【教学课件】第2节染色体变异.ppt

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1、第2节染色体变异一、染色体结构的变异1概念：由 的改变而引起的变异。2种类(1)缺失：染色体中 缺失引起的变异。(2)重复：染色体中某一片段引起的变异。(3)易位：染色体的某一片段移接到另一条 上引起的变异。(4)倒位：染色体中某一片段 引起的变异。染色体染色体结结构构某一片段某一片段增加增加非同源染色体非同源染色体位置位置颠颠倒倒3结果：使排列在染色体上的基因的或发生改变，从而导致性状的变异。4举例：猫叫综合征，是由于人的第5号染色体部分引起的遗传病。数目数目排列排列顺顺序序缺失缺失二、染色体数目的变异1细胞内 的增加或减少。如21三体综合征。2细胞内的染色体数目以的形式成倍的增加或减少。如

2、三倍体无子西瓜等。(1)染色体组：细胞中的一组 染色体，它们在和 上各不相同，携带着控制生物生长发育的全部遗传信息。(2)二倍体：由发育而成，体细胞中含有 染色体组，包括几乎全部动物和过半数的高等植物。个别染色体数目个别染色体数目染色体组染色体组非同源非同源形态形态功能功能受精卵受精卵两个两个(3)多倍体：由发育而来，体细胞中含或染色体组的个体；成因是形成受到破坏，染色体数目加倍；与二倍体植株相比，多倍体植株常常是茎杆，叶片、果实和种子都，等营养物质含量丰富。(4)单倍体：由直接发育而成，体细胞中含有染色体数目的个体，其特点是：与正常植株相比，植株长得，且。受精卵受精卵三个三个三个以上三个以上

3、纺锤体纺锤体粗壮粗壮比较大比较大糖类和蛋白质糖类和蛋白质配子配子本物种配子本物种配子弱小弱小高度不育高度不育1如何确认生物发生了染色体变异？2.含有1个染色体组的个体一定是单倍体吗？单倍体一定含一个染色体组吗？三、低温诱导植物染色体数目变化的实验三、低温诱导植物染色体数目变化的实验1实验原理：低温抑制实验原理：低温抑制的的形形成成，以以致致影影响响被被拉拉向向两两极极，细细胞胞不不能能分分裂裂成成两两个个子子细细胞胞，于是染色体数目改变。于是染色体数目改变。2方方法法步步骤骤：洋洋葱葱根根尖尖培培养养固固定定制制作作装装片片(解解离离制片制片)观观察。察。纺锤体纺锤体染色体染色体漂洗漂洗染色染

4、色3试剂及用途(1)卡诺氏液：。(2)改良苯酚品红染液：。(3)解离液15%的盐酸和95%的酒精混合液(11):。固定细胞的形态固定细胞的形态使染色体着色使染色体着色使使细细胞分散胞分散思考探讨提示：1染色体变异中的结构变异和数目变异都属于细胞水平上的变化，在光学显微镜下能够看到，因此通过观察该生物具有分裂增生能力的组织中有丝分裂中期细胞中染色体的变化，结合相应症状就能确认。2一定；不一定，如小麦的单倍体含有三个染色体组。一、三种可遗传变异的比较比较比较基因重组基因重组基因突变基因突变染色体变异染色体变异变异变异实质实质控制不同性状的基控制不同性状的基因重新组合，产生因重新组合，产生新的基因型

5、新的基因型基因分子结基因分子结构发生改变，构发生改变，产生新的基产生新的基因因染色体组成倍染色体组成倍增加或减少，增加或减少，产生新的基因产生新的基因型或染色体结型或染色体结构发生变异构发生变异产生产生过程过程减数分裂形成配子减数分裂形成配子时，位于同源染色时，位于同源染色体上的非等位基因体上的非等位基因的自由组合，或等的自由组合，或等位基因的互换位基因的互换复制过程中，复制过程中，基因中脱氧基因中脱氧核苷酸的增、核苷酸的增、减和改变减和改变染色体复制后，染色体复制后，不能形成两个不能形成两个子细胞或配子子细胞或配子不经受精作用，不经受精作用，而单独发育成而单独发育成个体或染色体个体或染色体结

6、构的变异结构的变异比较比较基因重组基因重组基因突变基因突变染色体变异染色体变异类型类型非同源染色体上的非同源染色体上的非等位基因的自由组非等位基因的自由组合合同源染色体上的同源染色体上的非姐妹染色单体之间非姐妹染色单体之间的交叉互换的交叉互换自然突变自然突变人工诱变人工诱变染色体结构的染色体结构的变异变异染色体数染色体数目的变异目的变异特点特点发生在真核生物进行发生在真核生物进行有性生殖中，后代中有性生殖中，后代中重新产生的变异类型重新产生的变异类型有一定的比例规律有一定的比例规律任何生物都任何生物都可发生，频可发生，频率低，有害率低，有害变异多，是变异多，是变异的主要变异的主要来源，进化来源

7、，进化的重要因素的重要因素发生在真核生物发生在真核生物核遗传中，多倍核遗传中，多倍体植株器官大，体植株器官大，养分多，成熟迟，养分多，成熟迟，结实少；单倍体结实少；单倍体植株弱小，高度植株弱小，高度不育；染色体结不育；染色体结构变异在人体遗构变异在人体遗传病中是比较严传病中是比较严重的遗传病重的遗传病实例实例黄圆与绿皱豌豆杂交，黄圆与绿皱豌豆杂交，后代产生黄皱与绿圆后代产生黄皱与绿圆个体个体镰刀型细胞镰刀型细胞贫血症贫血症普通小麦普通小麦(六倍六倍体体)雄蜂、单倍雄蜂、单倍体玉米体玉米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，而非同源染色体之间的互换或某一片段移接到另一条非同源染

8、色体上引起的变异属于染色体结构变异。1引起生物可遗传变异的原因有三种，即基因重组、基因突变和染色体变异。以下几种生物性状的产生，来源于同一种变异类型的是()果蝇的白眼豌豆的黄色皱粒、绿色圆粒八倍体小黑麦的出现人类的红绿色盲玉米的高茎皱形叶人类的镰刀型细胞贫血症ABC D【解析】果蝇的白眼、人类的红绿色盲及镰刀型细胞贫血症都来源于基因突变；豌豆的黄色皱粒、绿色圆粒，玉米的高茎皱形叶都来源于基因重组；八倍体小黑麦的出现则来源于染色体变异。【答案】C2某些类型的染色体结构和数目的变异，可通过对细胞有丝分裂中期或减数第一次分裂时期的观察来识别。a、b、c、d为某些生物减数第一次分裂时期染色体变异的模式

9、图，它们依次属于()A三倍体、染色体片段增加、三体、染色体片段缺失B三倍体、染色体片段缺失、三体、染色体片段增加C三体、染色体片段增加、三倍体、染色体片段缺失D染色体片段缺失、三体、染色体片段增加、三倍体【解析】本题考查生物染色体变异的类型。图a只有一组同源染色体为3条，其余均2条，是三体；图b染色体上增加了一片段；图c含三个染色体组；图d染色体缺失片段3和4。【答案】C二、染色体组与染色体数目的判断1染色体组与染色体组数目的判别(1)染色体组是指细胞中形态和功能各不相同，但是携带着控制一种生物生长发育、遗传和变异的全部信息的一组非同源染色体。要构成一个染色体组应具备以下几条：一个染色体组中不

10、含同源染色体。一个染色体组中所含的染色体形态、大小和功能各不相同。一个染色体组中含有控制一种生物性状的一整套基因，但不能重复。(2)要确定某生物体细胞中染色体组的数目，可从以下几个方面考虑：细胞中同源染色体有几条，细胞内就含有几个染色体组。(如图一)根据基因型判断细胞中的染色体组数目，根据细胞的基因型确定控制每一性状的基因出现的次数，该次数就等于染色体组数(如图二)。如基因型AAaaBBbb的细胞生物体含有4个染色体组，也可记作：同一个字母不分大小写重复出现几次，就是几倍体生物。根据染色体的数目和染色体的形态数来推算，染色体组的数目染色体数/染色体形态数。2单倍体、二倍体、多倍体的比较概念概念

11、染色体组染色体组 形成原因形成原因特点特点举例举例单倍单倍体体体细胞中含体细胞中含本物种配子本物种配子染色体数目染色体数目的个体的个体1至多个至多个单性生殖单性生殖(孤雌生孤雌生殖或孤雄殖或孤雄生殖生殖)植株弱小，植株弱小，高度不育高度不育蜜蜂的雄蜜蜂的雄峰，玉米、峰，玉米、小麦的单小麦的单倍体倍体二倍二倍体体由受精卵发由受精卵发育而来，体育而来，体细胞含有细胞含有2个染色体组个染色体组的个体的个体2正常的有正常的有性生殖性生殖几乎全部几乎全部的动物和的动物和过半数的过半数的高等植物高等植物多倍多倍体体由受精卵发由受精卵发育而来，体育而来，体细胞含细胞含3个个或或3个以上个以上染色体组的染色体

12、组的个体个体3个或个或3个个以上以上未减数的未减数的配子受精配子受精或合子染或合子染色体数加色体数加倍倍果实、种果实、种子较大，子较大，生长发育生长发育延迟，结延迟，结实率低实率低香蕉香蕉(三三倍体倍体)、马铃薯马铃薯(四倍体四倍体)、八倍体、八倍体小黑麦小黑麦单倍体与二倍体、多倍体的判定(1)由受精卵发育而成的个体，含有几个染色体组，就叫做几倍体。(2)由配子发育而成的个体，不论含几个染色体组，都称为单倍体。如八倍体生物的单倍体含有4个染色体组。单倍体个体的体细胞染色体组数一般为奇数，当其进行减数分裂形成配子时，由于同源染色体无法正常联会或联会紊乱，不能产生正常的配子。(3)二倍体生物的配子

13、中只含有一个染色体组。(4)含奇数倍染色体(如3组染色体的三倍体和单倍体)的个体不能产生正常的配子。3(2009年浙江模拟题)下图是甲、乙两种生物的体细胞内染色体情况示意图，则染色体数与图示相同的甲、乙两种生物体细胞的基因型可依次表示为()A甲：AaBb 乙：AAaBbbB甲：AaaaBBbb 乙：AaBBC甲：AAaaBbbb 乙：AaaBBbD甲：AaaBbb 乙：AAaaBbbb【解析】从图可知，甲生物体细胞内染色体相同的为四条，甲生物为四倍体；乙生物体细胞内染色体相同的为三条，乙生物为三倍体；则甲、乙两种生物体细胞的基因型可依次表示为甲：AAaaBbbb；乙：AaaBBb。【答案】C4

14、(2010年南京调研)下列说法不正确的是()A水稻(2n24)一个染色体组有12条染色体B普通小麦(6n42)的花药离体培养后，长成的植株细胞中含三个染色体组，但不是三倍体C番茄和马铃薯体细胞杂交后形成的杂种植株细胞中含有两个染色体组D马和驴杂交的后代骡是不育的二倍体，而蜂群中的雄蜂是可育的单倍体【解析】番茄和马铃薯体细胞杂交后形成的杂种植株细胞中含有四个染色体组。【答案】C三、染色体变异的应用多倍体育种多倍体育种单倍体育种单倍体育种原理原理染色体数目以染色体染色体数目以染色体组的形式成倍增加组的形式成倍增加染色体数目以染色体组染色体数目以染色体组的形式成倍减少，加倍的形式成倍减少，加倍后获得

15、纯种后获得纯种常用方常用方法法秋水仙素处理萌发的秋水仙素处理萌发的种子或幼苗种子或幼苗(或低温诱或低温诱导植物染色体数目加导植物染色体数目加倍倍)花药离体培养，然后进花药离体培养，然后进行人工诱导染色体加倍行人工诱导染色体加倍(秋水仙素处理萌发的种秋水仙素处理萌发的种子或幼苗、低温诱导植子或幼苗、低温诱导植物染色体数目加倍物染色体数目加倍)，形，形成纯合子成纯合子优点优点器官大，提高产量和器官大，提高产量和营养成分含量营养成分含量明显缩短育种年限明显缩短育种年限缺点缺点适用于植物，在动物适用于植物，在动物方面难以开展；发育方面难以开展；发育延迟，结实率低延迟，结实率低技术复杂，需与杂交育技术复

16、杂，需与杂交育种配合种配合例子例子三倍体西瓜、甜菜三倍体西瓜、甜菜抗病植株的快速育成抗病植株的快速育成(1)人工诱导多倍体强调“处理萌发的种子或幼苗”的原因：萌发的种子或幼苗是植物体分生组织的部位，或者说是细胞有丝分裂旺盛的部位，通过秋水仙素处理后，才能使植物体产生的新细胞染色体数目加倍，从而形成多倍体。(2)低温诱导多倍体和秋水仙素的作用原理相同，都是抑制细胞分裂时纺锤体的形成、使细胞的染色体数目加倍。5下列有关水稻的叙述，错误的是()A二倍体水稻含2个染色体组B二倍体水稻经秋水仙素处理，可得到四倍体水稻，稻穗、米粒变大C二倍体水稻与四倍体水稻杂交，可得到三倍体水稻，含3个染色体组D二倍体水

17、稻的花粉经离体培养，可得到单倍体水稻，结实率不变，稻穗、米粒变小【解析】二倍体水稻的花粉经离体培养，可得到单倍体水稻，由于植株高度不育，不会出现米粒。【答案】D (2009年高考江苏卷)在细胞分裂过程中出现了甲、乙2种变异，甲图中英文字母表示染色体片段。下列有关叙述正确的是()甲图中发生了染色体结构变异，增加了生物变异的多样性乙图中出现的这种变异属于染色体变异甲、乙两图中的变化只会出现在有丝分裂中甲、乙两图中的变异类型都可以用显微镜观察检验ABC D【解析】本题考查的是染色体变异。甲图中发生的是染色体变异，属于染色体中某一片段位置颠倒，属于结构的变异；乙图中属于在着丝点分裂时，两条姐妹染色单体

18、移向了同一级，使子细胞中染色体多了一条，也属于染色体变异。染色体可以用显微镜观察到，因此选C。而选项中乙图只会出现在有丝分裂中，甲图可是减数分裂也可是有丝分裂。【答案】C (2009年高考福建卷)细胞的有丝分裂和减数分裂都可能产生可遗传的变异，其中仅发生在减数分裂过程的变异是()A染色体不分离或不能移向两极，导致染色体数目变异B非同源染色体自由组合，导致基因重组C染色体复制时受诱变因素影响，导致基因突变D非同源染色体某片段移接，导致染色体结构变异【解析】有丝分裂和减数分裂都可以发生染色体不分离或不能移向两极，从而导致染色体数目变异；非同源染色体自由组合，导致基因重组只能发生在减数分裂过程中；有

19、丝分裂和减数分裂的间期都发生染色体复制，受诱变因素影响，可导致基因突变；非同源染色体某片段移接，导致染色体结构变异可发生在有丝分裂和减数分裂过程中。因此选B。【答案】B 下图所示细胞代表四个物种的不同时期细胞，其中可能是四倍体物种的是()【解析】根据图中细胞染色体的形态和数目可以判断出：A、B、C、D种所含染色体组数分别为3、3、1、4，只有D中含有4个染色体组，故可以代表四倍体。【答案】D解答此类题目时应注意：(1)细胞内形态相同的染色体有几条，就含几个染色体组；(2)含有几个染色体组不一定是几倍体，关键要看个体的发育来源：由受精卵发育而成的个体，含有几个染色体组，就叫做几倍体；由配子发育而

20、成的个体，不论含几个染色体组，都称为单倍体。探究影响染色体加倍因素的实验：(1)影响染色体加倍的因素秋水仙素或低温；(2)常用实验材料根尖；(3)方法思路借助有丝分裂实验进行操作观察；(4)重要工具显微镜；(5)描述指标发生染色体变异的细胞数目或比例；(6)注意问题设置对照。1用浓度为2%的秋水仙素处理植物分生组织56 h，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？请对这个问题进行实验探究。(1)针对以上问题，你作出的假设是_.你提出此假你提出此假设设的依据是的依据是_。(2)低低温温处处理理植植物物材材料料时时，通通常常需需

21、要要较较长长时时间间才才能能产产生生低低温温效效应应，根根据据这这个个提提示示将将你你设设计计的的实实验验组组合合以以表表格格的的形形式列出来。式列出来。(3)按照你的设计思路，以_作为鉴别低温是否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23 mm。第二步：按照_步骤制作_。【解析】提出的假设应该具有一定的科学根据，提出的假设应该是最有可能的而不是随意猜测，所以探究的课题在题干中具有一定的指向性。在设计表格的时候要注意题干的要求是测量低温效应的时间，考虑到一般植物的细胞周期时间的单位应该以小时为单位比较合适。为了保证实验的严谨性，应该做一组常温下的对照组，以排除环

22、境因素的干扰。【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(或纺锤丝的形成或着丝点的分裂)，使细胞不能正常进行有丝分裂(2)培养培养时时培养温度培养温度5 h10 h15 h20 h常温常温4 0 注：设计的表格要达到以下两个要求：至少做两个温度的对照；间隔相等的培养时间进行取样。(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的数目解离漂洗染色制片细胞有丝分裂临时装片2(2010年浙江联考)如下图表示在不同处理时间内不同浓度的秋水仙素溶液对黑麦根尖细胞畸变率的影响。细胞畸变率(%)100%。以下说法正确的是()A秋水仙素的浓度越高，黑

23、麦根尖细胞畸变率越高B浓度为0.05%和0.25%的秋水仙素均有致畸作用C黑麦根尖细胞畸变率与秋水仙素的作用时间呈正相关D秋水仙素引起细胞畸变的时间为细胞分裂的间期【答案】B1(2009年高考上海卷)下图中和表示发生在常染色体上的变异。和所表示的变异类型分别属于()A重组和易位B易位和易位C易位和重组 D重组和重组【解析】由染色体图像可判断中两条为同源染色体中两条为非同源染色体，是同源染色体的非姐妹染色单体间交换部分染色体片段属于重组，是在非同源染色体之间交换部分染色体属于易位。【答案】A2(2008年高考广东理基卷)关于多倍体的叙述，正确的是()A植物多倍体不能产生可育的配子B八倍体小黑麦是

24、用基因工程技术创造的新物种C二倍体植株加倍为四倍体后，营养成分必然增加D多倍体在植物中比在动物中更为常见【解析】大部分的多倍体植物(如四倍体)能产生可育的配子；八倍体小黑麦的培育属于多倍体育种；二倍体植株加倍为四倍体，营养物质的含量有所增加，但种类并没有增加；动物中多倍体很少，而植物中由于低温等环境因素的影响，多倍体较为常见。【答案】D3(2008年高考广东卷)对于低温诱导洋葱染色体数目变化的实验，正确的描述是(多选)()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

25、原理相似【解析】观察染色体数目，先用解离液杀死细胞，在高倍显微镜下可以观察到二倍体细胞和四倍体细胞，不能观察到细胞从二倍体变为四倍体的过程；分裂间期在整个细胞周期中最长，处于分裂间期的细胞最多；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，抑制有丝分裂前期纺锤体的形成。【答案】ABD4(2009年东城模拟)通过单倍体的途径培育小麦新品种可以大大缩短育种年限，培育单倍体幼苗所用的花药应取自于()A某一优良品种 B被确定为父本的植株CF1 DF2【答案】C5(2009年高考广东卷)为了快速培育抗某种除草剂的水稻，育种工作者综合应用了多种培育种方法，过程如下。请回答问题：(1)从对该种除草

26、剂敏感的二倍水稻植株上取花药离体培养，诱导成_幼苗。(2)用射线照射上述幼苗，目的是_；然后用该除草剂喷洒其幼叶，结果大部分叶片变黄，仅有个别幼叶的小片组织保持绿色，表明这部分组织具有_。(3)取该部分绿色组织再进行组织培养，诱导植株再生后，用秋水仙素处理幼苗，使染色体_，获得纯合_，移栽到大田后，在苗期喷洒该除草剂鉴定其抗性。(4)对抗性的遗传基础做一步研究，可以选用抗性植株与_杂交，如果_，表明抗性是隐性性状。F1自交，若F2的性状分离比为15(敏感)1(抗性)，初步推测_。【解析】本题考查了单倍体育种，诱变育种等知识，同时考查了多倍体育种的方法和遗传规律的应用。花药离体培养是单倍体育种的基本手段，射线激光有诱发突变的能力，而且体细胞突变必须经过无性繁殖才能保留该突变性状，所以需要经过组织培养，为了获得可育的植株，需用秋水仙素使染色体加倍，加倍获得的是纯合子，通过与敏感型植株杂交，子一代表现出来的性状是显性，子二代出现性状分离，分离比是151，不符合分离定律，可以用自由组合定律来解释，只有两对基因都隐性时才表现为抗性。所以初步推测该抗性植株中两个基因发生了突变。【答案】(1)单倍体(2)诱发基因突变抗该除草剂的能力(3)加倍二倍体(4)(纯合)敏感型植株F1都是敏感型该抗性植株中有两个基因发生了突变