2022版新教材高考生物一轮复习第7单元生物的变异育种与进化第20课染色体变异学案新人教版
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第25讲染色体变异与育种考点一染色体变异1.染色体结构的变异(1)类型(连线)(2)结果:使排列在染色体上的基因的数目或排列顺序发生改变,从而导致性状的变异。
2.染色体数目的变异(1)类型①细胞内个别染色体的增加或减少,如21三体综合征。
②细胞内染色体数目以染色体组的形式成倍地增加或减少,如多倍体、单倍体。
(2)染色体组①概念:细胞中的一组非同源染色体,在形态和功能上各不相同,但又互相协调,共同控制生物的生长、发育、遗传和变异,这样的一组染色体,叫做一个染色体组。
②组成:如图为一雄果蝇的染色体组成,其染色体组可表示为:Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y。
3.比较单倍体、二倍体和多倍体(1)单倍体:体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体。
(2)二倍体:由受精卵发育而来,体细胞中含有两个染色体组的个体。
(3)多倍体:由受精卵发育而来,体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体。
[诊断与思考]1.判断下列说法的正误(1)染色体增加某一片段可提高基因表达水平,是有利变异( ×)(2)染色体缺失有利于隐性基因表达,可提高个体的生存能力( ×)(3)染色体易位不改变基因数量,对个体性状不会产生影响( ×)(4)染色体组整倍性变化必然导致基因种类的增加( ×)(5)体细胞中含有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( ×)(6)单倍体体细胞中不一定只含有一个染色体组( √)2.如图表示某生物细胞中两条染色体及其上面的部分基因。
(1)下列各项的结果中哪些是由染色体变异引起的?它们分别属于何类变异?能在光学显微镜下观察到的有哪些?提示与图中两条染色体上的基因相比可知:①染色体片段缺失、②染色体片段易位、③基因突变、④染色体中片段倒位;①②④均为染色体变异,可在光学显微镜下观察到,③为基因突变,不能在显微镜下观察到。
(2)①~④中哪类变异没有改变染色体上基因的数量和排列顺序?提示①~④中③的基因突变只是产生了新基因,即改变基因的质,并未改变基因的量,故染色体上基因的数量和排列顺序均未发生改变。
第20讲染色体变异与育种单科命题备考导航核心素养解读命题趋势(1)举例说明染色体结构变异和数目变异(2)生物变异在育种上的应用(1)从结构与功能相适应的视角概述说明染色体结构和数量的变异都可能导致生物性状改变甚至死亡(2)通过染色体变异对生物性状的影响,解释染色体变异在现实生产生活中的应用◆题型内容:染色体结构变异与数目变异;育种◆考查形式:常结合细胞分裂中DNA数量变化、染色体的行为(差错)及育种技术进行命题考点一染色体变异1.染色体结构的变异(1)类型[连一连](2)结果使排列在染色体上的基因的数目或排列顺序发生改变,从而导致性状的变异。
2.染色体数目的变异(1)类型①细胞内个别染色体的增加或减少,如21三体综合征。
②细胞内染色体数目以染色体组的形式成倍地增加或减少,如多倍体、单倍体。
(2)染色体组①概念:细胞中的一组非同源染色体,在形态和功能上各不相同,但又互相协调,共同控制生物的生长、发育、遗传和变异,这样的一组染色体叫做一个染色体组。
②组成:如图为一雄性果蝇的染色体组成,其染色体组可表示为Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X 或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y 。
(3)多倍体①概念:由受精卵发育而来,体细胞中含三个或三个以上染色体组的个体。
②特点:多倍体植株茎秆粗壮,叶片、果实和种子都比较大,糖类和蛋白质等营养物质含量丰富。
③应用:人工诱导多倍体。
(4)单倍体①概念:由未受精的生殖细胞发育而来,体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体。
②特点:与正常植株相比,单倍体植株长得弱小,且高度不育。
③应用:单倍体育种。
1.染色体缺失有利于隐性基因表达,可提高个体的生存能力。
(✕)2.染色体易位不改变基因数量,对个体性状不会产生影响。
(✕)3.染色体上某个基因的丢失属于基因突变。
(✕)4.DNA分子中发生三个碱基对的缺失导致染色体结构变异。
(✕)5.非同源染色体某片段移接,仅发生在减数分裂过程中。
(✕)6.用秋水仙素处理某高等植物连续分裂的细胞群体,分裂期细胞的比例会减少。
课时规范练28 染色体变异与育种必备知识基础练考点一染色体数目变异和结构变异1.某条染色体经过处理后,结构发生如图所示的变化。
下列叙述正确的是( )A.图示结构的变化属于染色体易位B.该变异染色体上的基因数目和排列顺序不改变C.图示的变化过程中,染色体一定发生过断裂D.图示的变化不影响n和p基因的表达2.(河北沧州三模)现代香蕉的栽培种由尖叶蕉(AA)和长梗蕉(BB)两个原始种通过杂交而来,其中A、B分别代表一个染色体组,各包含11条染色体。
二倍体香蕉产量较低,三倍体香蕉中AAA和部分AAB的风味较好。
下列有关叙述错误的是( )A.AA的配子与BB的配子结合产生AB的过程不发生基因重组B.AAB减数分裂时会联会紊乱,故不可能产生可育配子C.AAA植株可由AAAA与AA植株杂交后产生的种子发育而来D.有丝分裂后期的尖叶蕉细胞中含有22对同源染色体3.(湖南永州一模)染色体变异包括染色体数目的变异和染色体结构的变异,下列相关叙述正确的是( )A.通常染色体数目变异可用光学显微镜观察,而染色体结构变异则不能B.染色体增加某一片段可提高基因表达水平,从而提高个体的生存能力C.通过诱导多倍体的方法可克服远缘杂交不育的障碍,培育出作物新类型D.用秋水仙素处理某种植物的单倍体植株后,得到的变异株一定是二倍体4.(山东临沂模拟)某精原细胞中m、n为一对同源染色体,其中m为正常染色体,A~E表示基因。
该对同源染色体联会后发生的特殊过程如图所示,其中染色体桥在减数分裂Ⅰ时随机断裂,后续的分裂过程正常进行。
下列有关叙述正确的是( )A.形成该精原细胞的分裂过程中发生了基因突变B.该精原细胞在形成精子过程中发生染色体结构和数目变异C.该精原细胞经减数分裂产生含异常染色体的精子占3/4D.图示“染色体桥”中不存在染色体的同源区段5.(湖南模拟)某动物(2n=42)群体中有一种如图所示的变异情况,脱离的小残片最终会丢失。
若个体的细胞中含有一条这样的重接染色体,则称为重接杂合子,同时含有两条则称为重接纯合子。
第7单元生物的变异、育种和进化(B)注意事项:1.答题前,先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上,并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.选择题的作答:每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.非选择题的作答:用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。
写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4.考试结束后,请将本试题卷和答题卡一并上交。
第Ⅰ卷(选择题)一、单项选择题:本题共15小题,每小题2分,共30分。
每小题只有一个选项符合题目要求。
1.基因突变和基因重组的共同点是()A.都可以产生新的基因 B.都对生物体有利C.均可增加基因的数目 D.都能产生可遗传的变异2.某闭花授粉植物,红花植株的基因型为Bb,在一定剂量的射线处理下,子一代中出现白花植株,这种现象的出现不可能是()A.基因突变 B.染色体变异 C.基因分离 D.基因重组3.下列有关单倍体的叙述,错误..的是()A.未受精的卵细胞发育成的个体一定是单倍体B.含有两个染色体组的个体有可能是单倍体C.单倍体生物都不能产生正常配子D.体细胞中只含一个染色体组的个体一定是单倍体4.右图是某二倍体动物细胞的分裂示意图,其中字母表示基因。
据图判断,下列说法正确的是()A.此细胞含有4个染色体组,8个DNA分子B.此动物体细胞的基因型一定是AaBbCcDdC.此细胞发生的一定是显性突变D .此细胞既发生了基因突变又发生了基因重组5.下列关于生物的变异与育种的叙述,正确的是()A.杂交育种都需要经过纯合化的过程B.花药离体培养过程中可发生基因重组C.基因突变可发生在个体发育的任何时期D.三倍体无籽西瓜的性状为不可遗传变异6.下面为某种生物的部分染色体发生了两种变异的示意图,图b中①和②、③和④互为同源染色体,则图a、图b所示的变异()A.均为染色体结构变异 B.基因的数目和排列顺序均发生改变C.均使生物的性状发生改变 D.均可发生在减数分裂过程中7.油菜物种甲(2n=20)与乙(2n=16)通过人工授粉杂交,获得的幼胚经离体培养形成幼苗丙,用秋水仙素处理丙的顶芽形成幼苗丁,待丁开花后自交获得后代戊若干。
第20课染色体变异课程标准要求学业质量水平3.3.5 举例说明染色体结构和数量的变异都可能导致生物性状的改变甚至死亡1.通过染色体变异基本原理及其在生物学中意义的理解,建立起进化与适应的观点。
(生命观念)2.通过三种可遗传变异的比较及育种方法的比较,培养归纳与概括的能力。
(科学思维)3.通过低温诱导植物染色体数目的变化、生物变异类型的判断与实验探究以及育种方案的选择与设计,培养实验设计及结果分析的能力以及学以致用的思想意识。
(科学探究社会责任)一、染色体变异的判断与分析1.染色体数目的变异(1)类型①细胞内个别染色体的增加或减少。
②细胞内染色体数目以一套完整的非同源染色体为基数成倍地增加或成套地减少。
(2)染色体组①一个染色体组中不含同源染色体。
②从形态、大小和功能看,一个染色体组中所含的染色体各不相同。
③从所含的基因看,一个染色体组中含有控制本物种生物性状的一整套基因。
(3)单倍体、二倍体和多倍体项目单倍体二倍体多倍体发育起点配子受精卵受精卵特点①植株弱小;正常植株①茎秆粗壮;②高度不育②叶、果实、种子较大;③营养物质含量丰富体细胞染色体组数配子中染色体组数2个3个或3个以上举例蜜蜂的雄蜂几乎全部的动物和过半数的高等植物香蕉(三倍体);马铃薯(四倍体);八倍体小黑麦2.染色体结构的变异(1)类型(连线)提示:①—Ⅲ—D ②—Ⅳ—C ③—Ⅰ—B ④—Ⅱ—A(2)结果:使排列在染色体上的基因数目或排列顺序发生改变,从而导致性状的变异。
二、染色体变异在育种中的应用1.单倍体育种(1)原理:染色体(数目)变异。
(2)过程(3)优点:明显缩短育种年限。
(4)缺点:技术复杂。
2.多倍体育种(1)方法:用秋水仙素或低温处理。
(2)处理材料:萌发的种子或幼苗。
(3)原理(4)实例:三倍体无子西瓜的培育①两次传粉⎩⎪⎨⎪⎧第一次传粉:杂交获得三倍体种子第二次传粉:刺激子房发育成果实②用秋水仙素处理幼苗后,分生组织分裂产生的茎、叶、花染色体数目加倍,而未经处理部分(如根部细胞)的染色体数目不变。
③三倍体西瓜无子的原因:三倍体西瓜植株在减数分裂过程中,由于染色体联会紊乱,不能产生正常配子。
三、低温诱导植物细胞染色体数目的变化1.实验原理:用低温处理植物的分生组织细胞,能够抑制纺锤体的形成,以致影响细胞有丝分裂中染色体被拉向两极,导致细胞不能分裂成两个子细胞,于是,植物细胞的染色体数目发生变化。
2.方法步骤 (1)培养、诱导:将长出约1 cm 长不定根的蒜整个放入冰箱的冷藏室内(4℃),诱导培养48~72 h 。
(2)固定、漂洗:剪取诱导处理的根尖0.5~1 cm ,放入卡诺氏液中浸泡0.5~1 h ,以固定细胞的形态,然后用体积分数为95%的酒精冲洗2次。
(3)制片、观察:包括解离、漂洗、染色和制片4个步骤;先用低倍镜寻找染色体形态较好的分裂象。
确认某个细胞发生染色体数目变化后,再用高倍镜观察。
1.染色体变异包括染色体数目变异和染色体结构变异(1)染色体增加某一片段可提高基因表达水平,是有利变异。
(×)(2)染色体缺失有利于隐性基因表达,可提高个体的生存能力。
(×)(3)染色体易位不改变基因数量,对个体性状不会产生影响。
(×)(4)通过诱导多倍体的方法可克服远缘杂交不育,培育出作物新类型。
(√)(5)体细胞中含有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。
(×)(6)单倍体含有的染色体组数都是奇数。
(×)2.染色体变异可应用于育种(1)通过花药离体培养可获得抗锈病高产小麦新品种。
(×)(2)单倍体育种中,通过花药离体培养所得的植株均为纯合的二倍体。
(×)(3)用二倍体西瓜给四倍体西瓜授粉,则四倍体植株上会结出三倍体无子西瓜。
(×)(4)用秋水仙素处理单倍体植株后得到的一定是二倍体。
(×)3.低温诱导植物细胞染色体数目的变化(1)低温诱导植物细胞染色体数目变化的原理与秋水仙素处理的原理相同。
(√)(2)实验中需要用卡诺氏液固定细胞的形态,然后用体积分数为75%的酒精冲洗2次。
(×)(3)装片制作过程包括解离、漂洗、染色和制片4个步骤。
(√)(4)观察装片时只需低倍镜观察。
(×)染色体组的判断1.“二看法”确认单倍体、二倍体、多倍体2.“三法”判定染色体组的数目(1)根据染色体形态判定细胞内形态相同的染色体有几条,则含有几个染色体组。
下图所示的细胞中,形态相同的染色体a中有4条,b中两两相同,c中各不相同,则可判定它们分别含4、2、1个染色体组。
(2)根据基因型判定在细胞或生物体的基因型中,控制同一性状的基因(包括同一字母的大、小写)出现几次,则含有几个染色体组。
下图所示的细胞中,甲、乙、丙分别含1、2、3个染色体组。
(3)根据染色体数和染色体的形态数推算染色体组数=染色体数/染色体形态数。
例如果蝇体细胞中有8条染色体,分为4种形态,则染色体组的数目为2。
考向1| 染色体组数目的判断1.用马铃薯的花粉在一定的条件下直接培养形成马铃薯植株。
该马铃薯植株的某些细胞进行减数分裂时,观察到染色体正常联会,此时细胞内共有15个四分体。
据此推测,马铃薯正常个体的体细胞中共含有的染色体组数目为( )A.2个B.3个C.4个D.5个C解析:在减数分裂形成花粉过程中,同源染色体分离,那么花粉直接培养形成的马铃薯植株中染色体数目减半,染色体组数目也减半。
而用花粉直接培养形成的马铃薯植株细胞进行减数分裂时,观察到染色体正常联会,并形成15个四分体,说明细胞中含有2个染色体组,所以马铃薯正常个体的体细胞中共含有的染色体组数目为4个。
考向2| 染色体组与基因型2.下图表示细胞中所含的染色体,①②③④的基因型可以表示为( )A.①:AABb ②:AAABBb ③:ABCD ④:AB.①:Aabb ②:AaBbCc ③:AAAaBBbb ④:ABC.①:AaBb ②:AaaBbb ③:AAaaBBbb ④:AbD.①:AABB ②:AaBbCc ③:AaBbCcDd ④:ABCDC解析:根据细胞中所含的染色体的形态判断,①含有两个染色体组,②含有三个染色体组,③含有四个染色体组,④含有一个染色体组。
考向3| 染色体组与生物体倍性的判断3.一般认为烟草是由两个二倍体野生种合并起来的异源四倍体,其中一种甲含24条染色体,染色体组成用SS表示;另一种乙含24条染色体,染色体组成用TT表示,故烟草的染色体组成可表示为SSTT。
某烟草单体含47条染色体,染色体组成用SSTT-1表示,与甲杂交的F1群体内,一些植株有36条染色体,另一些植株有35条染色体。
细胞学检测表明,35条染色体的F1植株在减数分裂时,有22条染色体联会成11对同源染色体,还有13条染色体不联会。
请回答下列问题:(1)F1植株的染色体组成可表示为______________。
(2)该烟草单体所缺的那条染色体属于________(填“S组”或“T组”)染色体组。
如果所缺的那条染色体属于另一个染色体组,则上述的35条染色体的F1植株在减数分裂时应该有________条染色体联会成对,同时形成________条不联会的染色体。
(3)判断甲、乙烟草属于不同物种的依据是__________________。
解析:(1)某烟草单体(SSTT-1)可产生配子的染色体组成类型是ST、ST-1或者ST、S -1T。
甲(SS)产生的配子染色体组成为S。
则该烟草单体与甲杂交后F1群体内,一些植株有36条染色体,染色体组成为SST,另一些植株有35条染色体,染色体组成为SST-1或SS -1T。
(2)细胞学检测表明,35条染色体的F1植株在减数分裂时,有22条染色体联会成11对同源染色体,还有13条染色体不联会,可以推断出该烟草单体所缺失的那条染色体属于S 组。
如果所缺失的那条染色体属于另一个染色体组,即T组,则上述的35条染色体的F1植株在减数分裂时应该有24条染色体(SS)联会成对,同时形成11条不联会的染色体(T)。
(3)甲、乙烟草属于不同物种的依据是二者间存在生殖隔离,即不能交配或交配后不能产生可育后代。
答案:(1)SST、SST-1或SS-1T (2)S组24 11 (3)不能交配或交配后不能产生可育后代(或有生殖隔离)染色体变异在育种中的应用图中甲、乙表示水稻两个品种,A、a和B、b分别表示位于两对同源染色体上的两对等位基因,①~⑥表示培育水稻新品种的过程,请分析:(1)图中哪种途径为单倍体育种?这种方法为什么能缩短育种年限?答案:图中①③⑤过程表示单倍体育种。
采用花药离体培养获得的单倍体植株,经人工诱导染色体加倍后,植株细胞内每对染色体上的基因都是纯合的,自交后代不会发生性状分离,因此缩短了育种年限。
(2)图中哪一标号处需用秋水仙素处理?应如何处理?答案:图示⑤处需用秋水仙素处理单倍体幼苗,从而获得纯合子;⑥处常用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗,以诱导染色体加倍。
(3)⑥的育种方法属于什么育种?原理是什么?答案:多倍体育种;染色体变异。
(4)图中最简便及最难以达到育种目标的育种途径分别是哪个过程?答案:图中最简便的育种途径为①②过程所示的杂交育种,但育种周期较长;最难以达到育种目标的途径为④过程所示的诱变育种。
(5)在培育无子西瓜的过程中,为何用一定浓度的秋水仙素溶液处理二倍体西瓜的芽尖?三倍体西瓜为什么无种子?一颗种子都没有吗?答案: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。
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。
但并非绝对一颗种子都没有,原因是在进行减数分裂时,有可能形成正常的卵细胞。
1.多倍体育种和单倍体育种的比较比较项目多倍体育种单倍体育种原理染色体组成倍增加染色体组成套减少,再加倍后得到纯种(指每对染色体上成对的基因都是纯合的) 常用方法秋水仙素处理萌发的种子或幼苗花药离体培养后,人工诱导染色体数目加倍优点操作简单明显缩短育种年限缺点适用于植物,在动物方面难以操作技术复杂一些,需与杂交育种配合图解中各字母表示的处理方法:A表示杂交,D表示自交,B表示花药离体培养,C表示人工诱导染色体数目加倍,E表示诱变处理,F表示人工诱导染色体数目加倍,G表示转基因技术,H表示脱分化,I表示再分化。
3.根据提供的材料选择合适的育种方法(1)有些植物如小麦、水稻等,杂交实验较难操作,则在选育显性纯合子时最简便的方法是自交。
(2)实验植物若为营养繁殖类,如土豆、地瓜等,则只要出现所需性状即可,不需要培育出纯种。
(3)实验材料若为原核生物,则不能运用杂交育种,细菌一般采用诱变育种和基因工程育种。