第六章第四节二染色体变异.ppt

第六章 遗传和变异,基础知识梳理,核心要点突破,经典例题透析,随堂即时巩固,课时活页训练,上 页,下 页,二、染色体变异,2011,学海引航,课标定位,1.,了解染色体结构变异的,4,种类型。,2,掌握染色体数目的变异。,3,掌握染色体组的概念及染色体组与二倍体、多倍体和单倍体的关系。,情景导引,你知道无子西瓜是怎样形成的吗？甲同学认为是由于卵细胞没有受精；乙同学认为是因为受精卵没有正常发育。,你的推测是什么？,【,我的思考,】,自然的二倍体西瓜与经过诱变产生的四倍体杂交，形成三倍体西瓜种子，此三倍体种子种植开花后，受二倍体花粉的刺激可发育成无子西瓜。由于是三倍体，减数分裂联会时期会发生紊乱，不能形成卵细胞，所以没有种子。,一、基因突变和染色体变异的区别,1,基因突变是染色体的某一个位点上,_,的改变，而染色体变异是比较明显的,_,变化。,2,基因突变在光学显微镜下是看不见的，而染色体变异是可以用显微镜直接,_,到的。,思考,1.,用显微镜可以观察到的生物变异有哪些？,基础知识梳理,基因,染色体,观察,3.,共性,(1),都会使排列在染色体上的,_,和,_,发生改变，从而导致性状的变异。,(2),大多数对生物体是,_,的，有的甚至导致生物体死亡。,思考,2.,基因重组中基因的交换与染色体变异中某一片段的移接有何区别？,【,提示,】,交换发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间，而染色体变异中某一片段的移接发生在非同源染色体之间。,基因的数目,排列顺序,不利,三、染色体数目的变异,1,类型,(1),细胞内的,_,增加或减少。,(2),细胞内的染色体数目以,_,的形式成倍地增加或减少。,2,染色体组：细胞中,_,各不相同，但是携带着控制一种生物生长发育、遗传和变异的全部信息的一组,_,。,3,二倍体,(1),概念：由受精卵发育而成的，体细胞中含有,_,染色体组的个体。,(2),举例：几乎全部动物和过半数的高等植物。,个别染色体,染色体组,形态和功能,非同源染色体,两个,4,多倍体,(1),概念：由受精卵发育而成的，体细胞中含有,_,以上染色体组的个体。,(2),举例：,33%,的被子植物，,65%,帕米尔高原的高山植物。,(3),成因：外界条件剧变，细胞分裂过程受阻，染色体复制但未能分向两极，细胞也没有分裂成两个子细胞，使染色体数目加倍。,(4),特点：茎秆粗壮，叶片、果实和种子都比较大，,_,等营养物质的含量都有所增加，但发育延迟，,_,率低。,三个或三个,糖类和蛋白质,结实,(5),多倍体育种,方法：用秋水仙素处理,_,或幼苗。,成因：秋水仙素,_,的形成。,原理：有丝分裂 细胞染色体数目加倍 多倍体植株。,实例：三倍体无子西瓜的培育。,萌发的种子,抑制纺锤体,秋水仙素抑制,_,形成,纺锤体,发育,5,单倍体,(1),单倍体的概念：体细胞中含有本物种,_,染色体数目的个体,(2),成因：由,_,直接发育成新个体,(,孤雌生殖、孤雄生殖,),。,(3),举例：蜜蜂中的雄蜂,(,由未受精卵细胞发育成的,),，玉米、高粱、水稻、番茄等高等植物，偶尔出现由未受精的卵细胞发育而成的单倍体植物。,(4),特点：植株弱小，高度不育。,(5),单倍体育种,优点：明显,_,育种年限，后代都是纯合体。,配子,配子,缩短,核心要点突破,一、染色体组、单倍体、多倍体的判别,1,染色体组,(1),概念理解,要构成一个染色体组应具备以下几点：,一个染色体组中不含有同源染色体。,一个染色体组中所含有的染色体形态、大小和功能各不相同。,一个染色体组中含有控制一种生物性状的一整套遗传信息,(,即含一整套基因,),。,(2),某生物体细胞中染色体组数目的判断,根据染色体形态判断：细胞内形态、大小相同的染色体有几条，则该细胞中就含有几个染色体组。如图，每种形态的染色体有,3,条，则该细胞中含有,3,个染色体组。,根据基因型判断：在细胞或生物体的基因型中，控制同一性状的相同基因或等位基因出现几次，该细胞或生物体中就含有几个染色体组。例如：基因型为,AAaaBBBB,的细胞或生物体，含有,4,个染色体组。,2,单倍体与多倍体的判断,判断生物是几倍体，既要看细胞内含有的染色体组数，还要考虑生物个体发育的直接来源。,(1),如果生物体是由受精卵发育而来，体细胞中含有几个染色体组就是几倍体。,(2),若生物体是由生殖细胞,(,卵细胞或花粉,),直接发育而来，无论体细胞中含几个染色体组，都只能是单倍体。,【,特别提醒,】,判定生物是单倍体还是二倍体、多倍体的关键是看它的发育起点。,体细胞含有一个染色体组的个体一定是单倍体，但单倍体不一定含有一个染色体组。,1,如图是各细胞中所含的染色体的示意图，据图回答下列问题：,即时突破,(1),图中可表示二倍体生物体细胞的是,_,；表示三倍体生物体细胞的是,_,；可表示单倍体生物体细胞的是,_,；肯定表示单倍体生物体细胞的是,_,。,(2),若,A,、,B,、,D,分别表示由受精卵发育而成的生物体的体细胞，则,A,、,B,、,D,所代表的生物体分别为,_,。,(3),若,A,、,B,、,D,分别表示由未受精的卵细胞发育而成的生物体细胞，则,A,、,B,、,D,所代表的生物体分别为,_,。,(4),每个染色体组中含有,2,条染色体的细胞是,_,。,(5)C,细胞中同源染色体的数目是,_,。,(6),若,D,细胞表示一个含,4,条染色体的有性生殖的细胞，它是由,_,倍体个体的性原细胞经,_,后产生的。,答案：,(1)A,B,A,、,B,、,C,、,D,C,(2),二倍体、三倍体、四倍体,(3),单倍体、单倍体、单倍体,(4)B,(5)0,(6),八减数分裂,二、三倍体无子西瓜,1,无子西瓜的培育过程,2,三倍体无子西瓜培育过程中的几个问题,(1),关于两次授粉：第一次授粉是为了杂交得到三倍体种子，第二次授粉是为了提供生长素刺激子房发育成果实。,(2),秋水仙素处理后，新产生的茎、叶、花染色体数目加倍，而未处理的地下部分根仍含两个染色体组。,(3),四倍体植株上结的西瓜，种皮和瓜瓤为四个染色体组，而种子为三个染色体组，胚乳含五个染色体组。,(4),三倍体西瓜进行减数分裂时，由于联会紊乱，不能产生正常配子。,(5),获取三倍体种子是在第一年四倍体植株上；获取三倍体无子果实则是在第二年的三倍体植株上。,【,特别提醒,】,在第一年四倍体植株上的不同部位存在可能含有二个、三个、四个、五个染色体组的情况。,无子西瓜和无子番茄均为无子果实，但前者无子原因是由于三倍体植株在减数分裂过程中同源染色体联会紊乱，不能形成正常配子；后者则是用人工合成的生长素来处理没有受粉的花蕾，使子房发育成果实。在此过程中，细胞内的遗传物质及其数量都没有发生变化。,即时突破,2,科学家做了两项实验：,(1),用适当浓度的生长素溶液处理未受粉的番茄花蕾子房，发育成无子番茄；,(2),用四倍体西瓜与二倍体西瓜杂交，获得三倍体西瓜植株，给其雌蕊授二倍体花粉，子房发育成无子西瓜。,下列有关叙述不正确的是,(,),A.,上述番茄无子这一变异是不遗传的变异,B,无子番茄植株进行无性繁殖，长成的植株所结果实中有种子,C,无子西瓜进行无性繁殖，长成的植株所结果实中没有种子,D,无子西瓜进行无性繁殖，长成的植株不能正常结实,解析：选,C,。本题考查无子果实产生的原理及理解能力、分析判断能力。无子番茄的产生属于外源生长素作用下的单性结实，该方式并未使植物体的遗传物质发生改变，因而属于不遗传变异，若这样的植株通过无性繁殖，长成的植株细胞仍为正常二倍体，所结果实中有种子。用四倍体西瓜与二倍体西瓜杂交所得的后代为三倍体，属于染色体变异，为可遗传变异。经无性繁殖所得植株仍为三倍体，在减数分裂中同源染色体联会紊乱，故不能正常结实。,三、几种常见育种方法的比较,杂交育种,人工诱变育种,单倍体育种,多倍体育种,依据原理,基因重组,基因突变,染色体变异,染色体变异,常用,方法,杂交,自交,选优,自交,辐射诱变，激光诱变,花药离体培养后再诱导染色体加倍,秋水仙素处理萌发的种子或幼苗,优点,使位于不同个体的优良性状集中于一个个体上,可以提高变异频率或出现新性状，加速育种进程,明显缩短育种年限,器官巨大，提高产量和营养成分,缺点,时间长，须及时发现优良性状,有利变异少，须大量处理实验材料，具有不确定性,技术复杂一些，须与杂交育种配合,适用于植物，对于动物难于开展,【,特别提醒,】,单倍体育种一般应用于二倍体植物，若为四倍体植物，通过单倍体育种形成的个体不一定是纯合子。,用秋水仙素处理植株使染色体数目加倍，若操作对象是单倍体植株，叫单倍体育种，若操作对象为正常植株，叫多倍体育种。,3,(2010,年兰州市调研,),如图所示为某种农作物品种,和,培育出,的几种方法，有关说法错误的是,(,),即时突破,A,经过,培育形成,常用的方法是花药离体培养,B,过程,常用一定浓度的秋水仙素处理,的幼苗,C,由品种,直接形成,的过程必须经过基因突变,D,由品种,和,培育品种,的最快途径是,解析：选,D,。,、,为单倍体育种过程，包括花药离体培养和秋水仙素诱导细胞染色体加倍两个阶段。,与,相比,B,变为,b,，所以由品种,直接形成,的过程必须经过基因突变。由品种,和,培育品种,的最快途径是,。,例,1,经典例题透析,类型一,染色体组数目的判断,如下图所示细胞为三倍体的是,(,),【,解析,】,解答本题的方法和技巧是三倍体细胞中应含三个染色体组，只有,B,图中形态相同的染色体数为,3,，即染色体组数为三。,【,答案,】,B,【,题后反思,】,染色体组数目的判断方法：,根据染色体的形态：相同形态的染色体数目染色体组数。,根据基因型控制同一性状的基因数染色体组数。,根据染色体数和形态数：染色体组数目染色体数,/,形态数。,例,2,某些类型的染色体结构和数目的变异，可通过对细胞有丝分裂中期或减数第一次分裂时期的观察来识别。,a,、,b,、,c,、,d,为某些生物减数第一次分裂时期染色体变异的模式图，它们依次属于,(,),类型二,染色体结构和数目变异,A,三倍体、染色体片段增加、三体、染色体片段缺失,B,三倍体、染色体片段缺失、三体、染色体片段增加,C,三体、染色体片段增加、三倍体、染色体片段缺失,D,染色体片段缺失、三体、染色体片段增加、三倍体,【,解析,】,本题考查染色体结构和数目的变异，染色体数目的变异包括两种类型：一是细胞内个别染色体的增加或减少，另一类是细胞内染色体数目以染色体组的形式成倍地增加或减少。显然,a,图属于前者变异类型，,c,图属于后者变异类型，染色体结构变异包括缺失、重复、倒位、易位，,b,图属于染色体片段的增添造成的重复，而,d,图属于染色体片段的缺失，故,C,正确。,【,答案,】,C,【,题后反思,】,染色体变异包括染色体结构变异和染色体数目变异。染色体结构变异包括缺失、重复、倒位、易位。染色体数目变异包括个别染色体数目增加或减少和染色体组成倍地增加或减少。,(2010,年高考山东卷,),育种专家在稻田中发现一株十分罕见的,“,一秆双穗,”,植株，经鉴定该变异性状是由基因突变引起的。下列叙述正确的是,(,),A,这种现象是由显性基因突变成隐性基因引起的,B,该变异株自交可产生这种变异性状的纯合个体,C,观察细胞有丝分裂中期染色体形态可判断基因突变发生的位置,D,将该株水稻的花粉离体培养后即可获得稳定遗传的高产品系,例,3,类型三,基因突变及单倍体育种的应用,【,解析,】,这种变异既可能是显性突变，也可能是隐性突变，,A,项错误；若是显性突变，则该个体是杂合子；若是隐性突变，则该个体是隐性纯合子，这两种情况下自交后代中均会产生这种变异性状的纯合个体，,B,项正确；观察细胞有丝分裂过程中染色体形态是用光学显微镜，在光学显微镜下不可能观察到基因突变发生的位置，,C,项错误；假设突变是显性突变，则该杂合子的花粉离体培养后将形成显性单倍体和隐性单倍体两种单倍体，需经加倍和筛选后才能得到稳定遗传的高产品系，,D,项错误。,【,答案,】,B,例,4,(2009,年高考广东卷,),为了快速培育抗某种除草剂的水稻，育种工作者综合应用了多种育种方法，过程如下。请回答问题：,(1),从对该种除草剂敏感的二倍体水稻植株上取花药离体培养，诱导成,_,幼苗。,(2),用,射线照射上述幼苗，目的是,_,；然后用该除草剂喷洒其幼叶，结果大部分叶片变黄，仅有个别幼叶的小片组织保持绿色，表明这部分组织具有,_,。,类型四,生物变异在育种上的应用,(3),取该部分绿色组织再进行组织培养，诱导植株再生后，用秋水仙素处理幼苗，使染色体,_,，获得纯合,_,，移栽到大田后，在苗期喷洒该除草剂鉴定其抗性。,(4),对抗性的遗传基础做进一步研究，可以选用抗性植株与,_,杂交，如果,_,，表明抗性是隐性性状。,F,1,自交，若,F,2,的性状分离比为,15(,敏感,)1(,抗性,),，初步推测,_,_,。,【,解析,】,(1),花药中含有受精的生殖细胞，其发育成的个体为单倍体。,(2),用,射线照射上述幼苗，幼苗易发生基因突变，可能产生符合生产的新类型；然后用该除草剂喷洒其幼叶，个别幼叶的小片组织保持绿色，表明这部分组织抗除草剂。,(3),取该部分绿色组织再进行组织培养，诱导植株再生后，用秋水仙素处理幼苗，使染色体加倍，从而获得纯合的抗除草剂植物。,(4),对抗性的遗传基础做进一步研究，可以选用抗性植株与敏感性植株杂交，如果后代全部为敏感性植株，表明抗性是隐性性状。,F,1,自交，若,F,2,的性状分离比为,15(,敏感,)1(,抗性,),，表明抗性性状由两对基因控制，且两对基因均为隐性纯合时才表现为抗性，其他基因型表现为敏感性。,【,答案,】,(1),单倍体,(2),使幼苗产生突变抗除草剂能力,(3),数目加倍抗性植株,(4),敏感性植株,F,1,个体全为敏感性植株该抗性性状由两对基因共同控制，且两对基因均隐性纯合时，植株表现抗性，其余表现敏感性,随堂即时巩固,课时活页训练,