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成才之路 生物,路漫漫其修远兮 吾将上下而求索,人教版 必修2,基因突变及其他变异,第五章,第2节 染色体变异,第五章,1染色体结构变异包括缺失、重复、倒位和易位等几种类型。 2染色体结构变异可改变染色体上的基因的数目或排列顺序，可在显微镜下观察到。 3二倍体生物正常配子中的一组染色体是一个染色体组。 4单倍体并不一定只含一个染色体组。 5单倍体育种包括花药离体培养和秋水仙素处理幼苗等阶段，能明显缩短育种年限。 6秋水仙素或低温能抑制纺锤体的形成，从而导致染色体数目加倍。,目标导航： 1举例说明染色体变异的类型。 2理解染色体组的概念并会计算染色体组数。(重、难点) 3区分单倍体、二倍体和多倍体。 4阐述单倍体育种和多倍体育种的方法。(重点) 情境导入： 你吃过无子西瓜吗？无子西瓜与正常西瓜相比，没有种子，甜度大。无子西瓜是通过人工改变普通西瓜的染色体数目培育而成的，由此可见染色体数目变异也会引起生物性状的改变。,问题探究：1.染色体变异分为哪几种？ 2为什么染色体变异能改变生物性状？ 提示：1.染色体变异包括染色体结构变异和染色体数目变异。 2因为染色体是遗传物质的载体，所以染色体结构和数目的变异都会影响生物性状。,预 习 导 学,2结果：导致排列在染色体上的基因的_发生改变，而导致_的变异。 3意义：大多数染色体结构变异对生物体是_的，有的甚至会导致生物体死亡。,数目或排列顺序,性状,不利,个别染色体,染色体组,非同源,形态和功能,全部信息,X、或Y、,精子,3二倍体、多倍体 (1)二倍体：由_发育而成，体细胞中含有_的个体，包括几乎全部的_和过半数的_。 (2)多倍体 概念：由_发育而成，体细胞含_或_染色体组的个体。其中，体细胞中含有三个染色体组的叫做_，含有四个染色体组的叫做_。,受精卵,两个染色体组,动物,高等植物,受精卵,三个,三个以上,三倍体,四倍体,植株的特点 a_；b_都比较大；c._等营养物质的含量有所增加。 (3)人工诱导多倍体 方法：目前最常用最有效的方法是用_处理_。 原理：当秋水仙素作用于正在分裂的细胞时，能够抑制_，导致染色体不能_，从而引起细胞内_加倍。,茎秆粗壮,叶片、果实、种子,糖类和蛋白质,秋水仙素,萌发的种子或幼苗,纺锤体的形成,移向细胞两极,染色体数目,配子,体细胞,本物种配子,弱小,高度不育,单倍体植株,单倍体植株,染色体数目,明显缩短育种年限,1.诱导染色体加倍时要处理萌发的种子或幼苗，为什么要处理萌发的种子，而不是休眠种子？ 2蜜蜂中的雄蜂是单倍体吗？ 提示：1.萌发的种子细胞分裂旺盛，秋水仙素能发挥作用。 2是。蜜蜂中的雄蜂是由未受精的卵细胞发育而来的，为单倍体。,思 维 激 活,(一)问题探讨 提示：参见练习中的拓展题，了解无子西瓜的形成过程。 (二)实验 两者都是通过抑制分裂细胞内纺锤体的形成，使染色体不能移向细胞两极，而引起细胞内染色体数目加倍。 (三)拓展题 1西瓜幼苗的芽尖是有丝分裂旺盛的地方，用秋水仙素处理有利于抑制细胞有丝分裂时形成纺锤体，从而形成四倍体西瓜植株。 2杂交可以获得三倍体植株。多倍体产生的途径为：秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。,3三倍体植株不能进行正常的减数分裂形成生殖细胞，因此，不能形成种子。但并不是绝对一颗种子都没有，其原因是在进行减数分裂时，有可能形成正常的卵细胞。 4有其他的方法可以替代。方法一，进行无性繁殖。将三倍体西瓜植株进行组织培养获取大量的组培苗，再进行移栽。方法二，利用生长素或生长素类似物处理二倍体未受粉的雌蕊，以促进子房发育成无种子的果实，在此过程中要进行套袋处理，以避免受粉。,染色体结构的变异主要有以下4种类型(图解见教材55、56)： 1缺失：是指一个正常染色体断裂后丢失了一个片段，常造成个体生活力下降以致死亡，不致死的缺失易引起不寻常的性状。如人的第5号染色体短臂缺失表现出猫叫综合征。,染色体结构的变异,要 点 归 纳,2重复：是一条染色体的片断连接到同源的另一条染色体上，多出跟本身相同的某一段。重复片段过大时，个体也不能存活。 3倒位：是指染色体断裂后倒转180重新接合起来，造成这段染色体上的基因位置顺序颠倒，从而产生新的表现型。 4易位：又叫转座，是指染色体断裂后在非同源染色体间接合，更换了位置。,1上述染色体结构的改变，都会使排列在染色体上的基因的数目、排列顺序及表达发生改变，从而导致性状变异，一般来说是不利的，有的甚至导致生物死亡。 2交叉互换与染色体易位的区别,(2015苏北调研)图1、图2表示某种生物的部分染色体发生变异的示意图，和，和互为同源染色体，则两图所示的变异 ( ),典 例 导 析,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 根据题干信息，可知发生在图1中和之间的交叉互换所引起的变异为基因重组；而发生在图2中之间的易位属于染色体结构变异，故A错；前者不改变基因数目和排列顺序，故B错；前者若是纯合子，则不会引起性状改变，故C错；前者一定发生在减数分裂过程中，后者既可发生在减数分裂过程中，也可发生在有丝分裂过程中，故D正确。 答案 D,如图甲是正常的两条同源染色体，则乙图所示是指染色体结构的( ) A倒位 B缺失 C易位 D重复 答案 B,解析,染色体数目的变异,要 点 归 纳,(3)理解,4二倍体、多倍体和单倍体,5.多倍体和单倍体在育种上的应用 (1)多倍体育种 多倍体形成的原因：细胞分裂过程中，由于外界条件影响，细胞分裂受阻，但染色体已复制，导致细胞内的染色体加倍。 应用：培育新品种。例如，三倍体无子西瓜的培育，过程如下图：,(2)单倍体育种 单倍体的形成：由未经受精作用的生殖细胞单独发育而成。 单倍体育种流程 单倍体育种的优点：明显缩短育种年限。 常规的杂交育种方法要68年才能获得一纯合品种，而单倍体育种一般只需12年即可获得一纯合品种。,6实验：低温诱导植物染色体数目的变化 (1)原理：用低温处理植物分生组织细胞，能够抑制纺锤体的形成，阻止染色体被拉向两极，细胞也就不能分裂成两个子细胞，于是，植物细胞染色体数目发生变化。,(2)方法步骤,1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起点； (1)如果生物体是由受精卵发育而来的，则体细胞中含有几个染色体组就是几倍体。 (2)如果生物是由配子发育而来的，则无论体细胞中含有几个染色体组，都只能是单倍体。,2实验中几种溶液的作用 (1)卡诺氏液：固定细胞的形态。 (2)改良苯酚品红溶液：细胞核染色，便于观察染色体的形态。除此之外，醋酸洋红或龙胆紫都是碱性染料，都可使染色体着色。 (3)15%的盐酸溶液：解离，使细胞分散开。 (4)95%的酒精：可用于洗去附着在根尖表面的卡诺氏液，还可与15%的盐酸溶液混合解离、分散细胞。,3本实验的其他问题 (1)低温的作用与秋水仙素的作用基本相似。 (2)此实验可通过设置不同的温度来探究温度对植物染色体数目变化的影响。,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,典 例 导 析,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含有一个染色体组，如四倍体的单倍体植株体细胞中含2个染色体组。 答案 D,(2015中山检测)某二倍体生物正常体细胞的染色体数目为8，下列四项中，能表示一个染色体组的是( ) 答案 C,解析 细胞内的一个染色体组中，一定没有形态相同的染色体，即一个染色体组中各条染色体应互为非同源染色体。又因二倍体正常体细胞中含8条染色体，故一个染色体组含4条染色体。,1.染色体组数的判定方法 (1)根据染色体形态判断：在细胞内任选一条染色体，细胞内与该染色体形态相同的染色体共有几条，则含有几个染色体组，如图甲有四个染色体组。,细胞中染色体组数的判定及生物体倍性判定,2生物体倍性的判断,1.无子西瓜的培育过程,无子西瓜培育过程的分析,2上图中相关问题的分析 (1)关于两次传粉：过程传粉是为了杂交得到三倍体种子，过程传粉是为了提供生长素刺激子房发育成果实。 (2)用秋水仙素处理二倍体西瓜幼苗成为四倍体，是因为幼苗具有分生能力。 (3)过程秋水仙素处理后，新产生的茎、叶、花的染色体数目加倍，而未处理的根细胞中仍为两个染色体组。 (4)四倍体植株上结的西瓜f，种皮和瓜瓤为四个染色体组，而种子e的胚为三个染色体组。,(5)三倍体西瓜c进行减数分裂时，由于联会紊乱，不能产生正常配子。 (6)获取三倍体种子e是在第一年四倍体植株a上；获取三倍体无子果实g则是在第二年的三倍体植株c上。 (7)不以二倍体西瓜为母体的原因分析 如果以二倍体西瓜为母本，四倍体西瓜作为父本，也能得到三倍体种子，但这种三倍体种子结的西瓜，珠被会发育成厚硬的种皮，因而达不到“无子”的目的。,单倍体育种和多倍体育种的比较,三种可遗传变异的比较,探究点 探究实验中作出假设的方法 低温诱导染色体变异 案例 用浓度为2%的秋水仙素处理植物分生组织56小时，能够诱导细胞内染色体加倍。那么，用一定时间的低温(如4)处理水培的洋葱根尖时，是否也能诱导细胞内染色体加倍呢？请设计实验探究这个问题。 (1)针对以上问题，作出的假设是：_。 提出此假设的依据是_。 (2)低温处理植物材料时，通常需要较长时间才能产生低温效应，请根据这个提示列出设计实验的组合表格。,(3)按照你的设计思路，以_作为鉴别低温是否能够诱导细胞内染色体加倍的依据。为此，你要进行的具体操作是： 第一步：剪取根尖0.5 cm1 cm。 第二步：按照_步骤制作_。 第三步：显微镜观察。,标准答案 (1)用一定时间的低温处理水培的洋葱根尖能够诱导细胞内染色体加倍 低温能够影响酶的活性(或纺锤体的形成、着丝点的分裂)，使细胞不能正常进行有丝分裂(也可以提出其他假设，只要能够运用所学的生物知识进行合理的解释即可) (2),(3)在显微镜下观察和比较经过不同处理后根尖细胞内染色体数目(或染色体计数) 解离 漂洗 染色 制片 细胞有丝分裂装片 方法警示 得分要点： (1)合理即可得分。 (2)只要设计的表格达到以下两个要求，均可得分： A至少设置两个温度的对照(常温和低温)； B间隔相等的培养时间进行取样。,错因案例 失分案例： (1)假设不明确：如提出以下假设“低温是否能诱导染色体加倍”。 (2)常见错误：时间单位不正确或未体现出时间梯度，低温设置不合理。,技法提炼 (1)探究实验中如何作出假设： 假设的内容是由问题决定的，在作出假设前，首先要清楚探究的问题是什么。 假设的提出与基本预测有很大的关系。如果基本预测是肯定的，假设就是肯定的。 假设在实验之前没有正确与错误之分，只有可以检验的假设和无法检验的假设，探究实验中作出的假设应是可检验的假设。,(2)依据类比推理推导假设成立的依据： 秋水仙素诱导染色体加倍的原理是破坏纺锤体的形成，但不影响着丝点的分裂，因此导致染色体数目加倍。低温能影响酶的活性，纺锤体的形成需要酶的催化，因而纺锤体的形成受到影响，也会导致染色体的数目加倍。 (3)确定表格内项目的方法： 设计表格时要注意题干中的要求是测量低温效应的时间，分别设置温度梯度和时间梯度两个实验变量。考虑到一般植物细胞周期的时间单位为小时，因此表格内培养时间应以小时为单位。 为了保证实验的严谨性，应该设置一组常温下的对照，以排除环境因素的干扰。,
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