高考生物人教湖北课件第七单元第21讲.docx

1、高考生物人教湖北课件第七单元第21讲第 21 讲 染色体变异与生物变异在育种上的应用目标要求 1.简述染色体结构变异和数目变异。 2.举例说明生物变异在育种上的应用。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染色体数目的变异细胞内个别染色体的增加或减少(1)类型 细胞内以染色体组的形式成倍地增加或减少(2)染色体组 (根据果蝇染色体组归纳 )1从染色体来源看，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

2、，但不能重复。(3)单倍体、二倍体和多倍体项目单倍体二倍体多倍体概念体细胞中含有本物种配子染色体体细胞中含有两个染色体组的个体体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体数目的个体发育起点配子受精卵受精卵植株特点(1)植株弱小(2)高度不育正常可育(1)茎秆粗壮(2)叶片、果实和种子较大(3)营养物质含量丰富体细胞染色体组数123直接发育成个 雄配子 体 体单倍体雌配子直接发育成个体单倍体形成过程受精作用二倍体 两个染色体组受精卵发育 生物体 多倍体 三个或三个以上染色体组形成自然原因单性生殖正常的有性生殖外界环境条件剧变 (如低温 )原因人工秋水仙素处理单倍秋水仙素处理萌发的种子或幼苗花药离体培

3、养体幼苗诱导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(1)DNA 分子中发生三个碱基对的缺失导致染色体结构变异 ( )(2)染色体易位或倒位不改变基因数量，对个体性状不会产生影响 ( )(3)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 ( )(4)用秋水仙素处理单倍体植株后得到的一定是二倍体 ( )(5)单倍体含有的染色体组数都是奇数 ( )易错警有关染色体变异的 3 点提醒 (1)单倍体所含染色体组的个数不定，可能含 1 个、 2个或多个染色体组，也可能含同源染色体或等位基因。(2)单倍体

4、并非都不育。多倍体的配子中若含有偶数个染色体组，则其发育成的单倍体中含有 同源染色体就可育。(3)“可遗传”“ 可育”。三倍体无子西瓜、骡子、二倍体的单倍体等均表现为 “不育 但它们均属于可遗传变异。考向一辨析三种可遗传变异可遗传变异类型的辨析(1)图甲 的结果中哪些是由染色体变异引起的？它们分别属于哪类变异？能在光学显 微镜下观察到的是哪几个？提示 染色体片段缺失； 染色体片段易位； 基因突变； 染色体片段倒位。 均 为染色体变异，可在光学显微镜下观察到， 为基因突变，不能在光学显微镜下观察到。(2)图乙、丙均发生了某些片段的交换，其交换对象分别是什么？它们分别属于哪类变异？提示 图乙发生了

5、非同源染色体间片段的交换，图丙发生的是同源染色体上的非姐妹染色单体间相应片段的交换；前者属于染色体结构变异中的 “易位 ”，后者属于交叉互换型基因重 组。利用三个 “关于 ”区分三种变异(1)关于 “互换” ：同源染色体上的非姐妹染色单体之间的交叉互换，属于基因重组；非同源 染色体之间的互换，属于染色体结构变异中的易位。(2)关于 “缺失或增加 ”：DNA 分子上若干基因的缺失或重复 (增加)，属于染色体结构变异； DNA 分子上若干碱基对的缺失、增添 (增加 )，属于基因突变。(3)关于变异的水平：基因突变、基因重组属于分子水平的变异，在光学显微镜下观察不到； 染色体变异属于细胞水平的变异，

6、在光学显微镜下可以观察到。1下列有关生物变异的说法，正确的是 ( )A某生物体内某条染色体上多了几个或少了几个基因，这种变化属于染色体数目的变异B黄圆豌豆绿皱豌豆绿圆豌豆，这种变异来源于基因突变CDNA 分子中碱基对的增添、缺失和替换不一定都是基因突变D亲代与子代之间，子代与子代之间出现了各种差异，是因为受精过程中进行了基因重组答案 C解析 某生物体内某条染色体上多了几个或少了几个基因， 这种变化属于染色体结构的变异，A 错误； 黄圆豌豆 绿皱豌豆 绿圆豌豆， 这属于杂交育种， 而杂交育种的原理是基因重组，B 错误； DNA 分子中碱基对的增添、 缺失和替换不一定都是基因突变， 如突变发生在没

7、有遗 传效应的 DNA 片段 (基因以外的非编码序列 )中，没有引起基因结构的改变， 则不属于基因突 变，C 正确；亲代与子代之间，子代与子代之间出现了各种差异，是在产生配子的减数分裂 过程中发生了基因重组， D 错误。2如图分别表示不同的变异类型， 其中图中的基因 2 由基因 1 变异而来。 下列有 关说法正确的是 ( )A图都表示易位，发生在减数分裂的四分体时期B图中的变异属于染色体结构变异中的缺失C图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答案 C解析 图 表示交叉互换，发生在减数分裂的四分体时期，图 表示易位， A 错误；图 中的变异属于基因突变中的碱基对

8、的缺失， B 错误；图 中，若染色体 3 正常，染色体 4 则发 生染色体结构变异中的缺失，若染色体 4正常，染色体 3 则发生染色体结构变异中的重复， C 正确；图中 4 种变异都是遗传物质的改变，都能够遗传， D 错误。考向二 染色体组及生物体倍性的判断据图回答下列问题：(1)甲、乙、丙、丁 4 个细胞中，染色体组的数目依次为 。(2)蜜蜂中的雄蜂是由卵细胞直接发育形成的，则雄蜂是 倍体；卵细胞能发育成完整个体的原因是 。(3)如果含丙细胞的生物由受精卵发育而来，则该生物属于 倍体；如果其由配子直接发育而来，则其属于 倍体；无论哪种情况， 该生物都是 (填“不可育 ”或“可育”)的，原因是

9、 。提示 (1)1 、2、3、2(2)单 含有控制该生物生长、发育、繁殖等所需的全套遗传信息(3)三 单 不可育 在减数分裂时联会紊乱，不能形成正常的配子(1)三种方法确定染色体组数量1染色体形态法同一形态的染色体 有几条就有几组，如图中有 4 个染色体组。2等位基因个数法控制同一性状的等位基因 有几个就有几组，如 AAabbb 个体中有 3 个染色体组。3公式法染色体数 染色体组数 ，如图中有 4 个染色体组。染色体形态数(2)“两看法 ”判断单倍体、二倍体和多倍体3下列是对a h 所示的生物体细胞图中各含有几个染色体组的叙述，正确的是 ( )A 细胞中含有一个染色体组的是 h 图，该个体是

10、单倍体B细胞中含有两个染色体组的是 g、e 图，该个体是二倍体C细胞中含有三个染色体组的是 a、 b 图，但该个体未必是三倍体D细胞中含有四个染色体组的是 f、c 图，该个体一定是四倍体答案C解析分析题图可知， a、 b 图含有三个染色体组， c、 h 图含有两个染色体组， e、 f 图含有四个染色体组， d、g 图含有一个染色体组。 确认单倍体、 二倍体、 多倍体必须先看发育起点 若由配子发育而来，无论含几个染色体组均属单倍体，若由受精卵发育而来，有几个染色体 组即为几倍体。4下列对图中所示细胞所含染色体的相关叙述，正确的是 ( 多选 )( )A图 a含有 4个染色体组，图 b 含有 3个染

11、色体组B如果图 b表示体细胞，则图 b 代表的生物一定是三倍体C如果图 c 表示由受精卵发育成的生物的体细胞，则该生物一定是二倍体D图 d 代表的生物一定是由卵细胞发育而成的，是单倍体答案 AC解析 图 a为有丝分裂后期，含有 4个染色体组，图 b含有 3个染色体组， A 项正确；如果 图 b 生物是由配子发育而成的，则图 b 代表的生物是单倍体，如果图 b 生物是由受精卵发育 而成的，则图 b 代表的生物是三倍体， B 项错误；图 c中含有 2 个染色体组，若是由受精卵 发育而成的， 则该细胞所代表的生物一定是二倍体， C项正确； 图 d中只含有 1个染色体组， 一定是单倍体，可能是由雄配子

12、或雌配子发育而成的， D 项错误。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 )的染色体数不变。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。3杂交育种(1)原理：基因重组。(2)过程培育杂合子品种 选取

13、符合要求的纯种双亲杂交 ( )F1(即为所需品种 ) 。培育隐性纯合子品种?选取符合要求的双亲杂交 ( ) F1?F2选出表现型符合要求的个体种植并推广。 培育显性纯合子品种a植物：选择具有不同优良性状的亲本杂交，获得 F1F1 自交获得 F2鉴别、选择需要的类型，连续自交至不发生性状分离为止。b动物：选择具有不同优良性状的亲本杂交，获得 F1F1 雌雄个体交配获得 F2鉴别、选择需要的类型与隐性类型测交，选择后代不发生性状分离的 F2 个体。(3)优点：操作简便，可以把多个品种的优良性状集中在一起。(4)缺点：获得新品种的周期长。4诱变育种(1)原理：基因突变。(2)过程(3)优点可以提高突

14、变率，在较短时间内获得更多的优良变异类型。大幅度地改良某些性状。(4)缺点：有利变异个体往往不多，需要处理大量材料。(1)抗虫小麦与矮秆小麦杂交，通过基因重组可获得抗虫矮秆小麦 ( )(2)通过花药离体培养可获得抗锈病高产小麦新品种 ( )(3)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 ( )(4)诱变育种可通过改变基因的结构达到育种目的 ( )(5)()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有关育种的 4 点易错提醒(1)诱变育种与杂交育种相比，前者能产生新基因，创造变异新类型，后者只是实现原有基因 的重新组合。(2)育种中“最简便”与“最快速”的差

15、异。“最简便 ”着重于技术含量应为 “易操作”，如 杂交育种，虽然年限长，但农民自己可简单操作。 “最快速 ” 则未必简便，如单倍体育种可明显缩短育种年限，但其技术含量却较高。(3)“单倍体育种 ”“ 花药离体培养 ”：单倍体育种包括花药离体培养和秋水仙素处理等过 程；花药离体培养只是单倍体育种的一个操作步骤。(4)单倍体育种和多倍体育种都需用秋水仙素处理，前者操作对象是幼苗期的单倍体植株；后者操作对象为萌发期的种子或幼苗期的正常植株。考向一 分析单倍体育种与多倍体育种的应用5下图为某二倍体植物单倍体育种过程，下列叙述错误的是 (多选 )( )A中发生了染色体数目变异B一般采用花药离体培养的方

16、法 C中秋水仙素抑制着丝点分裂1D中选到的植株中 4为纯合子答案 ACDA 错误； 为花药离体培养过程，解析 为杂交过程，产生的子代染色体数目没有改变， 可获得单倍体植株， B 正确； 中秋水仙素的作用是抑制纺锤体的形成，但是不抑制着丝点 的分裂， C错误； 过程产生比例相等的 4种纯合子， D 错误。6某二倍体植株的体细胞中染色体数为 24，基因型为 AaBb 。请据图完成下列问题：(1)图中 A 所示的细胞分裂方式是 。(2)产生的花粉基因型有 种， 由花粉发育成的单倍体有哪几种基因型？ 。(3)若 C 处是指用秋水仙素处理， 则个体的体细胞中含染色体 条，它是纯合子还是杂合子？ 。(4)

17、若该植物进行自花传粉， 在形成的以个体组成的群体中可能有几种基因型？ 。(5)若 A 表示水稻的高秆基因， a 表示水稻的矮秆基因； B 表示水稻的抗病基因， b 表示水稻 的不抗病基因，这两对基因按自由组合定律遗传。那么该水稻自花传粉的后代中，矮秆抗病 的个体所占比例是 ，若要获得稳定遗传的矮秆抗病水稻，应让矮秆抗病的水稻进行自交，在自交的后代中纯种的矮秆抗病水稻所占比例为 。(6)若要尽快获得纯种的矮秆抗病水稻，则应采用图中 ( 填字母 )过程进行育种，这种育种方法称为 。31答案 (1)减数分裂 (2)4 AB 、Ab 、aB、ab (3)24 纯合子 (4)9 种 (5) 16 2 (

18、6)A 、B、 C 单倍体育种解析 植物产生花粉或卵细胞要经过减数分裂，由于该植株基因型为 AaBb ，所以能产生 4种基因型花粉，将花粉经花药离体培养产生的单倍体也应该有 4 种基因型： AB 、Ab、aB、 ab。花粉中染色体数是体细胞的一半， 即 12 条， 经秋水仙素处理后的纯合子染色体数应该为24 条，基因型为 AaBb 的个体自交， 后代应该有 9 种基因型。 矮秆抗病的个体基因型有两种：1 2 3aaBB 和 aaBb，在后代中所占比例是 16(aaBB) 16(aaBb)16。当矮秆抗病的水稻进行自交，1 1 2纯合子 (aaBB) 是3，自交后代中纯种矮秆抗病比例为 3，而杂

19、合子 (aaBb)是3，自交的后代中纯种矮秆抗病比例为 3 46，所以矮秆抗病的水稻进行自交， 后代中矮秆抗病纯合子所占比例考向二 分析诱变育种和杂交育种的应用()7如图表示培育多种花色的某种植物的流程，下列叙述正确的是A 培育粉红花 N 运用的遗传学原理是基因突变B用 X射线照射深红花 S的种子后即可获得粉红花 M 植株C白花 N 的自交后代不会发生性状分离，能稳定遗传1D深红花 S 与白花 N 杂交，产生深红花植株的概率为 4答案 C解析 培育粉红花 N 运用的遗传学原理是染色体结构变异， A 错误；由于基因突变具有不定 向性，因此用 X 射线照射深红花 S的种子后不一定能获得粉红花 M

20、植株， B 错误；白花 N 为纯合子，能稳定遗传，其自交后代不会发生性状分离， C正确；深红花 S与白花 N 杂交， 产生深红花植株的概率为 1， D 错误。8小麦品种是纯合子，生产上用种子繁殖，现要选育矮秆 (aa)、抗病 (BB) 的小麦新品种；马铃薯品种是杂合子 (有一对基因杂合即可称为杂合子 )，生产上通常用块茎繁殖，现要选育黄 肉(Yy) 、抗病 (Rr)的马铃薯新品种。请分别设计小麦品种间杂交育种程序以及马铃薯品种间 杂交育种程序，要求用遗传图解表示并加以简要说明 (写出包括亲本在内的三代即可 )。答案 如图(注： A_B_、A_bb、aaB_、aabb表示 F2出现的 9种基因型

21、和 4种表现型；写出 F2的 9 种基因型和 4 种表现型即可 )解析 小麦品种是纯合子，生产上用种子繁殖，现要选育矮秆 (aa)、抗病 (BB) 的小麦新品种，可采用杂交育种的方法；马铃薯品种是杂合子 (有一对基因杂合即可称为杂合子 )，生产上通常用块茎繁殖，现要选育黄肉 (Yy) 、抗病 (Rr) 的马铃薯新品种，可先采用杂交育种的方法获 得黄肉、抗病品种，再用块茎进行无性繁殖，遗传图解见答案。考向三 生物育种的综合判断图中甲、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， 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

22、能缩短育种年限？提示 图中 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？提示 图示 处需用秋水仙素处理单倍体幼苗，从而获得纯合子； 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) 的育种原理分别是什么？ 提示 的育种原理为基因突变， 的育种原理为染色体变异。(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？ 提示 图中最简便的育种途径为 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

23、径为 过程所示的诱变育种。(5)杂交育种选育从 F2 开始的原因是什么？其实践过程中一定需要连续自交吗？为什么？ 提示 因为从 F2 开始发生性状分离。不一定需要连续自交。若选育显性优良纯种，需要连续 自交筛选直至性状不再发生分离； 若选育隐性优良纯种， 则只要在 F2 中出现该性状个体即可。(6)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？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。 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

24、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。根据育种程序图识别育种名称和过程(1)首先要识别图解中各字母表示的处理方法： A杂交， D自交， B花药离体培养， C秋水仙素处理， E诱变处理， F 秋水仙素处理， G转基因技术， H脱分化， I再分化， J包裹人工种皮。这是识别各种育种方法的主要依据。A、 D B、 C(2)根据以上分析可以判断： “亲本A、D新品种”为杂交育种， “亲本B、C新品种”为单倍EF体育种， “种子或幼苗 新品种 ”为诱变育种， “种子或幼苗 新品种 ”为多倍体育G H I J种， “ 植物细胞 新细胞 愈伤组织 胚状体 人工

25、种子 新品种 ”为基因 工程育种。9为提高产量，在生产中使用的玉米种子都是杂交种。现有长果穗 (M) 白粒 (n)和短果穗 (m)黄粒(N)两个玉米杂合子品种，为了达到长期培育长果穗黄粒 (MmNn) 杂交种玉米的目的，请你完善下列两个品种间杂交育种方案：方案一：长果穗白粒 (Mmnn) 和短果穗黄粒 (mmNn) 品种分别连续自交， 。方案二： 让长果穗白粒 (Mmnn) 和短果穗黄粒 (mmNn) 两玉米杂合子品种杂交， 。方案三：请以遗传图解的形式表示并简要说明。答案 方案一：分别选育出基因型为 MMnn 和 mmNN 的玉米植株，部分自交留种，部分杂 交即可获得长果穗黄粒的杂交玉米 方

26、案二：从子代中选择表现型为短果穗白粒的玉米留种，选择表现型为长果穗黄粒的玉米植 株连续自交，再选育出基因型为 MMNN 的玉米留种，取一部分留种的玉米间相互杂交即可 获得长果穗黄粒的杂交玉米10(2020 山东高考模拟 )水稻的育性由一对等位基因 M 、m 控制，基因型为 MM 和 Mm 的 个体可产生正常的雌、雄配子，基因型为 mm 的个体只能产生正常的雌配子，表现为雄性 不育，基因 M 可使雄性不育个体恢复育性。通过转基因技术将基因 M 与雄配子致死基因 A 、蓝色素生成基因 D 一起导入基因型为 mm 的个体中，并使其插入到一条不含 m 基因 的染色体上，如图所示。基因 D 的表达可使种

27、子呈现蓝色，无基因 D 的种子呈现白色。该 方法可以利用转基因技术大量培育不含转基因成分的雄性不育个体。(1)基因型为 mm 的个体在育种过程中作为 ( 填“父本”或“母本” )，该个体与育性正常的非转基因个体杂交，子代可能出现的基因型为 。(2)图示的转基因个体自交， F1 的基因型及比例为 ，其中雄性可育 (能产生可育的雌、雄配子 )的种子颜色为 。 F1 个体之间随机授粉，得到的种子中雄性不育种子所占比例为 ，快速辨别雄性不育种子和转基因雄性可育种子的方法是 。(3)若转入的基因 D 由于突变而不能表达，将该种转基因植株和雄性不育植株间行种植，使 其随机授粉也能挑选出雄性不育种子，挑选方

28、法是 。但该方法只能将部分雄性不育种子选出，原因是 。因此生产中需利用基因 D 正常的转基因植株大量获得雄性不育种子。答案 (1)母本 Mm 、mm(2)ADMmm mm1 1 蓝色 3/4 根据种子颜色辨别 (或雄性不育种子为白色、 转基因雄 性可育种子为蓝色 )(3)挑选雄性不育植株所结的种子 转基因植株上所结种子中既有雄性可育的也有雄性不育的，且均为白色，无法区分1染色体结构改变的实质是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染色体组的准确表述是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。3单倍体

29、是指体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体。4多倍体是指由受精卵发育而来的个体，体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体。5能产生前所未有的新基因，创造变异新类型的育种方式是诱变育种。6能将两个或多个品种的优良性状集中到同一生物个体上的育种方式是杂交育种。1(2015 海南， 21)关于基因突变和染色体结 构变异的叙述，正确的是 ( )A基因突变都会导致染色体结构变异 B基因突变与染色体结构变异都导致个体表现型改变 C基因突变与染色体结构变异都导致碱基序列的改变D基因突变与染色体结构变异通常都能用光学显微镜观察答案 C解析 基因突变只是基因中个别碱基对的替换、增添或缺失，而染色体结构变异是染色

30、体中 某个片段的增加、缺失、倒位、易位，所以基因突变不会导致染色体结构变异， A 错误；基 因突变中若发生碱基对的替换，可能因为密码子的简并性，不会改变氨基酸的种类，进而表 现型也不会改变，若突变个体之前为一个显性纯合子 AA ，突变成为 Aa，个体的表现型也可 能不改变， B 错误；基因突变中无论是碱基对的替换、增添、缺失，都会引起基因中碱基序 列发生改变，染色体结构变异中染色体某个片段的增加、缺失、倒位、易位的情况也会导致DNA 中碱基序列发生改变， C 正确； 基因突变是染色体的某个位点上碱基对的改变， 这种改变在光学显微镜下是无法直接观察到的，而染色体结构变异是可以用显微镜直接观察到的，D 错误。2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