生物第7单元 生物的变异、育种与进化 第21讲 染色体变异与育种（必修2）.ppt

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1、生物课标版第21讲染色体变异与育种考点一染色体变异考点一染色体变异教材研读教材研读一、染色体结构变异变异类型具体变化结果举例染色体结构变异缺失缺失某一片段排列在染色体上的基因数目或排列顺序发生改变猫叫综合征重复增加某一片段果蝇的棒状眼易位某一片段移接到另一条非同源染色体上人慢性粒细胞白血病倒位某一片段位置颠倒二、染色体数目变异1.类型类型实例个别染色体的增减21三体综合征以染色体组形式成倍增减三倍体无子西瓜2.染色体组(1)组成如图中雄果蝇体细胞染色体中的一个染色体组可表示为:、X或、Y。(2)组成特点:a.形态上:细胞中的一组非同源染色体,在形态和功能上各不相同。b.功能上:控制生物生长、发

2、育、遗传和变异的一组染色体。3.单倍体、二倍体和多倍体项目单倍体二倍体多倍体发育起点配子受精卵受精卵植株特点(1)植株弱小(2)高度不育(1)茎秆粗壮(2)叶、果实、种子较大(3)营养物质含量丰富体细胞染色体组数123应用单倍体育种多倍体育种一、杂交育种1.原理:基因重组。2.过程:(1)植物:选择具有不同优良性状的亲本杂交,获得F1F1自交获得F2鉴别、选择需要的类型,自交至不发生性状分离为止。(2)动物:选择具有不同优良性状的亲本杂交,获得F1F1雌雄个体交配获得F2鉴别、选择需要的类型与隐性类型测交,选择后代不发生性状分离的F2个体。考点二育种考点二育种3.优点:操作简便,可以把多个品种

3、的优良性状集中在一起。4.缺点:获得新品种的周期长。二、诱变育种1.原理:基因突变。2.过程:3.优点(1)可以提高突变频率,在较短时间内获得更多的优良变异类型。(2)大幅度地改良某些性状。4.缺点:有利变异个体往往不多,需处理大量材料。三、单倍体育种1.原理:主要是染色体(数目)变异。2.主要方法3.优点:明显缩短育种年限,所得个体均为纯合体。4.缺点:技术复杂。四、多倍体育种1.方法:用秋水仙素或低温处理。2.处理材料:萌发的种子或幼苗。3.原理4.实例:三倍体无子西瓜(1)两次传粉(2)三倍体西瓜无子的原因:三倍体西瓜在减数分裂过程中,由于染色体联会紊乱,不能产生正常配子。1.判断下列有

4、关染色体变异说法的正误。(1)(2014江苏单科,7A)染色体增加某一片段可提高基因表达水平,是有利 变 异。()(2)(2014江苏单科,7C)染色体易位不改变基因数量,对个体性状不会产生 影 响。()(3)(2015课标,6A)猫叫综合征是由于特定的染色体片段缺失造成的。()(4)(2015课标,6D)猫叫综合征是由于染色体中增加某一片段引起的。()(5)(2015海南单科,21A)基因突变都会导致染色体结构变异。()(6)(2015海南单科,21B)基因突变与染色体结构变异都导致个体表现型改变。()(7)(2015海南单科,21C)基因突变与染色体结构变异都导致碱基序列的改 变。()(8

5、)(2015海南单科,21D)基因突变与染色体结构变异通常都用光学显微镜 观 察。()2.判断下列有关育种说法的正误。(1)三倍体西瓜植株的高度不育与减数分裂同源染色体联会行为有关。()(2)人工诱变育种的优点为可以提高突变率,加速育种工作的进程。()(3)用AaBb个体进行单倍体育种,要用秋水仙素处理萌发的种子。()(4)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。()(5)将含抗病基因的重组DNA导入玉米细胞,经组织培养获得抗病植株包 含 了 基 因 工 程 技 术。()(6)(2015山东理综,3B)低温诱导大蒜根尖时间过短,可能导致难以观察到 染 色 体 加 倍 的 细

6、胞。()突破一基因突变、基因重组与染色体变异的辨析突破一基因突变、基因重组与染色体变异的辨析1.走出染色体变异认识的三个误区(1)并非“互换”就是易位:同源染色体的非姐妹染色单体之间的交叉互换,属于基因重组;非同源染色体之间的互换,属于染色体结构变异中的易位。(2)注意根据“缺失”关键词区别不同变异:考点突破考点突破(3)关于变异的“质”和“量”问题:基因突变改变基因的质,不改变基因的量;基因重组不改变基因的质,一般也不改变基因的量,但转基因技术会改变基因的量;染色体变异不改变基因的质,但会改变基因的量或改变基因的排列顺序。2.图析基因突变、基因重组与染色体变异(1)染色体结构变异与基因突变染

7、色体易位交叉互换图解区别发生于非同源染色体之间发生于同源染色体的非姐妹染色单体间属于染色体结构变异属于基因重组可在显微镜下观察到在显微镜下观察不到(2)易位与交叉互换(3)显微镜辅助法辨析基因突变、基因重组与染色体变异(4)根据变异水平区分基因突变、基因重组与染色体变异考向一借助图形考向一借助图形,考查基因突变、基因重组与染色体变异的辨析考查基因突变、基因重组与染色体变异的辨析1.(2016浙江选考,16)某种染色体结构变异的示意图如下,图中字母表示不 同 的 染 色 体 片 段。该 变 异 类 型 为()A.缺失B.易位C.重复D.倒位答案答案B两条非同源染色体之间发生相应片段的交换,属于染

8、色体结构变异中的易位,B正确。2.图1、图2表示某种生物的两种染色体行为示意图,其中和、和 互 为 同 源 染 色 体,则 两 图 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.均发生在同源染色体之间D.均涉及DNA链的断开和重接答案答案D图1为同源染色体的非姐妹染色单体间发生的交叉互换,属于基因重组。图2属于非同源染色体间的染色体片段移接,是易位,属于染色体结构变异。因染色体上有DNA分子,故二者均涉及DNA链的断开与重接。考向二依托基础判断考向二依托基础判断,考查基因突变、基因重组与染色体变异的辨析考查基因突变、基因重组与染色体变异的辨析3.(2015海

9、南单科,21,2分)关于基因突变和染色体结构变异的叙述,正确的 是()A.基因突变都会导致染色体结构变异B.基因突变与染色体结构变异都导致个体表现型改变C.基因突变与染色体结构变异都导致碱基序列的改变D.基因突变与染色体结构变异通常都用光学显微镜观察答案答案C基因突变的实质是基因中碱基对序列的改变,不会导致染色体结构变异,A项错误;基因突变不一定引起个体表现型的改变,B项错误;由于染色体是DNA的主要载体,染色体结构变异会引起DNA碱基序列的改变,C正确;基因突变在光学显微镜下是看不见的,D项错误。4.(2016山西忻州一中第一次月考,40)下列不属于染色体变异的是()A.由于第5号染色体部分

10、缺失引起的猫叫综合征B.由于多一条第21号染色体而引起的先天性愚型C.同源染色体之间交换了对应部分而引起的变异D.由普通小麦和黑麦培育形成八倍体小黑麦答案答案C染色体变异包括染色体结构变异和染色体数目变异,同源染色体之间交换了对应部分而引起的变异为基因重组。突破二染色体组数及单倍体、多倍体的判断突破二染色体组数及单倍体、多倍体的判断1.细胞中染色体组数量的判断方法(1)同一形态的染色体有几条就有几组。如图中有4个染色体组。(2)控制同一性状的等位基因(各对等位基因独立遗传)有几个就有几组。如AAabbb个体中有3个染色体组。(3)染色体组数=,如图中染色体组数为=4。2.“两看法”判断单倍体、

11、二倍体和多倍体考向一借助图例考向一借助图例,考查染色体组数的判断考查染色体组数的判断1.(2016闽粤联合体第三次联考,19)观察图中ah所示的细胞图,关于它们 所 含 的 染 色 体 组 数 的 叙 述,正 确 的 是(各 对 等 位 基 因 独 立 遗 传)()A.细胞中含有一个染色体组的是h图B.细胞中含有二个染色体组的是e、g图C.细胞中含有三个染色体组的是a、b图D.细胞中含有四个染色体组的是c、f图答案答案C图中所示细胞中有一个染色体组的是d、g,有两个染色体组的是c、h,有三个染色体组的是a、b,有四个染色体组的是e、f。2.(2016河南南阳五校第一次联考,35)如图是甲、乙、

12、丙三种生物体细胞 内 染 色 体 情 况 示 意 图,则 对 应 的 基 因 型 可 依 次 表 示 为()A.AaBb,AAaBbb,AaaaB.AaaaBBbb,Aaa,ABC.AAaaBbbb,AaaBBb,AaBbD.AaaBbb,AAabbb,ABCD答案答案B根据染色体的情况可以判断,甲生物体细胞中含有4个染色体组,乙生物体细胞中含有3个染色体组,丙生物体细胞中只有1个染色体组。考向二依托实例考向二依托实例,考查单倍体、二倍体与多倍体考查单倍体、二倍体与多倍体3.下列有关多倍体与单倍体的说法正确的是()A.利用组织培养获得的无子番茄和三倍体无子西瓜的后代都是无子的B.无子西瓜植株是

13、由受精卵发育而来的C.单倍体都是高度不育的,所以没有育种价值D.基因型为AaBb的小麦通过单倍体育种得到基因型为Ab的小麦的概率为1/4答案答案B无子番茄是利用生长素促进子房发育成果实的原理培育出来的,其遗传物质并没有发生改变,这种变异是不可以遗传的;而无子西瓜是依据染色体变异的原理培育的,生物体遗传物质已经发生改变,这种变异是可以遗传的,所以利用组织培养获得的无子番茄的后代是有子的,A错误;三倍体植株可由二倍体植株和四倍体植株杂交形成的受精卵发育而来,B正确;单倍体植株的特点是植株弱小而且高度不育,但是用秋水仙素诱导染色体加倍后可获得纯合体,通过单倍体育种能明显缩短育种年限,C错误;基因型为

14、AaBb的小麦通过花药离体培养得到基因型为Ab的小麦的概率为1/4,D错误。4.(2016江西赣州期末,17)图中字母代表正常细胞中所含有的基因,下列说 法 错 误 的 是()A.可以表示经过秋水仙素处理后四倍体西瓜体细胞的基因组成B.可以表示果蝇体细胞的基因组成C.可以表示21三体综合征患者体细胞的基因组成D.可以表示雄性蜜蜂体细胞的基因组成答案答案A秋水仙素可诱导细胞中染色体数目加倍,其上的基因应也“加倍”,不会出现一个“a”的情况。突破三实验低温诱导染色体加倍突破三实验低温诱导染色体加倍1.实验原理:低温可抑制纺锤体形成,阻止细胞分裂,导致细胞染色体数目加倍。2.实验步骤与现象3.低温诱

15、导植物染色体数目变化实验中的试剂及其作用试剂使用方法作用卡诺氏液将根尖放入卡诺氏液中浸泡0.51h固定细胞形态体积分数为95%的酒精冲洗用卡诺氏液处理的根尖洗去卡诺氏液与质量分数为15%的盐酸等体积混合,浸泡经固定的根尖解离根尖细胞质量分数为15%的盐酸与体积分数为95%的酒精等体积混合,作为解离液解离根尖细胞蒸馏水浸泡解离后的根尖约10min漂洗根尖,去掉解离液改良苯酚品红染液把漂洗干净的根尖放进盛有改良苯酚品红染液的玻璃皿中染色35min使染色体着色4.比较低温诱导染色体加倍实验与观察细胞有丝分裂实验项目低温诱导植物染色体数目的变化观察根尖分生组织细胞的有丝分裂培养待洋葱长出1cm左右不定

16、根时4低温培养适宜温度下培养固定解离前用卡诺氏液进行固定,然后用体积分数为95%的酒精冲洗2次不用固定染色用改良苯酚品红染液用醋酸洋红液或龙胆紫溶液考向依托实验实例考向依托实验实例,考查低温诱导染色体加倍实验原理与操作考查低温诱导染色体加倍实验原理与操作1.有关“低温诱导大蒜根尖细胞染色体加倍”的实验,正确的叙述是()A.多倍体形成过程中增加了非同源染色体重组的机会B.盐酸酒精混合液和卡诺氏液都可以使洋葱根尖解离C.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D.显微镜下可以看到大多数细胞染色体数目加倍答案答案C多倍体形成过程中细胞进行的是有丝分裂不会出现非同源染色体重组现象,A错误

17、;卡诺氏液是固定液,B错误;低温与秋水仙素诱导染色体数目变化的原理都是在有丝分裂前期抑制纺锤体的形成,C正确;显微镜下可以看到少数细胞染色体数目加倍,D错误。2.(2016河南百校联盟质检,1)下列关于“低温诱导植物染色体数目的变化”实 验 的 叙 述 中,正 确 的 是()A.低温处理洋葱根尖后会引起成熟区细胞染色体数目的变化B.在观察低温处理的洋葱根尖装片时,通过一个细胞可以看到染色体的变化情况C.低温处理和利用秋水仙素处理材料的原理是相似的D.观察洋葱根尖装片时要先在低倍镜下找到所要观察的细胞,将所要观察的细胞移到视野的中央,调节视野的亮度,再转动粗准焦螺旋直至物像清晰答案答案C洋葱根尖

18、成熟区细胞不能进行有丝分裂,A错误;制成装片时细胞已经死亡,所以不能通过一个细胞观察染色体的变化情况,B错误;低温处理和利用秋水仙素处理都是通过抑制纺锤体的形成诱导细胞染色体加倍的,C正确;在高倍镜下观察时不能使用粗准焦螺旋,D错误。突破四育种突破四育种1.针对不同育种目标的育种方案育种目标育种方案集中双亲优良性状单倍体育种(明显缩短育种年限)杂交育种(耗时较长,但简便易行)对原品系实施“定向”改造基因工程及植物细胞工程(植物体细胞杂交)育种让原品系产生新性状(无中生有)诱变育种(可提高变异频率,期望获得理想性状)使原品系营养器官“增大”或“加强”多倍体育种2.走出育种认识的四个误区(1)原核

19、生物不能进行减数分裂,所以不能运用杂交的方法进行育种,如细菌的育种一般采用的方法是诱变育种。(2)杂交育种不一定需要连续自交。若利用杂种优势,则出现杂合子即可;若选育显性优良纯种有性生殖时,需要连续自交筛选,直至性状不再发生分离;无性生殖时(如马铃薯、甘薯),只要出现该性状即可实现育种目标;若选育隐性优良纯种,则只要出现该性状个体即可。(3)花药离体培养只是单倍体育种中的一个程序,要想得到可育的品种,还需要用秋水仙素处理单倍体幼苗使染色体加倍,从而获得可育品种。(4)多倍体育种中秋水仙素可处理“萌发的种子或幼苗”,单倍体育种中秋水仙素只能处理“单倍体幼苗”,切不可写成处理“种子”。1.育种程序

20、图的识别(1)首先要识别图解中各字母表示的处理方法:A杂交,D自交,B花药离体培养,C秋水仙素处理,E诱变处理,F秋水仙素处理,G转基因技术,H脱分化,I再分化,J包裹人工种皮。这是识别各种育种方法的主要依据。(2)根据以上分析可以判断:“亲本新品种”为杂交育种,“亲本新品种”为单倍体育种,“种子或幼苗新品种”为诱变育种,“种子或幼苗新品种”为多倍体育种,“植物细胞新细胞愈伤组织胚状体人工种子新品种”为基因工程育种。2.基于个体基因型的育种图解识别根据基因型的变化可以判断:“aabbAABBAaBbAAbb”为杂交育种,“aabbAABBAaBbAbAAbb”为单倍体育种,“AABBAaBB”

21、为诱变育种,“aabbAABBAaBbAAaaBBbb”为多倍体育种。考向借助图解或基础判断考向借助图解或基础判断,考查育种知识考查育种知识1.普通小麦中有高秆抗病(TTRR)和矮秆易感病(ttrr)两个品种,控制两对性状的基因分别位于两对同源染色体上。实验小组利用不同的方法进行了如下三组实验:下列关于该实验的说法,不正确的是()A.A组和B组都利用杂交的方法,目的是一致的B.A组F2中的矮秆抗病植株可以用于生产的占1/3C.B组F2中的矮秆抗病植株可以直接用于生产D.C组育种过程中,必须用射线处理大量的高秆抗病植株,才有可能获得矮秆抗病植株答案答案CA组为杂交育种,B组为单倍体育种,C组为诱

22、变育种,育种过程中直接用于生产的品种必须是纯合子,在A组杂交育种过程中F2矮秆抗病植株有两种基因型,其中纯合子只占,杂合子占。B组F2中的矮秆抗病植株是单倍体,需经染色体加倍后才能用于生产。2.(2016河南南阳高三上学期期中,19)水稻的高秆、矮秆分别由A和a控制,抗病和不抗病分别由B和b控制。现有基因型为aabb与AABB的水稻品 种,如 图 为 不 同 的 育 种 方 法 培 育 矮 秆 抗 病 植 株 的 过 程,下 列 有 关 叙 述正确的是()A.杂交育种包括过程,其原理是基因突变和基因重组B.人工诱变育种为过程,B可能来自b的基因突变C.单倍体育种包括过程,过程常用花药离体培养法D.多倍体育种包括过程,原理是染色体结构和数目变异答案答案B过程为杂交育种,其原理是基因重组,而没有基因突变,A错误;过程为人工诱变育种,将aabb人工诱变可获得aaBB,b变成B源于基因突变,B正确;过程为单倍体育种,子一代产生的配子经花药离体培养()得到单倍体,单倍体经秋水仙素处理()染色体加倍成为纯合体,选育得到aaBB,C错误;过程为多倍体育种,可获得多倍体aaaaBBBB,多倍体育种的原理是染色体数目加倍,即染色体数目变异,D错误。