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第2节基因重组 染色体变异,|预知概念|,一、基因重组,(1)概念 发生的过程:生物体进行的过程中。 实质:控制的基因的重新组合。,有性生殖,不同性状,(3)基因重组意义 基因重组是 的重要来源之一,对具有重要意义,能产生新的。,非等位基因,交叉互换,生物变异,生物进化,基因型,二、染色体结构变异 1.类型(连线),2.结果排列在染色体上的基因的_或_发生改变,而导致_。 3.对生物体的影响大多数对生物体是_ ,有的甚至会导致生物体_。 三、染色体数目变异 1.染色体组 (1)范围:细胞中一组_,在形态和功能上各不相同。 (2)功能:共同控制生物体的_。,数目,排列顺序,性状的变异,不利的,死亡,非同源染色体,生长、发育、遗传和变异,2.二倍体和多倍体 (1)概念:,(2)多倍体的特点:_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。,两个,三个或三个,茎秆,糖类和蛋白质,(3)诱导多倍体的方法:,秋水仙素,纺锤体,加倍,3.单倍体 (1)概念:体细胞中含有本物种_染色体数目的个体。 (2)特点:植株长得_,而且高度_。 (3)应用:单倍体育种。 过程:,优点:_。,配子,弱小,不育,离体,单倍体,人工诱导,秋水仙素,染色体数目,明显缩短育种年限,|过程评价|,1.猫叫综合征是由于5号染色体片段重复引起的() 2.三倍体不能由受精卵发育而来,且不能联会() 3.染色体数目变异都是以染色体组的形式增加或减少() 4.染色体上部分基因缺失引起的性状的改变,属于基因突变() 5.二倍体指的是体细胞中有两个染色体组的个体() 6.单倍体是由配子不经受精直接发育而成() 答案1.2.3.4.5.6.,|联想质疑|,基因重组的三种类型,染色体变异能用显微镜观察到,基因突变无法用显微镜观察。,单倍体发育的起点是配子,(1)含有两个染色体组的个体是否就是二倍体? 提示:不一定,如果该个体是由受精卵发育而来,则为二倍体;如果是由配子发育而来,则为单倍体。,(2)形态、大小相同的染色体就是同源染色体吗? 提示:不一定,例如在减数第二次分裂后期的细胞中就有大小、形态相同的染色体,但它们是由姐妹染色单体变成的,不能联会,不是一条来自父方一条来自母方,所以不是同源染色体。 (3)对于二倍体而言,减数第二次分裂不会出现同源染色体,但如果是四倍体呢? 提示:四倍体的减数第二次分裂中会出现同源染色体。,科学探究1基因重组 1.下图a、b为减数第一次分裂不同时期的细胞图像,据图思考:,(1)a图和b图所示的都是基因重组,两种类型的基因重组分别发生于减数第一次分裂的哪个时期? 提示:a发生于减数第一次分裂的前期(四分体时期),b发生于减数第一次分裂后期。,(2)a图和b图所示的基因重组发生的原因分别是什么? 提示:a图发生基因重组的原因是:同源染色体的非姐妹染色单体交叉互换。b图发生基因重组的原因是:非等位基因随非同源染色体自由组合。,2.下图是基因型为AaBb的高等动物体内某个初级精母细胞可能发生的变化,请据图分析:,(1)如果没有发生交叉互换,该初级精母细胞形成的精细胞有几种?基因组成分别是怎样的? 提示:有2种。AB和ab。 (2)发生交叉互换后,该初级精母细胞形成的精细胞有几种?基因组成分别是怎样的? 提示:4种。AB、Ab、aB和ab。,【探究应用】 下图是某二倍体动物细胞分裂示意图,其中字母表示基因。据图判断(),A此细胞含有8条染色体,8个核DNA分子 B此动物体细胞基因型一定是AaBbCcDd C此细胞发生的一定是显性突变dD D此细胞既发生了基因突变又发生了基因重组,解析图示细胞有4条染色体,8个核DNA分子;细胞中正在发生同源染色体的分离,非同源染色体上非等位基因的自由组合,即基因重组;其中一条染色体的姐妹染色单体相同位置的基因为D和d,其对应的同源染色体上含有d、d,但不能确定的是D突变成d,还是d突变成D,故可能发生的是隐性突变,也可能发生的是显性突变。 答案D,【一题多变】 (1)该细胞处于哪种分裂的哪个时期?判断的理由是什么? 提示:减数第一次分裂的后期。因为正在分开的染色体含姐妹染色单体。 (2)该细胞的名称是什么?判断的理由是什么? 提示:初级精母细胞 。因为处于减数第一次分裂后期,而且细胞质发生的是均等分裂。,科学探究2染色体的结构变异,1.观察下列图示,填出变异类型并回答相关问题: 已知的染色体: 变异后的染色体如下列图所示:,(1)图中A、B、C、D分别是哪种变异? 提示:A是缺失,B是重复,C是倒位,D是基因突变。 (2)图中哪些变异可以在显微镜下观察到? 提示:ABC。 (3)图中哪种变异没导致基因数目和排列顺序发生变化? 提示:D。,2.下图分别表示不同的变异类型,其中图中的基因2由基因1变异而来。据此分析:,(1)图和图的变异分别发生在哪种染色体之间?属于哪类变异? 提示:图发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间,属于基因重组;图发生在非同源染色体之间,属于染色体结构变异中的易位。 (2)图和图相比,二者对染色体上基因的数目或排列顺序的影响有什么不同? 提示:图是易位,会使排列在染色体上的基因的数目或排列顺序发生改变;图是基因突变,只是改变基因的结构,不改变染色体上的基因的数目或排列顺序。,(3)图中能在光学显微镜下观察到的是哪种? 提示:能在光学显微镜下观察到的是。 (4)能确定图中的变异具体属于哪种染色体结构变异吗? 提示:不能。若染色体3正常,染色体4则发生染色体结构变异中的缺失;若染色体4正常,染色体3则发生染色体结构变异中的重复。,【探究应用】 下列关于染色体变异和基因突变的主要区别的叙述,错误的是() A.染色体结构变异是染色体的片段缺失、重复、倒位或易位等,而基因突变则是DNA分子中碱基对的替换、增加或缺失 B.原核生物与真核生物均可以发生基因突变,但只有真核生物能发生染色体变异 C.基因突变一般是微小突变,其对生物体影响较小,而染色体结构变异是较大的变异,其对生物体影响较大 D.多数染色体结构变异可通过显微镜观察进行鉴别,而基因突变则不能,解析基因突变是分子水平上的变异,只涉及基因中一个或几个碱基对的改变,在光学显微镜下观察不到,原核生物和真核生物都可以发生;染色体结构变异是染色体的一个片段的变化,只有真核生物可以发生。基因突变和染色体结构变异都可能对生物的性状产生较大影响。 答案C,【一题多变】 (1)基因突变中的缺失与染色体结构变异中的缺失有何区别? 提示:DNA分子上若干基因的缺失属于染色体变异;DNA分子的基因片段中若干碱基对的缺失,属于基因突变。 (2)染色体变异能产生新基因吗? 提示:不能,只有基因突变能产生新基因。,四个方面区分三种变异 (1)“互换”方面:同源染色体上的非姐妹染色单体之间的交叉互换,属于基因重组;非同源染色体之间的互换,属于染色体结构变异中的易位。 (2)“缺失” 方面:DNA分子上若干基因的缺失属于染色体变异;DNA分子的基因片段中若干碱基对的缺失,属于基因突变。 (3)变异的水平方面:基因突变、基因重组属于分子水平的变化,光学显微镜下观察不到;染色体变异属于细胞水平的变化,光学显微镜下可以观察到。 (4)变异的“质”和“量” 方面:基因突变改变基因的质,不改变基因的量;基因重组不改变基因的质,一般也不改变基因的量;染色体变异不改变基因的质,但会改变基因的量或改变基因的排列顺序。,科学探究3染色体数目的变异,下面甲表示细胞染色体图,乙表示细胞基因型,据图分析: 1.甲生物细胞内有几个染色体组?判断依据是什么?,提示:4个。细胞内同一种形态的染色体有4条。,2.乙生物细胞内有几个染色体组?判断依据是什么? 提示:4个。在乙的基因型中,控制同一性状的基因出现了4次。 3.若丙生物的体细胞含32条染色体,有8种形态,丙生物细胞中含有几个染色体组? 提示:4个。,【探究应用】 下图表示细胞中所含的染色体,的基因型可以表示为(),A.:AABb:AAABBb:ABCD:A B.:Aabb:AaBbCc:AAAaBBbb:AB C.:AaBb:AaaBbb:AAaaBBbb:Ab D.:AABB:AaBbCc:AaBbCcDd:ABCD,解析根据细胞中所含的染色体的类型判断,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。 答案C,【一题多变】 (1)图中哪个细胞中的染色体组数目最多? 提示:细胞中的染色体组最多,有四个染色体组。 (2)图中哪个细胞中的染色体组数目最少呢? 提示:细胞中染色体组最少,有一个染色体组。,染色体组数量的判断方法,科学探究4二倍体、多倍体和单倍体的辨析,1.如果某个体是由受精卵发育而来,则可能是哪种个体?如果是由配子发育而来呢? 提示:二倍体或多倍体;单倍体。 2.从来源和染色体组的数目分析,二倍体和多倍体的相同点和不同点分别是什么? 提示:相同点:都是由受精卵发育而来;不同点:染色体组数不同,二倍体有两个染色体组,多倍体有三个或三个以上染色体组。,3.体细胞中有一个染色体组的是否一定是单倍体?单倍体细胞中可能会有两个染色体组吗? 提示:体细胞中有一个染色体组的一定是单倍体。单倍体细胞中也可能含有两个染色体组,例如四倍体的花粉培养成的单倍体中就含有两个染色体组。 4.体细胞中有一个染色体组或三个染色体组的个体都是不育的,其原因分别是什么? 提示:细胞中只有一个染色体组的个体,进行减数分裂时无法联会,所以不能完成减数分裂,导致不能形成正常可育的配子;细胞中有三个染色体组的个体,减数分裂过程中联会紊乱,也导致不能形成正常可育的配子。,【探究应用】 下列关于染色体组、单倍体和二倍体的叙述,不正确的是() A.一个染色体组中不含同源染色体 B.由受精卵发育成的,体细胞中含有两个染色体组的个体叫二倍体 C.单倍体生物体细胞中不一定只含有一个染色体组 D.人工诱导多倍体的唯一方法是用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗 解析人工诱导多倍体的方法很多,最常用且最有效的方法是用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗;染色体组是一组非同源染色体,单倍体生物体细胞中不一定只含有一个染色体组,如四倍体的单倍体植株体细胞中含有2个染色体组。 答案D,【一题多变】 低温诱导和秋水仙素诱导多倍体的原理相同吗? 提示:相同。均是通过抑制纺锤体形成达到目的。,判断单倍体和多倍体时,首先看发育的起点,如果生物体是由生殖细胞卵细胞或花粉直接发育而成,不论细胞内含有几个染色体组都是单倍体。如果生物体是受精卵或合子发育形成的,生物体细胞内有几个染色体组就叫做几倍体。,科学探究5单倍体育种和多倍体育种,下图表示两种育种方式,请据图思考下列问题:,(1)甲图和乙图分别表示哪种育种方式?它们的育种原理是否相同? 提示:甲图表示的是单倍体育种,乙图表示的是多倍体育种。它们的育种原理都是染色体数目的变异。 (2)甲图和乙图中都有秋水仙素诱导染色体组加倍,其原理是什么?甲图中为什么要用秋水仙素处理? 提示:秋水仙素抑制纺锤体的形成,从而诱导染色体组加倍。由于甲图中花药离体培养得到的单倍体中只有一个染色体组,所以是不育的,需要通过秋水仙素处理使染色体组加倍,从而变成可育的。,(3)乙图中获得无子西瓜至少需要几年?图中有两次传粉过程,它们的目的分别是什么? 提示:两年。第一次传粉的目的是得到三倍体种子,第二次传粉是为了刺激三倍体的子房发育成果实。 (4)为什么甲图中的育种方式能大大缩短育种年限? 提示:秋水仙素处理单倍体幼苗直接得到纯合体。,【探究应用】 如图表示无子西瓜的培育过程:,根据图解,结合你学过的生物学知识,判断下列叙述错误的是() A.秋水仙素处理二倍体西瓜幼苗的茎尖,主要是抑制有丝分裂前期纺锤体的形成 B.四倍体植株所结的西瓜,果皮细胞内含有4个染色体组 C.无子西瓜既没有种皮,也没有胚 D.四倍体西瓜的根细胞中含有2个染色体组,解析秋水仙素抑制纺锤体的形成,是在有丝分裂的前期;四倍体西瓜的果皮是由子房壁发育而成的,来自母本,应含有4个染色体组;无子西瓜由于不能产生正常配子,所以不能形成受精卵,而种皮来自于母本,所以有种皮,而没有胚;由于植株的地下部分没有经秋水仙素处理,四倍体西瓜的根细胞中仍含有2个染色体组。 答案C,【一题多变】 (1)图中培育三倍体的过程中,如果以二倍体为母本,四倍体为父本,能否培育出三倍体? 提示:能。 (2)图中的三倍体接受了二倍体的花粉后,为什么能结出无子西瓜? 提示:因为三倍体不能产生卵细胞,所以不会受精形成受精卵,故不会产生种子。但二倍体的花粉可以刺激三倍体的子房发育成果实。,单倍体育种和多倍体育种的比较,个别染色体,染色体组,重复,倒位,
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