1、第三節(jié)染色體變異及其應(yīng)用,第三章遺傳和染色體,學(xué)習(xí)導(dǎo)航 1.結(jié)合教材P47，概述染色體結(jié)構(gòu)變異的類型。 2.結(jié)合教材P4850，在闡明染色體組概念的基礎(chǔ)上，說(shuō)出單倍體、多倍 體的概念。 3.結(jié)合教材P5152，概述染色體變異在育種上的應(yīng)用。 重難點(diǎn)擊 1.染色體組的概念。 2.單倍體、多倍體育種的流程。,課堂導(dǎo)入 舟舟， 1978年4月1日出生在中國(guó)的武漢。他是個(gè)先天性愚型患者，智力只相當(dāng)于幾歲的小孩子。舟舟從小偏愛指揮，當(dāng)音樂(lè)響起時(shí)，舟舟就會(huì)拿起指揮棒，惟妙惟肖地做出標(biāo)準(zhǔn)的指揮動(dòng)作，直到曲終。研究表明舟舟身材矮小、智力低下的根本原因是：第21號(hào)染色體比常人多了1條。那么染色體都有哪些變異，對(duì)

2、生物有什么影響呢？本節(jié)課我們來(lái)學(xué)習(xí)染色體變異。 解決學(xué)生疑難點(diǎn)_,一、染色體結(jié)構(gòu)的變異,當(dāng)堂檢測(cè),二、染色體數(shù)目的變異,內(nèi)容索引,三、染色體變異在育種上的應(yīng)用,一、染色體結(jié)構(gòu)的變異,基礎(chǔ)梳理,1.特點(diǎn)：染色體結(jié)構(gòu)變異一般可通過(guò) 直接觀察。 2.類型：包括 四種。 3.染色體結(jié)構(gòu)變異導(dǎo)致性狀變異的原因：染色體結(jié)構(gòu)變異都會(huì)使染色體上基因的 或 發(fā)生改變，從而導(dǎo)致性狀的變異。 4.結(jié)果：大多數(shù)染色體結(jié)構(gòu)的變異對(duì)生物體是 ，甚至?xí)?dǎo)致生物體 。 5.影響因素：電離 、病毒感染或一些 誘導(dǎo)。,光學(xué)顯微鏡,缺失、重復(fù)、倒位和易位,排列順序,數(shù)目,不利的,死亡,輻射,化學(xué)物質(zhì),下圖分別表示不同的變異類型，其

3、中圖中的基因2由基因1變異而來(lái)。據(jù)此分析：,答案圖發(fā)生在同源染色體的非姐妹染色單體之間，屬于基因重組； 圖發(fā)生在非同源染色體之間，屬于染色體結(jié)構(gòu)變異中的易位。,問(wèn)題探究,答案,1.圖和圖的變異分別發(fā)生在哪種染色體之間？屬于哪類變異？,答案圖是易位，會(huì)使排列在染色體上的基因的數(shù)目或排列順序發(fā)生改變； 圖是基因突變，只是改變基因的結(jié)構(gòu)，不改變?nèi)旧w上的基因的數(shù)目或排列順序。,2.圖和圖相比，二者對(duì)染色體上基因的數(shù)目或排列順序的影響有什么不同？,答案,答案能在光學(xué)顯微鏡下觀察到的是。,3.圖中能在光學(xué)顯微鏡下觀察到的是哪種？,答案,答案不能。若染色體3正常，染色體4則發(fā)生染色體結(jié)構(gòu)變異中的缺失；若染

4、色體4正常，染色體3則發(fā)生染色體結(jié)構(gòu)變異中的重復(fù)。,4.能確定圖中的變異具體屬于哪種染色體結(jié)構(gòu)變異嗎？,知識(shí)整合,同源染色體的非姐妹染色單體間的片段交換屬于基因重組，非同源染色體之間的片段交換屬于染色體結(jié)構(gòu)變異中的易位；基因突變?cè)诠鈱W(xué)顯微鏡下都觀察不到，不改變?nèi)旧w上的基因的數(shù)目或排列順序；染色體變異可以在光學(xué)顯微鏡下觀察到，會(huì)使排列在染色體上的基因的數(shù)目或排列順序發(fā)生改變。,拓展應(yīng)用,1.如圖表示某生物細(xì)胞中兩條染色體及其部分基因。下列四種情況的產(chǎn)生不屬于該細(xì)胞染色體結(jié)構(gòu)變異的是,答案,A. B. C. D.,解析染色體結(jié)構(gòu)變異指的是染色體某一片段的缺失、重復(fù)、倒位和易位等。是基因突變或減數(shù)

5、分裂四分體時(shí)期發(fā)生交叉互換所致。,解析,2.下列關(guān)于人類貓叫綜合征的敘述，正確的是 A.該病是由于特定的染色體片段缺失造成的 B.該病是由于特定染色體的數(shù)目增加造成的 C.該病是由于染色體組數(shù)目成倍增加造成的 D.該病是由于染色體中增加某一片段引起的,答案,解析人類貓叫綜合征是人的第5號(hào)染色體部分缺失引起的，A正確，B、C、D錯(cuò)誤。,解析,二、染色體數(shù)目的變異,基礎(chǔ)梳理,1.染色體數(shù)目變異 (1)概念：染色體數(shù)目以 的方式成倍地增加或減少，_ _的增加或減少，都稱為染色體數(shù)目的變異。 (2)類型,染色體組,個(gè)別染色,體,非整倍性變異,單倍體,多倍體,2.染色體組 (1)概念：細(xì)胞中形態(tài)和功能

6、，但互相協(xié)調(diào)、共同控制生物的生長(zhǎng)、發(fā)育、遺傳和變異的一組 染色體，稱為一個(gè)染色體組。 (2)實(shí)例：人的精子或卵細(xì)胞中含有 個(gè)染色體組，體細(xì)胞中含有 個(gè)染色體組。 (3)單倍體、二倍體與多倍體 單倍體是指體細(xì)胞中含有 染色體組的個(gè)體。 由 發(fā)育而成的個(gè)體，體細(xì)胞內(nèi)含有兩個(gè)染色體組的稱為 ，體細(xì)胞中含有三個(gè)或三個(gè)以上染色體組的叫做 。,各不相同,非同源,一,配子,兩,受精卵,二倍體,多倍體,3.低溫誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍 (1)實(shí)驗(yàn)原理： 或化學(xué)因素刺激，有可能抑制 的形成，導(dǎo)致子細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目加倍。 (2)實(shí)驗(yàn)操作步驟 培養(yǎng)根尖：將一些蠶豆或豌豆種子放入培養(yǎng)皿，加入適量的 浸泡，在培養(yǎng)皿上覆蓋23

7、層潮濕的紗布。 低溫處理：在蠶豆幼根長(zhǎng)至1.01.5 cm時(shí)，將其中的兩個(gè)培養(yǎng)裝置放入冰箱的低溫室內(nèi)， 下誘導(dǎo)培養(yǎng)36小時(shí)。,低溫處理,紡錘體,清水,4,(3)取材和固定：剪取誘導(dǎo)處理的根尖5 mm左右，放入 固定液固定0.51 h，以固定細(xì)胞的形態(tài)，隨后用體積分?jǐn)?shù)為95%的 溶液沖洗23次。 (4)制作裝片：具體操作方法與實(shí)驗(yàn)“觀察植物細(xì)胞的有絲分裂”相同。 (5)觀察：先用 鏡觀察，找到視野中染色體形態(tài)較好的分裂相，注意視野中有染色體數(shù)目發(fā)生改變的細(xì)胞，再換 鏡繼續(xù)觀察。,卡諾氏,乙醇,低倍,高倍,下面甲表示細(xì)胞染色體圖，乙表示細(xì)胞基因型，據(jù)圖分析：,答案4個(gè)。細(xì)胞內(nèi)同一種形態(tài)的染色體有4

8、條。,問(wèn)題探究,答案,1.甲生物細(xì)胞內(nèi)有幾個(gè)染色體組？判斷依據(jù)是什么？,答案4個(gè)。在乙的基因型中，控制同一性狀的基因出現(xiàn)了4次。,2.乙生物細(xì)胞內(nèi)有幾個(gè)染色體組？判斷依據(jù)是什么？,答案4個(gè)。,答案單倍體不一定只含有一個(gè)染色體組，如四倍體的單倍體含有2個(gè)染色體組，因此判斷單倍體和多倍體時(shí)，首先看發(fā)育的起點(diǎn)，如果生物體是由生殖細(xì)胞卵細(xì)胞或花粉直接發(fā)育而成，不論細(xì)胞內(nèi)含有幾個(gè)染色體組都是單倍體。如果生物體是受精卵或合子發(fā)育形成的，生物體細(xì)胞內(nèi)有幾個(gè)染色體組就叫做幾倍體。,4.單倍體是不是一定只含有一個(gè)染色體組？如何區(qū)分單倍體和多倍體？,3.若丙生物的體細(xì)胞含32條染色體，有8種形態(tài)，丙生物細(xì)胞中含有

9、幾個(gè)染色體組？,答案,拓展應(yīng)用,3.下列關(guān)于染色體組、單倍體和二倍體的敘述，不正確的是 A.一個(gè)染色體組中不含同源染色體 B.由受精卵發(fā)育成的，體細(xì)胞中含有兩個(gè)染色體組的個(gè)體叫二倍體 C.單倍體生物體細(xì)胞中不一定只含有一個(gè)染色體組 D.人工誘導(dǎo)多倍體的唯一方法是用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗,答案,解析,解析染色體組是不含有同源染色體的；個(gè)體若由受精卵發(fā)育而來(lái)，含有幾個(gè)染色體組就是幾倍體；單倍體是由配子發(fā)育而成的，不一定只含有一個(gè)染色體組；人工誘導(dǎo)多倍體的方法有秋水仙素處理或低溫處理等。,(1)細(xì)胞中含有一個(gè)染色體組的是_圖。 (2)細(xì)胞中含有兩個(gè)染色體組的是_圖。 (3)細(xì)胞中含有三個(gè)染色體

10、組的是_圖，它_(一定，不一定)是三倍體。 (4)細(xì)胞中含有四個(gè)染色體組的是_圖，它_(可能，不可能)是單倍體。,4.根據(jù)圖中AH所示的細(xì)胞圖回答下列問(wèn)題：,答案,解析,D、G,C、H,A、B,不一定,E、F,可能,解析在細(xì)胞內(nèi)，形態(tài)相同的染色體有幾條，就含有幾個(gè)染色體組。在細(xì)胞內(nèi)，含有幾個(gè)同音字母，就是含有幾個(gè)染色體組。確認(rèn)是否為單倍體需看發(fā)育起點(diǎn)。,染色體組數(shù)的判斷方法 (1)根據(jù)染色體形態(tài)判斷：細(xì)胞內(nèi)形態(tài)相同的染色體有幾條，則含有幾個(gè)染色體組。 (2)根據(jù)基因型判斷：控制同一性狀的基因出現(xiàn)幾次，就含幾個(gè)染色體組。 (3)根據(jù)染色體數(shù)與形態(tài)數(shù)的比值判斷：染色體數(shù)與形態(tài)數(shù)比值意味著每種形態(tài)染

11、色體數(shù)目的多少，每種形態(tài)染色體有幾條，即含幾個(gè)染色體組。,三、染色體變異在育種上的應(yīng)用,基礎(chǔ)梳理,1.單倍體育種 (1)單倍體植株的特點(diǎn)：長(zhǎng)得 ，而且 。 (2)單倍體育種的常用方法： 。 (3)單倍體育種的過(guò)程,弱小,高度不育,花藥(花粉)離體培養(yǎng)法,染色體,(4)單倍體育種的優(yōu)點(diǎn) 獲得的植株染色體上成對(duì)的基因都是 的，自交產(chǎn)生的后代不會(huì)發(fā)生 。 明顯縮短 。,純合,性狀分離,育種年限,2.多倍體育種 (1)多倍體植株的特點(diǎn)：莖稈 ，葉片、 和種子都比較大， 和 等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的含量較高。 (2)多倍體的自然形成,紡錘體,細(xì)胞兩極,染色體組,粗壯,果實(shí),糖類,蛋白質(zhì),(3)多倍體的人工誘導(dǎo) 方法

12、：用 處理或用低溫處理。 處理對(duì)象： 的種子或 。 原理：能夠抑制 的形成，導(dǎo)致染色體不能移向細(xì)胞的兩極， 從而使染色體數(shù)目 。 實(shí)例：三倍體無(wú)子西瓜的培育。,秋水仙素,萌發(fā),幼苗,紡錘體,加倍,1.下圖是三倍體西瓜的培育過(guò)程，據(jù)圖分析回答下列問(wèn)題：,答案過(guò)程是用秋水仙素處理二倍體西瓜的幼苗，產(chǎn)生四倍體的過(guò)程，其原理是抑制紡錘體的形成，使染色體數(shù)目加倍。,問(wèn)題探究,答案,(1)過(guò)程是哪種處理過(guò)程？其原理是什么？,答案不是。地上部分的莖、葉、花的染色體數(shù)目加倍，含有四個(gè)染色體組；根細(xì)胞沒有加倍，只含有兩個(gè)染色體組。,答案?jìng)鞣凼菫榱穗s交得到三倍體種子，傳粉是為了刺激子房產(chǎn)生生長(zhǎng)素促進(jìn)果實(shí)發(fā)育。,(

13、2)和都是傳粉，目的有什么不同？,(3)過(guò)程處理后，新產(chǎn)生的四倍體，各部分細(xì)胞都含有四個(gè)染色體組嗎？,答案,答案西瓜f的瓜瓤來(lái)自母本，含有四個(gè)染色體組，而種子e的胚含有三個(gè)染色體組。,(4)西瓜f的瓜瓤、種子e的胚分別含有幾個(gè)染色體組？,答案三倍體西瓜進(jìn)行減數(shù)分裂時(shí)，由于聯(lián)會(huì)紊亂，一般不能產(chǎn)生正常配子。,(5)為什么三倍體西瓜沒有種子？,答案,答案F1的基因型是DdTt，能產(chǎn)生四種配子：DT、dT、Dt、dt。,2.如圖表示用純種的高稈(D)抗銹病(T)小麥與矮稈(d)易染銹病(t)小麥培育矮稈抗銹病小麥新品種的方法，據(jù)圖分析：,答案,(1)F1能產(chǎn)生幾種雄配子？,答案過(guò)程是花藥離體培養(yǎng)過(guò)程。

14、原理是細(xì)胞的全能性。,(2)過(guò)程是哪種處理？其原理是什么？,答案過(guò)程是用一定濃度的秋水仙素處理單倍體幼苗。處理后ddTT占的比例為1/4。,(3)過(guò)程是哪種處理？處理后符合要求的植株占的比例是多少？,答案,知識(shí)整合,單倍體育種和多倍體育種,拓展應(yīng)用,5.下列關(guān)于“低溫誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目的變化”實(shí)驗(yàn)的敘述，不正確的是 A.用低溫處理植物分生組織細(xì)胞，能抑制紡錘體的形成 B.洋蔥根尖長(zhǎng)出約1 cm時(shí)，剪下，置于4 冰箱中，誘導(dǎo)36 h C.卡諾氏液浸泡根尖，固定細(xì)胞的形態(tài) D.裝片制作包括解離、漂洗、染色和制片4個(gè)步驟,答案,解析,解析低溫誘導(dǎo)的原理是抑制紡錘體的形成；剪下根尖，會(huì)使其失去生命力，

15、細(xì)胞不再分裂；卡諾氏液的作用是固定細(xì)胞的形態(tài)；在制作裝片時(shí)，過(guò)程和“觀察植物細(xì)胞的有絲分裂”相同，包括解離、漂洗、染色和制片4個(gè)步驟。,6.將二倍體芝麻的種子萌發(fā)成的幼苗用秋水仙素處理后得到的四倍體芝麻 A.對(duì)花粉進(jìn)行離體培養(yǎng)，可得到二倍體芝麻 B.產(chǎn)生的配子沒有同源染色體，所以無(wú)遺傳效應(yīng) C.與原來(lái)的二倍體芝麻雜交，產(chǎn)生的是不育的三倍體芝麻 D.秋水仙素誘導(dǎo)染色體加倍時(shí)，最可能作用于細(xì)胞分裂的后期,答案,解析,解析二倍體芝麻幼苗用秋水仙素處理，得到的是同源四倍體，體細(xì)胞內(nèi)有4個(gè)染色體組，而且每個(gè)染色體組之間都有同源染色體。由四倍體的配子發(fā)育來(lái)的芝麻是單倍體，含兩個(gè)染色體組，所以該單倍體芝麻是

16、可育的。四倍體的配子中有兩個(gè)染色體組，二倍體的配子中有一個(gè)染色體組，所以四倍體與二倍體雜交產(chǎn)生的是三倍體芝麻，由于三倍體芝麻在減數(shù)分裂過(guò)程中同源染色體聯(lián)會(huì)紊亂，不能形成正常的配子，所以不育。秋水仙素誘導(dǎo)染色體加倍時(shí)，起作用的時(shí)期是細(xì)胞分裂的前期，抑制紡錘體的形成。,課堂小結(jié),結(jié)構(gòu),數(shù)目,缺 失,倒 位,染色體組,單倍體,多倍體,當(dāng)堂檢測(cè),A.基因突變 B.染色體變異 C.基因重組 D.堿基互補(bǔ)配對(duì),1.如圖為一對(duì)同源染色體在減數(shù)分裂時(shí)的配對(duì)行為，表明該細(xì)胞發(fā)生了,2,3,4,5,1,答案,解析,解析根據(jù)圖示推測(cè)其產(chǎn)生的過(guò)程為：,2,3,4,5,1,這是染色體倒位發(fā)生后引起的變化，屬于染色體結(jié)構(gòu)

17、變異。,2.基因突變和染色體變異的一個(gè)重要的區(qū)別是 A.基因突變?cè)诠鈱W(xué)顯微鏡下看不見 B.染色體變異是定向的，而基因突變是不定向的 C.基因突變是可以遺傳的 D.染色體變異是不可以遺傳的,答案,2,3,4,1,5,解析,2,3,4,1,5,解析基因突變是DNA分子中發(fā)生堿基對(duì)的替換、增添和缺失，而引起的基因結(jié)構(gòu)的改變，屬于分子水平的變化，光學(xué)顯微鏡下觀察不到；染色體的變異可在光學(xué)顯微鏡下直接觀察到；生物的變異是不定向的；基因突變和染色體變異其遺傳物質(zhì)均發(fā)生改變，都是可遺傳的變異。,2,3,4,1,5,3.下列關(guān)于染色體組的敘述，正確的是 A.體細(xì)胞中的一半染色體是一個(gè)染色體組 B.配子中的全部

18、染色體是一個(gè)染色體組 C.本物種配子中的一半染色體是一個(gè)染色體組 D.二倍體生物配子中的全部染色體是一個(gè)染色體組,答案,解析,解析一個(gè)染色體組內(nèi)各條染色體大小、形態(tài)各不相同，是一組非同源染色體。只有二倍體產(chǎn)生的配子中含有一套非同源染色體，才是一個(gè)染色體組。,2,3,4,1,5,4.雙子葉植物大麻(2n20)為雌雄異株，性別決定為XY型，若將其花藥離體培養(yǎng)，再將幼苗用秋水仙素處理，所得植株的染色體組成應(yīng)是 A.18XY B.18YY C.9X或9Y D.18XX或18YY,答案,解析由題可知2n20，性別決定為XY型，則花藥的染色體組成為9X或9Y，將其培育成單倍體后再利用秋水仙素處理，誘導(dǎo)染色

19、體加倍后，植株的染色體組成為18XX或18YY。,解析,5.已知二倍體西瓜的體細(xì)胞中含有22條染色體，西瓜的綠皮(A)對(duì)白皮(a)為顯性，大子(B)對(duì)小子(b)為顯性，這兩對(duì)等位基因分別位于兩對(duì)同源染色體上?，F(xiàn)對(duì)一批純種綠皮大子與白皮小子西瓜種子進(jìn)行了下列操作： a.將這批種子播種，并用一定濃度的秋水仙素處理純種綠皮大子幼苗，使之成為四倍體； b.當(dāng)被處理后的綠皮大子西瓜植株開花后，將白皮小子西瓜植株的花粉授予綠皮大子植株，使之雜交獲得F1。 (1)親本雜交當(dāng)年結(jié)_(選填“有子”或“無(wú)子”)西瓜，其果皮顏色為_。,2,3,4,1,5,答案,解析,有子,綠皮,解析純種綠皮大子西瓜基因型為AABB，白皮小子西瓜基因型為aabb，用一定濃度的秋水仙素處理純種綠皮大子幼苗后的基因型為AAAABBBB，與aabb雜交后形成受精卵AAaBBb，發(fā)育為種子，所以母本結(jié)的是有子西瓜。因果實(shí)由母本的子房發(fā)育而成，果皮來(lái)自子房壁，母本基因型為AAAABBBB，所以果皮顏色為綠皮。,2,3,4,1,5,(2)秋水仙素的作用是_ _。,2,3,4,1,5,答案,抑制有絲分裂時(shí)紡錘體的形成，使細(xì)胞中的染色體,數(shù)目加倍,(3)由于工作人員的疏忽，進(jìn)行a操作時(shí)，其中有一株幼苗沒有用秋水仙素處理，其通