1、第22讲 染色体变异,1.举例说明染色体结构变异和数目变异。 2.活动:搜集生物变异在育种上应用的事例。,-3-,必备知识梳理,关键能力突破,染色体变异的判断与分析 1.染色体结构变异 (1)类型连一连,-4-,必备知识梳理,关键能力突破,(2)结果 使排列在 染色体 上的基因的 数目或排列顺序 发生改变,从而导致性状变异。 2.染色体数目变异 (1)染色体数目变异的类型 细胞内 个别染色体 的增加或减少,如21三体综合征。 细胞内染色体数目以 染色体组 的形式成倍地增加或减少,如多倍体、单倍体。,-5-,必备知识梳理,关键能力突破,(2)染色体组的概念及实例,-6-,必备知识梳理,关键能力突
2、破,(3)二倍体、多倍体和单倍体的比较,-7-,必备知识梳理,关键能力突破,-8-,必备知识梳理,关键能力突破,凝练核心素养 1.生命观念通过对一系列问题情景进行辨图,建立起染色体组的概念。 2.科学思维运用归纳与概括的方法,总结出染色体变异的类型。,-9-,必备知识梳理,关键能力突破,(生命观念)请解读下列三幅图示:,-10-,必备知识梳理,关键能力突破,(1)图甲、图乙均发生了某些片段的交换,图甲发生了 非同源染色体间 片段的交换,变异类型属于 (染色体结构变异中的)易位 ;图乙发生的是 同源染色体非姐妹染色单体 间相应片段的交换,变异类型属于 交叉互换型基因重组 。 (2)图丙的结果中
3、是由染色体变异引起的,它们的变异类型分别为 (染色体片段)缺失、(染色体片段)易位、(染色体片段)倒位 ,能在光镜下观察到的是 ,因为 均为染色体变异,可在光学显微镜下观察到,为基因突变,不能在显微镜下观察到 。 (3)图丙中 变异没有改变染色体上基因的数量和排列顺序,因为的基因突变只是产生了新基因,即改变基因的质,并未改变基因的量,故染色体上基因的数量和排列顺序均未发生改变。,-11-,必备知识梳理,关键能力突破,考向1 染色体结构变异的分析与判断 1.(2018湖北荆州中学月考)下图中,甲、乙分别表示两种果蝇的一个染色体组,丙表示果蝇的X染色体及其携带的部分基因。下列有关叙述正确的是( )
4、A.甲、乙杂交产生的F1减数分裂都正常 B.甲、乙的1号染色体上的基因排列顺序相同 C.丙中过程,可能是发生在X和Y的非姐妹染色单体之间的易位 D.丙中所示变异都可归类于染色体结构变异,答案,解析,-12-,必备知识梳理,关键能力突破,染色体结构变异与基因突变、基因重组的辨析 (1)染色体易位与交叉互换,-13-,必备知识梳理,关键能力突破,(2)染色体结构变异与基因突变的判断,-14-,必备知识梳理,关键能力突破,考向2 染色体组与生物倍性的判断 2.(2018黑龙江哈尔滨八中)如图所示细胞中所含的染色体,下列有关叙述正确的是( )A.图a含有2个染色体组,图b含有3个染色体组 B.如果图b
5、表示体细胞,则图b代表的生物一定是三倍体 C.如果图c代表由受精卵发育成的生物的体细胞,则该生物一定是二倍体 D.图d代表的生物一定是由卵细胞发育而成的,是单倍体,答案,解析,-15-,必备知识梳理,关键能力突破,1.三种方法确定染色体组数量(1)染色体形态法 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)等位基因个数法(各对基因遵循孟德尔遗传定律) 控制同一性状的等位基因有几个就有几组。如基因型为AAabbb个体中有3个染色体组。 (3)公式法,-16-,必备知识梳理,关键能力突破,2.“两看法”判断单倍体、二倍体和多倍体,-17-,必备知识梳理,关键能力突破,考向3 染色体
6、的应用及实验探究 3.(2018山东枣庄一模)二倍体植物甲(2n=18)和二倍体植物乙(2n=18)进行有性杂交,得到F1不育。若用秋水仙素处理F1幼苗的顶芽形成植株丙,丙开花后能自交获得后代。下列叙述正确的是( ) A.植物甲和乙都是二倍体生物,且体细胞中都含有18条染色体,所以它们属于同一物种 B.若甲和乙杂交得到的受精卵,在发育初期来自甲的染色体全部丢失,而乙的染色体全部保留,则继续发育成的植株是单倍体 C.F1植株丙发生了染色体变化,能决定生物进化的方向 D.秋水仙素通过促进着丝点分裂,使染色体数目加倍,答案,解析,-18-,必备知识梳理,关键能力突破,生物变异在育种上的应用 1.单倍
7、体育种 (1)原理: 染色体(数目)变异 。 (2)方法(3)优点: 明显缩短育种年限 ,所得个体均为纯合子。 (4)缺点:技术复杂。,-19-,必备知识梳理,关键能力突破,2.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,-20-,必备知识梳理,关键能力突破,(4)实例:三倍体无子西瓜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。,-21-,必备知识梳理,关键能力突破,3.杂交育种 (1)原理: 基因重组 。 (2)过程 培育杂合子品种 选取符合要求的纯种双亲杂交()F1(即为所需品种)。
8、 培育隐性纯合子品种 选取符合要求的双亲杂交()F1 F2选出表现型符合要求的个体种植并推广。,-22-,必备知识梳理,关键能力突破,培育显性纯合子品种 a.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。 b.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。 (3)优点:操作简便,可以把多个品种的 优良性状 集中在一起。 (4)缺点:获得新品种的周期 长 。,-23-,必备知识梳理,关键能力突破,4.诱变育种 (1)原理: 基因
9、突变 。 (2)过程(3)优点 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。 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。,-24-,必备知识梳理,关键能力突破,凝练核心素养 1.科学思维运用图解、图表等形式,理解多倍体育种和单倍体育种的原理和过程。 2.科学探究设计实验方案进行多倍体育种和单倍体育种。 3.社会责任关注染色体结构和数目变异在生产实践和人类健康方面的应用。,-25-,必备知识梳理,关键能力突破,(科学探究)下图为水稻的几种不同育种方法的示意图,据图回答下列问题。,-26-,必备知识梳理,关键能力突破,(1)B过程常用的方法是 ;可
10、能用到秋水仙素的过程有 (用图中字母表示)。 (2)可以打破物种界限的育种方法是 (用图中的字母表示),该方法所运用的原理是 。 (3)假设要培育一个能稳定遗传的水稻品种,它的性状都是由隐性基因控制的,则最简单的育种方法是 (用图中的字母表示);如果它的性状都是由显性基因控制的,为缩短育种时间常采用的方法是 (用图中的字母表示)。 (4)现有三个水稻品种:的基因型为aaBBDD,的基因型为AAbbDD,的基因型为AABBdd。这三对等位基因分别位于三对同源染色体上。请通过杂交育种方法利用以上三个品种获得基因型为aabbdd的植株(用文字简要描述获得过程即可): 。,-27-,必备知识梳理,关键
11、能力突破,答案 (1)花药离体培养 C、F (2)E 基因重组 (3)A、D A、B、C (4)与杂交得到杂交一代,杂交一代与杂交得到杂交二代,杂交二代自交可以得到基因型为aabbdd的植株(合理即可),-28-,必备知识梳理,关键能力突破,解析 (1)A、B、C过程表示单倍体育种过程,其中B过程常用的方法是花药离体培养,C过程常需要用适宜浓度的秋水仙素处理单倍体幼苗,F表示多倍体育种,也常需要用适宜浓度的秋水仙素处理。(2)图中E表示基因工程育种,此方法可以打破物种的界限;基因工程育种运用的原理是基因重组。(3)育种时若要选育表现为隐性性状的个体,最简单的育种方法是杂交育种;若选育表现显性性
12、状的个体,运用单倍体育种能明显缩短育种年限。(4)三个水稻品种的基因型均为“双显加一隐”的组合方式,要利用杂交育种方法培育基因型为aabbdd的品种,可选择任意两个品种作亲本杂交得到杂交一代,然后杂交一代与剩下的一个品种杂交得到杂交二代,杂交二代自交后代中对应的性状均表现隐性的植株,即为基因型为aabbdd的植株。,-29-,必备知识梳理,关键能力突破,考向1 考查单倍体育种与多倍体育种的应用 1.(2018黑龙江牡丹江一高期中)人类目前所食用的香蕉均来自三倍体香蕉植株,如图是三倍体香蕉的培育过程。下列相关叙述正确的是( )A.无子香蕉的培育过程主要运用了基因重组的原理 B.图中染色体加倍的主
13、要原因是有丝分裂前期纺锤体不能形成 C.二倍体与四倍体杂交能产生三倍体,它们之间不存在生殖隔离 D.若图中有子香蕉的基因型为AAaa,则无子香蕉的基因型均为Aaa,答案,解析,-30-,必备知识梳理,关键能力突破,单倍体育种与杂交育种的关系,-31-,必备知识梳理,关键能力突破,考向2 考查诱变育种和杂交育种的应用 2.家蚕(2n=28)雌性体细胞内有两个异型的性染色体ZW,雄性体细胞内有两个同型的性染色体ZZ。人们用辐射的方法使常染色体上带有卵色基因的片段易位到W染色体上,使ZW卵和不带卵色基因的ZZ卵有所区别,从而在家蚕卵还未孵化时就能区分雌雄。下列有关说法错误的是 ( ) A.这种育种方
14、式属于诱变育种 B.辐射的目的是提高基因的突变率,更容易筛选到卵色基因 C.上述带有卵色的受精卵将来会发育为雌性家蚕 D.上述带有卵色基因的家蚕染色体组型图与正常家蚕不同,答案,解析,-32-,必备知识梳理,关键能力突破,考向3 考查生物育种的综合判断 3.(2018四川雅安天全中学月考)如图表示利用某种农作物和两个品种分别培育出不同品种的过程,下列有关说法中正确的是( ),-33-,必备知识梳理,关键能力突破,A.由和培育能稳定遗传的过程中,途径比途径所用时间短 B.由获得的过程利用了射线处理能够诱导基因定向突变的原理 C.常用花药离体培养先形成,再用一定浓度的秋水仙素处理的种子或幼苗获得
15、D.由获得与由获得的原理相同,由获得和途径的原理相同,答案,解析,-34-,必备知识梳理,关键能力突破,1.根据育种目标选择育种方案,-35-,必备知识梳理,关键能力突破,2.关注“三最”定方向 (1)最简便侧重于技术操作,杂交育种操作最简便。 (2)最快侧重于育种时间,单倍体育种所需时间明显缩短。 (3)最准确侧重于目标精准度,基因工程技术可“定向”改变生物性状。,-36-,1,2,3,4,5,1.一株同源四倍体玉米的基因型为Aaaa,其异常联会形成的部分配子也可受精形成子代。下列相关叙述正确的是 ( )A.上图表示的过程发生在减数第一次分裂后期 B.自交后代会出现染色体数目变异的个体 C.
16、该玉米单穗上的籽粒基因型相同 D.该植株花药培养加倍后的个体均为纯合子,答案,解析,-37-,1,2,3,4,5,2.下列关于育种的说法正确的是( ) A.多倍体育种和单倍体育种的最终目的分别是得到多倍体和单倍体 B.单倍体育种相对杂交育种的优势是更易获得隐性纯合子 C.三倍体无子西瓜培育时使用的秋水仙素作用于细胞有丝分裂的过程 D.自然状态下基因突变是不定向的,而诱变育种时基因突变是定向的,答案,解析,-38-,1,2,3,4,5,3.如图是利用野生猕猴桃种子(aa,2n=58)为材料培育无子猕猴桃新品种(AAA)的过程,下列叙述错误的是( )A.和都可用秋水仙素处理来实现 B.若是自交,则
17、产生AAAA的概率为1/16 C.AA植株和AAAA植株是不同的物种 D.若是杂交,产生的AAA植株的体细胞中染色体数目为87,答案,解析,-39-,1,2,3,4,5,4.用二倍体早熟易感病茄子(aatt)和四倍体晚熟抗病茄子(AAAATTTT)为材料,培育纯合的二倍体早熟抗病茄子。以下有关叙述合理的是( ) A.取四倍体植株的花药离体培养可获得二倍体植株AATT B.基因型aatt与基因型AATT植株杂交,可以从F2中直接选出符合要求的植株 C.取B选项F1植株花药进行离体培养,利用的原理是植物细胞具有全能性 D.种植C项得到的植株,成熟后用秋水仙素处理即可选出符合要求的植株,答案,解析,
18、-40-,1,2,3,4,5,5.玉米的紫株和绿株由6号染色体上一对等位基因(H、h)控制,紫株对绿株为显性。紫株A经X射线照射后再与绿株杂交,子代出现少数绿株(绿株B)。为研究绿株B出现的原因,让绿株B与正常纯合的紫株C杂交得F1,F1自交得F2。请回答下列问题。 (1)假设一:X射线照射导致紫株A发生了基因突变。若此假设成立,则F1的基因型为 ;F2中紫株所占的比例为 。 (2)假设二:X射线照射导致紫株A的6号染色体断裂,含有基因H的片段缺失(注:一条染色体部分片段缺失的个体生存,两条同源染色体皆有相同部分片段缺失的个体死亡)。若此假设成立,则绿株B产生的雌雄配子各有 种,F1的表现型
19、;F2中,紫株绿株= 。 (3)为验证假设二是否正确,最好选择 (填“紫株A”“绿株B”或“紫株C”)的根尖制成装片,在显微镜下观察和比较 (填分裂方式及分裂时期)的染色体形态。,-41-,1,2,3,4,5,答案 (1)Hh 3/4 (2)2 全部为紫株 61 (3)绿株B 有丝分裂中期 解析 (1)假设一是基因突变,基因突变是指DNA分子中碱基对的增添、缺失和替换等,其实质是基因结构的改变。紫株A变异后与绿株(hh)杂交,后代有绿株出现,说明紫株A的基因型为Hh,绿株B的基因型为hh。绿株B(hh)与正常纯合的紫株C(HH)杂交,F1的基因型为Hh;F1自交得到F2,F2中紫株(H_)所占
20、的比例应为3/4。,-42-,1,2,3,4,5,(2)假设二是染色体变异,则绿株B的基因型为hO,即绿株B的一条染色体缺失含有基因H的片段,因此其能产生2种配子,一种配子含有基因h,另一种配子6号染色体断裂缺失含H的片段。绿株B与正常纯合的紫株C(HH)杂交,F1有两种基因型(比例相等)为Hh和HO,均表现为紫株;Hh自交得到的F2的基因型及比例为HHHhhh=121,紫株占3/4,绿株占1/4,HO自交,由于两条同源染色体缺失相同片段的个体死亡,所以F2的基因型及比例为HHHO=12,全为紫株,F2中紫株所占比例应为6/7,绿株所占比例应为1/7。所以,紫株绿株=61。 (3)基因突变是点突变,在显微镜下无法观察到,而染色体变异可在显微镜下观察到,所以假设二可以通过细胞学的方法来验证,即在显微镜下观察绿株B细胞有丝分裂或减数分裂过程中的染色体。根尖部位只能发生有丝分裂,故应选择有丝分裂中期的细胞进行观察,因为此时染色体的形态和数目最清晰,然后可以通过染色体组型分析比较6号染色体是否发生变化。,
