高考生物一輪復(fù)習(xí) 第7單元 第19講 生物的變異課件.ppt

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第七單元 生物的變異、育種和進(jìn)化,第十九講 生物的變異,,1．基因突變是新基因產(chǎn)生的途徑，生物變異的根本來(lái)源，生物進(jìn)化的原始材料。 2．基因重組包括非同源染色體上非等位基因的自由組合、四分體時(shí)期非姐妹染色單體的交叉互換以及轉(zhuǎn)基因技術(shù)。 3．基因重組能夠產(chǎn)生新的基因型，是形成生物多樣性的重要原因之一，是生物變異的來(lái)源之一，對(duì)生物的進(jìn)化也具有重要的意義。 4．基因突變、基因重組和染色體變異都是可遺傳變異的來(lái)源。,5．染色體變異的實(shí)質(zhì)是基因數(shù)目和位置的改變。 6．染色體組是指細(xì)胞中的一組非同源染色體，它們?cè)谛螒B(tài)和功能上各不相同；攜帶著控制生物生長(zhǎng)發(fā)育的全部遺傳信息。 7．與正常植株相比，單倍體植株長(zhǎng)得弱小，并且高度不育。多倍體植株常常莖稈粗壯，葉片、果實(shí)和種子都比較大，糖類和蛋白質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的含量較高。 8．人工誘導(dǎo)多倍體可以用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗，也可以低溫處理植物分生組織細(xì)胞，原理都是抑制有絲分裂前期紡錘體的形成。,[基礎(chǔ)回扣] 一、生物變異的類型 1．不可遺傳的變異：由于 因素引起的性狀變異，生物體內(nèi)的遺傳物質(zhì)沒(méi)有改變。 2．可遺傳的變異：由于 細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)的改變引起的，能夠遺傳給后代的變異。,環(huán)境,生殖,[優(yōu)化落實(shí)] 考查一 生物變異的類型 1．[判一判] (1)所有生物都可發(fā)生的可遺傳變異是基因突變( ) (2)只有進(jìn)行有性生殖的生物才能發(fā)生基因重組( ),√,√,二、基因突變 1．概念：DNA分子中發(fā)生堿基對(duì)的 、增添和 ，而引起的 的改變。 2．時(shí)間：主要發(fā)生在 期或 ________________ _____期。 3．誘發(fā)因素： 因素、 因素和生物因素，其中亞硝酸、堿基類似物屬于 因素。,替換,缺失,基因結(jié)構(gòu),有絲分裂間,減數(shù)第一次分裂前,的間,物理,化學(xué),化學(xué),4．基因突變特點(diǎn) (1) 性：一切生物都可以發(fā)生。 (2)隨機(jī)性：生物個(gè)體發(fā)育的 時(shí)期和部位。 (3) 性：自然狀態(tài)下，突變頻率很低。 (4)不定向性：一個(gè)基因可以向不同的方向發(fā)生突變。 (5) 性：有些基因突變，可使生物獲得新性狀，適應(yīng)改變的環(huán)境。 5．基因突變的意義 (1) 產(chǎn)生的途徑。 (2)生物變異的根本來(lái)源。 (3)生物進(jìn)化的 材料。,普遍,任何,低頻,多害少利,新基因,原始,6．實(shí)例——鐮刀型細(xì)胞貧血癥形成的原因 (1)直接原因：組成血紅蛋白分子的一個(gè) 被替換。 (2)根本原因：控制血紅蛋白合成的基因中一個(gè) 被替換。,氨基酸,堿基對(duì),[解惑] 在DNA復(fù)制時(shí)，穩(wěn)定的雙螺旋首先解開形成單鏈，此時(shí)DNA穩(wěn)定性大大下降，極易受到外界因素或體內(nèi)生理因素的干擾，使原來(lái)的堿基序列發(fā)生變化導(dǎo)致基因突變發(fā)生。,考查二 基因突變 2．[判一判] (1)基因突變是由于DNA片段的增添、缺失和替換引起的基因結(jié)構(gòu)的改變( ) (2)基因突變一定會(huì)引起基因結(jié)構(gòu)的改變，但不一定會(huì)引起生物性狀的改變( ) (3)基因突變的方向是由環(huán)境決定的( ) (4)若沒(méi)有外界因素的影響，基因就不會(huì)發(fā)生突變( ) (5)細(xì)胞分裂的中期不發(fā)生基因突變( ) 提示：基因突變可發(fā)生在個(gè)體發(fā)育的任何階段，以及體細(xì)胞或生殖細(xì)胞周期的任何時(shí)期。,,√,,,,(6)基因突變能產(chǎn)生新基因，是生物變異的根本來(lái)源( ) (7)由于基因突變是不定向的，所以控制直毛的基因可以突變?yōu)榭刂崎L(zhǎng)毛的基因( ) (8)只要發(fā)生在生殖細(xì)胞中的突變都能通過(guò)配子遺傳給下一代( ),√,,,(9)觀察細(xì)胞有絲分裂中期染色體形態(tài)可判斷基因突變發(fā)生的位置( ) 提示：基因突變屬于分子水平的變異，在顯微鏡下觀察不到。 (10)病毒、大腸桿菌及動(dòng)植物都可能發(fā)生基因突變( ) 提示：基因突變具有普遍性，只要有基因的生物都可發(fā)生基因突變。,,√,三、基因重組 1．概念：生物體進(jìn)行有性生殖的過(guò)程中，控制不同性狀的基因的重新組合。 2．實(shí)質(zhì)：控制不同性狀的基因 。 3．類型： ①自由組合：位于非同源染色體上 自由組合(發(fā)生在減數(shù)第一次分裂后期)。 ②交叉互換：四分體的非姐妹染色單體的 (發(fā)生在減數(shù)第一次分裂前期的四分體時(shí)期)。 ③人工重組： (人為條件下進(jìn)行的)，即基因工程。,重新組合,非等位基因,交叉互換,轉(zhuǎn)基因技術(shù),4．結(jié)果：產(chǎn)生新的 ，導(dǎo)致重組性狀出現(xiàn)。 5．特點(diǎn)：兩個(gè)體雜合程度越高，遺傳物質(zhì)差別越大，后代重組類型 ，變異越大；最廣泛的應(yīng)用是雜交育種。 6．途徑：基因重組是通過(guò) 實(shí)現(xiàn)的。 7．意義：為生物變異提供極其豐富的來(lái)源；形成 ____________的重要原因之一；對(duì) 具有極其重要的意義。 [解惑] 受精過(guò)程中未進(jìn)行基因重組。親子代之間差異主要是由基因重組造成的。,基因型,越多,有性生殖,生物多樣性,生物進(jìn)化,考查三 基因重組 3．[判一判] (1)一對(duì)等位基因不存在基因重組，一對(duì)同源染色體存在基因重組( ) 提示：基因重組至少需要兩對(duì)等位基因，一對(duì)等位基因體現(xiàn)了基因分離定律。一對(duì)同源染色體可以通過(guò)交叉互換進(jìn)行基因重組。 (2)減數(shù)分裂四分體時(shí)期，姐妹染色單體的局部交換可導(dǎo)致基因重組( ) 提示：交叉互換發(fā)生在同源染色體上非姐妹染色單體之間。,,,(3)純合子自交因基因重組發(fā)生性狀分離( ) (4)有絲分裂和減數(shù)分裂過(guò)程中均可以發(fā)生非同源染色體之間自由組合，導(dǎo)致基因重組( ) (5)非同源染色體自由組合，導(dǎo)致在減數(shù)分裂過(guò)程中發(fā)生基因重組( ) (6)同源染色體非姐妹染色單體的交叉互換可引起基因重組( ),,,√,√,四、染色體變異 1．概念：光學(xué)顯微鏡下可見的染色體結(jié)構(gòu)或數(shù)目的改變。 2．與基因突變的區(qū)別：基因突變是染色體上某一個(gè)位點(diǎn)上基因的改變，光學(xué)顯微鏡下無(wú)法直接觀察，通過(guò)性狀判斷是否改變。,3．染色體結(jié)構(gòu)變異 染色體某一片段 、 、 、 ，使排列在染色體上的基因數(shù)目或排列順序發(fā)生改變，從而導(dǎo)致性狀的變異。,缺失,重復(fù),易位,倒位,,,4．染色體數(shù)目變異 (1)染色體組：細(xì)胞中在 和 上各不相同，但又互相協(xié)調(diào)，共同控制生物的生長(zhǎng)、發(fā)育、遺傳和變異的一組_______染色體。 (2)判斷單倍體、二倍體和多倍體 ①單倍體：體細(xì)胞中含有 染色體數(shù)目的個(gè)體。 ②二倍體：由 發(fā)育而來(lái)，體細(xì)胞中含有兩個(gè)染色體組的個(gè)體。 ③多倍體：由受精卵發(fā)育而來(lái)，體細(xì)胞中含有 個(gè)或 ____個(gè)以上染色體組的個(gè)體。,形態(tài),功能,非同源,本物種配子,受精卵,三,三,(3)特點(diǎn) ①單倍體：植株 ，高度不育。 ②多倍體：莖稈粗壯，葉片、果實(shí)、種子 ，___________含量高。 (4)人工誘導(dǎo)法 ①單倍體： 培養(yǎng)。 ②多倍體：秋水仙素處理 ； 處理植物分生組織細(xì)胞。,弱小,較大,營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),花藥離體,萌發(fā)的種子或幼苗,低溫,考查四 染色體變異 4．[判一判] (1)一個(gè)染色體組內(nèi)沒(méi)有同源染色體，但卻含有控制生長(zhǎng)發(fā)育的全部遺傳信息( ) (2)染色體組中一定沒(méi)有等位基因( ) (3)染色體片段的缺失和重復(fù)必然導(dǎo)致基因種類的變化( ) (4)染色體片段的倒位和易位必然導(dǎo)致基因排列順序的變化( ) (5)染色體組中染色體數(shù)就是體細(xì)胞染色體數(shù)的一半( ),√,√,,√,,(6)細(xì)菌的變異類型有基因突變、基因重組和染色體變異( ) (7)低溫可抑制染色體著絲點(diǎn)分裂，使子染色體不能分別移向兩極( ) (8)單倍體一定不存在同源染色體( ) (9)人工誘導(dǎo)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( ) (10)多倍體形成過(guò)程增加了非同源染色體重組的機(jī)會(huì)( ) (11)體細(xì)胞中含有兩個(gè)染色體組的個(gè)體叫二倍體( ),,,,,,,,2．基因突變對(duì)生物性狀的影響 (1)突變對(duì)蛋白質(zhì)的影響,(2)基因突變對(duì)性狀的影響：突變間接引起密碼子改變，決定氨基酸可能改變，最終表現(xiàn)為蛋白質(zhì)功能可能改變，影響生物性狀。,3．細(xì)胞分裂圖中的變異類型判斷,4.基因突變和基因重組的比較,易錯(cuò)點(diǎn)4 基因突變的利害性 基因突變引起的變異并不是除了有害就是有利，可分為三種情況：即有利、有害和對(duì)生物既無(wú)利也無(wú)害(中性)。自然選擇淘汰有害變異，保留有利和中性變異。,[演練提升] 1．某種群中發(fā)現(xiàn)一突變性狀，連續(xù)培育到第三代才選出能穩(wěn)定遺傳的純合突變類型，該突變?yōu)? ) A．顯性突變(d→D) B．隱性突變(D→d) C．顯性突變和隱性突變 D．人工誘變 解析 由于突變性狀的個(gè)體不是純合子，而且變現(xiàn)突變性，說(shuō)明突變性狀相對(duì)于原有基因性狀為顯性。選A。 答案 A,2．如圖是某個(gè)二倍體(AABb)動(dòng)物的幾個(gè)細(xì)胞分裂示意圖。據(jù)圖判斷不正確的是( ),A．甲細(xì)胞表明該動(dòng)物發(fā)生了基因突變 B．乙細(xì)胞表明該動(dòng)物在減數(shù)第一次分裂前的間期發(fā)生基因突變 C．丙細(xì)胞表明該動(dòng)物在減數(shù)第一次分裂時(shí)發(fā)生交叉互換 D．甲、乙、丙所產(chǎn)生的變異均可遺傳給后代,解析 據(jù)題干中甲、乙、丙是同一個(gè)二倍體動(dòng)物的幾個(gè)細(xì)胞分裂圖分析可知：甲圖表示有絲分裂后期，染色體上基因A與a不同，是基因突變的結(jié)果；乙圖表示減數(shù)第二次分裂后期，其染色體上基因A與a不同，沒(méi)有同源染色體交叉互換的特征，只能是基因突變的結(jié)果；丙細(xì)胞也屬于減數(shù)第二次分裂后期圖，基因B與b所在的染色體顏色不一致，則染色體上基因B與b不同是交叉互換造成的。甲細(xì)胞分裂產(chǎn)生體細(xì)胞，產(chǎn)生的變異一般不遺傳給后代。 答案 D,【解題技巧】,1．顯性突變和隱性突變的判定 (1)類型 ①顯性突變：如a→A，該突變一旦發(fā)生即可表現(xiàn)出相應(yīng)性狀。 ②隱性突變：如A→a，突變性狀一旦在生物個(gè)體中表現(xiàn)出來(lái)，該性狀即可穩(wěn)定遺傳。 (2)判定方法 ①選取突變體與其他已知未突變體雜交，據(jù)子代性狀表現(xiàn)判斷。 ②讓突變體自交，觀察子代有無(wú)性狀分離而判斷。,2．基因重組 自然條件下基因重組發(fā)生的時(shí)間是減Ⅰ后期和四分體時(shí)期，而不是受精作用發(fā)生時(shí)；只發(fā)生在真核生物中，病毒和原核生物中不發(fā)生基因重組。,考點(diǎn)二 染色體變異 [關(guān)鍵點(diǎn)擊] 1．染色體結(jié)構(gòu)變異 (1)易位與交叉互換的區(qū)別：,(2)染色體的缺失、重復(fù)、倒位與基因突變的區(qū)別(如下圖所示)：,2．染色體組的組成特點(diǎn),3．染色體組數(shù)量的判斷 (1)細(xì)胞內(nèi)同一形態(tài)的染色體共有幾條則該細(xì)胞中含有幾個(gè)染色體組，如圖甲中與1號(hào)(或2號(hào))相同的染色體共有4條，此細(xì)胞有4個(gè)染色體組。,(2)根據(jù)基因型判斷 控制同一性狀的基因(讀音相同的大、小寫字母)出現(xiàn)幾次，則含有幾個(gè)染色體組。如圖乙中基因型為AaaaBbbb，任一種基因有4個(gè)，則該細(xì)胞中含有4個(gè)染色體組。 (3)根據(jù)染色體的數(shù)目和染色體的形態(tài)數(shù)來(lái)推算。染色體組的數(shù)目＝染色體數(shù)/染色體形態(tài)數(shù)。如雌果蠅體細(xì)胞中有8條染色體，分為4種形態(tài)，則染色體組的數(shù)目為2個(gè)。,[易錯(cuò)清零] 易錯(cuò)點(diǎn)1 基因突變、基因重組、染色體變異都會(huì)引起遺傳物質(zhì)的改變，均可傳給后代。 易錯(cuò)點(diǎn)2 基因突變是基因內(nèi)部堿基對(duì)的改變，屬于DNA分子水平上的變化；染色體變異是染色體結(jié)構(gòu)或數(shù)目的變異，屬于細(xì)胞水平上的變化。 易錯(cuò)點(diǎn)3 染色體的某一個(gè)位點(diǎn)上基因的改變屬于基因突變，這種改變?cè)诠鈱W(xué)顯微鏡下是無(wú)法直接觀察到的。而染色體上幾個(gè)基因的改變屬于染色體變異，這種改變可以用顯微鏡直接觀察到。,[演練提升] 3. (2015福建六校聯(lián)考)如圖所示，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．①、②、③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(duì)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)生增添、缺失、倒位、易位等變化。據(jù)圖可知①、②、③依次為染色體結(jié)構(gòu)變異中的缺失、重復(fù)和倒位，④為基因突變?；蛲蛔兛梢援a(chǎn)生新基因，其不能在光學(xué)顯微鏡下觀察到。 答案 D,4．下列據(jù)圖敘述不正確的是( ),A．①代表的生物可能是二倍體，其每個(gè)染色體組含一條染色體 B．②代表的生物可能是二倍體，其每個(gè)染色體組含三條染色體 C．③代表的生物可能是二倍體，其每個(gè)染色體組含三條染色體 D．④代表的生物可能是單倍體，其每個(gè)染色體組含四條染色體,解析 分析簡(jiǎn)圖可知，圖①細(xì)胞中含有2個(gè)染色體組，每個(gè)染色體組含一條染色體，則代表的生物可能是二倍體；圖②細(xì)胞中含有3個(gè)染色體組，每個(gè)染色體組含兩條染色體，則代表的生物可能是三倍體；圖③細(xì)胞中含有2個(gè)染色體組，每個(gè)染色體組含三條染色體，則代表的生物可能是二倍體；圖④細(xì)胞中含有1個(gè)染色體組，每個(gè)染色體組含四條染色體，則代表的生物可能是單倍體。 答案 B,1．基因突變與染色體結(jié)構(gòu)變異 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，并不改變基因的數(shù)目。染色體結(jié)構(gòu)變異可在光學(xué)顯微鏡下觀察到，基因的數(shù)目和在染色體上的位置都有可能改變。 2．單倍體不一定只含有一個(gè)染色體組，含有多個(gè)染色體染色體組的不一定是多倍體。,【解題技巧】,考點(diǎn)三 染色體變異的應(yīng)用 [關(guān)鍵點(diǎn)擊] 1．單倍體、多倍體的成因及特點(diǎn),,4．多倍體的產(chǎn)生及育種 (1)產(chǎn)生原理,,(2)多倍體育種——無(wú)子西瓜的培育圖示,[易錯(cuò)清零] 易錯(cuò)點(diǎn)1 單倍體的體細(xì)胞中并非只有一個(gè)染色體組 因?yàn)榇蟛糠值纳锸嵌扼w，所以有時(shí)認(rèn)為單倍體的體細(xì)胞中只含有一個(gè)染色體組，但是多倍體的單倍體的體細(xì)胞中含有不止一個(gè)染色體組。 易錯(cuò)點(diǎn)2 單倍體育種與多倍體育種的操作對(duì)象不同 兩種育種方式都出現(xiàn)了染色體加倍情況：?jiǎn)伪扼w育種操作對(duì)象是單倍體幼苗，通過(guò)植物組織培養(yǎng)，得到的植株是純合子；多倍體育種的操作對(duì)象是正常萌發(fā)的種子或幼苗。,易錯(cuò)點(diǎn)3 單倍體并非都不育 二倍體的配子發(fā)育成的單倍體，表現(xiàn)為高度不育；多倍體的配子如含有偶數(shù)個(gè)染色體組，則發(fā)育成的單倍體含有同源染色體及等位基因，可育并能產(chǎn)生后代。 易錯(cuò)點(diǎn)4 無(wú)子番茄和無(wú)子西瓜培育過(guò)程及遺傳特點(diǎn)比較,[演練提升] 5．(2015大連聯(lián)考)某些類型的染色體結(jié)構(gòu)和數(shù)目的變異，可通過(guò)對(duì)細(xì)胞有絲分裂中期或減數(shù)第一次分裂時(shí)期的觀察來(lái)識(shí)別。a、b、c、d為某些生物減數(shù)第一次分裂時(shí)期染色體變異的模式圖，它們依次屬于( ),,A．三倍體、染色體片段增加、三體、染色體片段缺失 B．三倍體、染色體片段缺失、三體、染色體片段增加 C．三體、染色體片段增加、三倍體、染色體片段缺失 D．染色體片段缺失、三體、染色體片段增加、三倍體 解析 a中細(xì)胞內(nèi)右下的染色體為3條，其他染色體都成對(duì)，是個(gè)別染色體數(shù)目變異；b中多了片段4，是染色體片段重復(fù)；c屬于三倍體；d中3、4片段缺失。 答案 C,6．無(wú)子西瓜是由二倍體(2n＝22)與同源四倍體雜交后形成的三倍體?；卮鹣铝袉?wèn)題： (1)雜交時(shí)選用四倍體植株作母本，用二倍體植株作父本，取其花粉涂在四倍體植株的________上，授粉后套袋。四倍體植株上產(chǎn)生的雌配子含有________條染色體，該雌配子與二倍體植株上產(chǎn)生的雄配子結(jié)合，形成含有________條染色體的合子。,(2)上述雜交獲得的種子可發(fā)育為三倍體植株。該植株會(huì)產(chǎn)生無(wú)子果實(shí)，該果實(shí)無(wú)子的原因是三倍體的細(xì)胞不能進(jìn)行正常的________分裂。 (3)為了在短期內(nèi)大量繁殖三倍體植株，理論上可以采用________的方法。,解析 (1)在三倍體無(wú)子西瓜培育過(guò)程中，以四倍體植株為母本，授以二倍體植株花粉，可獲得三倍體西瓜種子(胚)。四倍體植株上產(chǎn)生的雌配子含有22條染色體，二倍體產(chǎn)生的雄配子含11條染色體，則合子中含有三個(gè)染色體組，33條染色體。(2)三倍體西瓜無(wú)子的原因是：三倍體的細(xì)胞含有三個(gè)染色體組，在減數(shù)分裂時(shí)，染色體聯(lián)會(huì)紊亂，不能產(chǎn)生正常的生殖細(xì)胞。(3)由于三倍體植株不能進(jìn)行有性繁殖，故可采用組織培養(yǎng)等無(wú)性生殖方式繁殖。 答案 (1)雌蕊(或柱頭) 22 33 (2)減數(shù) (3)組織培養(yǎng)(其他合理答案也可),基因突變與染色體變異,實(shí)驗(yàn)十七 低溫誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目的變化 [關(guān)鍵點(diǎn)擊] 1．實(shí)驗(yàn)原理 (1)正常進(jìn)行有絲分裂的組織細(xì)胞，在分裂后期著絲點(diǎn)分裂后，子染色體在紡錘體作用下分別移向兩極，進(jìn)而平均分配到兩個(gè)子細(xì)胞中去。,(2)低溫可抑制紡錘體形成，阻止細(xì)胞分裂，導(dǎo)致細(xì)胞染色體數(shù)目加倍。,,,2．實(shí)驗(yàn)流程 根尖培養(yǎng)：將洋蔥等材料放在裝滿清水的廣口瓶上，底部接觸水面，置于適宜條件下，使之生根 ↓ 低溫誘導(dǎo)：待不定根長(zhǎng)至1 cm時(shí)，將整個(gè)裝置放入冰箱的低溫室內(nèi)(4℃)，誘導(dǎo)培養(yǎng)36 h ↓ 材料固定：剪取根尖約0.5～1 cm，放入卡諾氏液中浸泡0.5～1h，固定其形態(tài)，然后用95%酒精沖洗兩次。,↓ 制作裝片：解離→漂洗→染色→制片(同觀察植物細(xì)胞的有絲分裂) ↓ 觀察：先用低倍鏡觀察，找到變異細(xì)胞，再換用高倍鏡觀察 ↓ 結(jié)論：低溫能誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目加倍,3．實(shí)驗(yàn)中的試劑及其作用,4.注意問(wèn)題 (1)為了能觀察到細(xì)胞在生活狀態(tài)下的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，必須先將細(xì)胞固定。 (2)在進(jìn)行本實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，和觀察植物細(xì)胞的有絲分裂一樣，所觀察的細(xì)胞已經(jīng)被鹽酸殺死了，最終在顯微鏡下看到的是死細(xì)胞。 (3)選材的時(shí)候必須選用能夠進(jìn)行分裂的分生組織細(xì)胞，不分裂的細(xì)胞染色體不復(fù)制，不會(huì)出現(xiàn)染色體加倍的情況。,[易錯(cuò)清零] 易錯(cuò)點(diǎn)1 解離時(shí)間：3～5 min，不宜過(guò)長(zhǎng)也不宜過(guò)短。過(guò)長(zhǎng)，根尖過(guò)于酥軟，無(wú)法撈起，導(dǎo)致以后的制片工作無(wú)法進(jìn)行；過(guò)短，組織中的細(xì)胞沒(méi)有相互分離開來(lái)，給下一步的染色和制片工作造成困難。 易錯(cuò)點(diǎn)2 漂洗時(shí)間：10 min，不宜過(guò)短，否則解離液未洗去，染色困難。 易錯(cuò)點(diǎn)3 染色時(shí)間：3～5 min，不宜過(guò)長(zhǎng)也不宜過(guò)短。時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，染色過(guò)度，導(dǎo)致細(xì)胞中一片顏色(與染色液相同)，分不清哪是染色體(質(zhì))，無(wú)法觀察；時(shí)間過(guò)短，染色體(質(zhì))著色淺，也不易區(qū)分染色體(質(zhì))與其他結(jié)構(gòu)，無(wú)法觀察。,[演練提升] 7．下列有關(guān)“低溫誘導(dǎo)洋蔥染色體數(shù)目的變化”實(shí)驗(yàn)的敘述，正確的是( ) A．低溫會(huì)抑制分裂時(shí)紡錘體的形成 B．改良苯酚品紅染液的作用是固定和染色 C．固定和解離后的漂洗液都是體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精 D．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(guò)程,解析 低溫誘導(dǎo)洋蔥染色體數(shù)目變化的機(jī)理是低溫能夠抑制分裂時(shí)紡錘體的形成，導(dǎo)致染色體數(shù)目加倍；改良苯酚品紅染液的作用是對(duì)染色體進(jìn)行染色；固定后的漂洗液是體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精，解離后的漂洗液是清水，目的是洗去多余的鹽酸；經(jīng)解離后細(xì)胞已經(jīng)死亡，不能觀察到細(xì)胞從二倍體變?yōu)樗谋扼w的過(guò)程。 答案 A,8. (2015深圳模擬)以下材料選自某同學(xué)所做實(shí)驗(yàn)的部分記錄。 實(shí)驗(yàn)名稱：低溫誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目的變化。 實(shí)驗(yàn)步驟：①培養(yǎng)固定：將洋蔥放在裝滿清水的廣口瓶上，待根長(zhǎng)出1 cm左右，剪取根尖0.5～1 cm，置于盛有清水的培養(yǎng)皿內(nèi)，并在冰箱的冷藏室誘導(dǎo)培養(yǎng)36 h。將誘導(dǎo)后的根尖放入卡諾氏液中浸泡0.5～1 h，然后用體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精沖洗兩次。,②裝片制作：解離→染色→漂洗→制片。 ③觀察：先用低倍鏡尋找染色體形態(tài)較好的分裂圖像，確認(rèn)某個(gè)細(xì)胞染色體發(fā)生數(shù)目變化后，再用高倍鏡觀察。 實(shí)驗(yàn)結(jié)論：低溫條件下根尖所有細(xì)胞染色體數(shù)目都加倍。問(wèn)題： (1)請(qǐng)將上述內(nèi)容中錯(cuò)誤之處予以改正。________。 (2)低溫導(dǎo)致染色體加倍的原因是________。 如果要探究誘導(dǎo)染色體數(shù)目變化的最適溫度，請(qǐng)寫出簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)思路：____________________。,(3)洋蔥體細(xì)胞的一個(gè)細(xì)胞周期約為12 h。某同學(xué)利用洋蔥根尖觀察細(xì)胞有絲分裂，得到了如下結(jié)果。,解析 (1)剪去根尖后，根尖將失去營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的供給，細(xì)胞將隨之失去分裂能力，故應(yīng)先將整個(gè)裝置放入冰箱的低溫室中進(jìn)行誘導(dǎo)培養(yǎng)，再剪取誘導(dǎo)處理的根尖制片觀察；裝片的制作步驟不正確，應(yīng)當(dāng)在解離之后隨之漂洗；在低溫誘導(dǎo)下可能部分細(xì)胞染色體數(shù)目發(fā)生變化，也可能誘導(dǎo)不成功都沒(méi)有發(fā)生變化。(2)低溫導(dǎo)致染色體加倍是通過(guò)抑制紡錘體的形成來(lái)實(shí)現(xiàn)，使加倍的染色體不能平均分配到兩個(gè)子細(xì)胞中去，從而導(dǎo)致細(xì)胞中染色體數(shù)目的加倍；要探究誘導(dǎo)染色體數(shù)目變化的最適溫度，應(yīng)將溫度作為實(shí)驗(yàn)變量，設(shè)置不同系列溫度形成相互對(duì)照，然后觀察比較結(jié)果，其中染色體數(shù)目變化最明顯的結(jié)果所對(duì)應(yīng)的溫度為最適溫度。,(3)樣本1和樣本2是在不同視野中觀察到的細(xì)胞分裂各時(shí)期的細(xì)胞數(shù)目，間期的時(shí)長(zhǎng)計(jì)算要根據(jù)間期細(xì)胞數(shù)目與計(jì)數(shù)細(xì)胞的總數(shù)以及一個(gè)細(xì)胞周期所經(jīng)歷的時(shí)間來(lái)確定，其計(jì)算式為12(85/100)＝10.2 h。,答案 (1)①應(yīng)將整個(gè)培養(yǎng)裝置放入冰箱的低溫室內(nèi)，誘導(dǎo)36 h后剪取根尖；②裝片制作順序應(yīng)為：解離→漂洗→染色→制片；③實(shí)驗(yàn)結(jié)論應(yīng)為：部分細(xì)胞染色體數(shù)目發(fā)生變化或者沒(méi)有細(xì)胞發(fā)生染色體數(shù)目變化 (2)抑制紡錘體的形成和細(xì)胞分裂 設(shè)置不同溫度梯度的對(duì)照組，觀察并比較結(jié)果 (3)兩個(gè)不同視野所看到的處在分裂各期的細(xì)胞數(shù)目 10.2,低溫誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目加倍 低溫阻礙細(xì)胞內(nèi)酶促反應(yīng)的進(jìn)行，從而導(dǎo)致細(xì)胞分裂時(shí)形成紡錘體所需ATP的供應(yīng)途徑受阻，使細(xì)胞分裂過(guò)程中完成染色體加倍而細(xì)胞不能分裂，達(dá)到染色體數(shù)目加倍。,【解題技巧】,從理論上講，觀察染色體數(shù)目的最佳時(shí)期是分裂中期，當(dāng)紡錘體的行成受到抑制時(shí)，細(xì)胞分裂就停止在了前期，不再出現(xiàn)中期、后期，只有當(dāng)細(xì)胞分裂進(jìn)入到第二周期的中期時(shí)，才能確保低溫誘導(dǎo)染色體數(shù)目變化的成功。因此，低溫處理的時(shí)間至少要有一個(gè)半周期的時(shí)間。低溫抑制了紡錘體的形成，同時(shí)也降低了酶的活性，細(xì)胞分裂的速度減慢，細(xì)胞周期會(huì)延長(zhǎng)。,考向一 基因突變和基因重組(5年10考) 典例1 (2015皖北檢測(cè))央視一則報(bào)道稱，孕婦防輻射服不僅不能防輻射，反而會(huì)聚集輻射。輻射對(duì)人體危害很大，可能導(dǎo)致基因突變。下列相關(guān)敘述正確的是( ) A．堿基對(duì)的替換、增添和缺失都是由輻射引起的 B．環(huán)境所引發(fā)的變異可能為可遺傳變異 C．輻射能導(dǎo)致人體遺傳物質(zhì)發(fā)生定向改變 D．基因突變可能造成某個(gè)基因的缺失,思路點(diǎn)撥 基因突變可由多種因素引起，輻射只是其中一種因素；基因突變具有不定向性；基因突變只是基因內(nèi)部堿基發(fā)生改變，基因的數(shù)目不會(huì)發(fā)生改變。,解析 引起堿基對(duì)的替換、增添和缺失的因素有物理因素、化學(xué)因素和生物因素；如果環(huán)境引發(fā)了細(xì)胞中遺傳物質(zhì)的改變，就成了可遺傳的變異；輻射能導(dǎo)致人體遺傳物質(zhì)發(fā)生不定向改變；基因突變會(huì)導(dǎo)致基因內(nèi)部分子結(jié)構(gòu)的改變，不會(huì)導(dǎo)致某個(gè)基因的缺失。 答案 B 易錯(cuò)辨析 基因突變不會(huì)改變基因的數(shù)目，基因的數(shù)目發(fā)生改變引起的可遺傳變異是染色體變異。,考向二 染色體變異(5年15考) 典例2 從下圖a～h所示的細(xì)胞圖中，說(shuō)明它們各含有幾個(gè)染色體組。正確答案為( ),,A．細(xì)胞中含有一個(gè)染色體組的是h圖 B．細(xì)胞中含有二個(gè)染色體組的是e、g圖 C．細(xì)胞中含有三個(gè)染色體組的是a、b圖 D．細(xì)胞中含有四個(gè)染色體組的是c、f圖 思路點(diǎn)撥 染色體組是細(xì)胞中的一組非同源染色體，它們?cè)谛螒B(tài)和功能上各不相同，但是攜帶著控制一種生物生長(zhǎng)發(fā)育、遺傳和變異的全部信息。,解析 其形態(tài)、大小各不相同的染色體組成一個(gè)染色體組。根據(jù)圖形判斷染色體組數(shù)有如下規(guī)律：在細(xì)胞內(nèi)，形態(tài)相同的染色體有幾條就含有幾個(gè)染色體組，如圖e，每種染色體含有4個(gè)，所以是四個(gè)染色體組。在細(xì)胞內(nèi)，含有幾個(gè)同音字母，就含有幾個(gè)染色體組，如d圖中，同音字母僅有一個(gè)，所以該圖只有一個(gè)染色體組。由此我們可知：a、b圖含有三個(gè)染色體組，c、h圖含有二個(gè)染色體組，e、f圖含有四個(gè)染色體組，d、g圖含有一個(gè)染色體組。 答案 C,易錯(cuò)辨析 在細(xì)胞中含有配子染色體組數(shù)的生物，稱為單倍體，單倍體通常植株矮小，高度不育，利用單倍體育種能在最短的時(shí)間獲得穩(wěn)定遺傳的品種。由受精卵發(fā)育而來(lái)，含有兩個(gè)以上染色體組的生物，稱為多倍體，多倍體通常植株粗大、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量高，生長(zhǎng)發(fā)育遲緩。,考向三 染色體變異的應(yīng)用(5年9考) 典例3 (2014四川卷， 5)油菜物種甲(2n＝20)與乙(2n＝16)通過(guò)人工授粉雜交，獲得的幼胚經(jīng)離體培養(yǎng)形成幼苗丙，用秋水仙素處理丙的頂芽形成幼苗丁，待丁開花后自交獲得后代戊若干。下列敘述正確的是( ) A．秋水仙素通過(guò)促進(jìn)著絲點(diǎn)分裂，使染色體數(shù)目加倍 B．幼苗丁細(xì)胞分裂后期，可觀察到36或72條染色體 C．丙到丁發(fā)生的染色體變化，決定了生物進(jìn)化的方向 D．形成戊的過(guò)程未經(jīng)過(guò)地理隔離，因而戊不是新物種,思路點(diǎn)撥 姐妹染色單體分開是著絲點(diǎn)分離的結(jié)果，而不是由紡錘絲牽拉的結(jié)果。紡錘體的作用只是把已分開的染色體拉向兩極；自然選擇決定生物進(jìn)化的方向；戊與甲乙存在生殖隔離，因此為新物種。,解析 A．秋水仙素通過(guò)抑制紡錘體的形成，使染色體加倍，故A錯(cuò)誤。B.丙的染色體數(shù)為18條，用秋水仙素處理頂芽形成幼苗丁，并不是所有細(xì)胞的染色體都能加倍，所以故B正確。C.丙到丁發(fā)生的染色體變化屬于染色體變異，并不能決定生物進(jìn)化的方向，自然選擇決定生物進(jìn)化的方向，故C錯(cuò)。D.地理隔離并非新物種形成的必經(jīng)途徑，故D錯(cuò)。 答案 B 易錯(cuò)辨析 秋水仙素通過(guò)抑制紡錘體的形成，使染色體數(shù)目加倍；秋水仙素還能引起基因突變。,考情一 基因突變和基因重組 1．原核生物某基因原有213對(duì)堿基，現(xiàn)經(jīng)過(guò)突變，成為210對(duì)堿基(未涉及終止密碼子改變)，它指導(dǎo)合成的蛋白質(zhì)分子與原蛋白質(zhì)相比，差異可能為( ) A．少一個(gè)氨基酸，氨基酸順序不變 B．少一個(gè)氨基酸，氨基酸順序改變 C．氨基酸數(shù)目不變，但順序改變 D．A、B都有可能,解析 原核生物的基因是連續(xù)的，沒(méi)有間隔的，因此可以直接根據(jù)數(shù)據(jù)計(jì)算，突變后少了三個(gè)堿基對(duì)，氨基酸數(shù)比原來(lái)少1，C不正確；若少的三個(gè)堿基對(duì)正好控制著原蛋白質(zhì)的一個(gè)氨基酸，則少一個(gè)氨基酸，其余氨基酸順序不變；若少的三個(gè)堿基對(duì)橫跨原蛋白質(zhì)的兩個(gè)氨基酸，則可能出現(xiàn)少一個(gè)氨基酸，從少之處往后的氨基酸種類和順序發(fā)生改變。因此選D項(xiàng)。 答案 D,2．(2013海南卷)某二倍體植物染色體上的基因B2是由其等位基因B1突變而來(lái)的，如不考慮染色體變異，下列敘述錯(cuò)誤的是( ) A．該突變可能是堿基對(duì)替換或堿基對(duì)插入造成的 B．基因B1和B2編碼的蛋白質(zhì)可以相同，也可以不同 C．基因B1和B2指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成時(shí)使用同一套遺傳密碼 D．基因B1和B2可同時(shí)存在于同一個(gè)體細(xì)胞中或同一個(gè)配子中,解析 據(jù)基因突變的含義可知，基因突變是由于DNA分子中發(fā)生堿基對(duì)的增添、缺失或替換而引起的基因結(jié)構(gòu)的改變，故A正確。由于密碼子具有簡(jiǎn)并性，不同基因編碼的蛋白質(zhì)有可能相同或不同，故B正確。生物起源于共同的原始祖先，生物體蛋白質(zhì)的合成中都共用同一套遺傳密碼，故C正確。由題可知B1與B2正常情況下應(yīng)為一對(duì)同源染色體上的一對(duì)等位基因，當(dāng)其在減數(shù)分裂形成配子時(shí)，通常應(yīng)隨同源染色體的彼此分開，而相應(yīng)的等位基因的也隨之彼此分離。故B1與B2不可能同時(shí)存在于同一個(gè)配子中，D錯(cuò)誤。 答案 D,考情二 染色體變異 3．在有絲分裂和減數(shù)分裂過(guò)程中不能產(chǎn)生的變異是( ) A．DNA復(fù)制時(shí)發(fā)生堿基對(duì)的增添、缺失或替換，導(dǎo)致基因突變 B．非同源染色體之間發(fā)生自由組合，導(dǎo)致基因重組 C．非同源染色體之間交換一部分片段，導(dǎo)致染色體結(jié)構(gòu)變異 D．著絲點(diǎn)分裂后形成的兩條染色體不能移向兩極，導(dǎo)致染色體數(shù)目變異,解析 有絲分裂和減數(shù)分裂過(guò)程中都有DNA復(fù)制，在DNA復(fù)制的過(guò)程中可能發(fā)生基因突變，A項(xiàng)正確。非同源染色體之間的自由組合只發(fā)生在減數(shù)分裂過(guò)程中，B項(xiàng)錯(cuò)誤。非同源染色體之間交換一部分片段在有絲分裂和減數(shù)分裂過(guò)程都可以發(fā)生，引起的變異為染色體結(jié)構(gòu)變異中的易位；而同源染色體上的非姐妹染色單體間交換一部分片段則發(fā)生在減數(shù)分裂過(guò)程中，引起的變異為基因重組，C項(xiàng)正確。在有絲分裂后期或減數(shù)第二次分裂后期，都可能發(fā)生著絲點(diǎn)分裂后染色體的分離異常，從而導(dǎo)致染色體數(shù)目的變異，D項(xiàng)正確。 答案 B,4．(2012江蘇卷，14)某植株的一條染色體發(fā)生缺失突變，獲得該缺失染色體的花粉不育，缺失染色體上具有紅色顯性基因B，正常染色體上具有白色隱性基因b(如圖)。若以該植株為父本，測(cè)交后代中部分表現(xiàn)為紅色性狀。下列解釋最合理的是( ),A．減數(shù)分裂時(shí)染色單體1或2上的基因b突變?yōu)锽 B．減數(shù)第二次分裂時(shí)姐妹染色單體3與4自由分離 C．減數(shù)第二次分裂時(shí)非姐妹染色單體之間自由組合 D．減數(shù)第一次分裂時(shí)非姐妹染色單體之間交叉互換,解析 由于“缺失染色體的花粉不育”，若以該植株為父本，測(cè)交后代理論上應(yīng)該全部表現(xiàn)為白色性狀。若出現(xiàn)部分紅色性狀，可能是圖示染色單體1或2上的基因b突變?yōu)锽，但這種可能性很小，故A項(xiàng)不是最合理的；減數(shù)第二次分裂時(shí)，即使姐妹染色單體3與4分離，由于其缺失突變，產(chǎn)生的花粉也不育，因而B項(xiàng)不合理；減數(shù)第二次分裂時(shí)姐妹染色單體分開成為染色體，分別移向細(xì)胞兩極，不發(fā)生自由組合，因而C項(xiàng)也不合理；最可能的原因是減數(shù)第一次分裂的四分體時(shí)期，由于四分體中的非姐妹染色單體之間發(fā)生了交叉互換，基因B轉(zhuǎn)移到染色單體1或2上，D項(xiàng)最合理。 答案 D,考情三 染色體變異的應(yīng)用 5．如圖為利用純合高稈(D)抗病(E)小麥和純合矮稈(d)染病(e)小麥快速培育純合優(yōu)良矮稈抗病小麥(ddEE)品種的示意圖，下列有關(guān)此圖的敘述錯(cuò)誤的是( ),A．①過(guò)程的主要目的是讓控制不同優(yōu)良性狀的基因組合到一起 B．②過(guò)程中發(fā)生了非同源染色體的自由組合 C．③過(guò)程依據(jù)的主要生物學(xué)原理是細(xì)胞增殖 D．④過(guò)程中要用到一定濃度的秋水仙素溶液 解析 ③過(guò)程為花藥離體培養(yǎng)，其依據(jù)的原理是細(xì)胞的全能性。 答案 C,6．家蠶是二倍體生物，含56條染色體，ZZ為雄性，ZW為雌性。幼蠶體色中的有斑紋和無(wú)斑紋性狀分別由Ⅱ號(hào)染色體上的A和a基因控制。雄蠶由于吐絲多、絲的質(zhì)量好，更受蠶農(nóng)青睞，但在幼蠶階段，雌雄不易區(qū)分。于是，科學(xué)家采用如圖所示的方法培育出了“限性斑紋雌蠶”來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。請(qǐng)回答：,,(1)家蠶的一個(gè)染色體組含有________條染色體。 (2)圖中變異家蠶的“變異類型”屬于染色體變異中的________。由變異家蠶培育出限性斑紋雌蠶所采用的育種方法是________。圖中的限性斑紋雌蠶的基因型為________。 (3)在生產(chǎn)中，可利用限性斑紋雌蠶和無(wú)斑紋雄蠶培育出可根據(jù)體色辨別幼蠶性別的后代。請(qǐng)用遺傳圖解和適當(dāng)?shù)奈淖置枋鲞x育雄蠶的過(guò)程。,解析 (1)二倍體家蠶體細(xì)胞中有56條染色體，其生殖細(xì)胞中有28條染色體，則其一個(gè)染色體組含有28條染色體。(2)由圖示可知，家蠶的變異屬于染色體結(jié)構(gòu)變異中的易位。由變異家蠶培育出限性斑紋雌蠶利用的是雜交育種。圖中的限性斑紋雌蠶的基因型是aaZWA。(3)可以用限性斑紋雌蠶和無(wú)斑紋雄蠶雜交，其后代中無(wú)斑紋的都是雄蠶，有斑紋的都是雌蠶。,答案 (1)28 (2)結(jié)構(gòu)變異 雜交育種 aaZWA (3)如圖 文字說(shuō)明：后代中有斑紋的均為雌蠶，應(yīng)淘汰；無(wú)斑紋的為雄蠶，應(yīng)保留。,,考情四 低溫誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目的變化 7．下列有關(guān)“低溫誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目的變化”實(shí)驗(yàn)的敘述中，正確的是( ) A．洋蔥的不定根在冰箱的低溫室內(nèi)誘導(dǎo)36h，可抑制細(xì)胞分裂中染色體的著絲點(diǎn)分裂 B．改良苯酚品紅染液的作用是固定和染色 C．體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精可用于洗滌細(xì)胞固定過(guò)程中使用的卡諾氏液和解離細(xì)胞 D．經(jīng)過(guò)解離、漂洗、染色和制片，在顯微鏡下觀察，發(fā)現(xiàn)所有細(xì)胞內(nèi)的染色體數(shù)目都加倍,解析 低溫誘導(dǎo)不會(huì)抑制染色體著絲點(diǎn)的分裂，而是使子染色體不能移向細(xì)胞的兩極、細(xì)胞不能分裂成兩個(gè)子細(xì)胞；改良苯酚品紅染液的作用是染色，不能用于固定；顯微鏡下觀察，發(fā)生染色體數(shù)目加倍的只有少數(shù)細(xì)胞，多數(shù)細(xì)胞處于分裂間期，看不到染色體，還有部分細(xì)胞有染色體，但可能是正常的有絲分裂。 答案 C,8．下列關(guān)于低溫誘導(dǎo)染色體加倍實(shí)驗(yàn)的敘述，正確的是( ) A．原理：低溫抑制染色體著絲點(diǎn)分裂，使子染色體不能分別移向兩極 B．解離：鹽酸酒精混合液和卡諾氏液都可以使洋蔥根尖解離 C．染色：改良苯酚品紅溶液和醋酸洋紅溶液都可以使染色體著色 D．觀察：顯微鏡下可以看到大多數(shù)細(xì)胞的染色體數(shù)目發(fā)生改變,解析 低溫誘導(dǎo)染色體加倍實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理：低溫處理植物分生組織細(xì)胞，能夠抑制紡錘體的形成，導(dǎo)致染色體不分離，從而產(chǎn)生染色體數(shù)目加倍的細(xì)胞核；卡諾氏液能固定細(xì)胞的形態(tài)，而鹽酸酒精混合液可以使洋蔥根尖細(xì)胞解離；洋蔥根尖裝片中的細(xì)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(xì)胞。 答案 C,