高三生物第一輪復習 第5章 第2節(jié) 染色體變異課件 新人教版必修2.ppt

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第2節(jié) 染色體變異,【知識梳理】 一、染色體結構的變異 1.類型(連線)：,,,,,,,,,2.結果：使排列在染色體上的基因的_______________發(fā)生改變， 從而導致性狀的變異。,數目或排列順序,二、染色體數目的變異 1.類型： (1)細胞內___________的增加或減少，如21三體綜合征。 (2)細胞內染色體數目以_________的形式成倍地增加或減少， 如多倍體、單倍體。,個別染色體,染色體組,2.染色體組： (1)概念：細胞中的一組_____________，在形態(tài)和功能上_________， 但又互相協(xié)調，共同控制生物的生長、發(fā)育、遺傳和變異，這樣的 一組染色體，叫做一個染色體組。 (2)組成：如圖為一雄果蠅的染色體組成，其染色體組可表示為 ______________或______________。,非同源染色體,各不相同,Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X,Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y,3.二倍體、多倍體和單倍體的比較：,染色體組,配子,三個或三個以上,受精卵,配子,三、多倍體育種和單倍體育種 1.圖中①和③的操作常用_________處理，其作用原理是抑制_______ _______。 2.圖中②過程是_____________。 3.單倍體育種的優(yōu)點是_________________。,秋水仙素,紡錘體,的形成,花藥離體培養(yǎng),明顯縮短育種年限,四、低溫誘導植物染色體數目的變化 1.實驗原理：用低溫處理植物分生組織細胞，如根尖分生組織細胞， 能夠抑制_____________，以致影響染色體被拉向兩極，細胞也不能 分裂成兩個子細胞，使植物細胞___________加倍。 2.方法步驟：洋蔥根尖培養(yǎng)→取材及細胞固定→_________(解離→ 漂洗→_____→制片)→觀察。 3.實驗結論：適當低溫可以誘導___________加倍。,紡錘體的形成,染色體數目,制作裝片,染色,染色體數目,【小題快練】 1.考題診斷： (1)(2013全國卷T5A)水稻F1花藥經培養(yǎng)和染色體加倍，獲得基因型 純合新品種。 ( ) 【分析】水稻花藥經培養(yǎng)可獲得單倍體，經染色體加倍后可獲得純合 新品種。,√,(2)(2011海南高考T19A)染色體組整倍性變化必然導致基因種類的 增加。 ( ) 【分析】染色體組整倍性變化能導致基因數目的變化，不會引起基因 種類的變化。 (3)(2011海南高考T19C)染色體片段的缺失和重復必然導致基因種 類的變化。 ( ) 【分析】染色體片段的缺失和重復導致基因數目減少和增加，其中染 色體片段缺失還能導致基因種類減少。,,,2.易錯診斷： (1)體細胞中含兩個染色體組的個體是二倍體，含有三個或三個以上 染色體組的個體是多倍體。 ( ) 【分析】由配子發(fā)育而來的生物，無論含有幾個染色體組，都是單 倍體。,,(2)人工誘導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。 ( ) 【分析】人工誘導多倍體的方法有很多，最常用且最有效的方法是 用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗，低溫處理植物分生組織細胞也 會產生多倍體。 (3)經低溫誘導后，顯微鏡下可以看到大多數細胞的染色體數目發(fā)生 改變。 ( ) 【分析】由于分裂間期較長，大多數細胞處于分裂間期，看不到染 色體。,,,3.教材研習： (必修2 P86圖5-8改編)如圖為雄果蠅體細胞的染色體組成，下列有關敘述不正確的是( ) A.Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y 構成一個染色體組 B.雄果蠅為二倍體 C.染色體組中染色體形態(tài)各不相同 D.雄果蠅細胞中可能的染色體組數為1個或2個,【解析】選D。雄果蠅的精子中含有1個染色體組，體細胞中含有2個染色體組，處于有絲分裂后期的體細胞中含有4個染色體組。,4.下列變異中，屬于染色體結構變異的是( ) A.果蠅第Ⅱ號染色體上的片段與第Ⅲ號染色體上的片段發(fā)生交換 B.整個染色體組成倍增加或減少 C.高莖豌豆因缺水缺肥而生長矮小 D.同源染色體的非姐妹染色單體之間交叉互換,【解析】選A。果蠅第Ⅱ號染色體上的片段與第Ⅲ號染色體上的片段發(fā)生交換，屬于非同源染色體之間的交換，是染色體結構變異中的易位。整個染色體組成倍增加或減少屬于染色體數目的變異；因缺水缺肥引起的變異屬于不可遺傳變異；同源染色體之間片段的互換屬于基因重組。,5.據圖判斷下列敘述不正確的是( ) A.①代表的生物可能是二倍體，其每個染色體組含1條染色體 B.②代表的生物可能是三倍體，其每個染色體組含2條染色體 C.③代表的生物可能是三倍體，其每個染色體組含2條染色體 D.④代表的生物可能是單倍體，其每個染色體組含4條染色體,【解析】選C。分析簡圖可知，圖①細胞中含有2個染色體組，每個染色體組含1條染色體，則代表的生物可能是二倍體；圖②細胞中含有3個染色體組，每個染色體組含2條染色體，則代表的生物可能是三倍體；圖③細胞中含有2個染色體組，每個染色體組含3條染色體，則代表的生物可能是二倍體；圖④細胞中含有1個染色體組，每個染色體組含4條染色體，則代表的生物可能是單倍體。,6.利用X射線人工誘導細胞進行基因突變和利用秋水仙素誘導多倍體形成時，X射線和秋水仙素分別作用于細胞周期的哪個時期( ) A.均為前期 B.均為間期 C.前者為前期，后者為間期 D.前者為間期，后者為前期 【解析】選D?；蛲蛔冎饕l(fā)生在間期DNA復制時期，故X射線作用于間期，秋水仙素作用于前期抑制紡錘體形成，導致已經分離的染色體無法平均分配到兩個子細胞中，D正確。,7.關于低溫誘導染色體數目變化的實驗，有關說法正確的是( ) A.卡諾氏液的作用是使組織細胞分散開 B.可以用龍膽紫進行染色 C.解離后應立即進行染色 D.最好選擇后期細胞進行觀察 【解析】選B?？ㄖZ氏液的作用是固定細胞形態(tài)，A項錯誤。改良苯酚品紅染液和龍膽紫均為堿性染料，可以對染色體進行染色，B項正確。解離后應經漂洗才能進行染色，C項錯誤。觀察染色體形態(tài)和數目應選擇分裂中期的細胞進行觀察，D項錯誤。,【速記卡片】 1.染色體變異的兩種類型： (1)結構變異：包括染色體片段的重復、缺失、倒位、易位。 (2)數目變異：包括個別染色體增減、染色體組成倍增減。 2.染色體組兩個組成特點： (1)從形態(tài)上看：一個染色體組中所含的染色體各不相同。 (2)從功能上看：一個染色體組中含有控制本物種生物性狀的一整套基因。,3.染色體組成倍增減的兩種類型： (1)單倍體：體細胞中含有本物種配子染色體數目的個體。 (2)多倍體：由受精卵發(fā)育而來的，體細胞中含有三個或三個以上染色體組的個體。 4.單倍體的兩個特點：植株弱小，高度不育。,5.多倍體的兩個特點： (1)莖稈粗壯，葉片、果實和種子都比較大。 (2)糖類和蛋白質等營養(yǎng)物質的含量較高。 6.人工誘導多倍體的兩種方法：低溫誘導、秋水仙素處理。 7.單倍體育種的三個流程：雜交、花藥離體培養(yǎng)、秋水仙素處理。,考點一 染色體結構變異 1.染色體結構的變異與基因突變的區(qū)別： (1)變異范圍不同。 ①基因突變：是分子水平上的變異，只涉及基因中一個或幾個堿基的改變，這種變化在光學顯微鏡下觀察不到。 ②染色體結構的變異：是在染色體水平上的變異，涉及染色體某一片段的改變，這一片段可能含有若干個基因，這種變化在光學顯微鏡下可觀察到。,(2)變異的方式不同：基因突變包括基因中堿基對的增添、缺失和替換三種類型；染色體結構的變異包括染色體片段的缺失、重復、倒位和易位。它們的區(qū)別可用下圖表示。,(3)變異的結果不同。 ①染色體結構變異使排列在染色體上的基因的數目或排列順序發(fā)生改變，從而導致性狀的變異，但未形成新的基因。 ②基因突變是基因結構的改變。包括DNA堿基對的替換、增添和缺失，基因突變導致新基因的產生，但基因數目不變，生物的性狀不一定改變。,2.染色體易位與交叉互換的不同點：,【提分技法】變異類型與細胞分裂的關系,【考題回訪】 1.(2015銀川模擬)家蠶屬于ZW型性別決定的二倍體生物，含有異型性染色體ZW的為雌性。下圖所示為家蠶正常卵原細胞及幾種突變細胞的第2對常染色體和性染色體。以下分析正確的是( ),A.正常卵原細胞產生的雌配子類型有四種，該過程受基因控制 B.突變細胞Ⅰ發(fā)生了基因突變或基因重組 C.突變細胞Ⅰ和突變細胞Ⅱ所發(fā)生的變異都能夠通過顯微鏡觀察到 D.突變細胞Ⅲ中A和a的分離符合基因的分離定律,【解析】選A。正常卵原細胞中常染色體和性染色體在減數分裂時自由組合，可產生四種雌配子，生命活動從根本上來說均是受基因控制的，A正確；與正常卵原細胞相比，可看出突變細胞Ⅰ應是發(fā)生了基因突變，B錯誤；突變細胞Ⅱ發(fā)生了染色體缺失，可在顯微鏡下看到，基因突變不能在顯微鏡下看到，C錯誤；突變細胞Ⅲ中A和a位于非同源染色體上，在減數分裂時遵循基因的自由組合定律。,2.(2013福建高考)某男子表現型正常，但其一條14號和一條21號染色體相互連接形成一條異常染色體，如圖甲。減數分裂時異常染色體的聯會如圖乙，配對的三條染色體中，任意配對的兩條染色體分離時，另一條染色體隨機移向細胞任一極。下列敘述正確的是( ),A.圖甲所示的變異屬于基因重組 B.觀察異常染色體應選擇處于分裂間期的細胞 C.如不考慮其他染色體，理論上該男子產生的精子類型有8種 D.該男子與正常女子婚配能生育染色體組成正常的后代 【解題指南】(1)一條染色體的片段移接到另一條非同源染色體上屬于染色體變異。 (2)根據題干提供信息，畫簡圖展示圖乙細胞減數分裂后子細胞染色體組成。,【解析】選D。本題考查染色體變異及減數分裂等知識。A項，一條染色體的片段移接到另一條非同源染色體上屬于染色體結構變異，故錯誤。B項，處于分裂間期的細胞中染色體呈染色質狀態(tài)，觀察異常的染色體應選擇分裂中期的細胞，故錯誤。C項，將圖乙中的染色體從左向右編號為1、2、3，不考慮其他染色體，如下圖所示。,在不考慮其他染色體的情況下，若1、2分離，3隨機移向任一極，則精細胞中染色體組成為1、3或2或2、3或1四種類型；若2、3分離，1隨機移向任一極，精細胞中染色體組成為1、2或3或1、3或2四種類型，因此精子類型理論上有6種，故錯誤。D項，根據C項的分析，該男子能夠產生含有1、3(即分別含一條14號和一條21號)染色體組合的正常精子，因此可能生育正常染色體組成的后代。,【延伸探究】該男子產生正常精子的幾率為多少？ 提示：根據解析圖示，含染色體1和3的精子為正常精子，可知產生正常精子的幾率為1/4。,【加固訓練】下列關于染色體變異和基因突變的主要區(qū)別的敘述中，錯誤的是( ) A.染色體結構變異是染色體的一個片段增加、缺失或替換等，而基因突變則是DNA分子中堿基對的替換、增加或缺失 B.原核生物和真核生物均可以發(fā)生基因突變，但只有真核生物能發(fā)生染色體變異 C.基因突變一般是微小突變，其對生物體影響較小，而染色體結構變異是較大的變異，其對生物體影響較大 D.多數染色體結構變異可通過顯微鏡觀察進行鑒別，而基因突變則不能,【解析】選C?；蛲蛔兪欠肿铀缴系淖儺悾簧婕盎蛑幸粋€或幾個堿基對的改變，在光學顯微鏡下觀察不到，原核生物和真核生物都可以發(fā)生；染色體結構變異是染色體的一個片段的變化，只有真核生物可以發(fā)生。基因突變和染色體結構變異都可能對生物的性狀產生較大影響。,考點二 染色體數目的變異 1.染色體組確認條件： (1)一個染色體組中無同源染色體，因此，一個染色體組中所含的染色體在形態(tài)、大小和功能上各不相同。 (2)一個染色體組中含有控制生物性狀的一整套遺傳信息，不能重復，不能缺少。,2.染色體組數量的判斷方法： (1)根據染色體形態(tài)判斷：細胞內形態(tài)相同的染色體有幾條，則含有幾個染色體組。 如圖所示的細胞中所含的染色體組數分別是：a為3個，b為2個，c為1個。,(2)根據基因型判斷：控制同一性狀的基因出現幾次，就含幾個染色 體組——每個染色體組內不含等位或相同基因。如圖所示的細胞中， 它們所含的染色體組數分別是：a為4個，b為2個，c為3個，d為1個。 (3)根據染色體數與形態(tài)數的比值判斷：染色體數與形態(tài)數比值意味 著每種形態(tài)染色體數目的多少，每種形態(tài)染色體有幾條，即含幾個染 色體組，如玉米的體細胞中共有20條染色體，10種形態(tài)，則玉米含有 2個染色體組。,3.單倍體、二倍體和多倍體的判斷方法： (1)如果生物體由受精卵(或合子)發(fā)育而成，其體細胞中含有幾個染色體組，該生物就稱為幾倍體。 (2)如果生物體是由生殖細胞——卵細胞或花粉直接發(fā)育而成，則無論體細胞中含有幾個染色體組，都稱為單倍體。,4.單倍體育種與多倍體育種：,【高考警示】單倍體認識的三點提醒 (1)單倍體的體細胞中并不一定只有一個染色體組。因為大部分的生物是二倍體，所以有時認為單倍體的體細胞中只含有一個染色體組，但是多倍體的配子形成的單倍體的體細胞中含有不只一個染色體組。 (2)單倍體并非都不育。二倍體的配子發(fā)育成的單倍體，表現為高度不育；多倍體的配子如含有偶數個染色體組，則發(fā)育成的單倍體含有同源染色體及等位基因，可育并能產生后代。,(3)單倍體育種與多倍體育種的操作對象不同。兩種育種方式都出現了染色體加倍情況，但操作對象不同。單倍體育種操作的對象是單倍體幼苗，通過組織培養(yǎng)得到純合子植株；多倍體育種操作的對象是正常萌發(fā)的種子或幼苗。,【考題回訪】 1.(2015沈陽模擬)下列關于染色體組、單倍體、二倍體和多倍體的敘述中，不正確的是( ) A.組成一個染色體組的染色體中不含減數分裂中能聯會的染色體 B.由受精卵發(fā)育而成，體細胞含有兩個染色體組的個體叫二倍體 C.含一個染色體組的個體是單倍體，但單倍體未必含一個染色體組 D.人工誘導多倍體唯一的方法是用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗,【解析】選D。一個染色體組中的染色體是非同源染色體，減數分裂中能聯會的染色體是同源染色體，A正確；二倍體指的是由受精卵發(fā)育而成，體細胞含有兩個染色體組的個體，B正確；含一個染色體組的個體是單倍體，但單倍體未必含一個染色體組，如小麥的單倍體含有三個染色體組，C正確；人工誘導多倍體的方法是用秋水仙素或低溫處理萌發(fā)的種子或幼苗，D錯誤。,2.(2013安徽高考)下列現象中，與減數分裂同源染色體聯會行為均有關的是( ) ①人類的47，XYY綜合征個體的形成 ②線粒體DNA突變會導致在培養(yǎng)大菌落酵母菌時出現少數小菌落 ③三倍體西瓜植株的高度不育 ④一對等位基因雜合子的自交后代出現3∶1的性狀分離比 ⑤卵裂時個別細胞染色體異常分離，可形成人類的21三體綜合征個體 A.①② B.①⑤ C.③④ D.④⑤,【解題指南】解答本題需要明確以下兩點： (1)理解聯會發(fā)生的時間、場所及意義。 (2)分析減數分裂過程異常可能導致染色體變異的各種類型。,【解析】選C。本題主要考查減數分裂與生物變異之間的聯系，重點 考查對減數分裂過程的理解。聯會發(fā)生在減數第一次分裂的前期，是 同源染色體兩兩配對的現象。①人類的47，XYY綜合征是由于精子異 常導致的，卵細胞不可能提供Y染色體，因此YY染色體來自精子，是 減數第二次分裂姐妹染色單體分開形成的兩個Y染色體進入了同一個 精細胞所致，與聯會無關；②線粒體內無染色體，因此線粒體DNA突 變與聯會無關；③三倍體西瓜植株的高度不育是由于聯會發(fā)生紊亂，,難以形成正常配子所導致的，與聯會有關；④等位基因位于同源染色體上，配子形成時同源染色體發(fā)生聯會，減數第一次分裂后期時發(fā)生分離，自交后代才會出現3∶1的性狀分離比，與聯會有關；⑤卵裂屬于有絲分裂，個別細胞21號染色體異常分離形成人類的21三體綜合征個體，與聯會無關。故C項正確。,【延伸探究】從減數分裂角度來分析，⑤中個體形成的原因是什么？ 提示：男性或女性減數第一次分裂異?；驕p數第二次分裂異常，形成含有兩條21號染色體的配子。,3.(2012海南高考)無子西瓜是由二倍體(2n=22)與同源四倍體雜交 后形成的三倍體。回答下列問題： (1)雜交時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。四倍體植株上產生的雌 配子含有 條染色體，該雌配子與二倍體植株上產生的雄配子 結合，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。該植株會產生無子果 實，該果實無子的原因是三倍體的細胞不能進行正常的 分裂。 (3)為了在短期內大量繁殖三倍體植株，理論上可采用 的方法。,【解題指南】解答此題應抓住以下兩個關鍵點： (1)無子西瓜的產生是以四倍體植株(4n=44)作母本、二倍體植株(2n=22)作父本雜交而收獲的種子發(fā)育成的三倍體植株所產生的果實。 (2)注意三倍體植株高度不育是因為其減數分裂時聯會紊亂造成的。,【解析】(1)利用多倍體育種技術培育無子西瓜時，在二倍體西瓜的幼苗期，用秋水仙素處理得到四倍體植株，以其作母本，用二倍體植株作父本，兩者雜交，把得到的種子種下去會長出三倍體植株，由于三倍體植株在減數分裂時聯會紊亂，無法形成正常配子，所以在其開花后用二倍體的花粉涂抹其雌蕊或柱頭，即可利用花粉產生的生長素刺激子房發(fā)育成果實，由于沒有受精，所以果實里沒有種子，即為無子西瓜。四倍體植株由二倍體植株經染色體加倍而來，體細胞中含有222=44條染色體，減數分裂產生的雌配子所含的染色體數目為體細胞的一半(44/2=22)，二倍體植株產生的雄配子含22/2=11條染色體，兩者結合形成含有33條染色體的受精卵。,(2)三倍體植物體細胞中的染色體含有3個染色體組，減數分裂時會發(fā)生聯會紊亂而無法形成正常的配子。 (3)利用植物組織培養(yǎng)技術可以快速、大量繁殖植株。 答案：(1)雌蕊(或柱頭) 22 33 (2)減數 (3)植物組織培養(yǎng)(其他合理答案也可),【延伸探究】(1)若題中二倍體的基因型為Aa，則經秋水仙素處理后獲得的四倍體基因型為 。 提示：AAaa。 (2)若該四倍體減數分裂時同源染色體平均分配，則可產生哪幾種配子？ 提示：AA、Aa和aa三種配子。,【加固訓練】 1.下圖細胞中含有的染色體組數目分別是( ) A.5個、4個 B.10個、8個 C.5個、2個 D.2.5個、2個,【解析】選A。由圖甲可知，染色體數目為10條，形態(tài)為2種，據公式染色體組的數目=染色體數/染色體形態(tài)數可知，圖甲的染色體組數為5個。由圖乙可知其基因型為AAaaBBbb，據染色體組數為控制同一性狀的相同基因或等位基因出現的次數可知，染色體組數為4個。,2.如圖所示，將二倍體植株①和②雜交得到③，再將③做進一步處理。下列相關分析錯誤的是( ),A.由⑤得到⑥的育種原理是基因重組 B.圖中秋水仙素的作用是使染色體數目加倍 C.若③的基因型是AaBbdd，則⑨的基因型可能是aBd D.③至④的過程中，所產生的變異都有利于生產,【解析】選D。A正確，由⑤得到⑥屬于雜交育種，依據的原理是基因重組；B正確，秋水仙素可抑制紡錘體的形成，誘導染色體數目加倍；C正確，③的基因型是AaBbdd，可產生aBd的花粉，經花藥離體培養(yǎng)可得到aBd的單倍體植株；D錯誤，③至④的過程屬于誘變育種，突變是不定向的，且大多是有害的，需要經過篩選獲得有利于生產的品種。,3.下列有關單倍體的敘述中，不正確的是( ) ①未經受精的卵細胞發(fā)育成的植物，一定是單倍體 ②含有兩個染色體組的生物體，一定不是單倍體 ③生物的精子或卵細胞一定都是單倍體 ④基因型為aaaBBBCcc的植株一定不是單倍體 ⑤基因型為Abcd的生物體一般是單倍體 A.③④⑤ B.②③④ C.①③⑤ D.②④⑤,【解析】選B。單倍體通常是由配子直接發(fā)育而來的個體，①正確；含有兩個染色體組的由配子發(fā)育成的個體也為單倍體，②錯誤；單倍體指的是個體，而不是細胞，③錯誤；若aaaBBBCcc的植株是由配子直接發(fā)育而來，則為單倍體，④錯誤；基因型為Abcd的生物體，只含有一個染色體組，一般是單倍體，⑤正確。,考點三 低溫誘導植物染色體數目的變化 1.原理：低溫處理植物分生組織細胞→紡錘體不能形成→染色體不被拉向兩極→細胞不能分裂→細胞染色體數目加倍。,2.方法步驟：,3.實驗結論：低溫能誘導植物染色體數目的變化。 4.實驗中所用試劑的使用方法及作用：,【高考警示】低溫誘導染色體加倍實驗中的誤區(qū)分析 (1)細胞是死的而非活的：顯微鏡下觀察到的細胞是已被鹽酸殺死的細胞。 (2)材料不能隨意選取：誤將低溫處理“分生組織細胞”等同于“任何細胞”。選材應選用能進行分裂的分生組織細胞，否則不會出現染色體加倍的情況。 (3)著絲點分裂與紡錘體無關：誤將“抑制紡錘體形成”等同于“著絲點不分裂”。著絲點是自動分裂，無紡錘絲牽引，著絲點也分裂。,【考題回訪】 1.(2015鄭州模擬)下列有關“低溫誘導植物染色體數目的變化”實驗的敘述，正確的是( ) A.低溫誘導染色體加倍的原理和秋水仙素誘導染色體加倍的原理一致 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數為95%的酒精 D.在高倍顯微鏡下可以觀察到細胞從二倍體變?yōu)樗谋扼w的過程,【解題指南】解答本題的突破口： (1)明確該實驗中各種試劑的作用。 (2)知道該實驗中觀察的是死細胞。 【解析】選A。低溫和秋水仙素誘導染色體加倍的原理，都是抑制細胞分裂時紡錘體的形成，導致染色體數目加倍；改良苯酚品紅染液的作用是對染色體進行染色；固定后的漂洗液是體積分數為95%的酒精，解離后的漂洗液是清水，目的是洗去多余的藥液，防止解離過度；經解離后細胞已經死亡，不能觀察到細胞從二倍體變?yōu)樗谋扼w的過程。,2.(2015南寧模擬)用質量分數為2%的秋水仙素處理植物分生組織5～6 h，能夠誘導細胞內染色體加倍。那么，用一定時間的低溫(如4℃)處理水培的洋蔥根尖(2N=16條)時，是否也能誘導細胞內染色體加倍呢？請對這個問題進行實驗探究。 (1)針對以上問題，你作出的假設是 。 你提出此假設的依據是 。,(2)低溫處理植物材料時，通常需要較長時間才能產生低溫效應，根據這個提示將你設計的實驗組合以表格的形式列出來。 (3)按照你的設計思路，以 作為鑒別低溫是否誘導細胞內染色體加倍的依據。為此，你要進行的具體操作是： 第一步：剪取根尖0.5～1 cm。 第二步：按照 → → 的操作順序對根尖進行處理。 第三步：將洋蔥根尖制成臨時裝片，在顯微鏡下用一個分裂期的細胞觀察染色體加倍的動態(tài)變化過程。,根據該同學的實驗設計回答： 該同學設計的實驗步驟有一處明顯的錯誤，請指出錯誤所在，并加 以改正。 。 (4)解離所用的試劑是 ， 其作用是 。 (5)顯微鏡下觀察到的細胞中染色體數可能為 。,【解題指南】解答本題應明確以下兩點： (1)表格設計應考慮溫度和時間兩個變量。 (2)顯微鏡下可以觀察到不同細胞分別處于前期、中期和后期，但不能看到一個細胞的連續(xù)變化，后期細胞染色體數目暫時加倍。,【解析】(1)探究實驗中，假設是由探究的問題決定的，該實驗探究的問題是低溫是否也能誘導細胞內染色體加倍，由此得出該探究實驗的假設。根據低溫能夠影響酶的活性(或紡錘體的形成)，推斷低溫狀態(tài)下細胞不能正常進行有絲分裂，所以提出“低溫能誘導細胞內染色體加倍”的假設。 (2)設計表格時要注意題干中的要求是測量低溫效應的時間，分別設置溫度梯度和時間梯度兩個實驗變量?？紤]到一般植物細胞周期的時間單位為h，因此表格內培養(yǎng)時間應以h為單位。,(3)通過觀察細胞內染色體的數目并和不經過低溫處理的正常根尖細胞內染色體數目進行比較，從而得出實驗結論。制作裝片的步驟是：解離→漂洗→染色→制片。由于在解離時已經殺死根尖細胞，所以不會再觀察到染色體加倍的動態(tài)變化。 (4)解離液是用質量分數為15%的鹽酸和體積分數為95%的酒精1∶1混合而成的，解離液可使細胞的原生質凝固不發(fā)生變化，固定細胞的分裂相，以盡可能保持原來的結構供觀察。,(5)由于大部分細胞沒有發(fā)生染色體加倍，其染色體數目仍為2N=16條，部分細胞進行正常的有絲分裂，并處于后期，其染色體數目加倍，為4N=32條，還有個別加倍后的細胞，進行有絲分裂，并處于后期，其細胞內染色體數目為8N=64條。,答案：(1)用一定時間的低溫處理水培的洋蔥根尖，能夠誘導細胞內染色體加倍 低溫能夠影響酶的活性(或紡錘體的形成)，使細胞不能正常進行有絲分裂 (2) 注：設計的表格要達到兩個要求：①至少做兩個溫度的對照；②間隔相等的培養(yǎng)時間進行取樣。,(3)在顯微鏡下觀察和比較經過不同處理后根尖細胞內染色體的數目 解離 漂洗 染色 細胞已被殺死，在第三步中不會再觀察到染色體加倍的動態(tài)變化 (4)質量分數為15%的鹽酸和體積分數為95%的酒精1∶1混合液 固定細胞的分裂相，以盡可能保持原來的結構供觀察 (5)16、32、64(加倍后的細胞有絲分裂后期),【加固訓練】 1.有關低溫誘導大蒜根尖細胞染色體數目加倍的實驗，正確的是 ( ) A.可能出現三倍體細胞 B.多倍體細胞形成的比例常達100% C.多倍體細胞形成過程無完整的細胞周期 D.多倍體形成過程增加了非同源染色體自由組合的機會,【解析】選C。本題考查“低溫誘導植物染色體數目的變化”實驗，意在考查對實驗結果的分析能力。并非所有的細胞的染色體都加倍。大蒜根尖細胞進行的是有絲分裂，有絲分裂過程中沒有非同源染色體的自由組合。,2.下列關于低溫誘導染色體數目加倍實驗的敘述，錯誤的是( ) A.觀察細胞時細胞的狀態(tài)是死亡的 B.解離后的洋蔥根尖應漂洗后才能進行染色 C.改良苯酚品紅染液可以使細胞中的染色體著色 D.顯微鏡下可以看到大多數處在分裂期細胞中的染色體數目發(fā)生改變 【解析】選D。低溫誘導染色體數目加倍的概率是很低的，故只有少數處于分裂期細胞中的染色體數目發(fā)生了改變。,【備選考點】 1.無子西瓜培育過程中果實各部分染色體分析：,2.無子西瓜和無子番茄辨析：,【高考警示】三倍體西瓜培育過程中二倍體西瓜花粉的兩次使用 第一次使用：與四倍體西瓜的卵細胞結合，形成的受精卵發(fā)育為三倍體西瓜的胚。 第二次使用：不參與受精作用，利用花粉含有的少量生長素刺激三倍體西瓜的子房發(fā)育為無子西瓜。,【考題回訪】 1.(2015臨沂模擬)將二倍體西瓜幼苗(基因型為Aa)用適宜濃度的秋水仙素處理后得到四倍體西瓜，則( ) A.該四倍體自交后代會發(fā)生性狀分離 B.該四倍體西瓜不能產生種子 C.該四倍體西瓜與二倍體西瓜雜交，不能產生后代 D.這種變異是可遺傳的，但不能用顯微鏡觀察到,【解析】選A。將二倍體西瓜幼苗(基因型為Aa)用適宜濃度的秋水仙素處理后得到四倍體西瓜，基因型為AAaa，自交后代會發(fā)生性狀分離，A正確；該四倍體能產生正常的配子，可以產生種子，B錯誤；該四倍體西瓜與二倍體西瓜雜交，產生的子代為三倍體西瓜，三倍體西瓜染色體聯會紊亂，不能產生正常配子，不能產生后代，C錯誤；這種變異屬于染色體變異，是可遺傳的，能用顯微鏡觀察到，D錯誤。,2.(2015長春模擬)下圖1是某科研所培育四倍體西瓜的實驗過程，實驗中每個實驗組選取30株長勢相同的西瓜幼苗，并用秋水仙素溶液處理它們的幼芽，得到四倍體西瓜；圖2是探究秋水仙素在實驗過程中的作用結果圖。請分析回答相關問題：,(1)實驗中要將一定濃度的秋水仙素溶液滴在當年(二倍體)西瓜幼苗芽尖的原因是 。 (2)從實驗結果來看，提高四倍體西瓜誘導率，取決于 ； 本實驗中誘導形成四倍體西瓜適宜的處理方法是 。 (3)鑒定四倍體西瓜的方法之一是觀察細胞中的染色體數，鑒定時一般不宜選用當年西瓜的根尖作材料，原因是 。,(4)最新研究發(fā)現多倍體植株葉片上的氣孔有明顯變化?？蒲腥藛T取生長在同一位置、大小相近的二倍體和四倍體西瓜葉片，觀察并統(tǒng)計兩種植株葉片氣孔長度、寬度和密度，得到下表：,實驗結果表明四倍體植株單位葉面積上氣孔總面積比二倍體植株 。多倍體植株糖類和蛋白質等營養(yǎng)物質含量高，從光合作用角度分析，四倍體植株氣孔呈現上述特點的意義在于 。,【解析】(1)幼苗芽尖有絲分裂旺盛，秋水仙素溶液處理能抑制細胞分裂時紡錘體的形成，從而形成多倍體。 (2)由圖可見，相同時間用不同濃度秋水仙素溶液處理時，多倍體的誘導率不同；同一濃度秋水仙素溶液處理不同時間時，多倍體的誘導率也不同。其中在用濃度為0.2%的秋水仙素溶液處理1天的情況下，誘導形成的四倍體的數目最多。,(3)由于秋水仙素溶液處理的是幼芽，根尖細胞沒能受到秋水仙素的作用，故根細胞的染色體數目不變。 (4)通過比較可知，四倍體植株單位葉面積上氣孔總面積比二倍體植株要大，有利于植物從外界吸收CO2進行光合作用。,答案：(1)幼苗芽尖有絲分裂旺盛，用秋水仙素溶液處理有利于抑制紡錘體形成，從而形成四倍體西瓜植株 (2)秋水仙素溶液處理的時間和濃度 用0.2%的秋水仙素溶液處理1天 (3)當年西瓜植株的根細胞并沒有經過誘導，染色體數目沒有加倍 (4)大 有利于植株從外界吸收CO2進行光合作用,【易錯提醒】本題有兩個易錯點： 一是第(3)小題中對被秋水仙素處理后的幼苗體細胞內染色體數目的分析不夠全面，忽略了根尖處的細胞可能沒有受到秋水仙素誘導這一事實的存在。 二是第(4)小題的第二個空，易錯的主要原因是不知道氣孔有什么作用，無法與吸收CO2相聯系。,【滿分答題規(guī)則】 1.關注題設條件的要求、限定詞等，注意隱含的答題角度，保證答案準確。 如本題回答①②時若忽略“密碼子”這一要求，答成單個的堿基，則不得分。 2.分析問題要全面，防止錯答或遺漏答案。 如本題回答③時，如果忽視了染色體復制導致基因數目加倍這一行為，錯答為“2”，則造成失分。,3.語言表達要簡潔、具體，避免混淆相似知識。 (1)答案要簡潔：如本題回答⑥時，雖然計算正確，但是因答案不是最簡答案而不得分。 (2)語言表達要具體：如本題回答⑨時，如果漏掉對窄葉白花植株的修飾條件“缺失一條2號染色體”，則不得分。,【解析】(1)由起始密碼子(AUG)可知，其基因的模板鏈上應含有TAC三個堿基，分析圖解可知，基因M中b鏈含有TAC，因此基因M的模板鏈為b鏈，箭頭處C突變?yōu)锳，對應的mRNA上是G變成U，所以密碼子由GUC變成UUC。基因R中a鏈右端向左含有TAC，則基因R轉錄的模板鏈為a鏈。正常情況下，基因成對出現，若此植株的基因為RR，則DNA復制后，R基因最多可以有4個。,(2)基因M、m位于2號染色體上，基因H、h位于4號染色體上，因此這兩對基因的遺傳符合孟德爾的自由組合定律。MMHHmmhh→F1(MmHh) →F2有9種基因型，4種表現型。自交后性狀不分離的是純合子，共有4種，且比例各占F2中的1/16，故4種純合子所占F2的比例為(1/16)4=1/4；F2中寬葉高莖植株基因型為M_H_，測交實驗可分解為Mmmm→(2/31/2=1/3)窄葉，Hhhh→(2/31/2 =1/3)矮莖，則測交后代中寬葉高莖的比例為2/32/3=4/9，窄葉矮莖的比例為1/31/3=1/9，所以后代寬葉高莖∶窄葉矮莖=4∶1。,(3)基因H、h為一對等位基因，位于同源染色體上，減數第一次分裂同源染色體分離，減數第二次分裂時應無等位基因，出現Hh型細胞最可能的原因是基因型為Hh的個體減數分裂過程聯會時，同源染色體的非姐妹染色單體間發(fā)生交叉互換，形成了基因型為Hh的次級性母細胞。缺失一條4號染色體的高莖植株細胞中只含有一個H基因，產生的配子應該為H、H、O、O，若產生HH型配子，則說明減數第二次分裂后期染色體未分離。,(4)根據實驗目的，確定該突變體的基因組成即探究該突變體的基因型，而且用于雜交的實驗材料只有各種缺失一條染色體的植株。而探究的基因均位于2號染色體上，因此可以選擇一種缺失一條2號染色體的窄葉白花或窄葉紅花植株與該突變體雜交。若選擇一種缺失一條2號染色體的寬葉白花或寬葉紅花植株與該突變體雜交，則不能區(qū)分三種情況。,方案1：選擇缺失一條2號染色體的窄葉白花植株(moro，缺失基因用o表示)與該寬葉紅花突變體進行雜交。 若為圖甲所示的基因組成，即MMRr與moro雜交，則后代基因型及比例為MmRr∶MoRo∶Mmrr∶Moro=1∶1∶1∶1，表現型及比例為寬葉紅花∶寬葉白花=1∶1；若為圖乙所示的基因組成，即MMRo與moro雜交，則后代基因型及比例為MmRr∶MoRo∶Mmro∶Mooo(幼胚死亡) =1∶1∶1∶1，表現型及比例為寬葉紅花∶寬葉白花=2∶1；若為圖丙所示的基因組成，即MoRo與moro雜交，則后代基因型及比例為MmRr∶MoRo∶moro∶oooo(幼胚死亡)=1∶1∶1∶1，表現型及比例為寬葉紅花∶窄葉白花=2∶1。,方案2：選擇缺失一條2號染色體的窄葉紅花植株(moRo)與該寬葉紅花突變體進行雜交。若為圖甲所示的基因組成，即MMRr與moRo雜交，則后代基因型及比例為MmRR∶MoRo∶MmRr∶Moro=1∶1∶1∶1，表現型及比例為寬葉紅花∶寬葉白花=3∶1；若為圖乙所示的基因組成，即MMRo與moRo雜交，則后代基因型及比例為MmRR∶MoRo∶MmRo∶Mooo (幼胚死亡)=1∶1∶1∶1，表現型全部為寬葉紅花；若為圖丙所示的基因組成，即MoRo與moRo雜交，則后代基因型及比例為MmRR∶ MoRo∶moRo∶oooo(幼胚死亡)=1∶1∶1∶1，表現型為寬葉紅花∶窄葉紅花=2∶1。,