2025屆高三生物一輪復(fù)習(xí)課件第二講 染色體變異

第7單元生物的變異與進(jìn)化第二講染色體變異與育種展生物體的體細(xì)胞或生殖細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目或結(jié)構(gòu)的變化。染色體變異在光學(xué)顯微鏡下可見概念①染色體結(jié)構(gòu)變異②染色體數(shù)目變異類型原因：1

受各種因素影響(如：各種射線、代謝失調(diào)等)，染色體的

以及斷裂后片段

的重新連接。斷裂不正常染色體結(jié)構(gòu)變異缺失重復(fù)易位倒位

染色體結(jié)構(gòu)的改變，會使排列在染色體上的基因____或________發(fā)生改變，導(dǎo)致性狀的變異；大多數(shù)染色體結(jié)構(gòu)變異對生物體是不利的，有的甚至導(dǎo)致生物體死亡數(shù)目排列順序類型及實例2染色體中的某一片段缺失引起的變異。正常翅缺刻翅abcdef實例：果蠅缺刻翅的形成

人類貓叫綜合征染色體結(jié)構(gòu)變異（1）缺失人的5號染色體部分缺失引起的遺傳病，患兒哭聲輕，音調(diào)高，生長發(fā)育遲緩，智力嚴(yán)重障礙染色體中增加某一片段引起的變異。正常眼棒狀眼abcdefb實例：果蠅棒狀眼的形成（2）重復(fù)染色體的某一片段移接到另一條非同源染色體上引起變異。正常眼花斑眼abcdefghijk實例：果蠅花斑眼的形成

人慢性粒細(xì)胞白血?。?）易位【拓展延伸】染色體間的易位可分為單向易位和相互易位①單向易位指一條染色體的某一片段轉(zhuǎn)移到了另一條非同源染色體上②相互易位（平衡易位）指兩條非同源染色體間相互交換了片段非同源染色體的片段移接是易位（屬于染色體結(jié)構(gòu)變異）同源染色體的非姐妹染色單片段交換是互換（屬于基因重組）【拓展延伸】“互換”的辨析項目染色體易位交叉互換圖解區(qū)別位置原理觀察非同源染色體之間同源染色體的非姐妹染色單體之間染色體結(jié)構(gòu)變異基因重組在光學(xué)顯微鏡下觀察到在光學(xué)顯微鏡下觀察不到實例：果蠅卷翅、人類9號染色體長臂倒位可導(dǎo)致習(xí)慣性流產(chǎn)（4）倒位染色體的某一片段位置顛倒引起變異。染色體的某一片段顛倒了180o正常翅卷翅abcdefbcdeabcdef染色體結(jié)構(gòu)變異細(xì)胞水平的變異，顯微鏡下能觀察到。(沒有產(chǎn)生新基因，發(fā)生了基因數(shù)目或排列順序的變化)基因突變分子水平的變異，光學(xué)顯微鏡下不能觀察到。(產(chǎn)生新基因，基因數(shù)目、排列順序都沒有變化)缺失重復(fù)倒位基因突變【提醒】關(guān)于“缺失或增添”：DNA分子上若干基因的缺失或重復(fù)(增添)，基因的數(shù)量發(fā)生改變屬于染色體結(jié)構(gòu)變異；DNA分子上基因中若干堿基對的缺失、增添，基因數(shù)量不變，屬于基因突變。結(jié)構(gòu)變異VS基因突變3展1．下圖為顯微鏡觀察的變異雜合子染色體聯(lián)會異?，F(xiàn)象，通過圖示辨析染色體結(jié)構(gòu)變異的類型。缺失

重復(fù)

易位

倒位染色體結(jié)構(gòu)上的缺失、重復(fù)、易位和倒位染色體上的基因數(shù)量、排列順序的改變生物性狀的改變（變異）2.染色體結(jié)構(gòu)變異中基因的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化了嗎？結(jié)果影響染色體數(shù)目變異細(xì)胞內(nèi)個別染色體的增加或減少染色體數(shù)目以染色體組成倍地增加或減少生物體的體細(xì)胞或生殖細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目的變化。正常果蠅（2n=8）增加一條減少一條增加一套減少一套概念類型細(xì)胞中的一組非同源染色體，在形態(tài)和功能上各不相同，但又相互協(xié)調(diào)，共同控制生物的生長、發(fā)育、遺傳和變異的一組染色體。野生馬鈴薯配子中染色體兩組染色體組如果把配子中的染色體看作一組，野生馬鈴薯體細(xì)胞中有幾組染色體？人類染色體組一個染色體組中不存在同源染色體一個染色體組中各個染色體的形態(tài)、大小和功能均不相同一個染色體組中含有該物種的一整套完整遺傳信息一個染色體組中不含等位基因染色體組的特點項目染色體組數(shù)每個染色體組內(nèi)染色體數(shù)3323144222細(xì)胞中同一形態(tài)的染色體有幾條，則含有幾個染色體組；細(xì)胞中有幾種形態(tài)的染色體，一個染色體組中就有幾條染色體。方法一：根據(jù)染色體形態(tài)判斷同一英文字母（無論大小寫）出現(xiàn)幾次，就含有幾個染色體組。有幾種字母出現(xiàn)，一個染色體組中就有幾條染色體。方法二：根據(jù)基因型判斷YyRrAABBDDAaaABCD2個染色體組1組2條染色體2個染色體組1組3條染色體3個染色體組1組1條染色體1個染色體組1組4條染色體染色體組例：雌雄果蠅體細(xì)胞的染色體圖解以雄果蠅為例：體細(xì)胞有

對共

條染色體，可分為

組，每一組中含

條非同源染色體，4824體細(xì)胞含2個染色體組。源于P88“相關(guān)信息”(1)被子植物中，約有33%的物種是

。例如，普通小麥、棉、煙草、菊、水仙等都是多倍體。(2)秋水仙素(C22H25O6N)是從

科植物秋水仙的種子和球莖中提取出來的一種

。它是白色或淡黃色的粉末或針狀結(jié)晶，有劇毒，使用時應(yīng)當(dāng)特別注意。多倍體百合植物堿由受精卵發(fā)育而來，體細(xì)胞中含有兩個染色體組的個體。由受精卵發(fā)育而來，體細(xì)胞中含有三個或三個以上染色體組的個體。四倍體三倍體二倍體二倍體多倍體多倍體六倍體普通小麥六倍體菊花四倍體葡萄莖稈粗壯，葉片、果實和種子都比較大，糖類和蛋白質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)的含量都有所增加，但發(fā)育遲緩，結(jié)實率低。四倍體番茄注意：在自然界，幾乎全部動物和過半數(shù)的高等植物都是二倍體。多倍體在植物中很常見，在動物中極少見。單倍體體細(xì)胞中的染色體數(shù)目與本物種配子染色體數(shù)目相同的個體，叫作單倍體。定義與正常植株相比，植株弱小，且高度不育。特點體細(xì)胞：2N=32配子：減數(shù)分裂單倍體：發(fā)育N=1616（N）N=16（N）染色體數(shù)相等單倍體例子910111213141516

12345678

12345678910111213141516同源染色體非同源染色體蜂王雄蜂2n=32n=16聯(lián)會紊亂形成原因(以三倍體和四倍體為例)思考：普通小麥?zhǔn)橇扼w，其配子發(fā)育的單倍體有幾個染色體組？三個染色體組生物染色體組數(shù)單倍體染色體組數(shù)二倍體2四倍體4六倍體6123比較單倍體、二倍體、多倍體評項目單倍體二倍體多倍體概念發(fā)育起點染色體組的數(shù)目性狀表現(xiàn)由配子發(fā)育而來，體細(xì)胞的染色體數(shù)目與本物種配子染色體數(shù)目相同的個體由受精卵發(fā)育而來，體細(xì)胞中含有2個染色體組的個體由受精卵發(fā)育而來，體細(xì)胞中含有3個或3個以上染色體組的個體未受精的配子受精卵受精卵不確定（是正常體細(xì)胞染色體組數(shù)目的一半）2個3個或3個以上植株矮小，且高度不育（除雄蜂外）莖稈粗壯，葉片、果實、種子較大，營養(yǎng)豐富，但發(fā)育遲緩，結(jié)實率低正常（作為單倍體、多倍體的參照物）評①非同源染色體之間相互交換片段；②非同源染色體之間自由組合；③同源染色體之間通過互換交換片段；④染色體中DNA的堿基對增加或缺失發(fā)生改變；⑤染色體缺失或增加片段；染色體變異基因重組基因重組基因突變?nèi)旧w變異辨析變異的類型實例1：唐氏綜合征即21三體綜合征(又稱先天性愚型或Down綜合征)病因：表現(xiàn)：智力低于常人特殊面容生長發(fā)育障礙多發(fā)畸形多了一條21號染色體任務(wù)一：根據(jù)減數(shù)分裂染色體變化過程，分析21-三體綜合征形成的原因？減數(shù)第一次分裂后期21號同源染色體未分離減數(shù)第二次分裂后期姐妹染色單體分離后移向細(xì)胞的同一極實例2：男性Klinefelter綜合征病因：表現(xiàn)：多了一條X染色體身材較高性腺發(fā)育不良有女性特征實例3：女性Turner綜合征病因：表現(xiàn)：少了一條X染色體身材較矮性腺發(fā)育不良低溫誘導(dǎo)植物細(xì)胞染色體數(shù)目的變化4(1)實驗原理：①低溫處理:低溫處理植物的____________,能夠抑制________的形成,導(dǎo)致染色體不能移向細(xì)胞兩極,從而引起細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目______。②染色體染色:染色體容易被__________染成深色,用質(zhì)量濃度為0.01g/mL的______(舊稱龍膽紫)溶液染色。分生組織細(xì)胞紡錘體加倍堿性染料甲紫洋蔥根尖培養(yǎng)→低溫誘導(dǎo)→固定→制作裝片（解離→漂洗→染色→制片）→觀察卡諾氏液甲紫溶液①誘導(dǎo)培養(yǎng)②固定將蒜（或洋蔥）在冰箱冷藏室內(nèi)（____℃）放置一周；取出后，將蒜放在裝滿清水的容器上方，讓蒜的底部接觸水面，于室溫（約____℃）進(jìn)行培養(yǎng)；待蒜長出約___cm長的不定根時，將_________放入冰箱冷藏室內(nèi)，誘導(dǎo)培養(yǎng)________h；4251整個裝置48-72剪取誘導(dǎo)處理的根尖_________cm，放入___________中浸泡_________h，以______________________，然后用_________________________沖洗____次；0.5-1卡諾氏液0.5-1殺死、固定細(xì)胞形態(tài)體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精2(2)實驗步驟③制片包括______、______、______、_______4個步驟；解離漂洗染色制片解離目的：漂洗目的：染色目的：制片目的：用藥液使組織中的細(xì)胞相互分離開來洗去藥液，防止解離過度甲紫溶液或醋酸洋紅液能使染色體著色使細(xì)胞分散開來，有利于觀察④觀察先用______尋找染色體形態(tài)好的分裂圖象；視野中既有________________，也有__________________________；確認(rèn)某個細(xì)胞發(fā)生染色體數(shù)目變化后，再用________觀察。低倍鏡正常的二倍體細(xì)胞染色體數(shù)目發(fā)生改變的細(xì)胞高倍鏡注意：A：在進(jìn)行實驗的過程中，所觀察的細(xì)胞已經(jīng)被卡諾氏液等殺死，看到的是死細(xì)胞。因此不能觀察到連續(xù)的變化。B：視野中既有正常的二倍體細(xì)胞（多），也有染色體數(shù)目發(fā)生改變的細(xì)胞（少）。(3)實驗現(xiàn)象：視野中既有正常的二倍體細(xì)胞，也有染色體數(shù)目發(fā)生改變的細(xì)胞。實驗中幾種試劑的使用方法和作用試劑使用方法作用卡諾氏液將根尖放入卡諾氏液中浸泡0.5～1h固定細(xì)胞形態(tài)體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精沖洗卡諾氏液處理過的根尖洗去卡諾氏液與質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的鹽酸等體積混合，浸泡經(jīng)固定處理的根尖解離根尖細(xì)胞清水漂洗解離后的根尖約10min洗去解離液甲紫溶液把漂洗干凈的根尖放進(jìn)盛有甲紫溶液的玻璃皿中染色3～5min使染色體著色兩次漂洗的比較項目第一次漂洗第二次漂洗時間不同在固定之后解離之前在解離之后染色之前試劑不同用95%酒精漂洗用清水漂洗目的不同洗去多余的卡諾氏液洗去多余的解離液

育種原理和過程1.雜交育種若培育隱性純合品種則無需連續(xù)自交篩選，F(xiàn)2中出現(xiàn)相關(guān)表現(xiàn)型即為純種，可推廣應(yīng)用。具有不同優(yōu)良性狀的親本雜交F1自交F2鑒別選擇需要的類型逐代自交不發(fā)生性狀分離為止(3)優(yōu)點：(1)概念：將兩個或多個品種的優(yōu)良性狀通過交配集中在一起，再經(jīng)過選擇和培育，獲得新品種的方法。(2)原理：基因重組操作簡單，可以把多個品種的優(yōu)良性狀集中在一起。(4)缺點：①育種周期長②局限于同種或親緣關(guān)系較近的物種(2)優(yōu)點：(1)原理：(3)缺點：①可以提高突變頻率，在較短時間內(nèi)獲得更多的優(yōu)良變異類型。②大幅度地改良某些性狀有利變異少，工作量大,需處理大量材料,具有盲目性2.誘變育種選擇生物多種突變類型選擇理想類型培育成新品種施加誘變因素(X射線、紫外線、亞硝酸等)

育種原理和過程基因突變3.單倍體育種花藥離體培養(yǎng)單倍體幼苗人工誘導(dǎo)(用秋水仙素處理)染色體數(shù)目加倍得到正常植株植物組織培養(yǎng)染色體(數(shù)目)變異單倍體育種所得個體并非都是純合子。例如：雜合子

(2)優(yōu)點：(1)原理：(3)缺點：明顯縮短育種年限,所得個體均為純合子技術(shù)復(fù)雜,一般應(yīng)用于二倍體植物

育種原理和過程4.多倍體育種導(dǎo)致萌發(fā)的種子或幼苗

抑制紡錘體的形成細(xì)胞中染色體數(shù)目加倍多倍體植株秋水仙素處理導(dǎo)致正常分裂分化染色體不分離為了改良荔枝，欲招聘高級育種工程師一名。要求在不改變荔枝原有外觀品質(zhì)的前提下把其改良為無核、果大、糖分含量多。若你前往應(yīng)聘，該怎樣設(shè)計育種方案？

(用文字簡要描述過程）將二倍體荔枝的用

或

處理得到

。將二倍體與四倍體雜交得到三倍體的荔枝種子。秋水仙素低溫四倍體

育種原理和過程雜交獲得三倍體種子刺激子房發(fā)育成果實染色體組數(shù)為奇數(shù)，減數(shù)分裂過程中染色體聯(lián)會紊亂，難以產(chǎn)生可育配子處理幼苗后，分生組織分裂產(chǎn)生的莖、葉、花染色體數(shù)目加倍，而未經(jīng)處理部分(如根部細(xì)胞)的染色體數(shù)不變。4.多倍體育種二、育種原理和過程(1)原理：染色體數(shù)目變異育種材料方法特點集優(yōu)無中生有各性狀加強外源基因表達(dá)誘變育種多倍體育種基因工程育種無生殖隔離有生殖隔離細(xì)胞工程或基因工程育種雜交育種最“簡便”最快獲得純合子最具有預(yù)見性最“盲目”雜交育種單倍體育種基因工程育種誘變育種幾種常考的育種方法歸納提示

染色體變異的應(yīng)用雜交自交花藥離體培養(yǎng)秋水仙素處理幼苗誘變處理秋水仙素處理轉(zhuǎn)基因技術(shù)脫分化再分化包裹人工種皮染色體變異的應(yīng)用1.（不定項）下列有關(guān)“低溫誘導(dǎo)植物細(xì)胞染色體數(shù)目的變化”實驗的分析，正確的是(

)A．有利于細(xì)胞分散開來的兩個關(guān)鍵步驟是解離和壓片B．視野中染色體數(shù)目已加倍的細(xì)胞占多數(shù)C．用卡諾氏液浸泡洋蔥根尖的目的是固定細(xì)胞的形態(tài)D．染色體數(shù)目變化的原理是低溫抑制了紡錘體的形成E．低溫處理洋蔥根尖分生組織細(xì)胞，起作用的時期是細(xì)胞有絲分裂中期F．用卡諾氏液處理后需用清水沖洗2遍，然后制作裝片G.多倍體形成過程中增加了非同源染色體重組的機會ACD對位練習(xí)多倍體育種1（1）方法：（2）處理對象：（3）原理：Ⅰ低溫處理，Ⅱ秋水仙素誘發(fā)。目前常用、最有效萌發(fā)的種子或幼苗。抑制紡錘體的形成，導(dǎo)致染色體不能移向細(xì)胞的兩極，從而引起細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目加倍。染色體數(shù)加倍染色體復(fù)制著絲粒分裂細(xì)胞無法正常分裂無紡綞絲牽引

二倍體授粉二倍體（父本）四倍體（母本）三倍體聯(lián)會紊亂無子西瓜秋水仙素授粉第一年第二年1.為什么要進(jìn)行兩次傳粉？第一次：雜交獲得三倍體植株的種子第二次：刺激子房發(fā)育成果實3.為什么用四倍體作母本？2.三倍體西瓜無子的原因？減數(shù)分裂過程中，由于染色體聯(lián)會紊亂，不能產(chǎn)生正常配子任務(wù)二：先嘗試說出無子西瓜的培育過程，然后討論下列問題種皮是母本發(fā)育的，是四倍體，所以胚的發(fā)育時間比種皮的發(fā)育時間短，當(dāng)胚發(fā)育完全時，種皮尚未發(fā)育完全，故種皮較薄，利于播種。4.用秋水仙素處理幼苗后所有部位染色體數(shù)目都加倍嗎？單倍體植株高度不育花藥(或花粉）離體培養(yǎng)、秋水仙素處理幼苗（1）原理：

染色體數(shù)目變異（2）方法：減數(shù)分裂DDTT×ddttDTdTDtdtDTDDTTdTDtdtddTTDDttddtt花藥離體培養(yǎng)秋水仙素處理幼苗DdTtPF1配子單倍體幼苗純合子