第一节染色体数目变异对性状的影响课件.ppt
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- 第一节 染色体 数目 变异 性状 影响 课件
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1、第二章 染色体变异对性状的影响 考纲要求考纲要求 三年考情三年考情 20122012山东,山东,20122012海南,海南,20122012广广染色体结构变异和数目变异染色体结构变异和数目变异 东,东,20122012江苏,江苏,20122012天津,天津,20112011海南,海南,20112011江苏,江苏,20102010山山生物变异在育种上的应用生物变异在育种上的应用 东,东,20102010江苏江苏 实验实验:低温诱导染色体加倍低温诱导染色体加倍 20122012福建福建 一、染色体数目的变异一、染色体数目的变异 1.1.类型类型 染色体组染色体组 (1)(1)整倍性改变整倍性改变:
2、细胞内染色体数以细胞内染色体数以 _的形式成倍地增的形式成倍地增 加或减少,如多倍体、单倍体。加或减少,如多倍体、单倍体。个别染色体数目个别染色体数目 (2)(2)非整倍性改变非整倍性改变:细胞内细胞内_ 的增减,如单体、缺的增减,如单体、缺 体、三体等。体、三体等。2.2.染色体组染色体组(用用n n来表示来表示)非同源非同源 细胞中的一组细胞中的一组_染色体,在形态和功能上各不相同,却携染色体,在形态和功能上各不相同,却携 遗传和变异遗传和变异 带着控制某种生物生长和发育、带着控制某种生物生长和发育、_ 的全部信息,这样的全部信息,这样 的一组染色体,叫做一个染色体组。的一组染色体,叫做一
3、个染色体组。3.3.二倍体、多倍体和单倍体二倍体、多倍体和单倍体 二倍体二倍体 多倍体多倍体 单倍体单倍体 体细胞中含体细胞中含 由受精卵发育而成,由受精卵发育而成,3 3个或个或3 3个个 _ _ 本物种配子本物种配子 概概体细胞中含体细胞中含_体细胞中含有体细胞中含有2 2个个念念 染色体组染色体组 以上染色体组的个体以上染色体组的个体 染色体数目的染色体数目的_的个体的个体 个体个体 特特点点 育育种种 方方法法 茎秆粗壮、叶片及叶茎秆粗壮、叶片及叶个体矮小,生个体矮小,生高度高度 片上的气孔明显增大,片上的气孔明显增大,活力较弱、活力较弱、_ _ 种子、果实种子、果实 等也大些等也大些
4、 _不育不育 _等等 低温低温 _或某些化学物质或某些化学物质花药离体培养花药离体培养 _ _(如秋水仙素如秋水仙素)二、制作并观察根尖染色体加倍的装片实验二、制作并观察根尖染色体加倍的装片实验 1.1.实验原理实验原理 纺锤体的形成纺锤体的形成 _,以致影响染色体被拉向两极,细胞不能分裂成,以致影响染色体被拉向两极,细胞不能分裂成 染色体数目染色体数目 加倍。加倍。两个子细胞两个子细胞 ,使植物细胞,使植物细胞_2.2.方法步骤方法步骤 制作装片制作装片 解离固定解离固定漂洗漂洗_染色染色 大蒜根尖培养大蒜根尖培养取材取材 _(_(用低温处理植物分生组织细胞,如根尖分生组织细胞,能够抑制用低
5、温处理植物分生组织细胞,如根尖分生组织细胞,能够抑制 制片制片)观察。观察。3.3.实验结论实验结论 染色体数目染色体数目 适当低温可以诱导适当低温可以诱导 _ 加倍。加倍。三、染色体结构的变异三、染色体结构的变异 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)T19C)染色体片段的缺失和重复必然导致基
6、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,看不到染色生物体的大多数细胞处于细胞分裂间期,看不到染色 体。体。4.4.可用显微镜区别染色体变异与基因突变。可
7、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
8、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发的种子或幼苗,低温处理植物分生组 织细胞也会产生
9、多倍体。织细胞也会产生多倍体。考点考点 一一 染色体数目变异染色体数目变异 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
10、、二倍体都是指的个体,并非细胞。(2)(2)由合子由合子(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。如下图如下图:(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.单倍体育种与多倍体育种单倍体育种与多倍体育种 单倍体育种单
11、倍体育种 染色体数目以染色体组形式染色体数目以染色体组形式原原 成倍减少,然后再加倍从而成倍减少,然后再加倍从而理理 获得纯种获得纯种 多倍体育种多倍体育种 染色体数目以染色体组染色体数目以染色体组形式成倍增加形式成倍增加 方方 花药离体培养获得单倍体,花药离体培养获得单倍体,法法 再用秋水仙素处理幼苗再用秋水仙素处理幼苗 优优 点点 明显缩短育种年限明显缩短育种年限 秋水仙素处理正在萌发秋水仙素处理正在萌发的种子或幼苗的种子或幼苗 器官大,营养成分含量器官大,营养成分含量高,产量增加高,产量增加 单倍体育种单倍体育种 缺缺 技术复杂,需要与杂交技术复杂,需要与杂交点点 育种配合育种配合 多倍
12、体育种多倍体育种 适用于植物,动物难以开展。适用于植物,动物难以开展。多倍体植物生长周期延长,多倍体植物生长周期延长,结实率降低结实率降低 举举 例例 【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,因为大部分的生物是二倍体,所以有时认为单倍体的体细胞中只含有一个染生物是二倍体,所以有时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含有不只色体组,但是多倍体的配子形成的单倍体的体细胞中含有不只一个染色体组。一个染色体组。(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
13、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。【典例【典例1 1】(2013(2013青岛模拟青岛模拟)下图中,甲、乙表示水稻两个品下图中,甲、乙表示水稻两个品种
14、,种,A A、a a和和B B、b b表示分别位于两对同源染色体上的两对等位基表示分别位于两对同源染色体上的两对等位基因,表示培育水稻新品种的过程,则下列说法错误的是因,表示培育水稻新品种的过程,则下列说法错误的是 ()A.A.过程简便,原理是基因重组过程简便,原理是基因重组 B.B.和的变异都发生于有丝分裂间期和的变异都发生于有丝分裂间期 C.C.过程常用的方法是花药离体培养过程常用的方法是花药离体培养 D.D.过程与过程的育种原理相同过程与过程的育种原理相同 【解析】【解析】选选B B。分析题图,。分析题图,过程为杂交育种过程,操作过程为杂交育种过程,操作简便,但培育周期长;过程是多倍体育
15、种过程,其发生的染简便,但培育周期长;过程是多倍体育种过程,其发生的染色体变异是由于秋水仙素抑制有丝分裂前期纺锤体的形成而产色体变异是由于秋水仙素抑制有丝分裂前期纺锤体的形成而产生的;生的;表示单倍体育种过程,其中过程常用的方法是表示单倍体育种过程,其中过程常用的方法是花药离体培养,单倍体育种与多倍体育种的原理都是染色体变花药离体培养,单倍体育种与多倍体育种的原理都是染色体变异。异。【互动探究】【互动探究】(1)(1)过程通常采用什么方法?过程通常采用什么方法?提示提示:用秋水仙素或低温处理萌发的种子或幼苗。用秋水仙素或低温处理萌发的种子或幼苗。秋水仙素和低温处理,都有抑制纺锤体形成的作用,使
16、细胞内秋水仙素和低温处理,都有抑制纺锤体形成的作用,使细胞内染色体数目加倍。染色体数目加倍。(2)(2)整个过程需要几年时间?整个过程需要几年时间?提示提示:2 2年。过程获得年。过程获得 AaBb(AaBb(以种子形式存在以种子形式存在)需要需要1 1年时间,年时间,第第2 2年把种子种下去,取花粉进行离体培养形成单倍体,用秋年把种子种下去,取花粉进行离体培养形成单倍体,用秋水仙素处理单倍体幼苗,就会获得水仙素处理单倍体幼苗,就会获得 AAbbAAbb。【变式训练】【变式训练】下图表示无子西瓜的培育过程下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根据图解
17、,结合你学过的生物学知识,判断下列叙述错误的是 ()A.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前期纺锤体的形成 B.B.四倍体植株所结的西瓜,果皮细胞内含有四倍体植株所结的西瓜,果皮细胞内含有 4 4个染色体组个染色体组 C.C.无子西瓜既没有种皮,也没有胚无子西瓜既没有种皮,也没有胚 D.D.培育无子西瓜通常需要年年制种,用植物组织培养技术可以培育无子西瓜通常需要年年制种,用植物组织培养技术可以快速进行无性繁殖快速进行无性繁殖 【解析】【解析】选选C C。图示无子西瓜的培育中使用的秋水仙素,其机。图示无子西
18、瓜的培育中使用的秋水仙素,其机理是抑制有丝分裂前期纺锤体的形成;四倍体植株的体细胞中理是抑制有丝分裂前期纺锤体的形成;四倍体植株的体细胞中均含均含4 4个染色体组;无子西瓜没有种子,实际操作中会看到发个染色体组;无子西瓜没有种子,实际操作中会看到发育不完全的种皮,胚是一定没有的;因无子西瓜是三倍体,不育不完全的种皮,胚是一定没有的;因无子西瓜是三倍体,不能自己繁殖后代,因此需年年制种,可以通过无性繁殖的技术能自己繁殖后代,因此需年年制种,可以通过无性繁殖的技术快速繁殖。快速繁殖。考点考点 二二 染色体结构变异染色体结构变异 1.1.染色体结构变异与基因突变的两种辨别法染色体结构变异与基因突变的
19、两种辨别法 (1)(1)从是否产生新基因上来辨别从是否产生新基因上来辨别: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碱基对的改变、增添碱基对的改变、增添和缺失。基因突变导致新基因的产生,染色体结构变异未形成和缺失。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。新的基因。(2)(2)通过光学显微镜辨别通过光学显微镜辨别:染色体结构变异可借助光学显微镜观察;染色体结构变异可借助光学显微镜观察;基
20、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.染色体结构变异的四种类型染色体结构变异的四种类型 变异类型变异类型 缺失缺失 具体变化具体变化 缺失某一片段缺失某一片段 染色体上的基染色体上的基因数目或排列因数目或排列顺序改变,从顺序改变,从而导致性状变而导致性状变异异 结果结果 举例举例 猫叫猫叫 综合征综合征 果蝇的果蝇的 棒状眼棒状眼 染染 某一片段连到同源染色某一片段连到同源染色色色 重复重复 体的相应部位体的相应部位 体体 某一片段移接到非同源某一片段移接到非同源结结 构构 易位易位 染色体上或同一条染色染色体上或同一条染色体的不同区域体的不同区
21、域 变变 异异 倒位倒位 某一片段位置颠倒某一片段位置颠倒 人慢性粒人慢性粒 细胞白血细胞白血病病 【高考警示】【高考警示】(1)(1)非同源染色体之间交换片段和同源染色体之间交换片段是非同源染色体之间交换片段和同源染色体之间交换片段是不同的变异形式。非同源染色体之间交换片段属于易位,同源不同的变异形式。非同源染色体之间交换片段属于易位,同源染色体之间交换片段属于基因重组。染色体之间交换片段属于基因重组。(2)(2)染色体结构变异是基因数目或排列顺序的改变,基因结构染色体结构变异是基因数目或排列顺序的改变,基因结构不变;基因突变是碱基对的数目变化,属于基因内部结构的改不变;基因突变是碱基对的数
22、目变化,属于基因内部结构的改变。变。【典例【典例2 2】(2011(2011海南高考海南高考)关于植物染色体变异的叙述,正关于植物染色体变异的叙述,正确的是确的是()A.A.染色体组整倍性变化必然导致基因种类的增加染色体组整倍性变化必然导致基因种类的增加 B.B.染色体组非整倍性变化必然导致新基因的产生染色体组非整倍性变化必然导致新基因的产生 C.C.染色体片段的缺失和重复必然导致基因种类的变化染色体片段的缺失和重复必然导致基因种类的变化 D.D.染色体片段的倒位和易位必然导致基因排列顺序的变化染色体片段的倒位和易位必然导致基因排列顺序的变化 【解析】【解析】选选D D。A A项,染色体组整倍
23、性变化会导致染色体变异,项,染色体组整倍性变化会导致染色体变异,不会导致基因种类的增加;不会导致基因种类的增加;B B项,染色体组非整倍性变化是染项,染色体组非整倍性变化是染色体数目的变化,不会产生新的基因;色体数目的变化,不会产生新的基因;C C项,染色体片段的缺项,染色体片段的缺失和重复属于染色体变异,不一定导致基因种类的变化;失和重复属于染色体变异,不一定导致基因种类的变化;D D项,项,染色体的倒位和易位会导致基因排列顺序的变化。染色体的倒位和易位会导致基因排列顺序的变化。【互动探究】【互动探究】染色体组整倍性增加对基因有什么影响?染色体组整倍性增加对基因有什么影响?提示提示:基因结构
24、不变,但数量增多。基因在染色体上,染色体基因结构不变,但数量增多。基因在染色体上,染色体组增加,导致基因的数量增加,但基因内部结构不变化。组增加,导致基因的数量增加,但基因内部结构不变化。【变式训练】【变式训练】能在细胞分裂间期起作用的措施是能在细胞分裂间期起作用的措施是()农作物的诱变育种农作物的诱变育种 用秋水仙素使染色体数目加倍用秋水仙素使染色体数目加倍 肿瘤的治疗肿瘤的治疗 花药离体培养花药离体培养 A.A.B.B.C.C.D.D.【解析】【解析】选选A A。细胞分裂间期能进行。细胞分裂间期能进行 DNADNA复制,基因突变主要发复制,基因突变主要发生在生在DNADNA复制时,化疗原理
25、是抑制复制时,化疗原理是抑制 DNADNA复制。因此符合题意。复制。因此符合题意。染色体组数目的判断方法染色体组数目的判断方法 【典例】【典例】下图细胞中含有的染色体组数目分别是下图细胞中含有的染色体组数目分别是()A.5A.5个、个、4 4个个 B.10 B.10 个、个、8 8个个 C.5C.5个、个、2 2个个 D.2.5 D.2.5 个、个、2 2个个 【解析】【解析】选选A A。由图甲可知,染色体数目为。由图甲可知,染色体数目为 1010条,形态为条,形态为2 2种,种,据公式据公式:染色体组的数目染色体组的数目=染色体数染色体数/染色体形态数,故图甲的染色体形态数,故图甲的染色体组
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