高中生物 第三章 遺傳和染色體第2節(jié)《染色體變異及其應(yīng)用》復習課件 蘇教版必修2

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1、第三節(jié) 染色體變異及其應(yīng)用1染色體變異包括形態(tài)、結(jié)構(gòu)、數(shù)目的變異等，這些變異常常可目的變異等，這些變異常?？梢酝ㄟ^顯微鏡直接觀察到。以通過顯微鏡直接觀察到。2染色體結(jié)構(gòu)變異主要起因于染色體的斷裂及斷裂后片段的不正體的斷裂及斷裂后片段的不正常的重新連接，包括缺失、重復、常的重新連接，包括缺失、重復、倒位和易位倒位和易位4種類型。種類型。3染色體結(jié)構(gòu)發(fā)生的改變，都會使染色體上基因的數(shù)目或排會使染色體上基因的數(shù)目或排列順序發(fā)生改變，從而導致性狀列順序發(fā)生改變，從而導致性狀的變異。的變異。4自然界中的生物大多是二倍體，它們的配子中所具有的全體，它們的配子中所具有的全部染色體組成一個染色體組。部染色體組

2、成一個染色體組。5與常規(guī)雜交育種相比，利用單倍體植株培育新品種明顯縮單倍體植株培育新品種明顯縮短了育種年限。短了育種年限。自讀教材夯基礎(chǔ)1染色體結(jié)構(gòu)的變異填空(1)染色體結(jié)構(gòu)變異的特點：染色體結(jié)構(gòu)變異 (能，不能)通過顯微鏡直接觀察到。(2)染色體結(jié)構(gòu)變異的原因、類型及結(jié)果：能 2染色體數(shù)目變異判斷、連線 (1)染色體組： 在正常情況下，每種生物的染色體數(shù)目都是恒定的，在不同物種之間，染色體數(shù)目往往差別很大。 ( ) 生物配子中所具有的全部染色體組成一個染色體組。 ( ) 正常情況下，一個染色體組中一定不含同源染色體，也不存在等位基因。 ( )(2)染色體數(shù)目變異類型： 1如圖所示的變異屬于哪

3、種染色體結(jié)構(gòu)變異？a、b中哪一條發(fā)生了改變？提示：缺失。b染色體中缺失了3、4兩個片段。 2染色體結(jié)構(gòu)變異是否產(chǎn)生了新基因？ 提示：染色體結(jié)構(gòu)變異可引起基因數(shù)量的增加、減少或基因排列順序的改變，并未產(chǎn)生新基因。 3含有四個染色體組的個體一定是四倍體嗎？單倍體一定是一倍體嗎？ 提示：(1)不一定，如由八倍體生物的配子發(fā)育而來的單倍體含有四個染色體組。 (2)一倍體一定是單倍體，但單倍體不一定是一倍體。跟隨名師解疑難1染色體結(jié)構(gòu)變異的類型歸納染色體結(jié)構(gòu)變異的類型缺失一個正常染色體在斷裂后丟失一個片段，這個片段上的基因也隨之失去重復一條染色體的片段連接到同源的另一條染色體上，使另一條同源的染色體多出

4、跟本身的相同的某一片段染色體結(jié)構(gòu)變異的類型倒位指染色體斷裂后旋轉(zhuǎn)180重新接合起來，造成這段染色體上基因位置順序顛倒易位染色體斷裂后在非同源染色體間錯誤接合，更換了位置結(jié)果使排列在染色體上的基因的數(shù)目和排列順序發(fā)生改變，從而導致性狀的變異。大多對生物體不利，有的會導致死亡 2染色體數(shù)目的變異 (1)染色體組的特征： 一個染色體組中不含同源染色體，是一組非同源染色體； 每條染色體的形態(tài)、大小和功能各不相同； 攜帶著控制生物生長發(fā)育的全部遺傳信息； 同種生物的一個染色體組中染色體數(shù)目是一定的，不同生物一個染色體組中染色體數(shù)目不同。 (2)染色體組數(shù)目的判斷： 據(jù)染色體形態(tài)判斷： 細胞內(nèi)形態(tài)相同的染

5、色體有幾條，則含有幾個染色體組。如下圖所示的細胞中，形態(tài)相同的染色體在a中有3條、b中兩兩相同、c中各不相同，則可判定它們分別含三個、二個、一個染色體組。 據(jù)基因型判斷： 控制同一性狀的基因出現(xiàn)幾次，就含幾個染色體組每個染色體組內(nèi)不含等位基因或相同基因，如圖所示：(dg中依次含四、二、三、一個染色體組) 據(jù)染色體數(shù)/形態(tài)數(shù)的比值判斷： 染色體數(shù)/形態(tài)數(shù)的比值意味著每種形態(tài)染色體數(shù)目的多少，每種形態(tài)染色體有幾條，即含幾個染色體組。如果蠅該比值為8條/4種形態(tài)2，則果蠅含二個染色體組。3單倍體、二倍體與多倍體的比較單倍體二倍體多倍體概念體細胞中含有本物種配子染色體數(shù)目的個體由受精卵發(fā)育而來，體細胞

6、含有二個染色體組的個體由受精卵發(fā)育而來，體細胞中含有三個或三個以上染色體組的個體染色體組一至多個二三個或三個以上單倍體二倍體多倍體形成過程單倍體二倍體多倍體舉例蜜蜂的雄蜂幾乎全部的動物和過半數(shù)的高等植物香蕉(三倍體)；馬鈴薯(四倍體)；八倍體小黑麥自讀教材夯基礎(chǔ)純合子性狀分離縮短育種年限單倍體2多倍體育種填空(1)方法： (2)優(yōu)點：多倍體植株的莖稈 ，葉片、果實和種子都 ，糖類和蛋白質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)的含量也有所 。 (3)人工誘導： 方法：用 處理或用低溫處理。 處理對象： 的種子或 。 原理：能夠抑制 的形成，導致染色體不能移向細胞的兩極，從而使染色體數(shù)目 。 (4)實例：三倍體無子西瓜的培育

7、。粗壯比較大增加秋水仙素萌發(fā)幼苗紡錘體加倍 1為什么單倍體育種能明顯縮短育種年限？ 提示：單倍體育種所得植株是純合子，自交產(chǎn)生的子代不會發(fā)生性狀分離。 2煙草是四倍體，其配子中含有24條染色體。 (1)分析煙草的一個染色體組中含有多少條染色體？ (2)思考由煙草的花粉細胞經(jīng)花藥離體培養(yǎng)而成的植株是幾倍體？ 提示：(1)12條。(2)單倍體。 3三倍體香蕉通過什么方式繁殖后代？為什么？ 提示：無性繁殖。因為香蕉體細胞中含有三個染色體組，在減數(shù)分裂時聯(lián)會紊亂，不能產(chǎn)生正常的配子，故香蕉的果實里幾乎沒有種子，只能通過無性繁殖方式產(chǎn)生后代。跟隨名師解疑難1單倍體育種、多倍體育種的比較單倍體育種多倍體育

8、種原理染色體變異染色體變異常用方法花粉離體培養(yǎng)，然后進行人工誘導使染色體數(shù)目加倍，形成純合子秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗優(yōu)點明顯縮短育種年限操作簡單，可在較短時間獲得所需類型單倍體育種多倍體育種缺點技術(shù)復雜，需與雜交育種配合適用于植物，在動物方面難以開展舉例 抗病植株的快速育成三倍體無子西瓜、甜菜2.三倍體無子西瓜的培育過程 (1)關(guān)于兩次傳粉：第一次傳粉是雜交得到三倍體種子，第二次傳粉是為了刺激子房發(fā)育成果實。 (2)用秋水仙素處理二倍體西瓜幼苗使之成為四倍體，秋水仙素應(yīng)處理萌發(fā)的種子或幼苗。因為萌發(fā)的種子、幼苗具有分生能力，細胞進行有絲分裂，秋水仙素處理后可達到使產(chǎn)生的新細胞染色體數(shù)目加倍

9、的目的。 (3)秋水仙素處理幼苗后，分生組織分裂產(chǎn)生的莖、葉、花等染色體數(shù)目加倍，而未處理的如根部細胞染色體數(shù)目不變。 例1染色體之間的交叉互換可能導致染色體的結(jié)構(gòu)或基因序列的變化。下列圖中，甲、乙兩圖分別表示兩種染色體之間的交叉互換模式，丙、丁、戊圖表示某染色體變化的三種情形。則下列有關(guān)敘述正確的是 ()A甲可以導致戊的形成B甲可以導致丁或戊兩種情形的形成C乙可以導致戊的形成D乙可以導致丙的形成思路點撥 精講精析甲屬于同源染色體之間的交叉互換，乙屬于非同源染色體之間的交叉互換。同源染色體之間的交換只能是成對基因或等位基因之間的交換，不會有“新”基因(f、k)加入，因此甲戊是不正確的，但甲可以

10、導致丁的產(chǎn)生；乙中的交換可以獲得相應(yīng)染色體原來沒有的基因，乙戊是正確的；丙沒有“新”基因，出現(xiàn)了重復片段，因此乙丙是不正確的。 答案C交叉互換染色體易位圖解區(qū)別發(fā)生于同源染色體的非姐妹染色單體之間發(fā)生于非同源染色體之間可導致等位基因互換可改變基因排列順序在顯微鏡下觀察不到可在顯微鏡下觀察到 例2分析下列圖形中各細胞內(nèi)染色體組成情況，并回答相關(guān)問題。 (1)一般情況下，一定屬于單倍體生物體細胞染色體組成的圖是_。 (2)圖C中含_個染色體組，每個染色體組含_條染色體，由C細胞組成的生物體可育嗎？如何處理才能產(chǎn)生有性生殖的后代？_。 (3)對于有性生殖生物而言，在_時，由B細胞組成的生物體是二倍體

11、；在_時，由B細胞組成的生物體是單倍體。 (4)假若A細胞組成的生物體是單倍體，則其正常物種體細胞內(nèi)含_個染色體組。 (5)基因型分別為AAaBbb、AaBB、AaaaBBbb及Ab的體細胞，其染色體組成應(yīng)依次對應(yīng)圖AD中的_。思路點撥 精講精析(1)單倍體即由配子發(fā)育來的個體，圖D中只含一個染色體組，應(yīng)屬二倍體配子類型，符合單倍體體細胞染色體組成狀況。 (2)圖C中相同形態(tài)的染色體有三條，故含三個染色體組。 (3)由合子發(fā)育來的個體有幾個染色體組即幾倍體，由配子發(fā)育來的個體無論有幾個染色體組均屬單倍體。 (4)A細胞含四個染色體組，若A為單倍體的細胞，則其正常物種體細胞應(yīng)含八個染色體組。 (

12、5)AAaBbb含三個染色體組，AaBB含兩個染色體組，AaaaBBbb含四個染色體組，Ab含一個染色體組，它們分別對應(yīng)圖C、B、A、D。 答案(1)D(2)三3不可育。用秋水仙素處理其幼苗，誘導使之發(fā)生染色體數(shù)目加倍(3)該個體由受精卵發(fā)育而來該個體由未受精的生殖細胞直接發(fā)育而來(4)八(5)C、B、A、D (1)確認染色體組：看相同形態(tài)的染色體有幾條(一個染色體組內(nèi)不含相同形態(tài)的染色體)，即為幾個染色體組。 (2)確認幾倍體：應(yīng)先看是否由合子發(fā)育而來凡由合子發(fā)育而來，有幾個染色體組即為幾倍體，凡由配子發(fā)育而來，無論有幾個染色體組均為單倍體。 (3)確認是否可育：應(yīng)看有無成對的同源染色體，同

13、源染色體奇數(shù)時，因減數(shù)分裂聯(lián)會紊亂而不育；無同源染色體或染色體雖為偶數(shù)但來源不同(如1條來自甲物種，另一條來自乙物種的人為融合)時，因減數(shù)分裂不能聯(lián)會而不育。 例3科學家將培育的異源多倍體的抗葉銹病基因轉(zhuǎn)移到普通小麥中，育成了抗葉銹病的小麥，育種過程見下圖。圖中A、B、C、D表示4個不同的染色體組，每組有7條染色體，C染色體組中含攜帶抗病基因的染色體。請回答下列問題： (1)異源多倍體是由兩種植物AABB與CC遠緣雜交形成的后代，經(jīng)_方法培育而成。 (2)雜交后代染色體組的組成為_，進行減數(shù)分裂時形成_個四分體，體細胞中含有_條染色體。 (3)雜交后代中C組的染色體減數(shù)分裂時易丟失，這是因為減

14、數(shù)分裂時這些染色體_。 (4)為使雜交后代的抗病基因穩(wěn)定遺傳，常用射線照射花粉，使含抗病基因的染色體片段轉(zhuǎn)接到小麥染色體上，這種變異稱為_。 思路點撥 精講精析(1)一定濃度的秋水仙素能抑制紡錘體的形成，從而使分裂的細胞染色體數(shù)目增加，經(jīng)培養(yǎng)后得到所需多倍體植株。 (2)異源多倍體AABBCC經(jīng)減數(shù)分裂得到的配子為ABC，普通小麥AABBDD植株經(jīng)減數(shù)分裂得到的配子是ABD，所以雜交后代的染色體組的組成為AABBCD；題干中指出A、B、C、D表示4個不同的染色體組，每組有7條染色體，雜交后代AABBCD在減數(shù)分裂時AA能形成7個四分體，BB能形成7個四分體，CD因為是非同源關(guān)系，不能形成四分體

15、；雜交后代AABBCD中含有的染色體條數(shù)為6742(條)。 (3)在減數(shù)分裂時，C組染色體因為沒有同源染色體配對，聯(lián)會紊亂，所以在減數(shù)分裂時易丟失。 (4)染色體結(jié)構(gòu)變異主要包括4種類型：缺失，增添，倒位，易位，其中含抗病基因的染色體片段轉(zhuǎn)接到小麥染色體上，這種變異屬于染色體結(jié)構(gòu)變異中的易位。答案(1)秋水仙素誘導染色體數(shù)目加倍(2)AABBCD1442(3)無同源染色體配對(4)染色體結(jié)構(gòu)變異1探究低溫、秋水仙素、工業(yè)廢水等對細胞分裂中染色體數(shù)目或行為的影響。胞分裂中染色體數(shù)目或行為的影響。2依據(jù)育種目標，利用染色體變異原理設(shè)計育種程序。計育種程序。典例剖析 某校生物興趣小組學生開展“不同濃

16、度的工業(yè)廢水對細胞分裂過程中染色體行為的影響”的課題研究。他們到一造紙廠污水排出口采集了水樣，并將過濾后的濾液作為原液。 (1)實驗原理：蠶豆根生長過程中吸收污染物后，根尖分生區(qū)細胞通常會出現(xiàn)染色體斷裂。這些斷裂的染色體會與細胞核分開，單獨存在于細胞質(zhì)而成為微核。 (2)材料用具：蠶豆種子、10%的鹽酸解離液、龍膽紫染液、蒸餾水、培養(yǎng)皿、量筒、顯微鏡、載玻片、蓋玻片等。 (3)方法與步驟： 將蠶豆種子用蒸餾水浸泡一天，吸水膨脹后放在培養(yǎng)皿中，保持溫暖濕潤，待其發(fā)根。 用蒸餾水稀釋原液，_； _； 一段時間后，規(guī)范制作臨時裝片； _。 (4)預(yù)測結(jié)果并作分析： _。 _。 _。 解析欲確認不同濃

17、度的工業(yè)廢水對細胞分裂過程中染色體行為的影響，宜配制不同濃度廢水作實驗組用水，并設(shè)置等量蒸餾水處理組作對照組，通過比較實驗組與對照組處理后細胞內(nèi)“微核”存在狀況，分析結(jié)果，得出結(jié)論。 答案(3)配成3種不同濃度的溶液置于若干個培養(yǎng)皿中并編號(至少3個) 將等量的狀態(tài)相同的生根蠶豆種子移入盛有不同濃度廢水的培養(yǎng)皿中培養(yǎng)一段時間；另取等量的生根狀態(tài)相同的蠶豆種子浸泡在與廢水等量的蒸餾水中培養(yǎng)相同的時間，作為對照 在低倍鏡下找到分生區(qū)細胞，再換高倍鏡觀察，找到具有微核的細胞進行計數(shù)，求平均值 (4)廢水濃度越高，具微核的細胞越多。說明廢水濃度對細胞分裂過程中染色體的行為影響大 廢水濃度越高，含有微核

18、的細胞越少。說明廢水濃度對細胞分裂過程中染色體的行為影響小 廢水濃度與具有微核的細胞數(shù)之間無規(guī)律性，無法判斷歸納拓展環(huán)境中化學物質(zhì)對染色體結(jié)構(gòu)變異的影響 1實驗原理 (1)微核是細胞在有絲分裂過程中因各種有害物質(zhì)損傷，使細胞核損傷殘留在核外的微小核染色質(zhì)塊，微核是染色體結(jié)構(gòu)是否變異的標志。 (2)蠶豆根尖細胞進行旺盛的有絲分裂。 (3)一定濃度的硫酸銅溶液可誘發(fā)產(chǎn)生微核。2實驗步驟培養(yǎng)蠶豆種子：25水培，根長到0.51.5 cm 處理蠶豆根尖：移入質(zhì)量濃度為300 mg/L的硫酸銅溶液 中培養(yǎng)6 h；自來水沖洗后，再移入自 來水中培養(yǎng)24 h 剪取蠶豆根尖，制作臨時裝片 染色：用改良堿性品紅染液染色 鏡檢計算微核率：每個根尖計數(shù)5001000個細胞 注意事項：該實驗可設(shè)計對照，即對蠶豆根尖只用水培養(yǎng)而不用硫酸銅溶液處理的平行操作實驗。