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第七單元生物的變異 育種和進化 第一講生物的變異 一 基因突變的概念 時間 原因 特點及意義1 概念 DNA分子中發(fā)生堿基對 而引起的基因結構的改變 2 時間 主要發(fā)生在或減數第一次分裂前的間期 知識梳理 和缺失 有絲分裂間期 替換 增添 紫外線 化學 病毒 普遍性 任何時期和部位 低頻性 不定向性 新基因 根本 生物進化 思考 鐮刀型細胞貧血癥的直接原因和間接原因分別是什么 提示 直接原因是血紅蛋白分子的一條多肽鏈上一個氨基酸由正常的谷氨酸變成了纈氨酸 根本原因 控制合成血紅蛋白分子的基因的堿基序列由CTT變成CAT 二 基因重組的類型 結果 意義和應用1 基因重組的實質 在生物體進行有性生殖的過程中控制不同性狀的基因的 2 基因重組的類型 1 自由組合型 位于非同源染色體上的自由組合 2 交叉互換型 四分體的非姐妹染色單體的 重新組合 非等位基因 交叉互換 3 人工重組型 技術 即基因工程 3 結果 產生 導致出現 4 意義 形成生物的重要原因之一 5 應用 下圖a b為減數第一次分裂不同時期的細胞圖像 兩者都發(fā)生了基因重組 轉基因 新的基因型 重組性狀 多樣性 1 發(fā)生時間 寫出相應細胞所處的時期 a b 四分體時期 減數第一次分裂后期 2 原因 a 同源染色體上之間交叉互換 b 非同源染色體上的之間自由組合 提醒 親子代之間差異主要是由基因重組造成的 基因重組只能產生新基因型和重組性狀 不能產生新基因和新性狀 非姐妹染色單體 非等位基因 三 染色體結構變異的類型 解惑 基因突變 名義上是基因在變 其實是基因內部堿基在變 基因的數目和位置都未變 染色體變異 名義上是染色體在變 其實是染色體內部的基因位置或數目在變 四 染色體數目變異1 單倍體 二倍體和多倍體的概念 1 單倍體 體細胞中含有染色體數目的個體 2 二倍體 由發(fā)育而來 體細胞中含有兩個染色體組的個體 3 多倍體 由受精卵發(fā)育而來 體細胞中含有以上染色體組的個體 本物種配子 受精卵 三個或三個 2 單倍體和多倍體的特點 1 單倍體 高度不育 2 多倍體 莖稈粗壯 較大 含量高 3 人工獲得單倍體和多倍體的方法 1 單倍體 培養(yǎng) 2 多倍體 秋水仙素處理 處理植物分生組織細胞 植株弱小 葉片 果實 種子 營養(yǎng)物質 花藥離體 萌發(fā)的種子或幼苗 低溫 低溫 4 據流程圖回答單倍體育種和多倍體育種 1 圖中a過程和c過程操作用是秋水仙素處理 其作用原理是 2 圖中b過程是 3 單倍體育種的優(yōu)點是 萌發(fā)種子或幼苗 秋水仙素抑制紡錘體形成 花藥離體培養(yǎng) 明顯縮短育種年限 判斷下列說法的正誤 1 A基因突變?yōu)閍基因 a基因還可能再突變?yōu)锳基因 2011 海南 2 DNA復制時發(fā)生堿基對的增添 缺失或改變 導致基因突變 2011 江蘇 自主檢測 3 觀察細胞有絲分裂中期染色體形態(tài)可判斷基因突變發(fā)生的位置 2010 江蘇 4 非同源染色體自由組合 導致在減數分裂過程中發(fā)生基因重組 2009 福建 5 非姐妹染色單體的交叉互換可引起基因重組 2008 寧夏 6 染色體片段的倒位和易位必然導致基因排列順序的變化 2011 海南 7 在有絲分裂和減數分裂的過程中 會由于非同源染色體之間交換一部分片段 導致染色體結構變異 2011 江蘇 8 低溫抑制染色體著絲點分裂 使子染色體不能分別移向兩極導致染色體加倍 2010 福建 9 染色體組整倍性 非整倍性變化必然導致基因種類的增加 2011 海南 10 染色體組非整倍性變化必然導致新基因的產生 2011 海南 考點一基因突變 核心突破 1 基因突變的類型 1 顯性突變 如a A 該突變一旦發(fā)生即可表現出相應性狀 2 隱性突變 如A a 突變性狀一旦在生物個體中表現出來 該性狀即可穩(wěn)定遺傳 2 基因突變與性狀的關系 1 基因突變引起生物性狀的改變 2 未引起生物性狀改變的原因 突變發(fā)生在基因的非編碼區(qū)域 根據密碼子的簡并性 有可能翻譯出相同的氨基酸 某些突變雖改變了蛋白質中個別氨基酸的位置 但并不影響該蛋白質的功能 由顯性基因突變成隱性基因后 在雜合子中隱性基因未表現出隱性性狀 易考明示 與基因突變有關的4個易錯點 1 無絲分裂 原核生物的二分裂及病毒DNA復制時均可發(fā)生基因突變 2 基因突變一定會導致基因結構的改變 但卻不一定引起生物性狀的改變 3 基因突變是DNA分子水平上基因內部堿基對種類和數目的改變 基因的數目和位置并未改變 4 生殖細胞的突變率一般比體細胞的突變率高 這是因為生殖細胞在減數分裂時對外界環(huán)境變化更加敏感 命題預測 考向預測一基因突變的本質 1 2013 上海單科 編碼酶X的基因中某個堿基被替換時 表達產物將變?yōu)槊竃 下表顯示了與酶X相比 酶Y可能出現的四種狀況 對這四種狀況出現的原因判斷正確的是 A 狀況 一定是因為氨基酸序列沒有變化B 狀況 一定是因為氨基酸間的肽鍵數減少了50 C 狀況 可能是因為突變導致了終止密碼位置變化D 狀況 可能是因為突變導致tRNA的種類增加 解析狀況 是由于基因1對堿基被替換 根據密碼子的簡并性 翻譯出相同的氨基酸或者雖改變了蛋白質中個別氨基酸的種類 但并不影響該蛋白質的功能 A項錯誤 狀況 可能是由于基因1對堿基被替換 導致1個氨基酸改變 影響了酶的空間結構 B項錯誤 狀況 可能是由于基因1對堿基被替換 正好形成了終止密碼 肽鏈延長提前終止 C正確 狀況 可能是因為突變導致原有終止密碼消失 肽鏈延長拖后 但不會導致tRNA種類增加 D項錯誤 答案C 易混易錯 多數基因突變并不引起生物性狀的改變的原因分析1 由于可有多種密碼子決定同一種氨基酸 因此某些基因突變也不會引起生物性狀的改變 例如 UUU和UUG都是苯丙氨酸的密碼子 當第三位的U和G相互置換時 不會改變密碼子的功能 2 某些突變雖改變了蛋白質中個別氨基酸的種類 但并不影響該蛋白質的功能 3 隱性基因的突變在雜合狀態(tài)下也不會引起性狀的改變 考向預測二基因突變的特點2 如圖為結腸癌發(fā)生的示意圖 相關敘述正確的是 A 結腸癌的發(fā)生是多個基因突變累積的結果B 癌細胞具有酶活性降低 水分減少 無限增殖的特點C 早期腫瘤細胞與癌細胞都因膜表面糖蛋白增加而易轉移D 癌癥是基因突變的結果 是一種單基因遺傳病 解析分析圖解可以看出 結腸癌的發(fā)生是多個基因突變累積的結果 A正確 癌細胞具有無限增殖的特點 因此癌細胞的新陳代謝比較旺盛 其酶活性升高 水分含量應增加 B錯誤 早期腫瘤細胞與癌細胞都因膜表面糖蛋白減少 導致細胞之間彼此的黏著性降低而易轉移 C錯誤 圖中顯示癌癥是基因突變的結果 但是卻是多基因遺傳病 D錯誤 答案A 歸納提升 辨別可遺傳的變異和不可遺傳的變異的方法將變異雌雄個體放在變異前的條件下雜交產生后代 若恢復變異前的性狀則為環(huán)境因素引起 是不遺傳的因素 反之 則為遺傳物質改變的結果 是可遺傳的變異 若為植物也可用無性繁殖的方法 若恢復變異前的性狀則為環(huán)境引起 是不可遺傳的變異 反之 則為可遺傳的變異 考點二基因重組 1 比較三種類型的基因重組 核心突破 2 基因突變與基因重組的區(qū)別和聯系 易考明示 與基因重組有關的4點提示 1 通過對DNA的剪切 拼接而實施的基因工程屬于分子水平的基因重組 減數分裂過程中同源染色體的非姐妹染色單體交叉互換 以及非同源染色體上非等位基因的自由組合而導致的基因重組 屬于染色體水平的基因重組 動物細胞融合技術 以及植物體細胞雜交技術下的基因重組 屬于細胞水平的基因重組 2 自然狀況下 原核生物中不會發(fā)生基因重組 3 基因重組是真核生物有性生殖過程中產生可遺傳變異的最重要來源 是形成生物多樣性的重要原因 4 基因重組未產生新基因 只是原有基因的重新組合 產生了新的表現型 或新品種 命題預測 考向預測一基因重組類型的理解 3 2014 上海卷 下圖為果蠅X染色體的部分基因圖 下列對此X染色體的敘述錯誤的是 A 若來自雄性 則經減數分裂不能產生重組型配子B 若來自雌性 則經減數分裂能產生重組型配子C 若發(fā)生交換 則發(fā)生在X和Y的非姐妹染色單體之間D 若發(fā)生交換 圖所示四個基因中 f與w基因間交換頻率最高 解題關鍵 解析若此X染色體來自雄性 由于XY染色體大小形態(tài)不相同 減數分裂時不能產生重組型配子 故A正確 若來自雌性 由于雌性有兩條X染色體 同源染色體的非姐妹染色單體之間可以產生重組型配子 故B正確 若發(fā)生交換 應發(fā)生在兩條X染色體之間 X與Y雖是同源染色體 但其中有同源區(qū)與非同源區(qū)之分 非同源區(qū)的片段不能交叉互換 不能發(fā)生在X和Y的非姐妹染色單體之間 故C錯誤 若發(fā)生交換 距離越遠的基因交換的頻率越高 f與w兩基因間的距離最遠 所以發(fā)生交換頻率最高 故D正確 答案C 考向預測二基因突變與基因重組的區(qū)別和聯系4 下圖是某個二倍體 AABb 動物的幾個細胞分裂示意圖 據圖判斷不正確的是 A 甲細胞表明該動物發(fā)生了基因突變B 乙細胞表明該動物在減數第一次分裂前的間期發(fā)生基因突變C 丙細胞表明該動物在減數第一次分裂時發(fā)生交叉互換D 甲 乙 丙所產生的變異均可遺傳給后代 解析據題干中甲 乙 丙是同一個二倍體動物的幾個細胞分裂圖 甲圖表示有絲分裂后期 染色體上基因A與a不同 是基因突變的結果 乙圖表示減數第二次分裂后期 因該動物基因型為AABb 在乙圖中出現了新的基因a 所以只能是基因突變的結果 丙細胞也屬于減數第二次分裂后期圖 基因B與b所在的染色體顏色不一致 則染色體上基因B與b不同是交叉互換造成的 若甲細胞分裂產生的是體細胞 那么產生的變異一般不遺傳給后代 答案D 易錯提醒 有絲分裂過程中發(fā)生基因突變 但不會發(fā)生基因重組 減數第一次分裂前的間期可能發(fā)生基因突變 減數第一次分裂過程會發(fā)生基因重組 而減數第二次分裂過程不會發(fā)生基因重組 考點三染色體結構的變異 1 列表比較不同變異類型的變化 實質和實例 核心突破 2 染色體結構變異與基因突變的區(qū)別 1 從是否產生新基因上來區(qū)別 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 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 染色體結構變異未形成新的基因 2 通過光學顯微鏡區(qū)別 染色體變異可借助光學顯微鏡觀察 基因突變 基因重組用光學顯微鏡觀察不到 3 易位與交叉互換的區(qū)別 易混易錯 與染色體結構變異有關的3個易錯點 1 基因突變 基因重組 染色體變異都會引起遺傳物質的改變 均可傳給后代 2 基因突變是基因內部堿基對的改變 屬于DNA分子水平上的變化 染色體變異是染色體結構或數目的變異 屬于細胞水平上的變化 3 染色體的某一個位點上基因的改變屬于基因突變 這種改變在光學顯微鏡下是無法直接觀察到的 而染色體上基因的數量或排列順序的改變屬于染色體變異 這種改變可以用顯微鏡直接觀察到 命題預測 考向預測一染色體結構變異的類型 5 2015 東營期中 下圖 分別表示不同的變異類型 其中圖 中的基因2由基因1變異而來 有關說法正確的是 A 圖 都表示易位 發(fā)生在減數分裂的四分體時期B 圖 中的變異屬于染色體結構變異中的缺失C 圖 中的變異屬于染色體結構變異中的缺失或重復D 圖中4種變異能夠遺傳的是 解析圖 表示同源染色體的非姐妹染色體之間發(fā)生了交叉互換 發(fā)生在減數分裂的四分體時期 圖 表示非同源染色體之間交換 屬于易位 圖 中的變異屬于基因突變中的堿基對的缺失 圖 中的一對同源染色體長度不同 可能是缺失 也可能是重復 圖中4種變異原因都是遺傳物質的改變 都能夠遺傳 答案C 考向預測二染色體結構變異與其他變異的區(qū)別6 2013 福建理綜 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 解析根據題意中 14號和21號染色體相連接形成一條染色體 該種變異屬于染色體變異 A錯誤 觀察染色體應該選擇分裂期中期的細胞 因為染色體整齊的排在赤道平面上 形態(tài)固定 數目清晰 B錯誤 根據題意中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 即三條染色體會 二一分開 如不考慮其中染色體 理論上該男子產生的精子類型有6種 14號 21號和異常染色體 21號 14號和異常染色體 異常染色體 14號和21號 染色體 C錯誤 由于該男子能形成含有14號和21號染色體的正常精子 則與正常女子婚配可生育出正常的后代 D正確 答案D 歸納提煉 三種變異實質的辨析 1 三種變異實質的解讀若把基因視為染色體上的一個位 點 染色體視為點所在的 線段 則基因突變?yōu)?點 的變化 點的質變 但量不變 基因重組為 點 的結合或交換 點的質與量均不變 染色體變異為 線段 發(fā)生結構或數目的變化 2 三種變異的相關問題分析 關于 互換 問題 同源染色體上的非姐妹染色單體之間的交叉互換 屬于基因重組 非同源染色體之間的互換 屬于染色體結構變異中的易位 關于 缺失 問題 DNA分子上若干基因的缺失屬于染色體變異 DNA分子上若干堿基對的缺失 屬于基因突變 關于變異的水平問題 基因突變 基因重組屬于分子水平的變化 光學顯微鏡下觀察不到 染色體變異屬于亞細胞水平的變化 光學顯微鏡下可以觀察到 關于變異的 質 和 量 問題 基因突變改變基因的質 不改變基因的量 基因重組不改變基因的質 一般也不改變基因的量 但轉基因技術會改變基因的量 染色體變異不改變基因的質 但會改變基因的量或改變基因的排列順序 考點四染色體數目變異 1 染色體組和基因組的確定 核心突破 1 染色體組 染色體組是指細胞中的一組非同源染色體 它們在形態(tài)和功能上各不相同 但是攜帶著控制一種生物生長發(fā)育 遺傳和變異的全部遺傳信息 要構成一個染色體組 應具備以下條件 一個染色體組中不含同源染色體 一個染色體組中所含的染色體形態(tài) 大小和功能各不相同 一個染色體組中含有控制生物性狀的一整套基因 但不能重復 2 基因組 對于有性染色體的生物 二倍體 其基因組為常染色體 2 性染色體的一整套基因 對于無性染色體的生物 其基因組與染色體組相同 2 多倍體育種和單倍體育種的應用實例 1 培育三倍體西瓜 原理 染色體數目以染色體組的形式成倍增加 過程 2 培育抗病高產植株 原理 運用花藥的離體培養(yǎng)使染色體數目以染色體組的形式成倍減少 再用秋水仙素處理 形成純合子 實例 抗病高產植株 aaBB 的選育過程 易混易錯 與染色體數目變異有關的4個易錯提示 1 單倍體育種包括花藥離體培養(yǎng)和秋水仙素處理等過程 花藥離體培養(yǎng)只是單倍體育種的一個操作步驟 2 通過細胞融合也可獲得多倍體 如二倍體體細胞和配子細胞融合可得到三倍體 3 單倍體的體細胞中并非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 但是多倍體的單倍體中體細胞含有不止一個染色體組 4 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 單倍體育種操作對象是單倍體幼苗 通過植物組織培養(yǎng) 得到的植株是純合子 多倍體育種的操作對象是正常萌發(fā)的種子或幼苗 命題預測 考向預測一染色體組及相關概念 7 2014 上海卷 將雜合的二倍體植株的花粉培育成一株幼苗 然后用秋水仙素處理 使其能正常開花結果 該幼苗發(fā)育成的植株具有的特征是A 能穩(wěn)定遺傳B 單倍體C 有雜種優(yōu)勢D 含四個染色體組 解析雜合的二倍體植株有兩個染色體組 花粉中含有一個染色體組 花藥離體培養(yǎng)后得到單倍體植株 再用秋水仙素處理 染色體數目加倍后 基因型為純合子 由于純合子自交后代不發(fā)生性狀分離 即能穩(wěn)定遺傳 故A正確 B C錯誤 得到的純合子植株含有兩個染色體組 故D錯誤 答案A 考向預測二育種原理8 2014 龍巖一模 如圖表示利用二倍體西瓜 2N 培育出三倍體無子西瓜 3N 過程中染色體數目變化的情況 下列說法不正確的是 A 過程中染色體復制兩次細胞分裂一次B 過程可能產生突變和基因重組C 圖中只包含有兩個不同的物種D 三倍體無子西瓜可能產生極少量可育的配子 解析 過程染色體復制一次 而細胞未分裂 導致染色體加倍 A錯誤 過程為雜交 在雜交過程中可發(fā)生突變和基因重組 B正確 圖中二倍體和四倍體是兩個物種 它們的雜交后代不肓 C正確 三倍體植株在減數分裂時聯會發(fā)生紊亂 極少數情況下可以產生可育的配子 D正確 答案A 方法規(guī)律 生物染色體組及倍性的判斷1 染色體組數量的判斷 1 細胞內同一形態(tài)的染色體共有幾條 則該細胞中就含有幾個染色體組 如圖甲中與1號 或2號 相同的染色體共有4條 則該細胞中含有4個染色體組 2 根據基因型判斷 控制同一性狀的基因 讀音相同的大 小寫字母 出現幾次 則含有幾個染色體組 如圖乙中基因型為AaaaBbbb 控制同一性狀的基因有4個 則該細胞中含有4個染色體組 3 根據染色體的數目和染色體的形態(tài)數來推算 染色體組的數目 染色體數 染色體形態(tài)數 如雌果蠅體細胞中有8條染色體 分為4種形態(tài) 則染色體組的數目為2 4 據細胞分裂圖像進行識別判斷以生殖細胞中的染色體數為標準 判斷題目圖示中的染色體組數 如圖所示 為減數第一次分裂前期 染色體4條 生殖細胞中染色體2條 每個染色體組有2條染色體 該細胞中有2個染色體組 為減數第一次分裂末期或減數第二次分裂前期 染色體2條 生殖細胞中染色體2條 每個染色體組有2條染色體 該細胞中有1個染色體組 為減數第一次分裂后期 染色體4條 生殖細胞中染色體2條 每個染色體組有2條染色體 該細胞中有2個染色體組 為有絲分裂后期 染色體8條 生殖細胞中染色體2條 每個染色體組有2條染色體 該細胞中有4個染色體組 2 二看法 判斷單倍體 二倍體和多倍體一看生物發(fā)育起點 二看生物體細胞中染色體組數 1 如果生物體由受精卵 或合子 發(fā)育而成 其體細胞中有幾個染色體組 該生物就是幾倍體 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 則無論體細胞中含幾個染色體組 都叫單倍體 3 單倍體 二倍體和多倍體可由下列圖解區(qū)分開來 注 x為一個染色體組的染色體數 a b為正整數 典例訓練 1 從下圖a h所示的細胞圖中 說明它們各含有幾個染色體組 正確答案為 A 細胞中含有一個染色體組的是h圖B 細胞中含有二個染色體組的是e g圖C 細胞中含有三個染色體組的是a b圖D 細胞中含有四個染色體組的是c f圖 解析其形態(tài) 大小各不相同的染色體組成一個染色體組 根據圖形判斷染色體組數有如下規(guī)律 在細胞內 形態(tài)相同的染色體有幾條就含有幾個染色體組 如圖e 每種染色體含有4個 所以是四個染色體組 在細胞內 含有幾個同音字母 就含有幾個染色體組 如d圖中 同音字母僅有一個 所以該圖只有一個染色體組 由此我們可知 a b圖含有三個染色體組 c h圖含有二個染色體組 e f圖含有四個染色體組 d g圖含有一個染色體組 答案C 2 下列關于染色體組 單倍體和多倍體的敘述中 正確的是A 生殖細胞中含有的全部染色體稱為一個染色體組B 若生物體細胞中含有三個染色體組 則該生物為三倍體生物C 含一個染色體組的生物個體是單倍體 單倍體含有的染色體組數都是奇數D 人工誘導多倍體常用的方法是低溫誘導染色體加倍或秋水仙素處理植株幼苗 解析A錯誤 二倍體的生殖細胞中含有的全部染色體才稱為一個染色體組 多倍體的生殖細胞中含有兩個或兩個以上的染色體組 B錯誤 三倍體生物必須由受精卵發(fā)育而來 由配子發(fā)育而來的個體不管含幾個染色體組都叫單倍體 C錯誤 由配子發(fā)育而來的個體都叫單倍體 八倍體的配子發(fā)育而來的單倍體含有四個染色體組 D正確 染色體加倍的方法一般有兩種 低溫或者用秋水仙素處理 抑制紡錘體形成 答案D 重點實驗低溫誘導植物染色體數目的變化 實驗探究 1 實驗原理 步驟和現象 抑制紡錘體 不能 洋蔥底部 冰箱 4 卡諾氏液 95 的酒精 漂洗 染色 制片 低 高 正常的二倍體 染色數目發(fā)生改變 2 低溫誘導植物染色體數目變化的實驗中的試劑及其作用 3 與低溫誘導植物染色體數目變化有關的注意點 1 顯微鏡下觀察到的細胞是已被鹽酸殺死的細胞 2 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數目加倍的情況 3 對低溫誘導植物染色體數目變化的實驗原理的理解關鍵信息 低溫處理分生組織細胞 抑制紡錘體形成 染色體不能被拉向兩極 不能形成兩個子細胞 錯誤理解 將 抑制紡錘體形成 等同于 著絲點不分裂 將低溫處理 分生組織細胞 等同于 任何細胞 命題預測 考向預測一實驗原理 過程和結果 1 有關 低溫誘導大蒜根尖細胞染色體數目加倍 的實驗 正確的敘述是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重組的機會 解析本題考查教材 低溫誘導植物染色體數目的變化 的實驗 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被加倍 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重組 答案C 互動探究 1 除低溫誘導外 還有哪些常用的誘導染色體數目加倍的方法 試簡述其原理 提示 除低溫誘導外 生產上還常用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗來誘導染色體數目加倍 其原理是 當秋水仙素作用于正在分裂的細胞時 能夠抑制紡錘體的形成 導致染色體不能移向兩極 從而引起細胞內染色體數目加倍 2 若該實驗不用洋蔥而用干燥的蠶豆 如何來培養(yǎng)根尖 提示 把50顆干燥的蠶豆種子浸在清水中一晝夜 使其吸脹萌發(fā) 然后放在盛有少量清水的培養(yǎng)皿中培養(yǎng) 考向預測二實驗分析2 下列有關 低溫誘導植物染色體數目的變化 實驗的敘述中 正確的是A 洋蔥的不定根在冰箱的低溫室內誘導36h 可抑制細胞分裂中染色體的著絲點分裂B 改良苯酚品紅染液的作用是固定和染色C 體積分數為95 的酒精可用于洗滌細胞固定過程中使用的卡諾氏液和解離細胞D 經過解離 漂洗 染色和制片 在顯微鏡下觀察 發(fā)現所有細胞內的染色體數目都加倍 解析低溫誘導不會抑制染色體著絲點的分裂 而是使子染色體不能移向細胞的兩極 細胞不能分裂成兩個子細胞 改良苯酚品紅染液的作用是染色 不能用于固定 顯微鏡下觀察 發(fā)生染色體數目加倍的只有少數細胞 多數細胞處于分裂間期 看不到染色體 還有部分細胞有染色體 但可能是正常的有絲分裂 答案C 3 用秋水仙素處理植物分生組織 能誘導細胞內染色體數目加倍 那么 用一定時間的低溫 4 處理水培的洋蔥根尖時 是否也能誘導細胞內染色體數目加倍 請就低溫對細胞內染色體數目的影響是否與秋水仙素的影響相同這個問題進行實驗探究 材料用具 長出根尖的洋蔥 2N 16 若干 培養(yǎng)皿若干 清水 冰箱 2 的秋水仙素溶液 1 實驗假設 假設依據 2 實驗步驟 取3個潔凈的培養(yǎng)皿 分別標號為1 2 3 將3組根尖分別制成裝片后 在顯微鏡下觀察和比較經過不同處理的根尖細胞內染色體數目 3 結果預測與結論 解析該題以 秋水仙素誘導染色體數目加倍 引出要探究的課題 是從教材內容取材的 由實驗目的可知 本實驗應設立3個環(huán)境 常溫下 低溫下 秋水仙素處理 而這里最易被忽視的是第 組常溫狀態(tài) 空白對照 將3個狀態(tài)下的實驗結果相對比 便可得出結論 答案 1 低溫同秋水仙素一樣 可以誘導細胞內染色體數目加倍低溫能夠影響酶的活性 或紡錘體形成 使細胞不能正常進行有絲分裂 2 將3組生長狀況相同的洋蔥根尖分別放入3個培養(yǎng)皿中 其中1號放在室溫下 2號放在4 冰箱中 3號放在滴加了2 的秋水仙素的溶液中 同樣處理12h 3 若1號和2號相同 染色體數目沒有改變 則低溫不能誘導細胞內染色體數目加倍 若2號和3號一樣 染色體數目加倍 則低溫可誘導細胞內染色體數目加倍 染色體數目變異 缺失 重復 倒位 易位 個別染色體的增添或減少 單倍體 多倍體 高考體驗 1 2014 浙江卷 除草劑敏感型的大豆經輻射獲得抗性突變體 且敏感基因與抗性基因是一對等位基因 下列敘述正確的是 A 突變體若為1條染色體的片段缺失所致 則該抗性基因一定為隱性基因B 突變體若為1對同源染色體相同位置的片段缺失所致 則再經誘變可恢復為敏感型C 突變體若為基因突變所致 則再經誘變不可能恢復為敏感型D 抗性基因若為敏感基因中的單個堿基對替換所致 則該抗性基因一定不能編碼肽鏈 解析若除草劑敏感型大豆為Aa 1條染色體上A所在片段缺失 即表現出a的性狀 即抗性基因為隱性基因 故A項正確 染色體片段缺失不能再恢復為敏感型 而基因突變由于不定向性 可以恢復突變?yōu)槊舾行?故B項和C項錯誤 抗性基因由敏感基因中的單個堿基對替換所致的 則該基因表達的可能性較大 故D項錯誤 答案A 2 2012 江蘇高考 某植株的一條染色體發(fā)生缺失突變 獲得該缺失染色體的花粉不育 缺失染色體上具有紅色顯性基因B 正常染色體上具有白色隱性基因b 見下圖 如以該植株為父本 測交后代中部分表現為紅色性狀 下列解釋最合理的是 A 減數分裂時染色單體1或2上的基因b突變?yōu)锽B 減數第二次分裂時姐妹染色單體3與4自由分離C 減數第二次分裂時非姐妹染色單體之間自由組合D 減數第一次分裂時非姐妹染色單體之間交叉互換 解析由于 缺失染色體的花粉不育 所以以該植株為父本 理論上測交后代應該全部表現為白色性狀 后代中出現部分紅色性狀 可能是圖示染色單體1或2上的基因b突變?yōu)锽 但這種可能性很小 也有可能是減數第一次分裂的四分體時期非姐妹染色單體之間發(fā)生了交叉互換 B基因轉移到染色單體1或2上 這種情況最為常見 答案D 3 2012 上海單科 下圖為細胞內染色體狀態(tài)示意圖 這種染色體狀態(tài)表示已發(fā)生 A 染色體易B 基因重組C 染色體倒位D 姐妹染色單體之間的交換解析本題考查生物可遺傳變異的種類及其區(qū)別 減數分裂四分體時期 一對同源染色體中的相鄰兩個非姐妹染色單體間的交叉互換可導致基因重組 這種交叉互換有別于染色體結構變異中的染色體易位 前者互換的是等位基因 或相同基因 而后者交換的是非等位基因 答案B 4 2014 四川卷 油菜物種甲 2n 20 與乙 2n 16 通過人工授粉雜交 獲得的幼胚經離體培養(yǎng)形成幼苗丙 用秋水仙素處理丙的頂芽形成幼苗丁 待丁開花后自交獲得后代戊若干 下列敘述正確的是 A 秋水仙素通過促進著絲點分裂 使染色體數目加倍B 幼苗丁細胞分裂后期 可觀察到36或72條染色體C 丙到丁發(fā)生的染色體變化 決定了生物進化的方向D 形成戊的過程未經過地理隔離 因而戊不是新物種 解析A 秋水仙素通過抑制紡錘體的形成 使染色體加倍 故A錯誤 B 丙的染色體數為18條 用秋水仙素處理頂芽形成幼苗丁 并不是所有細胞的染色體都能加倍 所以故B正確 C 丙到丁發(fā)生的染色體變化屬于染色體變異 并不能決定生物進化的方向 自然選擇決定生物進化的方向 故C錯 D 地理隔離并非新物種形成的必經途徑 故D錯 答案B 5 2014 江蘇高考 基因突變是生物變異的根本來源 下列關于基因突變的敘述錯誤的是A 基因突變在自然界中普通存在B 基因突變的方向是不確定的C 基因突變是隨機發(fā)生的D 基因突變對生物自身都有害答案D