發(fā)育、遺傳和變異,這樣的一組染色體,叫做一個染色體組。,非同源染色體,各不相同,(2)圖示 圖中的雄果蠅體細(xì)胞染色體中 或 就代表一個染色體組,與其 中的染色體組成相同。,3.二倍體和多倍體 (1)概念,X、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ,Y、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ,配子,受精卵,兩個,動物,高等植物,受精卵,3個或3個以上,四倍體馬鈴薯,(2)多倍體的特點和誘導(dǎo)方法 ①特點: 粗壯,葉片、果實和種子都比較大, 等營養(yǎng)物質(zhì)的含量都有所增加。 ②人工誘導(dǎo),莖稈,糖類和蛋白質(zhì),秋水仙素,低溫,紡錘體,加倍,4.單倍體 (1)概念:體細(xì)胞中含有 染色體數(shù)目的個體。 (2)特點:與正常植株相比,植株長得弱小且 。,本物種配子,高度不育,單倍體,染色體數(shù)目,,,②優(yōu)點: 。,明顯縮短育種年限,?判斷? (1)細(xì)菌的變異類型有基因突變、基因重組和染色體變異。( ) (2)體細(xì)胞中含有兩個染色體組的個體是二倍體,含有三個或三個以上染色體組的個體是多倍體。( ) (3)由配子發(fā)育而來的個體,體細(xì)胞中無論含有幾個染色體組,都是單倍體。( ) (4)單倍體莖稈粗壯,果實、種子較大,而多倍體則植株矮小,且高度不育。( ),,,√,,三、低溫誘導(dǎo)染色體數(shù)目的變化 1.實驗原理 低溫處理植物分生組織細(xì)胞,能夠抑制 的形成,以致影響 被拉向兩極,細(xì)胞也不能分裂成兩個子細(xì)胞,結(jié)果植物細(xì)胞染色體數(shù)目發(fā)生變化。,紡錘體,染色體,漂洗,低倍鏡,高倍鏡,,?選擇? 對于低溫誘導(dǎo)洋蔥染色體數(shù)目變化的實驗,錯誤的描述是( ) A.處于分裂間期的細(xì)胞最多 B.在顯微鏡視野內(nèi)可以觀察到二倍體細(xì)胞和四倍體細(xì)胞 C.在高倍顯微鏡下可以觀察到細(xì)胞從二倍體變?yōu)樗谋扼w的過程 D.在誘導(dǎo)染色體數(shù)目變化方面,低溫與秋水仙素誘導(dǎo)的原理相似,C,問題引領(lǐng): 1.“易位”與“交叉互換”有哪些區(qū)別? 2.怎樣區(qū)分基因突變與染色體結(jié)構(gòu)變異?,要點探究,與染色體結(jié)構(gòu)變異易混的兩種變異,要點一,教師參考,,2.基因突變和染色體結(jié)構(gòu)變異的區(qū)別,【典例1】 (2014沈陽模擬)如圖表示某種生物的部分染色體發(fā)生了兩種變異的示意圖,圖中①和②,③和④互為同源染色體,則圖a、圖b所示的變異( ) A.均為染色體結(jié)構(gòu)變異 B.基因的數(shù)目和排列順序均發(fā)生改變 C.均使生物的性狀發(fā)生改變 D.均可發(fā)生在減數(shù)分裂過程中,,解析:由圖可知,圖a為交叉互換屬于基因重組,基因的數(shù)目和排列順序未發(fā)生改變,性狀可能沒有變化;圖b是染色體結(jié)構(gòu)變異,基因的數(shù)目和排列順序均發(fā)生改變,性狀也隨之改變;兩者均可發(fā)生在減數(shù)分裂過程中。,D,備選例題,,如下圖所示,已知染色體發(fā)生了①～④四種變異,下列相關(guān)敘述正確的是( ) A.①～④發(fā)生的變異均未產(chǎn)生新基因 B.①～④發(fā)生的變異依次是染色體倒位、缺失、重復(fù)與基因突變 C.①～④所發(fā)生的變異均可在光學(xué)顯微鏡下觀察到 D.①②③依次為染色體結(jié)構(gòu)變異中的缺失、重復(fù)、倒位,④為基因突變,,解析:基因突變是指因DNA分子中堿基對的替換、增添和缺失而引起的基因結(jié)構(gòu)的改變,染色體結(jié)構(gòu)變異是指染色體的部分片段發(fā)生重復(fù)、缺失、倒位、易位等變化。據(jù)圖可知①②③依次為染色體結(jié)構(gòu)變異中的缺失、重復(fù)和倒位,④中基因n的出現(xiàn)是基因突變的結(jié)果。基因突變可以產(chǎn)生新基因,其不能在光學(xué)顯微鏡下觀察到。,D,方法透析 基因突變與染色體結(jié)構(gòu)變異的判定方法 (1)從變異發(fā)生的層次看:基因內(nèi)部個別堿基對的增添、缺失或替換為基因突變;基因數(shù)目或排列順序的改變?yōu)槿旧w結(jié)構(gòu)變異,此改變不深入基因內(nèi)部。 (2)從變異的結(jié)果看:染色體上基因的數(shù)量和位置不改變產(chǎn)生新的基因(等位基因)為基因突變,基因的數(shù)量和排列順序改變?yōu)槿旧w結(jié)構(gòu)變異。 (3)從鏡檢的結(jié)果看:基因突變在顯微鏡下觀察不到,而染色體結(jié)構(gòu)變異可通過顯微鏡觀察到。,,【題組演練】 1.下列變異中不屬于染色體結(jié)構(gòu)變異的是( ) A.同源染色體的兩條非姐妹染色單體之間相互交換片段 B.非同源染色體的兩條非姐妹染色單體之間相互交換片段 C.一條染色體上的某個片段發(fā)生了位置的顛倒 D.某條染色體上的某一小片段發(fā)生了缺失,解析:同源染色體的兩條非姐妹染色單體之間相互交換片段,這屬于基因重組。非同源染色體的兩條非姐妹染色單體之間相互交換片段,這屬于易位。一條染色體上的某個片段發(fā)生了位置上的顛倒,這屬于倒位。某條染色體上有一個小片段發(fā)生了缺失,這屬于缺失。,A,,2.染色體之間的交叉互換可能導(dǎo)致染色體的結(jié)構(gòu)或基因序列的變化。下列圖中甲、乙兩圖分別表示兩種染色體之間的交叉互換模式,丙、丁、戊圖表示某染色體變化的幾種情形,則下列有關(guān)敘述正確的是( ) A.甲可以導(dǎo)致戊的形成 B.乙可以導(dǎo)致丙的形成 C.甲可以導(dǎo)致丁或戊兩種情形的產(chǎn)生 D.乙可以導(dǎo)致戊的形成,解析:由圖可知,甲表示同源染色體的非姐妹染色單體之間發(fā)生的交叉互換,乙表示非同源染色體之間的易位。前者的變異類型屬于基因重組,發(fā)生交叉互換后在原來的位置可能會換為原基因的等位基因,可導(dǎo)致丁的形成;乙屬于染色體結(jié)構(gòu)變異,由于是與非同源染色體之間發(fā)生的交換,因此易位后原位置的基因被換成控制其他性狀的基因,可導(dǎo)致戊的形成。丙屬于染色體結(jié)構(gòu)變異中的“重復(fù)”。,D,問題引領(lǐng): 1.怎樣判斷某生物體細(xì)胞中染色體組數(shù)? 2.單倍體與二倍體、多倍體的主要區(qū)別是什么? 3.單倍體、多倍體在育種中有何應(yīng)用?,單倍體、二倍體和多倍體及相關(guān)育種的比較,要點二,教師參考,,1.二倍體、多倍體和單倍體的比較,2.多倍體育種和單倍體育種的比較,【典例2】 (2015福建泉州一中期中)下列各圖表示的是某些植物的體細(xì)胞,請根據(jù)下列條件判斷: (1)肯定是單倍體的是 圖;某植物的基因型為Aaa,它可能是上述的 圖;莖稈粗壯但不能產(chǎn)生種子的是 圖,原因是減數(shù)分裂時, 過程發(fā)生紊亂,不能形成可育的配子。 (2)體細(xì)胞為C圖的植株,其減數(shù)第二次分裂后期的細(xì)胞中含有 個染色體組。 (3)假定A是由受精的卵細(xì)胞發(fā)育而來,則A是 倍體,其每個染色體組含有 條染色體。,,解析: (1)染色體組可以根據(jù)同一形態(tài)的染色體來判斷,有幾個形態(tài)相同的染色體就有幾個染色體組。由圖可知A圖中由3個染色體組,B中有2個染色體組,C圖中有2個染色體組,D圖中有1個染色體組,肯定是單倍體的是D圖。某植物的基因型為Aaa,說明含有3個染色體組,它可能是上述的A圖。莖稈粗壯應(yīng)是多倍體的特征,但不能產(chǎn)生種子說明不能產(chǎn)生正常的配子,主要是減數(shù)分裂同源染色體聯(lián)會紊亂,故應(yīng)是A圖。 (2)體細(xì)胞為C圖的植株,在減數(shù)第二次分裂中不應(yīng)有同源染色體,而在減數(shù)第二次分裂后期,因為著絲點分裂,此時的細(xì)胞中應(yīng)有2個染色體組。 (3)如果A是由受精卵發(fā)育而來,含有3個染色體組,A應(yīng)是三倍體。因為有3種不同形態(tài)的染色體,故一個染色體組有3條染色體。,答案: (1)D A A 同源染色體聯(lián)會 (2)2 (3)三 3,方法透析 染色體組的判斷,(1)據(jù)染色體形態(tài)判斷:細(xì)胞內(nèi)形態(tài)相同的染色體有幾條,則含有幾個染色體組。如下圖所示的細(xì)胞中,形態(tài)相同的染色體a中有3條,b中兩兩相同,c中各不相同,則可判定它們分別含三個、二個、一個染色體組。 (2)根據(jù)基因型判斷:在細(xì)胞或生物體的基因型中,控制同一性狀的相同基因或等位基因出現(xiàn)幾次,該細(xì)胞或生物體中就含有幾個染色體組。例如:基因型為AaaaBBbb的細(xì)胞或生物體,含有四個染色體組。,備選例題,,D,,解析:過程①表示雜交,其原理為基因重組。過程③常用的方法為花藥離體培養(yǎng)。過程④使用秋水仙素或低溫處理幼苗,因為單倍高度不育,不產(chǎn)生種子,⑤的結(jié)果為多倍體屬于多倍體育種,④和⑤都利用抑制紡錘體的形成導(dǎo)致染色體加倍的原理。,用純種的高稈(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如下,下列有關(guān)此育種方法的敘述中,正確的是( ) A.過程①的作用原理為染色體變異 B.過程③必須經(jīng)過受精作用 C.過程④必須使用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗 D.過程⑤與④的原理相同,方法透析 秋水仙素處理兩點認(rèn)識 (1)秋水仙素?zé)o法處理單倍體的種子,原因是二倍體的單倍體高度不育,一般不結(jié)種子。 (2)不要一看到“染色體加倍”就認(rèn)為屬于多倍體育種,若秋水仙素處理對象是正常植株,則屬于多倍體育種,若處理的是單倍體植株,則屬于單倍體育種。,,,A,解析:普通小麥?zhǔn)橇扼w,體細(xì)胞含有6個染色體組42條染色體,因此減數(shù)分裂產(chǎn)生的配子中含有3個染色體組,21條染色體,故A錯誤;玉米是二倍體,體細(xì)胞含有2個染色體組20條染色體,因此減數(shù)分裂產(chǎn)生的配子中含有一個染色體組,即10條染色體,故B正確;八倍體小黑麥,體細(xì)胞中含有8個染色體組,56條染色體,因此減數(shù)分裂產(chǎn)生的配子含有4個染色體組,28條染色體,故C正確;蜜蜂是二倍體,體細(xì)胞含有2個染色體組,32條染色體,因此減數(shù)分裂產(chǎn)生的配子中含有1個染色體組,即16條染色體,故D正確。,【題組演練】 1.(2015貴州遵義四中期中)下列四組數(shù)據(jù)錯誤的一項是( ),2.某二倍體植物的體細(xì)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)該植物產(chǎn)生的花粉基因型有 種。C是指利用秋水仙素處理,則個體Ⅰ的體細(xì)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(yīng)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是個體發(fā)育。(2)個體Ⅰ是純合子,而個體Ⅱ為AaBb的自交后代,其中既有純合子又有雜合子,純合了占1/4。(3)要想盡快獲得純種優(yōu)良的品種,應(yīng)采用單倍體育種,即ABC過程。 答案:(1)4 24 (2)個體Ⅰ全部為純合子 1/4 (3)ABC,3.無子西瓜的培育過程可用下圖表示: (1)用 處理二倍體西瓜(2N)幼苗的地上部分,可得到四倍體西瓜,則該西瓜植株根細(xì)胞中的染色體數(shù)是 。培育無子西瓜的原理是 。 (2)在自然狀態(tài)下,若二倍體西瓜細(xì)胞的基因型由AaBb變?yōu)锳Bb,從染色體變異角度分析,可能原因是 。,,解析: (1)秋水仙素可抑制紡錘體的形成,導(dǎo)致染色體數(shù)目加倍;由于秋水仙素處理的是西瓜的地上部分,故地下部分染色體數(shù)目沒有發(fā)生任何變化,還是二倍體(2N);培育無子西瓜的原理是染色體變異。 (2)二倍體西瓜含有2個染色體組,正常情況下,A和a存在于一對同源染色體上,B和b存在于另一對同源染色體上,根據(jù)題意,AaBb變?yōu)锳Bb可知,該變異可能是a所在的染色體缺失或染色體部分缺失。,答案: (1)秋水仙素 2N 染色體變異 (2)缺失1條染色體或染色體部分缺失,