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文档简介
生物的变异(二) 染色体变异一、知识梳理1.染色体变异(1)染色体结构变异(2)染色体数目变异 整倍体:细胞中染色体数目成倍地增加或减少,如AABBAB或AAAABBBB非整倍体:细胞中的个别染色体增加或减少,如:AABBAAB或AABBC(3)染色体组、单倍体和多倍体染色体组:正常二倍体生的配子细胞中所含的一组染色体,它们在形状、大小、精细结构、基因组成等方面互不相同,为非同源染色体。一个染色体组即本物种的一个基因组单倍体:由配于不经两性生殖细胞的融合直接发育而成的个体(无论其体细胞会有多少个染色体组)多倍体:由合子发育而成的个体,基体细胞中含有几个染色体组,即称为几倍体,当染色体组数超过两个以上时称为多倍体。2.单倍体育种和多倍体育种(1)自然条件下单倍体、多倍体的形成单倍体:未受精的卵细胞或花粉直接发育而成的个体。多倍体:体细胞在有丝分裂(或生殖细胞减数分裂)进程因环境条件受阻,此时染色体己完成复制,纺缍体形成受到破坏以致产生染色体数目加倍的细胞(或配子),这样的细胞继续进行正常的分裂(或配子结合成合子)发育成染色体数目加倍的多倍体。(2)单倍体、多倍体的特点比较项目单倍体多倍体形态特征植株弱小茎杆粗状,叶片果实、种子比较大,营养物质丰富育 性高度不孕发育延迟,育性有或无,结实率低(3)人工诱导单倍体育种及多倍体育种方法单倍体:用秋水仙素处理萌发种子或幼苗(为什么?)多倍体:花药离体培养单倍体多倍体实例:三倍体无籽西瓜的培育特别提示注意种子、植株遗传组成的区别,到底有没有种子?有种子是几倍体且结在几倍体植株上?果皮(肉)、胚乳、种皮的遗传组成呢?二、例题精析 例1l(2005广东生物)以下关于生物变异的叙述,正确的是( ) A、基因突变都会遗传给后代 B、基因碱基序列发生改变,不一定导致性状改变C、染色体变异产生的后代都是不育的 D、基因重组只发生在生殖细胞形成过程中命题意图:本题考查的知识点是生物变异的知识。解析生物的变异的来源有基因突变、基因重组、染色体变异。基因突变是碱基序列发生改变,但由于一种氨基酸可由几种遗传密码与它对应,故不一定导致性状改变。发生在体细胞中的突变一般是不会遗传给后代。应用重组DNA技术,改造的基因,也属于基因重组。有些生物染色体变异时,染色体数目成倍增加,产生的后代就形成了多倍体答案 B例2用基因型为AaBbCc(无连锁)水稻植株的花药培养出来的单倍体植株,经染色体加倍,可培育出多少种纯合体植株 ( ) A2种 B4种 C6种 D8种解析基因型为AaBbCc(无连锁)的个体产生花药(精子)有23=8种,经染色体加倍后即得到8种纯合二倍体,即: C ABC AABBCC B c Abc AABBccAC AbC AABBCC b c Abc AABBcc C ABC AABBCC B c aBc aaBBccaC abC aaBBCC b c abc aaBBcc答案D同类变式一用基因型为DdTt的植株所产生的花粒经分别离体培养成幼苗,再用秋水仙素处理使其成为二倍体,这些幼苗成熟后自交后代 ( )A全部为纯合体 B全部为杂合体 C1/4为纯合体 D1/16为纯合体解析本题是例2的延伸,即先经花粉离体培养得到单倍体,单倍体再经染色体加倍得到的二倍体的纯合体,纯合体自交不会出现性状分离(仍为纯合体)。所以本题只要求出DdTt产生配子的种类及其比例即可,依基因分离定律(自由组合定律)得24种纯合体(各占1/4)。答案A【方法技巧规律】近几年来高考试题中单倍体、多倍体育种是重点,多与减敷分裂和遗传基奉定律有机结合。随着新教材的全面实施集色体姐的知识与细胞工程的综合必将是命题热点。1几种育种方法的比较育种类型杂交育种诱变育种单倍体育种多倍体育种转基因育种原理基因重组基因突变染色体变异染色体变异基因重组常用方法将分别具有优良性状的两亲本进行杂交用物理或化学方法处理生物先花药离体培养,后用秋水仙素处理单倍体幼苗秋水仙素处理萌发的种子或幼苗基因工程优点操作简便提高变异频率,加速育种进程明显缩短育种年限器官均比较大,营养物质较多能按人的意愿定各改变生物的性状,克服远缘杂交的不亲和性缺点育种时间长有利变异少,需大量处理供试材料技术复杂,需要杂交育种配合只适用于植物技术要求高,成功率比较低举例高杆抗病与矮杆不抗病小麦杂交产生矮杆抗病品种高产青霉素菌株的育成抗病植株的培育三倍体无子西瓜的培育培育生产人胰岛素的大肠杆菌2育种的根本目的是培育具有优良性状(抗逆性好、品质优良、产量高)的新品种,以便更好地为人类服务。从基因组成上看,目标基因型可能是:纯合体,便于制种、留种和推广;杂交种,充分利用杂种优势。3三种可遗传变异的比较 变异类型比较项目基因重组基因突变染色体数目成倍地增加或减少多倍体单倍体变异实质控制不同性状的基因重新组合,产生新的基因型,没有产生新的基因基因结构发生改变,产生新的基因染色体组成倍的增加,产生新的基因型染色体组成倍的减少,产生新的基因型产生过程减数分裂产生配子时,非等位基因重新组合物理、化学、生物因素可引起基因结构发生改变细胞分裂过程中,染色体复制后不能形成两个子细胞有性生殖过程中,配子不经受精作用直接发育成新个体意义是形成生物多样性的重要原因之一,对于生物进化具有重要意义是变异的根本来源,为生物进化提供最初的原材料多倍体育种单倍体育种举例自然界进行有性生殖的同一物种的不同个体镰刀型细胞贫血症自然界的多倍体植株单倍体玉米例3(2005上海生物27)现有黑色短毛兔和白色长毛兔,要育出黑色长毛兔。理论上可采用的技术是 ( )杂交育种 基因工程 诱变育种 克隆技术A、 B、 C、 D、解析: 本题考查的知识点是生物变异与生物育种。由黑色短毛兔和白色长毛兔,通过杂交育种可实现基因重组,育出黑色长毛兔;通过基因工程将决定黑色的基因和长毛的基因导入兔的受精卵中,而育出黑色长毛兔;通过基因突变也有可能使决定白色的基因突变为黑色基因而使白色长毛兔突变为黑色长毛兔;而克隆属于无性生殖,子代的遗传物质未发生变化,所产生的兔的性状仍是黑色短毛兔或白色长毛兔,因此不会出现黑色长毛兔。答案D例4下图表示用某种农作物品种和两个品系培育出品种的可能方法,请回答:(1)指出下列各种交配方式:由品种和培育出的过程是 ,由品质培育出品种经过的过程V是 (2)品种是一种 植株,由品系经过过程培养品种常用的方法是 (3)品种形成品种经过的过程中常用 处理(4)由品种直接形成品种的过程需经 ,由品种产生品种的最简便方法是 (5)你认为成功率最高且工作量最小的培育品种的途径是 (用过程、等及“”表示)。解析本例是综合考查杂交育种,诱变育种、单倍体育种等几种常规育种的基础知识,该题对于发散思维和聚合思维能力的培养具有一定的意义。答案(1)杂交;自交 (2)单倍体:花药离体培养 (3)秋水仙素 (4)基因突变(或人工诱变);自交 (5)解题警示单倍体育种过程一般包含多倍体育种的基本步骤,即都要用秋水仙素处理幼苗,这也是部分学生对这两个概念易混的原因,克服思维障碍的方法是:单倍育种以花粉离体培养为起点,而多倍体育种以用秋水仙素处理萌发种子或幼苗为起点。三、能力测试1.萝卜和甘蓝杂交,能得到种子,一般是不育的,但偶然发现有个别种子种下去后,可产生能育的后代。出现这种现象的原因是 ( )A基因自由组合 B染色体结构变异 C基因突变 D染色体加倍2.下图所示细胞代表四个物种的不同时期细胞,其中含有染色体组数最多的是 ( )A B C D3.某地区一些玉米檀株比一般玉米植株早熟,生长整齐而健壮,果穗大,于粒多,因此这些植株可能是 ( )A单倍体 B三倍体 C四倍体 D杂交种4.四倍体水稻的花粉经寓体培养得到的单倍体植株中,体细胞所含染色体组数是 ( )A1组 B2组 C3组 D4组5.对下列有关实例形成原理的解释,正确的是 ( )A无籽番茄的获得是利用了多倍体育种的原理 B培育无籽西瓜是利用了单倍体育种的原理C培育青霉素高产菌株是利用了基因突变的原理 D“多莉羊”的获得是利用了杂交育种的原理6.已知一株玉米基因为A,Rb,两对等位基因是自由组合的,经 过花药离体培养,获得N株玉米幼苗经秋水仙素处理得到染色加倍植株,其中基因型为曲阳的个组体为 ( ) AN/4 BN/6 CN/10 D07.下列细胞中,具有三个染色体的是 ( )水稻的受精卵 二倍体水稻受精极核 小麦的受精卵 普通小麦的卵细胞 水稻的胚细胞 二倍体水稻胚乳细胞 小麦的胚细胞 普通小麦胚乳细胞A B C D8.从理论上分析下列各项,其中错误的是 ( )A二倍体二倍体二倍体 B三倍体三倍体三倍体C三倍体四倍体三倍体 D二倍体六倍体四倍体9.将人B淋巴细胞与小鼠骨髓瘤细胞融合成杂交瘤细胞,若鼠体细胞含有个染色体,则杂交瘤含有多少个染色体组( ) Al B,2 C4 D8610.蚕豆染色体数2n=12,蚕豆根尖在19条件下,一个细胞周期所占时间为193小时。大多数致癌物质都能提高生物的突变频率,吸烟者容易患肺癌,其发病率是不吸烟者的108倍。某中学教师为了让学生能清晰地观察到细胞染色体畸变,需要在课前制作细胞的临时装片。现在10粒干的蚕豆种子(假设发芽率为100)及所需要的一切实验设备和药品,请你帮助教师完成上述的课前准备工作。(1)实验原理是: (2)最主要的实验步骤是: (3)为了得到更多的蚕豆根尖,你将怎样做?(4)如希望得到更多的具有染色体畸变的分裂相细胞,19环境下材料应至少培养多少时间? (5)预见镜检时可能观察到的染色体畸变的类型有: 【参考答案与提示】1D( 萝卜和甘蓝杂交所得个体为异源多倍体染色体有可表示为AB,其不可育,只有经过加倍为AABB,减数分裂才能正常联会,产生可育配子)2D ( A、B、C、D各有3个、3个、1个、4个染色体组)3D( 典型“杂种优势”性状。“早稻”可排除多倍体(四倍体)4B( 四倍体水稻含4个染色体组,其花粉中含2个染色体组)5C ( A、B、D三项分别依据生长素促进果实发育原理、多倍体育种和克隆技术)6A ( 基因型为AaBb玉米产生花粉粒基因型及其比例为14AB
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