第三節(jié)染色體變異及其應用

第三節(jié)染色體變異及其應用第1頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月第2頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月第3頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月1．染色體變異包括形態(tài)、結構、數(shù)目的變異等，這些變異常?？梢酝ㄟ^顯微鏡直接觀察到。2．染色體結構變異主要起因于染色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、倒位和易位4種類型。第4頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月3．染色體結構發(fā)生的改變，都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部染色體組成一個染色體組。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短了育種年限。第5頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月第6頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月[自讀教材·夯基礎]1．染色體結構的變異[填空](1)染色體結構變異的特點：染色體結構變異

(能，不能)通過顯微鏡直接觀察到。(2)染色體結構變異的原因、類型及結果：能第7頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月第8頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月2．染色體數(shù)目變異[判斷、連線](1)染色體組：①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。()②生物配子中所具有的全部染色體組成一個染色體組。()③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。()√×√第9頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月(2)染色體數(shù)目變異類型：第10頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月1．如圖所示的變異屬于哪種染色體結構變異？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。第11頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月2．染色體結構變異是否產生了新基因？提示：染色體結構變異可引起基因數(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。第12頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月[跟隨名師·解疑難]1．染色體結構變異的類型歸納染色體結構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跟本身的相同的某一片段第13頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月染色體結構變異的類型倒位指染色體斷裂后旋轉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，有的會導致死亡第14頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月2．染色體數(shù)目的變異(1)染色體組的特征：①一個染色體組中不含同源染色體，是一組非同源染色體；②每條染色體的形態(tài)、大小和功能各不相同；③攜帶著控制生物生長發(fā)育的全部遺傳信息；④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。第15頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月(2)染色體組數(shù)目的判斷：①據(jù)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。第16頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月②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——每個染色體組內不含等位基因或相同基因，如圖所示：(d～g中依次含四、二、三、一個染色體組)第17頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月③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。第18頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月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第19頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月單倍體二倍體多倍體形成過程第20頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月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)；八倍體小黑麥第21頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月[自讀教材·夯基礎]純合子性狀分離縮短育種年限單倍體第22頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月2．多倍體育種[填空](1)方法：第23頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月(2)優(yōu)點：多倍體植株的莖稈

，葉片、果實和種子都

，糖類和蛋白質等營養(yǎng)物質的含量也有所

。(3)人工誘導：①方法：用

處理或用低溫處理。②處理對象：

的種子或

。③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。粗壯比較大增加秋水仙素萌發(fā)幼苗紡錘體加倍第24頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月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。第25頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月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生后代。第26頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月[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第27頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月單倍體育種多倍體育種缺點技術復雜，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、甜菜第28頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月2.三倍體無子西瓜的培育過程第29頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月(1)關于兩次傳粉：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生的新細胞染色體數(shù)目加倍的目的。(3)秋水仙素處理幼苗后，分生組織分裂產生的莖、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。第30頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月第31頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月[例1]染色體之間的交叉互換可能導致染色體的結構或基因序列的變化。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。則下列有關敘述正確的是(

)第32頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月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第33頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月[思路點撥]第34頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月[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，但甲可以導致丁的產生；乙中的交換可以獲得相應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第35頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月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第36頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月[例2]

分析下列圖形中各細胞內染色體組成情況，并回答相關問題。第37頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月(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；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，其染色體組成應依次對應圖A～D中的____________。第38頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月[思路點撥]第39頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月[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含八個染色體組。(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，它們分別對應圖C、B、A、D。第40頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月[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第41頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月(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：應看有無成對的同源染色體，同源染色體奇數(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。第42頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月[例3]

(2012·江蘇高考改編)科學家將培育的異源多倍體的抗葉銹病基因轉移到普通小麥中，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：第43頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月第44頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月(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________方法培育而成。(2)雜交后代①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②中C組的染色體減數(shù)分裂時易丟失，這是因為減數(shù)分裂時這些染色體________。(4)為使雜交后代③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接到小麥染色體上，這種變異稱為________。第45頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月[思路點撥]第46頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月[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，經培養(yǎng)后得到所需多倍體植株。(2)異源多倍體AABBCC經減數(shù)分裂得到的配子為ABC，普通小麥AABBDD植株經減數(shù)分裂得到的配子是ABD，所以雜交后代①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①AABBCD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因為是非同源關系，不能形成四分體；雜交后代①AABBCD中含有的染色體條數(shù)為6×7＝42(條)。第47頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月(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)染色體結構變異主要包括4種類型：①缺失，②增添，③倒位，④易位，其中含抗病基因的染色體片段轉接到小麥染色體上，這種變異屬于染色體結構變異中的易位。第48頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月[答案]

(1)秋水仙素誘導染色體數(shù)目加倍(2)AABBCD

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42(3)無同源染色體配對(4)染色體結構變異第49頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月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。2．依據(jù)育種目標，利用染色體變異原理設計育種程序。第50頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月典例剖析某校生物興趣小組學生開展“不同濃度的工業(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。第51頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月(3)方法與步驟：①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。②用蒸餾水稀釋原液，_____________________________；③_____________________________________________；④一段時間后，規(guī)范制作臨時裝片；⑤____________________________________________。第52頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月(4)預測結果并作分析：①_____________________________________________________________________________________________。②_____________________________________________________________________________________________。③_____________________________________________________________________________________________。第53頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月[解析]

欲確認不同濃度的工業(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“微核”存在狀況，分析結果，得出結論。第54頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月[答案]

(3)②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)③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