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第2节 染色体变异,教师参考,新课导入 导入1:先向学生播放一段音乐“天才”舟舟指挥世界名曲的视频,接着展示一段材料介绍,这个音乐“天才”的长相跟常人不同,他患有21三体综合征即先天性智力障碍,这种病由何引起的呢?引入本课课题。 导入2:基因突变和基因重组均会导致后代遗传物质的改变,从而产生可遗传的变异。大家知道染色体是遗传物质的载体,如果染色体的结构或数目发生改变是否也会产生可遗传的变异呢?这就是我们本节要研究的课题(板书染色体变异)。,自主学习,要点探究,自主学习,学习目标:,1.说出染色体结构变异的基本类型。 2.说出染色体数目的变异。 3.进行低温诱导染色体数目变化实验。,知识梳理,缺失,增加,位置颠倒,非同源染色体,(2)概念:排列在染色体上的基因的 发生改变,从而导致 。 2.对生物体的影响 大多数对生物体 ,有的甚至会导致生物体 。 选择 关于染色体结构变异的叙述,不正确的是( ) A.外界因素可提高染色体断裂的频率 B.染色体缺失了某段,可导致生物性状发生改变 C.一条染色体某一段颠倒180后,由于遗传物质并没有减少,因此生物性状一定不发生改变 D.染色体结构变异一般可用显微镜直接检验,数目或排列顺序,性状的变异,不利,死亡,C,二、染色体数目变异 1.类型及实例,个别染色体,染色体组,21三体综合征,2.染色体组 (1)概念:细胞中的一组 ,在形态和功能上 ,但又互相协调,共同控制生物的生长、发育、遗传和变异,这样的一组染色体,叫做一个染色体组。,非同源染色体,各不相同,(2)图示 图中的雄果蝇体细胞染色体中 或 就代表一个染色体组,与其 中的染色体组成相同。,3.二倍体和多倍体 (1)概念,X、,Y、,配子,受精卵,两个,动物,高等植物,受精卵,3个或3个以上,四倍体马铃薯,(2)多倍体的特点和诱导方法 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。 人工诱导,茎秆,糖类和蛋白质,秋水仙素,低温,纺锤体,加倍,4.单倍体 (1)概念:体细胞中含有 染色体数目的个体。 (2)特点:与正常植株相比,植株长得弱小且 。,本物种配子,高度不育,单倍体,染色体数目,优点: 。,明显缩短育种年限,判断 (1)细菌的变异类型有基因突变、基因重组和染色体变异。( ) (2)体细胞中含有两个染色体组的个体是二倍体,含有三个或三个以上染色体组的个体是多倍体。( ) (3)由配子发育而来的个体,体细胞中无论含有几个染色体组,都是单倍体。( ) (4)单倍体茎秆粗壮,果实、种子较大,而多倍体则植株矮小,且高度不育。( ),三、低温诱导染色体数目的变化 1.实验原理 低温处理植物分生组织细胞,能够抑制 的形成,以致影响 被拉向两极,细胞也不能分裂成两个子细胞,结果植物细胞染色体数目发生变化。,纺锤体,染色体,漂洗,低倍镜,高倍镜,选择 对于低温诱导洋葱染色体数目变化的实验,错误的描述是( ) A.处于分裂间期的细胞最多 B.在显微镜视野内可以观察到二倍体细胞和四倍体细胞 C.在高倍显微镜下可以观察到细胞从二倍体变为四倍体的过程 D.在诱导染色体数目变化方面,低温与秋水仙素诱导的原理相似,C,问题引领: 1.“易位”与“交叉互换”有哪些区别? 2.怎样区分基因突变与染色体结构变异?,要点探究,与染色体结构变异易混的两种变异,要点一,教师参考,2.基因突变和染色体结构变异的区别,【典例1】 (2014沈阳模拟)如图表示某种生物的部分染色体发生了两种变异的示意图,图中和,和互为同源染色体,则图a、图b所示的变异( ) A.均为染色体结构变异 B.基因的数目和排列顺序均发生改变 C.均使生物的性状发生改变 D.均可发生在减数分裂过程中,解析:由图可知,图a为交叉互换属于基因重组,基因的数目和排列顺序未发生改变,性状可能没有变化;图b是染色体结构变异,基因的数目和排列顺序均发生改变,性状也随之改变;两者均可发生在减数分裂过程中。,D,备选例题,如下图所示,已知染色体发生了四种变异,下列相关叙述正确的是( ) A.发生的变异均未产生新基因 B.发生的变异依次是染色体倒位、缺失、重复与基因突变 C.所发生的变异均可在光学显微镜下观察到 D.依次为染色体结构变异中的缺失、重复、倒位,为基因突变,解析:基因突变是指因DNA分子中碱基对的替换、增添和缺失而引起的基因结构的改变,染色体结构变异是指染色体的部分片段发生重复、缺失、倒位、易位等变化。据图可知依次为染色体结构变异中的缺失、重复和倒位,中基因n的出现是基因突变的结果。基因突变可以产生新基因,其不能在光学显微镜下观察到。,D,方法透析 基因突变与染色体结构变异的判定方法 (1)从变异发生的层次看:基因内部个别碱基对的增添、缺失或替换为基因突变;基因数目或排列顺序的改变为染色体结构变异,此改变不深入基因内部。 (2)从变异的结果看:染色体上基因的数量和位置不改变产生新的基因(等位基因)为基因突变,基因的数量和排列顺序改变为染色体结构变异。 (3)从镜检的结果看:基因突变在显微镜下观察不到,而染色体结构变异可通过显微镜观察到。,【题组演练】 1.下列变异中不属于染色体结构变异的是( ) A.同源染色体的两条非姐妹染色单体之间相互交换片段 B.非同源染色体的两条非姐妹染色单体之间相互交换片段 C.一条染色体上的某个片段发生了位置的颠倒 D.某条染色体上的某一小片段发生了缺失,解析:同源染色体的两条非姐妹染色单体之间相互交换片段,这属于基因重组。非同源染色体的两条非姐妹染色单体之间相互交换片段,这属于易位。一条染色体上的某个片段发生了位置上的颠倒,这属于倒位。某条染色体上有一个小片段发生了缺失,这属于缺失。,A,2.染色体之间的交叉互换可能导致染色体的结构或基因序列的变化。下列图中甲、乙两图分别表示两种染色体之间的交叉互换模式,丙、丁、戊图表示某染色体变化的几种情形,则下列有关叙述正确的是( ) A.甲可以导致戊的形成 B.乙可以导致丙的形成 C.甲可以导致丁或戊两种情形的产生 D.乙可以导致戊的形成,解析:由图可知,甲表示同源染色体的非姐妹染色单体之间发生的交叉互换,乙表示非同源染色体之间的易位。前者的变异类型属于基因重组,发生交叉互换后在原来的位置可能会换为原基因的等位基因,可导致丁的形成;乙属于染色体结构变异,由于是与非同源染色体之间发生的交换,因此易位后原位置的基因被换成控制其他性状的基因,可导致戊的形成。丙属于染色体结构变异中的“重复”。,D,问题引领: 1.怎样判断某生物体细胞中染色体组数? 2.单倍体与二倍体、多倍体的主要区别是什么? 3.单倍体、多倍体在育种中有何应用?,单倍体、二倍体和多倍体及相关育种的比较,要点二,教师参考,1.二倍体、多倍体和单倍体的比较,2.多倍体育种和单倍体育种的比较,【典例2】 (2015福建泉州一中期中)下列各图表示的是某些植物的体细胞,请根据下列条件判断: (1)肯定是单倍体的是 图;某植物的基因型为Aaa,它可能是上述的 图;茎秆粗壮但不能产生种子的是 图,原因是减数分裂时, 过程发生紊乱,不能形成可育的配子。 (2)体细胞为C图的植株,其减数第二次分裂后期的细胞中含有 个染色体组。 (3)假定A是由受精的卵细胞发育而来,则A是 倍体,其每个染色体组含有 条染色体。,解析: (1)染色体组可以根据同一形态的染色体来判断,有几个形态相同的染色体就有几个染色体组。由图可知A图中由3个染色体组,B中有2个染色体组,C图中有2个染色体组,D图中有1个染色体组,肯定是单倍体的是D图。某植物的基因型为Aaa,说明含有3个染色体组,它可能是上述的A图。茎秆粗壮应是多倍体的特征,但不能产生种子说明不能产生正常的配子,主要是减数分裂同源染色体联会紊乱,故应是A图。 (2)体细胞为C图的植株,在减数第二次分裂中不应有同源染色体,而在减数第二次分裂后期,因为着丝点分裂,此时的细胞中应有2个染色体组。 (3)如果A是由受精卵发育而来,含有3个染色体组,A应是三倍体。因为有3种不同形态的染色体,故一个染色体组有3条染色体。,答案: (1)D A A 同源染色体联会 (2)2 (3)三 3,方法透析 染色体组的判断,(1)据染色体形态判断:细胞内形态相同的染色体有几条,则含有几个染色体组。如下图所示的细胞中,形态相同的染色体a中有3条,b中两两相同,c中各不相同,则可判定它们分别含三个、二个、一个染色体组。 (2)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,含有四个染色体组。,备选例题,D,解析:过程表示杂交,其原理为基因重组。过程常用的方法为花药离体培养。过程使用秋水仙素或低温处理幼苗,因为单倍高度不育,不产生种子,的结果为多倍体属于多倍体育种,和都利用抑制纺锤体的形成导致染色体加倍的原理。,用纯种的高秆(D)抗锈病(T)小麦与矮秆(d)易染锈病(t)小麦培育矮秆抗锈病小麦新品种的方法如下,下列有关此育种方法的叙述中,正确的是( ) A.过程的作用原理为染色体变异 B.过程必须经过受精作用 C.过程必须使用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗 D.过程与的原理相同,方法透析 秋水仙素处理两点认识 (1)秋水仙素无法处理单倍体的种子,原因是二倍体的单倍体高度不育,一般不结种子。 (2)不要一看到“染色体加倍”就认为属于多倍体育种,若秋水仙素处理对象是正常植株,则属于多倍体育种,若处理的是单倍体植株,则属于单倍体育种。,A,解析:普通小麦是六倍体,体细胞含有6个染色体组42条染色体,因此减数分裂产生的配子中含有3个染色体组,21条染色体,故A错误;玉米是二倍体,体细胞含有2个染色体组20条染色体,因此减数分裂产生的配子中含有一个染色体组,即10条染色体,故B正确;八倍体小黑麦,体细胞中含有8个染色体组,56条染色体,因此减数分裂产生的配子含有4个染色体组,28条染色体,故C正确;蜜蜂是二倍体,体细胞含有2个染色体组,32条染色体,因此减数分裂产生的配子中含有1个染色体组,即16条染色体,故D正确。,【题组演练】 1.(2015贵州遵义四中期中)下列四组数据错误的一项是( ),2.某二倍体植物的体细胞中染色体数为24条,基因型为AaBb,这两对基因分别位于两对同源染色体上。请据图回答问题: (1)该植物产生的花粉基因型有 种。C是指利用秋水仙素处理,则个体的体细胞中含有 条染色体。 (2)个体与个体基因组成的重要区别是 ,个体中能稳定遗传的占 。 (3)若要尽快获得纯种优良(aaBB)的品种,则应采用上图中 (用字母表示)过程进行育种。,解析:基因型为AaBb的植株产生的配子有AB、Ab、aB、ab四种;图中A是减数分裂,B是花药离体培养,C是秋水仙素处理,E是受精作用,F是个体发育。(2)个体是纯合子,而个体为AaBb的自交后代,其中既有纯合子又有杂合子,纯合了占1/4。(3)要想尽快获得纯种优良的品种,应采用单倍体育种,即ABC过程。 答案:(1)4 24 (2)个体全部为纯合子 1/4 (3)ABC,3.无子西瓜的培育过程可用下图表示: (1)用 处理二倍体西瓜(2N)幼苗的地上部分,可得到四倍体西瓜,则该西瓜植株根细胞中的染色体数是 。培育无子西瓜的原理是 。 (2)在自然状态下,若二倍体西瓜细胞的基因型由AaBb变为ABb,从染色体变异角度分析,可能原因是 。,解析: (1)秋水仙素可抑制纺锤体的形成,导致染色体数目加倍;由于秋水仙素处理的是西瓜的地上部分,故地下部分染色体数目没有发生任何变化,还是二倍体(2N);培育无子西瓜的原理是染色体变异。 (2)二倍体西瓜含有2个染色体组,正常情况下,A和a存在于一对同源染色体上,B和b存在于另一对同源染色体上,根据题意,AaBb变为ABb可知,该变异可能是a所在的染色体缺失或染色体部分缺失。,答案: (1)秋水仙素 2N 染色体变异 (2)缺失1条染色体或染色体部分缺失,
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