2020版高考生物一轮复习 第20讲 生物变异与生物育种课件 新人教版

第20讲生物变异与生物育种[考纲要求]1.染色体结构变异和数目变异(Ⅱ)。2.生物变异在育种上的应用(Ⅱ)。3.转基因食品的安全(Ⅰ)。4.实验：低温诱导染色体加倍。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________________发生改变，从而导致性状的变异。数目或排列顺序2．染色体数目变异(1)类型____________的增加或减少以__________的形式成倍地增加或减少(2)染色体组(根据果蝇染色体组成图归纳)个别染色体染色体组①从染色体来源看，一个染色体组中________________。②从形态、大小和功能看，一个染色体组中所含的染色体_________。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____________，但不能重复。不含同源染色体各不相同一整套基因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______________________特点(1)植株弱小(2)高度不育(1)茎秆粗壮(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______________________个配子受精卵受精卵1或多个2个≥31．染色体结构变异与基因突变的判断2．易位与交叉互换的区别项目染色体易位交叉互换图解位置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原理染色体结构变异基因重组观察可在显微镜下观察到在显微镜下观察不到3．三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)公式法染色体组数＝染色体数染色体形态数，如图中有4个染色体组。4．关注单倍体与多倍体的三个易误点(1)单倍体的体细胞中并非只有一个染色体组：因为大部分的生物是二倍体，所以有时认为单倍体的体细胞中只含有一个染色体组，但是多倍体的配子发育成的个体体细胞中含有不止一个染色体组。(2)单倍体育种与多倍体育种的操作对象不同：两种育种方式都出现了染色体加倍情况。单倍体育种操作对象是单倍体幼苗，通过植物组织培养，得到的植株一般是纯合子；多倍体育种的操作对象是正常萌发的种子或幼苗。(3)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。[教材对接高考]1．(2016·高考全国卷Ⅲ)(1)基因突变和染色体变异所涉及的碱基对的数目不同，前者所涉及的数目比后者少。()(2)在染色体数目变异中，既可发生以染色体组为单位的变异，也可发生以染色体为单位的变异。()探源：必修2P85文字信息。√√2．[必修2P86中图5－8]若果蝇的某细胞在减数第一次分裂后期X染色体和Y染色体没有分离，最终形成的精子中含有的是不是一个染色体组？为什么？提示：不是，因为X染色体和Y染色体是同源染色体。3．[必修2P89中拓展题1]为何用一定浓度的秋水仙素溶液处理二倍体西瓜的芽尖？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。思维探究分析染色体的结构变异和数目变异(1)图甲①～④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？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染色体片段缺失；②染色体片段易位；③基因突变；④染色体片段倒位。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，不能在光学显微镜下观察到。③(基因突变)只是产生了新基因，染色体上基因的数量和排列顺序均未发生改变。(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？它们属于哪类变异？提示：图乙发生了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。(3)上述的染色体结构变异中有的甚至导致生物体死亡，为何还称为可遗传的变异？提示：染色体结构变异使排列在染色体上的基因的数目或排列顺序发生改变，即由遗传物质的变化引起的变异就称为可遗传的变异。(4)下图中丁是某二倍体生物体细胞染色体模式图，戊、己、庚是发生变异后的不同个体的体细胞中的染色体组成模式图，据图回答：①上图中戊所示个体减数分裂产生的配子种类及比例如何？图己所示个体在减数分裂联会时，3条同源染色体中的任意2条配对联会，另1条同源染色体不能配对，减数第一次分裂的后期配对的同源染色体正常分离，而不能配对的1条染色体随机移向细胞的任意一极，则其减数分裂时可产生的配子种类和比例如何？提示：b∶B∶ab∶aB＝1∶1∶1∶1；aB∶ab∶AB∶Ab∶AaB∶Aab∶AAB∶AAb＝1∶1∶2∶2∶2∶2∶1∶1。②读上图辨析“三体”＝“三倍体”吗？提示：三体是二倍体(含两个染色体组)，只是其中某形态的染色体“多出了一条”，其余染色体均为两两相同(如上图己)；三倍体则是指由受精卵发育而来的体细胞中含三个染色体组的个体，其每种形态的染色体为“三三相同”(如图庚)。题点一染色体结构变异的分析1．下列关于染色体变异的叙述，错误的是()A．染色体变异通常都可用光学显微镜观察到B．染色体结构的改变会使染色体上的基因数目或排列顺序发生改变C．染色体片段的缺失或重复必然导致基因种类的改变D．染色体之间交换部分片段不一定属于染色体结构变异C解析：选C。染色体的数目变异和结构变异在光学显微镜下都可观察到；染色体结构变异中的倒位和易位可使基因的排列顺序发生改变，缺失或重复能使基因的数目发生改变；染色体片段的缺失能导致基因缺失，可能使基因种类发生改变，但重复不会使基因的种类发生改变；若染色体之间的交换发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间，则属于基因重组，不属于染色体结构变异。2．右图中甲、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．个体乙细胞减数分裂形成的四分体异常C．个体甲自交的后代，性状分离比为3∶1D．个体乙染色体没有基因缺失，表型无异常B解析：选B。个体甲的变异为染色体结构变异中的缺失，由于基因互作，缺失了e基因对表型可能有影响；个体乙的变异为染色体结构变异中的倒位，变异后个体乙细胞减数分裂时同源染色体联会形成的四分体异常；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性状分离比不一定为3∶1；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。题点二染色体数目及生物体倍性的判断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()CA．细胞中含有一个染色体组的是h图，该个体是单倍体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解析：选C。形态、大小各不相同的染色体组成一个染色体组。由此，我们可知：a、b图含有三个染色体组，c、h图含有两个染色体组，d图中，同音字母仅有一个，所以该图只有一个染色体组，g图含有一个染色体组，e、f含四个染色体组。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。“两看法”判断单倍体、二倍体和多倍体题点三三种可遗传变异的比较分析4．某动物一对染色体上部分基因及其位置如图所示，该动物通过减数分裂产生的若干精细胞=====AbCDaBCD中，出现了以下6种异常精子。下列相关叙述正确的是()编号：123456异常精子：AB_CDAb_DAB_CdaB_CCDAb_DCab_CDA．1和6属于同一变异类型，发生于减数第一次分裂后期B．2、4、5同属于染色体结构变异，都一定发生了染色体片段断裂C．3发生的变异一般不改变碱基序列，是变异的根本来源D．以上6种异常精子的形成都与同源染色体的交叉互换有关B解析：选B。1和6精细胞形成的原因是减数第一次分裂的四分体时期同源染色体的非姐妹染色单体之间发生交叉互换，属于基因重组，两者很可能来自同一个初级精母细胞；2的染色体片段缺失、4的染色体片段重复、5的染色体片段倒位，三者都属于染色体结构变异，染色体结构变异的基础是染色体片段断裂；3中d基因出现的原因一定是基因突变，基因突变是由DNA复制出错引起的，其实质是碱基对的增添、缺失和替换，故一定存在基因中碱基顺序的改变；染色体结构变异和基因突变都与同源染色体的交叉互换无关。5．某二倍体生物在细胞分裂过程中出现了甲、乙、丙、丁4种类型的变异，图甲中字母表示染色体片段。下列叙述错误的是()A．图示中的生物变异都属于染色体变异B．若图乙为一性原细胞，其可能产生正常的配子C．与图丙相比较，图丁产生不利变异的可能性更大D．图中所示的变异类型在减数分裂中均可能发生A解析：选A。甲、乙和丁属于染色体变异，丙属于基因重组；若图乙为一性原细胞，其减数分裂过程中可能产生正常的配子和异常的配子；图丁和图丙相比较，图丁属于染色体结构变异中的易位，其产生不利变异的可能性更大；图中所示的变异类型在减数分裂中均可能发生。6．视网膜母细胞瘤基因(R)是一种抑癌基因，杂合子(Rr)仍具有抑癌功能。杂合子在个体发育过程中，一旦体细胞的杂合性丢失形成纯合子(rr)或半合子(r)就会失去抑癌的功能而导致恶性转化。下图为视网膜母细胞增殖过程中杂合性丢失的可能机制，下列分析正确的是()BA．1是由减数分裂导致含R的染色体移到另一个细胞中所形成的半合子(r)B．2可能是由分裂时染色体分离不正常而导致纯合子(rr)的产生C．1、2、3、4的变异都可以通过显微镜观察出来D．1、2、3、4的变异有的对身体有利，有的对身体不利解析：选B。视网膜母细胞增殖方式是有丝分裂，1是有丝分裂导致含R的染色体移到另一个细胞中所形成的半合子(r)，A错误；2可能是有丝分裂后期染色体分离不正常而导致的，B正确；4属于基因突变，显微镜下观察不到，1、3的变异可以通过显微镜观察出来，C错误；据题干可知，图中无论哪种变异都会形成纯合子(rr)或半合子(r)，对身体都是有害的，D错误。利用四个“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，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化，在光学显微镜下观察不到；染色体变异属于细胞水平的变化，在光学显微镜下可以观察到。(4)关于变异的“质”和“量”：基因突变改变基因的质，不改变基因的量；基因重组不改变基因的质，一般不改变基因的量，转基因技术会改变基因的量；染色体变异不改变基因的质，会改变基因的量或基因的排列顺序。考点二生物变异在育种上的应用1．单倍体育种(1)原理：____________________。(2)方法花药――→离体培养单倍体幼苗――→人工诱导用__________处理染色体数目加倍，得到正常纯合子(3)优点：__________________，所得个体均为________。(4)缺点：技术复杂。染色体(数目)变异秋水仙素明显缩短育种年限纯合子2．多倍体育种(1)方法：用__________或低温处理。(2)处理材料：__________________。(3)原理分裂的细胞――→秋水仙素或低温处理抑制________形成――→导致________不能移向细胞两极，从而引起细胞内染色体数目加倍秋水仙素萌发的种子或幼苗纺锤体染色体(4)实例：三倍体无子西瓜①两次传粉第一次传粉：杂交获得__________