2020版高考生物一轮复习 第7单元 第2讲 染色体变异与生物育种教学案 新人教版

-1-EvaluationWarning:ThedocumentwascreatedwithSpire.Docfor.NET.第2讲染色体变异与生物育种[考纲展示]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.转基因食品的安全性(Ⅰ)4.实验：低温诱导染色体加倍考点一|染色体变异1．染色体结构变异(1)已知的染色体为“”，变异后的染色体如下列图所示：①可在显微镜下观察到的是ABC。(填图编号)②基因数目和排列顺序均未变化的是D。(填图编号)③果蝇的棒状眼、人类的猫叫综合征、果蝇的缺刻翅分别属于上述染色体结构变异的类型BAA。(填图编号)(2)辨析易位与交叉互换图1图2①图1是易位，图2是交叉互换。②发生对象：图1发生于非同源染色体之间，图2发生于同源染色体的非姐妹染色单体之间。③变异类型：图1属于染色体结构变异，图2属于基因重组。④可在光学显微镜下观察到的是图1，观察不到的是图2。(3)结果：使排列在染色体上的基因数目或排列顺序发生改变，从而导致性状变异。2．染色体数目变异(1)类型及实例类型实例个别染色体的增加或减少三体综合征-2-以染色体组形式成倍地增加或减少三倍体无子西瓜(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。②组成如图中雄果蝇体细胞染色体中的一个染色体组可表示为Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y。(3)二倍体、多倍体和单倍体的比较比较项目二倍体多倍体单倍体个体发育起点受精卵受精卵配子染色体组数2个3个或3个以上配子中染色体组数成因有丝分裂或减数分裂染色体不分离由配子直接发育而成植株特点正常可育器官大、营养物质含量较高长得弱小，且高度不育实例人、果蝇、玉米香蕉、马铃薯蜜蜂的雄蜂等[判断与表述]1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)染色体缺失有利于隐性基因的表达，可提高个体的生存能力。(×)提示：染色体缺失也有可能导致隐性基因丢失，不利于隐性基因的表达。(2)基因突变与染色体结构变异都导致个体表现型改变。(×)提示：基因突变与染色体结构变异都有可能使个体表现型改变。(3)染色体易位不改变基因数量，对个体性状不会产生影响。(×)提示：染色体易位不改变细胞内基因的数量，可能对当代生物体不产生影响，也可能产生影响，并且染色体变异大多对生物体是不利的。(4)在减数分裂和有丝分裂过程中，非同源染色体之间交换一部分片段，可导致染色体结构变异。(√)(5)三倍体西瓜植株的高度不育与减数分裂同源染色体联会行为有关。(√)(6)染色体组整倍性变化必然导致基因种类的增减。(×)-3-提示：染色体组整倍性增加会导致基因的数量增加，但基因的种类不变。(7)二倍体生物花药离体培养后即可得到纯合子。(×)提示：二倍体生物花药离体培养得到单倍体，后经秋水仙素加倍才得到纯合子。(8)单倍体含有的染色体组数都是奇数。(×)提示：四倍体的单倍体染色体组数是两个，不是奇数。2．思考回答(规范表述)二倍体植物生活在某些环境条件下容易发生细胞分裂异常，若某二倍体植物经有性生殖产生的子一代植株具有下列变异表现：叶片等器官比较大；抗逆性增强；高度不育等。则这种变异产生的途径最可能是什么？并作出简要分析。提示：单倍体和三倍体植株体细胞中同源染色体不是成对存在的，其中单倍体植株矮小，因此该子一代植株应为三倍体植株，父本在幼苗期有丝分裂受阻形成四倍体，母本减数分裂形成正常雌配子，两者杂交后将形成三倍体。1．关于生物变异的四点提醒(1)染色体结构变异中的缺失和重复都不会产生新基因，染色体缺失会导致基因种类的减少，染色体重复不会改变基因的种类。(2)基因突变在显微镜下不能观察到，但是由基因突变引起的性状改变有可能用显微镜可观察到，如镰刀型细胞贫血症可以用显微镜观察红细胞的形态进行判断。(3)体细胞中含有奇数个染色体组的单倍体或多倍体均是高度不育的，原因是进行减数分裂时无同源染色体联会或同源染色体联会紊乱，不能产生可育的配子。2．常染色体三体产生配子种类及比例(1)若为纯合子AAA或aaa，则产生的配子分别为A∶AA＝1∶1或a∶aa＝1∶1。(2)若为杂合子AAa则产生四种配子A∶a∶Aa∶AA＝2∶1∶2∶1。(3)性染色体三体产生配子的类型及比例(以XXY的雄性果蝇为例)若三条性染色体任意两条联会概率相等，则XXY个体会产生X∶Y∶XY∶XX＝2∶1∶2∶1。考法1染色体结构变异的分析与判断1．(2019·潍坊期末)下列关于染色体变异的叙述，正确的是()A．猫叫综合征是人的5号染色体增加某一片段引起的B．染色体上不含致病基因的个体不可能患遗传病C．染色体倒位不改变基因数量，对个体性状没有不利影响D．通过诱导多倍体的方法可解决植物远缘杂交所得杂种不育的问题D[猫叫综合征是人的5号染色体缺失一个片段引起的，A项错误；染色体上不含致病基-4-因的个体，如果染色体数目或结构异常也会患遗传病，B项错误；染色体倒位不改变基因数量，但改变了基因的在染色体上的顺序，对个体的性状影响较大，C项错误；通过诱导多倍体的方法可以让染色体加倍，可解决植物远缘杂交所得杂种不育的问题，D项正确。]2．如图中甲、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．个体甲的变异对表现型无影响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，表现型无异常B[据图可知个体甲的变异是缺失，个体乙的变异是倒位，均会导致表现型异常，A和D选项错误；个体甲自交，后代可能出现缺失染色体纯合个体致死现象，后代性状分离比不一定是3∶1，C项错误；个体乙细胞减数分裂形成的四分体异常，B项正确。]考法2染色体组与生物体倍性的判断3．(2019·菏泽统考)二倍体簇毛麦(2N＝14)是一个小麦的野生近缘种，抗白粉、秆锈病、叶锈病，且籽粒蛋白质含量高，是小麦遗传改良的优良基因源，染色体组型用VV表示。为使小麦获得这些优良性状，我国科研人员选用四倍体硬粒小麦(2N＝28，染色体组型用AABB表示)、六倍体普通小麦品种中国春(6N＝42，染色体组型用AABBDD表示)进行育种实验。簇毛麦与硬粒小麦的杂交后代用秋水仙素处理后获得变异植株L，将植株L即将开花的穗剪下，以60Co—射线照射，经照射后的新鲜花粉用于对普通小麦中国春进行授粉，收获植株M，M的花粉不育，但可作母本，并且产生的雌配子包含完整的中国春小麦基因组；现以中国春小麦为父本，M为母本可以得到杂交后代G。(1)L植株的染色体组型为________________________。染色体的数目为____________________，A、B、V代表一个____________________。(2)M植株的染色体型为______________________，其花粉不育的原因是_______________________________________________________________________________________________________________________。(3)植株G的染色体数目范围是______________________________。解析：(1)二倍体簇毛麦的染色体组型为VV，四倍体硬粒小麦的染色体组型为AABB，二者杂交产生的子代的染色体组型为ABV，经秋水仙素处理后，由于染色体加倍，则获得变异植-5-株L的染色体组型为AABBVV，其染色体数量为(7＋14)×2＝42条。A、B、V代表一个染色体组。(2)M植株由L与中国春杂交获得，由(1)知L的染色体组型为AABBVV，已知中国春的染色体组型为AABBDD，则M植株的染色体组型为AABBDV。由于D和V来自于不同的两个物种，则D和V的对应染色体不为同源染色体，在减数第一次分裂的前期时联会发生紊乱，无法形成可育的雄配子。(3)由于M植株产生的雌配子包含完整的中国春小麦基因组，即雌配子中一定含有ABD(染色体数为21条)，而M植株产生雌配子时细胞中V的7条染色体则随机移向细胞的两极，由此分析可知以中国春小麦为父本，M为母本可以得到杂交后代G的染色体数目范围是42～49。答案：(1)AABBVV42染色体组(2)AABBDV减数第一次分裂同源染色体配对异常(3)42～49考法3染色体变异在实践中的应用4．(2019·辽宁省实验中学高三模拟)二倍体(染色体组成为2n)生物中，某一对同源染色体少一条，染色体表示为2n－1的个体称为单体；缺失一对同源染色体，染色体表示为2n－2的个体称为缺体。请回答有关问题：(1)单体、缺体这些植株的变异类型为________，缺体形成的原因之一可能是亲代中的一方在减数第一次分裂过程中___________所致。理想情况下，某单体植株(2n－1)自交后代中，染色体组成和比例为________。(2)小麦的染色体数为2n＝42，无芒(S)对有芒(s)是显性。现有21种无芒的单体品系，可利用杂交实验把S基因定位在具体染色体上。现想了解S基因是否在6号染色体上，请写出实验的基本思路，预期实验结果和结论。基本思路：_______________________________________________。预期实验结果和结论：_________________________________________________________解析：(1)由题干信息可知单体、缺体这些植株的变异类型为染色体数目变异。若亲代中的双方在减数第一次分裂后期有一对同源染色体未分离，则可能产生n－1的配子，两种n－1配子的结合后发育的个体为2n－2的缺体。单体(2n－1)产生的配子有n和n－1两种类型，故单体自交后代为2n∶2n－1∶2n－2(正常∶单体∶缺体)＝1∶2∶1。(2)为确定S基因是否在6号染色体上，可让正常有芒植株(ss)与无芒的6号单体品系进行杂交，观察并统计后代表现型及比例。若S不在缺失的6号染色体上，则无芒单体品系的基因型为SS，杂交后代均为无芒；若S在缺失的6号染色体上，则无芒单体品系的基因型为S0，杂交后代中无芒(Ss)∶有芒(s0)＝1∶1。答案：(1)(个别)染色体(数目)变异同源染色体未分离2n∶2n－1∶2n－2(正常∶单体∶缺体)＝1∶2∶1-6-(2)基本思路：正常有芒植株(ss)与无芒的6号单体品系进行杂交，观察并统计后代表现型及比例。预期实验结果和结论：如果后代都是无芒的，则表明S基因不在缺失的6号染色体上；如果后代无芒∶有芒＝1∶1，则表明S基因在缺失的6号染色体上。考法4生物变异类型的判断[解题指导]1．可遗传变异与不可遗传变异及判断方法2．基因突变与基因重组的判断3．染色体变异与基因突变的判断(1)判断依据：光学显微镜下能观察到的是染色体变异，不能观察到的是基因突变。(2)具体操作：制作正常个体与待测变异个体的有丝分裂临时装片，找到中期图进行染色体结构与数目的比较可以判断是否发生了染色体变异。5．一只红眼雄果蝇(XBY)与一只白眼雌果蝇(XbXb)杂交，子代中发现有一只白眼雌果蝇。分析认为，该白眼雌果蝇出现的原因有两种：亲本果蝇在产生配子过程中发生了基因突变或染色体片段缺失。(注：控制某一性状的基因都缺失时，胚胎致死；各型配子活力相同)(1)甲同学想通过一次杂交的方法以探究其原因。请你帮助他完成以下实验设计。实验步骤：①_______________________________________________________②_______________________________________________________。结果预测：Ⅰ.如果________________________，则为基因突变；Ⅱ.如果________________________，则为染色体片段缺失。(2)乙同学认为可以采用更简便的方法验证甲同学的实验结论，乙同学的方法是____________