高考生物复习第19讲染色体变异与育种全国公开课一等奖百校联赛示范课赛课特等奖课件.pptx

第19讲染色体变异与育种第1页突破突破1 1染色体变异染色体变异突破突破2 2生物变异在育种上应用生物变异在育种上应用总纲目录总纲目录突破突破3 3试验试验低温诱导植物染色体数目标改变低温诱导植物染色体数目标改变第2页一、染色体结构变异(连一连)aDbCcBdA第3页名师点睛名师点睛(1)基因中碱基对“缺失”染色体结构变异中“缺失”。(2)“易位”“交叉交换”。二、染色体数目标变异1.染色体组(1)概念:细胞中一组非同源染色体,在形态和功效上各不相同,但又相互协调,共同控制生物生长、发育、遗传和变异,这么一组染色体叫做一个染色体组。(2)组成:如图为一雄果蝇染色体组成,其染色体组可表示为:、X或、Y。第4页2.二倍体、多倍体和单倍体比较二倍体多倍体单倍体概念体细胞中含有两个染色体组个体体细胞中含有三个或三个以上染色体组个体体细胞中含有本物种配子染色体数目标个体染色体组 两个三个或三个以上一至多个发育起点 受精卵受精卵配子第5页1.图中a和b操作是秋水仙素处理,其作用原理是抑制纺锤体形成。三、单倍体育种和多倍体育种四倍体二倍体单倍体纯合二倍体2.图中c过程是花药离体培养。3.单倍体育种优点是显著缩短育种年限。名师点睛名师点睛(1)用秋水仙素或低温处理种子时一定要注意处理是萌发种子。(2)由配子形成单倍体在染色体数目加倍时只能处理其幼苗。第6页1.杂交育种(1)含义:将两个或多个品种优良性状经过交配集中在一起,再经过选择和培育,取得新品种方法。(2)育种原理:基因重组。(3)方法:杂交自交选种自交。四、杂交育种与诱变育种2.诱变育种(1)含义:利用物理原因或化学原因来处理生物,使生物发生基因突变。(2)育种原理:基因突变。第7页3.生物育种原理、方法、实例AaAeBcCbCd第8页1.基因突变与染色体结构变异都造成个体表现型改变。()3.将杂合二倍体植株花粉培育成一株幼苗,然后用秋水仙素处理,使其能正常开花结果。该幼苗发育成植株含有能稳定遗传特征。()2.染色体增加某一片段可提升基因表示水平,是有利变异。()5.观察异常染色体应选择处于分裂间期细胞。()4.染色体结构变异可为生物进化提供原材料。()6.三倍体西瓜植株高度不育与减数分裂同源染色体联会行为相关。()第9页12.人工诱导多倍体唯一方法是用秋水仙素处理萌发种子或幼苗。()11.用AaBb个体进行单倍体育种,要用秋水仙素处理萌发种子。()10.人工诱变育种优点是能够提升突变率,加速育种工作进程。()9.“将含抗病基因重组DNA导入玉米细胞,经组织培养取得抗病植株”包含了基因工程技术。()8.基因工程育种与杂交育种原理相同。()7.某染色体上缺失一个碱基对属于基因突变,缺失一个基因属于染色体变异。()第10页突破突破1 1染色体变异染色体变异 1.染色体结构变异与基因突变、基因重组辨析(1)染色体结构变异与基因突变判断第11页(2)“缺失”问题(3)变异水平问题第12页2.单倍体、二倍体与多倍体比较单倍体二倍体多倍体形成过程形成原因自然成因单性生殖正常有性生殖外界环境条件剧变人工诱导花药离体培养秋水仙素处理单倍体幼苗秋水仙素处理萌发种子或幼苗实例蜜蜂雄蜂绝大多数动物香蕉、马铃薯第13页3.染色体易位与交叉交换染色体易位交叉交换图解区分发生于非同源染色体之间发生于同源染色体非姐妹染色单体间属于染色体结构变异属于基因重组可在显微镜下观察到在显微镜下观察不到第14页变异类型可发生细胞分裂方式基因突变二分裂、无丝分裂、有丝分裂、减数分裂基因重组减数分裂染色体变异有丝分裂、减数分裂归纳提升归纳提升变异类型与细胞分裂关系|第15页1.“三看”法判断生物变异类型(1)DNA分子内变异:第16页(2)DNA分子间变异:第17页2.染色体组数量判断方法(1)同一形态染色体有几条就有几个染色体组。如图中有4个染色体组。(2)控制同一性状等位基因有几个就有几个染色体组。如AAabbb个体中有3个染色体组。(3)染色体组数=,如图中染色体组数为=4。第18页3.单倍体、二倍体和多倍体判断方法第19页考向考向1以基础判断或相关图示形式以基础判断或相关图示形式,考查染色体结构变异考查染色体结构变异1.(北京海淀期末)某初级精母细胞在发生减数分裂时,两对同源染色体发生特殊联会现象(如图,字母为染色体区段标号,数字为染色体标号),减数第一次分裂后期四条染色体随机两两分离,遗传信息不丢失配子才成活。以下分析不正确是()第20页A.可利用光镜观察这种特殊联会现象B.、发生了染色体结构变异C.图中四条染色体共有4种分离方式D.含、或、配子能够成活第21页答案答案C题图变异原因是、发生了染色体结构变异中易位,故可利用光镜观察这种特殊联会现象,A、B正确;由题意可知,图中四条染色体随机两两分离,共有3种分离方式,C错误;由题意可知,含、或、配子,遗传信息没有丢失,能够成活,D正确。第22页2.甲、乙为两种果蝇(2n),如图为这两种果蝇各一个染色体组,以下叙述正确是()A.甲、乙杂交产生F1减数分裂都正常B.甲发生染色体交叉交换形成了乙C.甲、乙1号染色体上基因排列次序相同D.图示染色体结构变异可为生物进化提供原材料D第23页答案答案D分析图可知,甲1号染色体倒位形成乙1号染色体,B错误;染色体倒位后,染色体上基因排列次序改变,C错误;倒位后甲和乙1号染色体不能正常联会,减数分裂异常,A错误。基因突变、染色体变异和基因重组为生物进化提供原材料,D正确。第24页考向考向2以基础判断或图示分析形式以基础判断或图示分析形式,考查染色体数目变异考查染色体数目变异3.(北京八中期中)以下关于子细胞基因型异常发生时期判断,正确是()选项个体基因型子细胞基因型异常发生时期AAaBbAAaBb、aBb有丝后期BDDD、d减后期CAaBbAaB、AaB、b、b减后期DAaXBXbAAXBXb、XBXb、a、a减后期A第25页答案答案A基因组成为AaBb细胞分裂形成子细胞基因组成为AAaBb和aBb,可推知在有丝分裂后期,含有A基因两条子染色体移向了同一极,进入了基因组成为AAaBb子细胞中,同时形成另一个子细胞基因组成为aBb,A正确;基因型为DD个体,产生子细胞基因组成为D、d,可推知这两个子细胞是配子,说明发生异常时期是减数第一次分裂前间期,发生了基因突变,B错误;基因型为AaBb个体产生了基因组成为AaB、AaB、b、b子细胞,可推知,在减数第一次分裂后期,含有A基因和a基因同源染色体未分离,C错误;基因型为AaXBXb个体产生了基因组成为AAXBXb、XBXb、a、a子细胞,可推知,在减数第一次分裂后期,两条X染色体未分离,且减数第二次分裂后期,含有A基因姐妹染色单体未分离,D错误。第26页4.如图表示细胞中所含染色体,基因型能够表示为()A.:AABb:AAABBb:ABCD:AB.:Aabb:AaBbCc:AAAaBBbb:ABC.:AaBb:AaaBbb:AAaaBBbb:AbD.:AABB:AaBbCc:AaBbCcDd:ABCDC第27页答案答案C依据细胞中所含染色体类型判断,含有两个染色体组,含有三个染色体组,含有四个染色体组,含有一个染色体组,等位基因或相同基因位于同源染色体上,分析得出C正确。第28页突破突破2 2生物变异在育种上应用生物变异在育种上应用1.针对不一样目标杂交育种程序(1)培育杂合子品种在农业生产上,能够将杂种一代作为种子直接使用,如水稻、玉米等。其特点是能够利用杂种优势,取得高产、抗性强品种,但种子只能种一年。培育基本步骤以下:选取符合要求纯种双亲杂交()F1(即为所需品种)。第29页(2)培育隐性纯合子品种选取双亲杂交()F1F2选出表现型符合要求个体种植并推广。(3)培育显性纯合子品种选取双亲杂交()F1F2选出表现型符合要求个体F3选出稳定遗传个体推广种植。第30页2.不一样育种目标育种方式选择(1)培育无子果实可选择多倍体育种,其原理是三倍体植株减数分裂时联会紊乱,不能形成种子。(2)要取得本物种没有性状可选择诱变育种或基因工程育种,其中基因工程育种目标性强。(3)假如要将不一样个体优良性状集中到同一个体,则能够选择杂交育种或单倍体育种,其中单倍体育种可大大缩短育种年限,从而快速取得纯种。(4)假如要克服远缘杂交不亲和障碍,则能够选择基因工程育种和植物体细胞杂交技术。(5)假如要培育隐性性状个体,可自交或杂交,只要出现该性状即可。第31页(6)假如要使染色体加倍,则能够采取秋水仙素处理等方法,也能够采取细胞融合方法,而且细胞融合可在两个不一样物种之间进行。(7)有些植物如小麦、水稻等,杂交试验较难操作,则最简便方法是自交。(8)试验材料若为动物,则杂交育种中普通不经过逐代自交,而应经过测交试验直接判断基因型。(9)试验植物若为营养繁殖类,如马铃薯、红薯等,则只要出现所需性状即可,不需要培育出纯种。(10)试验材料若为原核生物,则不能利用杂交育种,细菌育种普通采取诱变育种和基因工程育种方法。第32页育种图解识别方法1.育种程序图识别第33页皮。这是识别各种育种方法主要依据。(2)依据以上分析能够判断:“亲本新品种”为杂交育种,“亲本新品种”为单倍体育种,“种子或幼苗新品种”为诱变育种,“种子或幼苗新品种”为多倍体育种,“植物细胞新细胞愈伤组织胚状体人工种子新品种”为基因工程育种。(1)首先要识别图解中各字母表示处理方法:A杂交,D自交,B花药离体培养,C秋水仙素处理,E诱变处理,F秋水仙素处理,G转基因技术,H脱分化,I再分化,J包裹人工种第34页2.基于个体基因型育种图解识别依据基因型改变能够判断:“aabbAABBAaBbAAbb”为杂交育种,“aabbAABBAaBbAbAAbb”为单倍体育种,“AABBAaBB”为诱变育种,“aabbAABBAaBbAAaaBBbb”为多倍体育种。第35页考向考向1以基础判断或图示分析形式以基础判断或图示分析形式,考查育种原理及图解分析考查育种原理及图解分析1.研究人员在柑橘中发觉一棵含有显著早熟特征变异株,决定以此为基础培育早熟柑橘新品种。请回答以下问题:第36页(1)要判断该变异株育种价值,首先要确定它物质是否发生了改变。(2)在选择育种方法时,需要判断该变异株变异类型。假如变异株是个别基因突变体,则可采取育种方法,使早熟基因逐步,培育成新品种1。为了加紧这一进程,还能够采集变异株进行处理,取得高度纯合后代,选育成新品种2,这种方法称为育种。第37页(3)假如该早熟植株属于染色体组变异株,能够推测该变异株减数分裂中染色体有各种联会方式,由此造成不规则,产生染色体数目不等、生活力很低,因而得不到足量种子。即使得到少许后代,早熟性状也极难稳定遗传。这种情况下,可考虑选择育种方法,其不足之处是需要不停制备,成本较高。(4)新品种1与新品种3均含有早熟性状,但其它性状有差异,这是因为新品种1选育过程中基因发生了屡次,产生各种基因型中只有一部分在选育过程中保留下来。第38页答案答案(1)遗传(2)纯合花药单倍体(3)染色体分离配子组培苗(4)重组解析解析本题考查育种相关知识。(1)要判断该变异株是否可用于育种,首先必须明确该变异是否为遗传物质改变引发。(2)育种方法1为杂交育种,含有早熟基因杂合子经过不停自交和选育,含有早熟基因纯合子百分比逐步增大。采取花药离体培养取得是单倍体植株,再经过人工诱导使染色体数目加倍育种方法称为单倍体育种。(3)假如该第39页变异植株为染色体组变异株,在减数分裂过程中染色体有各种联会方式,造成不规则染色体分离,产生染色体数目不等、生活力很低配子,所以种子数量降低。采取植物组织培养技术育种,需要不停制备组培苗。(4)新品种1是采取杂交育种方法取得,选育过程中基因发生多次重组,后代中有各种基因型,只有符合要求部分在选育过程中被保留下来。第40页考向考向2以实例分析形式以实例分析形式,考查育种方法选择考查育种方法选择2.(北京理综)玉米(2n=20)是我国栽培面积最大作物,近年来惯用一个单倍体育种技术使玉米新品种选育愈加高效。(1)单倍体玉米体细胞染色体数为,所以在分裂过程中染色体无法联会,造成配子中无完整。(2)研究者发觉一个玉米突变体(S),用S花粉给普通玉米授粉,会结出一定百分比单倍体籽粒(胚是单倍体;胚乳与二倍体籽粒胚乳相同,是含有一整套精子染色体三倍体。见图1)。依据亲本中某基因差异,经过PCR扩增以确定单倍体胚起源,结果见图2。第41页从图2结果能够推测单倍体胚是由发育而来。玉米籽粒颜色由A、a与R、r两对独立遗传基因控制,A、R同时存在时籽粒为紫色,缺乏A或R时籽粒为白色。紫粒玉米与白粒玉米杂交,结出籽粒中紫白=35,出现性状分离原因是,推测白粒亲本基因型是。将玉米籽粒颜色作为标识性状,用于筛选S与普通玉米杂交后代中单倍体,过程以下:第42页请依据F1籽粒颜色区分单倍体和二倍体籽粒并写出与表型对应基因型。(3)现有高产抗病白粒玉米纯合子(G)、抗旱抗倒伏白粒玉米纯合子(H),欲培育出高产抗病抗旱抗倒伏品种。结合(2)中育种材料与方法,育种流程应为:;将得到单倍体进行染色体加倍以取得纯合子;选出含有优良性状个体。第43页答案答案(1)10减数染色体组(2)卵细胞紫粒亲本是杂合子aaRr/Aarr单倍体籽粒胚表型为白色,基因型为ar;二倍体籽粒胚表型为紫色,基因型为AaRr;二者胚乳表型均为紫色,基因型为AaaRrr(3)G与H杂交;将所得F1为母本与S杂交;依据籽粒颜色挑出单倍体解析解析本题考查遗传规律及育种相关知识。(1)单倍体玉米体细胞染色体数为20/2=10,没有同源染色体,所以在减数分裂过程中染色体无法联会,染色体随机分配到子细胞,造成配子中无完整染色体组。(2)由图2能够直接看出,F1单倍体胚基因与母本完全相同,说明单倍体胚是由母本卵细胞发育而来。由紫粒玉米和白粒玉米杂交后代表型百分比3/8=3/41/2能够推出,亲本中相关两对基因,一对基因在第44页两个亲本中都是杂合,另一对基因在一个亲本中是杂合,在另一个亲本中是隐性纯合,所以紫粒亲本基因型为AaRr,白粒亲本基因型为aaRr/Aarr。由题意可知该杂交试验后代中,二倍体籽粒胚基因来自亲本双方,单倍体籽粒胚基因只来自母本,二者胚乳都由精子与极核结合形成受精极核发育而来,所以单倍体籽粒胚基因型为ar,表型为白色;二倍体籽粒胚基因型为AaRr,表型为紫色;二者胚乳基因型为AaaRrr,表型为紫色。(3)结合(2)中育种方法可知,能够经过子代玉米籽粒颜色筛选出S与普通玉米杂交后代中单倍体,所以育种流程应为:用G和H杂交,将优良性状组合在一起,再将所得F1为母本与S杂交,取得单倍体籽粒和二倍体籽粒,依据籽粒颜色挑选出单倍体;最终将得到单倍体进行染色体加倍以取得纯合子,选出含有优良性状个体。第45页突破突破3 3试验试验低温诱导植物染色体数目标改变低温诱导植物染色体数目标改变1.试验原理:低温可抑制纺锤体形成,阻止细胞分裂,造成细胞染色体数目加倍。2.试验步骤与现象第46页3.低温诱导植物染色体数目标改变试验中试剂及其作用试剂使用方法作用卡诺氏液将根尖放入卡诺氏液中浸泡0.51h固定细胞形态体积分数为95%酒精冲洗用卡诺氏液处理根尖洗去卡诺氏液与质量分数为15%盐酸等体积混合,浸泡经固定根尖解离根尖细胞质量分数为15%盐酸与体积分数为95%酒精等体积混合,作为解离液解离根尖细胞蒸馏水浸泡解离后根尖约10min漂洗根尖,去掉解离液改良苯酚品红染液把漂洗洁净根尖放进盛有改良苯酚品红染液玻璃皿中染色35min使染色体着色第47页4.“低温诱导植物染色体数目标改变”与“观察根尖分生组织细胞有丝分裂”区分项目低温诱导植物染色体数目标改变观察根尖分生组织细胞有丝分裂培养待洋葱长出约1cm左右不定根时4低温培养适宜温度下培养固定解离前用卡诺氏液进行固定,然后用体积分数为95%酒精冲洗2次不用固定染色用改良苯酚品红染液用醋酸洋红溶液或龙胆紫溶液第48页考向考向1以基础判断形式以基础判断形式,考查考查“低温诱导植物染色体数目标改变低温诱导植物染色体数目标改变”试验操作试验操作1.以下相关“低温诱导植物染色体数目标改变”试验叙述,错误是()A.低温处理植物分生组织细胞,能够抑制纺锤体形成B.制作装片,包含解离、漂洗和制片3个步骤C.在低倍镜视野中现有正常二倍体细胞,也有染色体数目发生改变细胞D.把根尖放在卡诺氏液中浸泡,以固定细胞形态B第49页答案答案B低温处理植物分生组织细胞,能够抑制纺锤体形成,A正确;制作装片次序是解离漂洗染色制片,B错误;在低倍镜视野中现有正常二倍体细胞,也有染色体数目发生改变细胞,C正确;卡诺氏液适合用于普通植物组织和细胞固定,所以把根尖放在卡诺氏液中浸泡,能够固定细胞形态,D正确。第50页考向考向2以试验探究形式以试验探究形式,考查试验原理应用与分析考查试验原理应用与分析2.用一定浓度秋水仙素溶液处理植物分生组织,能够诱导细胞内染色体数目加倍,形成多倍体植物细胞。那么,用一定时间低温(4)处理水培洋葱根尖,是否也能诱导细胞内染色体数目标加倍呢?请经过实验探究低温对细胞内染色体数目标影响是否与秋水仙素作用相同。材料器具:长出根洋葱若干、小烧杯或广口瓶若干、清水、冰箱、一定浓度秋水仙素溶液。(1)试验假设:。(2)试验设计方案:前期准备:用清水培养洋葱,待根尖长到1cm长。分组处理:甲组滴加一定浓度秋水仙素溶液、乙组放在下、丙组放在室温下进行培养。第51页观察现象:一段时间后,制作洋葱根尖暂时装片,在光学显微镜下观察根尖区细胞内。(3)试验结果预测与结论:若,则说明低温与秋水仙素作用相同,低温能诱导细胞内染色体数目标加倍。若,则说明低温与秋水仙素作用不一样,低温不能诱导细胞内染色体数目标加倍。第52页答案(1)低温与秋水仙素作用原理相同,能够诱导细胞内染色体数目标加倍(或低温与秋水仙素作用不一样,不能诱导细胞内染色体数目加倍)(2)4低温分生染色体数目(3)乙与甲染色体数目标改变相同,与丙不一样乙与丙染色体数目改变相同,与甲不一样解析试验假设表述应参考试验目标,因为试验目标是“探究低温对细胞内染色体数目标影响是否与秋水仙素作用相同”,所以能够假设“作用原理相同”,也能够假设“作用原理不一样”。该试验自变量为低温和秋水仙素处理,因变量(或观察指标)为细胞内染色体数目标变化。第53页关键构建关键构建第54页