(苏教版)高中生物全程复习方略配套课件:必修2-第3章-第3讲-染色体变异及其应用.ppt
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- 苏教版 高中生物 全程 复习 方略 配套 课件 必修 染色体 变异 及其 应用
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1、第三讲染色体变异及其应用一、染色体结构的变异一、染色体结构的变异1.1.类型类型2.2.结果结果使排列在染色体上的基因的使排列在染色体上的基因的_发生改变,从而发生改变,从而导致性状的变异。导致性状的变异。二、染色体数目的变异及应用二、染色体数目的变异及应用1.1.单倍体、二倍体和多倍体单倍体、二倍体和多倍体(1)(1)单倍体:体细胞中含有单倍体:体细胞中含有_染色体数目的个体。染色体数目的个体。(2)(2)二倍体:由二倍体:由_发育而来,体细胞中含有两个染色体组发育而来,体细胞中含有两个染色体组的个体。的个体。(3)(3)多倍体:由受精卵发育而来,体细胞中含有多倍体:由受精卵发育而来,体细胞
2、中含有_染色体组的个体。染色体组的个体。数目或排列顺序数目或排列顺序本物种配子本物种配子受精卵受精卵三个或三个以三个或三个以上上2.2.应用应用(1)(1)单倍体育种:单倍体育种:过程:包括过程:包括b_b_和和c_c_。优点:优点:_,是因为用这种方法得到的后代,是因为用这种方法得到的后代每对染色体上成对的基因都是每对染色体上成对的基因都是_的。的。单倍体植株特点:单倍体植株特点:_。花药离体培养花药离体培养秋水仙素处理秋水仙素处理明显缩短育种年限明显缩短育种年限纯合纯合植株弱小,高度不育植株弱小,高度不育(2)(2)多倍体育种:多倍体育种:方法:方法:aa用用_;作用原理是作用原理是_。多
3、倍体植株特点:茎秆多倍体植株特点:茎秆_,叶片、果实和种子都比较,叶片、果实和种子都比较大,大,_等营养物质的含量有所增加。等营养物质的含量有所增加。秋水仙素处理萌发的种子或幼苗秋水仙素处理萌发的种子或幼苗抑制纺锤体的形成抑制纺锤体的形成粗壮粗壮糖类和蛋白质糖类和蛋白质三、低温诱导染色体加倍实验三、低温诱导染色体加倍实验1.1.实验原理实验原理用低温处理植物分生组织细胞,如根尖分生组织细胞,能够抑用低温处理植物分生组织细胞,如根尖分生组织细胞,能够抑制制_,以致影响染色体被拉向两极,细胞不能分,以致影响染色体被拉向两极,细胞不能分裂成裂成_,使植物细胞,使植物细胞_加倍。加倍。2.2.方法步骤
4、方法步骤蚕豆根尖培养蚕豆根尖培养取材取材_(_(解离解离漂洗漂洗_制制片片)观察。观察。3.3.实验结论实验结论适当低温可以诱导适当低温可以诱导_加倍。加倍。纺锤体的形成纺锤体的形成两个子细胞两个子细胞染色体数目染色体数目制作装片制作装片染色染色染色体数目染色体数目1.(20111.(2011海南海南T19A)T19A)染色体组整倍性变化必然导致基因种类的增染色体组整倍性变化必然导致基因种类的增加。加。()()【分析分析】染色体组整倍性变化能导致基因数目的变化,不会引染色体组整倍性变化能导致基因数目的变化,不会引起基因种类的变化。起基因种类的变化。2.(20112.(2011海南海南T19C)
5、T19C)染色体片段的缺失和重复必然导致基因种类染色体片段的缺失和重复必然导致基因种类的变化。的变化。()()【分析分析】染色体片段的缺失和重复导致基因数目减少和增加,染色体片段的缺失和重复导致基因数目减少和增加,其中染色体片段缺失还能导致基因种类减少。其中染色体片段缺失还能导致基因种类减少。3.(20103.(2010福建福建T3D)T3D)显微镜下可以看到低温诱导生物体的大多数显微镜下可以看到低温诱导生物体的大多数染色体数目发生变化。染色体数目发生变化。()()【分析分析】生物体的大多数细胞处于细胞分裂间期,呈染色质状生物体的大多数细胞处于细胞分裂间期,呈染色质状态,看不到染色体的数目变化
6、。态,看不到染色体的数目变化。4.4.可用显微镜区别染色体变异与基因突变。可用显微镜区别染色体变异与基因突变。()()【分析分析】染色体变异属于细胞水平的变化,可用光学显微镜看染色体变异属于细胞水平的变化,可用光学显微镜看到,基因突变是分子水平的变化,用光学显微镜看不到。到,基因突变是分子水平的变化,用光学显微镜看不到。5.5.单倍体一定不存在同源染色体。单倍体一定不存在同源染色体。()()【分析分析】单倍体不一定只含有一个染色体组,如四倍体马铃薯单倍体不一定只含有一个染色体组,如四倍体马铃薯的单倍体就含有两个染色体组,存在同源染色体。的单倍体就含有两个染色体组,存在同源染色体。6.6.体细胞
7、中含有两个染色体组的个体叫二倍体。体细胞中含有两个染色体组的个体叫二倍体。()()【分析分析】体细胞中含有两个染色体组的个体如果由受精卵发育体细胞中含有两个染色体组的个体如果由受精卵发育而来,称为二倍体;如果由配子发育而来,则称为单倍体。而来,称为二倍体;如果由配子发育而来,则称为单倍体。7.7.人工诱导多倍体的惟一方法是用秋水仙素处理萌发的种子或人工诱导多倍体的惟一方法是用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。幼苗。()()【分析分析】人工诱导多倍体的方法有很多,最常用且最有效的方人工诱导多倍体的方法有很多,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,低温处理植物分生组法是用秋水仙素处理萌
8、发的种子或幼苗,低温处理植物分生组织细胞也会产生多倍体。织细胞也会产生多倍体。考点考点 一一 染色体结构的变异染色体结构的变异1.1.染色体结构变异与基因突变的区别染色体结构变异与基因突变的区别(1)(1)从图形上区别:从图形上区别:(2)(2)从是否产生新基因上来区别:从是否产生新基因上来区别:染色体结构变异使排列在染色体上的基因的数目或排列顺序染色体结构变异使排列在染色体上的基因的数目或排列顺序发生改变,从而导致性状的变异。发生改变,从而导致性状的变异。基因突变是基因结构的改变,包括基因突变是基因结构的改变,包括DNADNA碱基对的替换、增添碱基对的替换、增添和缺失。和缺失。基因突变导致新
9、基因的产生,染色体结构变异未形成新的基基因突变导致新基因的产生,染色体结构变异未形成新的基因。因。(3)(3)通过光学显微镜区别:通过光学显微镜区别:染色体变异可借助光学显微镜观察;染色体变异可借助光学显微镜观察;基因突变、基因重组用光学显微镜观察不到。基因突变、基因重组用光学显微镜观察不到。2.2.易位与交叉互换的区别易位与交叉互换的区别染色体易位染色体易位交叉互换交叉互换图图解解区区别别位置位置发生于非同源染色体发生于非同源染色体之间之间发生于同源染色体的非发生于同源染色体的非姐妹染色单体之间姐妹染色单体之间原理原理染色体结构变异染色体结构变异基因重组基因重组观察观察可在显微镜下观察到可在
10、显微镜下观察到在显微镜下观察不到在显微镜下观察不到【高考警示高考警示】细胞不同分裂时期发生的变异不同细胞不同分裂时期发生的变异不同基因突变发生在所有分裂过程中,基因重组只发生在减数分裂基因突变发生在所有分裂过程中,基因重组只发生在减数分裂过程中,染色体变异发生在有丝分裂和减数分裂过程中。过程中,染色体变异发生在有丝分裂和减数分裂过程中。【典例典例1 1】(2012(2012海南高考海南高考)玉米糯性与非糯性、甜粒与非甜玉米糯性与非糯性、甜粒与非甜粒为两对相对性状。一般情况下用纯合非糯非甜粒与糯性甜粒粒为两对相对性状。一般情况下用纯合非糯非甜粒与糯性甜粒两种亲本进行杂交时,两种亲本进行杂交时,F
11、 F1 1表现为非糯非甜粒,表现为非糯非甜粒,F F2 2有有4 4种表现型,种表现型,其数量比为其数量比为93319331。若重复该杂交实验时,偶然发现一个。若重复该杂交实验时,偶然发现一个杂交组合,其杂交组合,其F F1 1仍表现为非糯非甜粒,但某一仍表现为非糯非甜粒,但某一F F1 1植株自交,产植株自交,产生的生的F F2 2只有非糯非甜粒和糯性甜粒只有非糯非甜粒和糯性甜粒2 2种表现型。对这一杂交结种表现型。对这一杂交结果的解释,理论上最合理的是果的解释,理论上最合理的是()A.A.发生了染色体易位发生了染色体易位B.B.染色体组数目整倍增加染色体组数目整倍增加C.C.基因中碱基对发
12、生了替换基因中碱基对发生了替换D.D.基因中碱基对发生了增减基因中碱基对发生了增减【解析解析】选选A A。具有两对。具有两对(或更多对或更多对)相对性状的纯合亲本进行相对性状的纯合亲本进行杂交,在杂交,在F F1 1产生配子时,等位基因分离的同时,非同源染色体产生配子时,等位基因分离的同时,非同源染色体上的非等位基因表现为自由组合。如果两对上的非等位基因表现为自由组合。如果两对(或更多对或更多对)等位基等位基因位于一对同源染色体上,就不会表现出自由组合。从题目可因位于一对同源染色体上,就不会表现出自由组合。从题目可知,发生突变的植株不能进行基因的自由组合,原因最可能是知,发生突变的植株不能进行
13、基因的自由组合,原因最可能是发生染色体易位,使原来位于非同源染色体上的基因位于一对发生染色体易位,使原来位于非同源染色体上的基因位于一对同源染色体上了。同源染色体上了。【变式训练变式训练】以下情况属于染色体变异的是以下情况属于染色体变异的是()2121三体综合征患者细胞中的第三体综合征患者细胞中的第2121号染色体有号染色体有3 3条条同源染色体的非姐妹染色单体之间发生了相应部位的交叉互同源染色体的非姐妹染色单体之间发生了相应部位的交叉互换换染色体数目增加或减少染色体数目增加或减少花药离体培养后长成的植株花药离体培养后长成的植株非同源染色体之间的自由组合非同源染色体之间的自由组合染色体上染色体
14、上DNADNA碱基对的增添、缺失碱基对的增添、缺失A.A.B.B.C.C.D.D.【解析解析】选选D D。是染色体数目变异中个别染色体的增加;。是染色体数目变异中个别染色体的增加;是基因重组;是染色体数目的变异,包括个别染色体的增减是基因重组;是染色体数目的变异,包括个别染色体的增减和以染色体组的形式成倍地增减;是染色体数目变异中染色和以染色体组的形式成倍地增减;是染色体数目变异中染色体组成倍地减少;是基因重组;染色体上体组成倍地减少;是基因重组;染色体上DNADNA碱基对的增碱基对的增添、缺失,引起基因结构的改变,是基因突变。添、缺失,引起基因结构的改变,是基因突变。考点考点 二二 染色体数
15、目的变异染色体数目的变异1.1.染色体组的特点染色体组的特点(1)(1)一个染色体组中不含同源染色体,没有等位基因。一个染色体组中不含同源染色体,没有等位基因。(2)(2)一个染色体组中所含的染色体在形态、大小和功能上各不一个染色体组中所含的染色体在形态、大小和功能上各不相同。相同。(3)(3)一个染色体组中含有控制本物种生物性状的一整套基因,一个染色体组中含有控制本物种生物性状的一整套基因,但不能重复。但不能重复。2.2.多倍体、单倍体、二倍体多倍体、单倍体、二倍体(1)(1)多倍体、单倍体、二倍体都是指的个体,并非细胞。多倍体、单倍体、二倍体都是指的个体,并非细胞。(2)(2)由合子由合子
16、(受精卵受精卵)发育来的个体,细胞中含有几个染色体组,发育来的个体,细胞中含有几个染色体组,就叫几倍体。就叫几倍体。(3)(3)由配子直接发育来的个体,不管含有几个染色体组,都只由配子直接发育来的个体,不管含有几个染色体组,都只能叫单倍体。能叫单倍体。如图:如图:(4)(4)含有一个染色体组或奇数个染色体组的生物一般是高度不含有一个染色体组或奇数个染色体组的生物一般是高度不育的,原因是没有同源染色体或是同源染色体联会紊乱。育的,原因是没有同源染色体或是同源染色体联会紊乱。3.3.染色体变异在育种上的应用染色体变异在育种上的应用(1)(1)培育三倍体西瓜:培育三倍体西瓜:原理:染色体数目以染色体
17、组的形式成倍增加。原理:染色体数目以染色体组的形式成倍增加。过程:过程:三倍体无子西瓜中果实各部分染色体组数:三倍体无子西瓜中果实各部分染色体组数:第一年所结果实第一年所结果实第二年所结果实第二年所结果实果实位置果实位置四倍体植株上四倍体植株上三倍体植株上三倍体植株上果皮染色体组数果皮染色体组数4 43 3种皮染色体组数种皮染色体组数4 43 3胚染色体组数胚染色体组数3 3无无胚乳染色体组数胚乳染色体组数5 5无无(2)(2)培育抗病高产植株:培育抗病高产植株:原理:染色体数目以染色体组的形式成倍减少,再用秋水仙原理:染色体数目以染色体组的形式成倍减少,再用秋水仙素处理,形成纯合子。素处理,
18、形成纯合子。实例:抗病高产植株实例:抗病高产植株(aaBBaaBB)的选育过程的选育过程选取符合要求的亲本进行杂交,获得子一代,选取子一代的花选取符合要求的亲本进行杂交,获得子一代,选取子一代的花粉进行植物组织培养,形成单倍体幼苗。用秋水仙素或低温处粉进行植物组织培养,形成单倍体幼苗。用秋水仙素或低温处理单倍体幼苗,就会获得纯合的正常植株,选取符合要求的个理单倍体幼苗,就会获得纯合的正常植株,选取符合要求的个体就获得了所需的品种。图示如下:体就获得了所需的品种。图示如下:【高考警示高考警示】(1)(1)单倍体的体细胞中并非只有一个染色体组。因为大部分的单倍体的体细胞中并非只有一个染色体组。因为
19、大部分的生物是二倍体,所以容易误认为单倍体的体细胞中只含有一个生物是二倍体,所以容易误认为单倍体的体细胞中只含有一个染色体组,但是多倍体的配子形成的单倍体的体细胞中可能含染色体组,但是多倍体的配子形成的单倍体的体细胞中可能含有多个染色体组。有多个染色体组。(2)(2)单倍体并非都不育。二倍体的配子发育成的单倍体,表现单倍体并非都不育。二倍体的配子发育成的单倍体,表现为高度不育;多倍体的配子如含有偶数个染色体组,则发育成为高度不育;多倍体的配子如含有偶数个染色体组,则发育成的单倍体含有同源染色体及等位基因,可育并能产生后代。的单倍体含有同源染色体及等位基因,可育并能产生后代。(3)(3)单倍体与
20、多倍体育种过程不同。单倍体育种要经过花药离单倍体与多倍体育种过程不同。单倍体育种要经过花药离体培养和秋水仙素处理;多倍体育种只用秋水仙素处理这一步体培养和秋水仙素处理;多倍体育种只用秋水仙素处理这一步骤。骤。考查角度考查角度1 1 判断生物是几倍体及细胞中含有的染色体组数判断生物是几倍体及细胞中含有的染色体组数【典例典例2 2】下图表示细胞中所含的染色体,下列叙述不正确的下图表示细胞中所含的染色体,下列叙述不正确的是是()A.A.代表的生物可能是二倍体,其每个染色体组含代表的生物可能是二倍体,其每个染色体组含4 4条染色体条染色体B.B.代表的生物可能是二倍体,其每个染色体组含代表的生物可能是
21、二倍体,其每个染色体组含3 3条染色体条染色体C.C.代表的生物可能是单倍体,其每个染色体组含代表的生物可能是单倍体,其每个染色体组含2 2条染色体条染色体D.D.代表的生物可能是单倍体,其每个染色体组含代表的生物可能是单倍体,其每个染色体组含4 4条染色体条染色体【解析解析】选选B B。所示的细胞有。所示的细胞有2 2个染色体组,每个染色体组含个染色体组,每个染色体组含4 4条染色体,若它是由受精卵发育而来的个体的体细胞,则代条染色体,若它是由受精卵发育而来的个体的体细胞,则代表二倍体。所示的细胞有表二倍体。所示的细胞有3 3个染色体组,每个染色体组含个染色体组,每个染色体组含2 2条条染色
22、体,若它是由受精卵发育而来的个体的体细胞,则代表三染色体,若它是由受精卵发育而来的个体的体细胞,则代表三倍体。所示的细胞有倍体。所示的细胞有4 4个染色体组,每个染色体组含个染色体组,每个染色体组含2 2条染色条染色体,若它是由受精卵发育而来的个体的体细胞,则代表四倍体;体,若它是由受精卵发育而来的个体的体细胞,则代表四倍体;若它是由配子发育而来的个体的体细胞,则代表的生物可能是若它是由配子发育而来的个体的体细胞,则代表的生物可能是单倍体。所示的细胞有单倍体。所示的细胞有1 1个染色体组,每个染色体组含个染色体组,每个染色体组含4 4条染条染色体,可能代表单倍体。色体,可能代表单倍体。【变式训
23、练变式训练】将二倍体普通西瓜幼苗用秋水仙素处理,待植株将二倍体普通西瓜幼苗用秋水仙素处理,待植株成熟接受普通二倍体西瓜的正常花粉后,发育成果实的果皮、成熟接受普通二倍体西瓜的正常花粉后,发育成果实的果皮、种皮、胚和胚乳细胞的染色体组数依次是种皮、胚和胚乳细胞的染色体组数依次是()A.4A.4、2 2、2 2、4 4B.4B.4、4 4、3 3、5 5C.3C.3、3 3、3 3、4 4D.4D.4、4 4、3 3、6 6【解析解析】选选B B。普通西瓜用秋水仙素处理加倍后成为四倍体,。普通西瓜用秋水仙素处理加倍后成为四倍体,正常西瓜花粉只含一个染色体组,胚中含正常西瓜花粉只含一个染色体组,胚中
24、含3 3个染色体组,果皮、个染色体组,果皮、种皮与母本一致,胚乳中则含种皮与母本一致,胚乳中则含5 5个染色体组。个染色体组。考查角度考查角度2 2 变异在育种中的应用变异在育种中的应用【典例典例3 3】如图所示,将二倍体植株和杂交得到,再将如图所示,将二倍体植株和杂交得到,再将做进一步处理。下列相关分析错误的是做进一步处理。下列相关分析错误的是()A.A.由得到的育种原理是基因重组由得到的育种原理是基因重组B.B.图中秋水仙素的作用是使染色体数目加倍图中秋水仙素的作用是使染色体数目加倍C.C.若的基因型是若的基因型是AaBbddAaBbdd,则的基因型可能是,则的基因型可能是aBdaBdD.
25、D.至的过程中,所产生的变异都有利于生产至的过程中,所产生的变异都有利于生产【解析解析】选选D D。A A正确,由得到属于杂交育种,依据的原理正确,由得到属于杂交育种,依据的原理是基因重组;是基因重组;B B正确,秋水仙素可抑制纺锤体的形成,诱导染正确,秋水仙素可抑制纺锤体的形成,诱导染色体数目加倍;色体数目加倍;C C正确,的基因型是正确,的基因型是AaBbddAaBbdd,可产生,可产生aBdaBd的花的花粉,经花药离体培养可得到粉,经花药离体培养可得到aBdaBd的单倍体植株;的单倍体植株;D D错误,至错误,至的过程属于诱变育种,突变是不定向的,且大多是有害的,需的过程属于诱变育种,突
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