苏教版必修2 第三章第三节 染色体变异及其应用 课件（45张）.ppt

第三节染色体变异及其应用 第三章遗传和染色体 学习导航 第三章遗传和染色体 1 染色体结构变异 重点 2 染色体数目变异 难点 3 染色体变异在育种上的应用 难点 一 染色体变异1 染色体结构的变异 1 主要起因 染色体 形成片段 以及片段不正常的 2 种类 重复 易位4种类型 3 结果 使排列在染色体上的基因的 或排列顺序发生改变 从而导致性状的变异 断裂 重新连接 缺失 倒位 数目 2 染色体数目变异染色体数目以染色体组的方式成倍地增加或减少 个别染色体的增加或减少 都称为染色体数目的变异 1 概念 细胞中形态和功能各不相同 但互相协调 共同控制生物的生长 发育 遗传和变异的一组 称为一个 由 发育而成的个体 体细胞中含有两个染色体组的叫做二倍体 体细胞中含有三个或三个以上染色体组的叫做 多倍体在自然界中分布极为广泛 非同源染色体 染色体组 受精卵 多倍体 2 类型 非整倍性变异 指在正常的染色体组中 了一条或几条完整的染色体 整倍性变异 a 单倍性变异 是指体细胞含有的染色体数等于 的变异 由此产生的个体称为 b 多倍性变异 是指与同种的 相比 具有 的变异 丢失或添加 配子染色体数 单倍体 二倍体细胞 更多染色体组 二 染色体变异在育种上的应用1 单倍体育种 1 方法 花药 幼苗纯合二倍体优良品种 2 优点 明显 单倍体 缩短育种年限 2 多倍体育种 1 自然作用机理 当植物体的内外环境发生骤变时 正在分裂的细胞中的 有可能受到破坏 已经复制的染色体不能分配到两个 中 于是就形成了 的细胞 然后发育成多倍体 纺锤体 子细胞 染色体组加倍 2 人工诱导 方法 处理萌发的种子或幼苗 机理 抑制 的形成 导致染色体不能移向两极 从而使细胞内染色体数目加倍 3 植株优点 茎秆 叶片 果实和种子较大 糖类 蛋白质等营养物质的含量也较高 秋水仙素 纺锤体 粗壮 1 判一判 1 一个染色体组内没有同源染色体 但却含有控制生长发育的全部遗传信息 2 体细胞中含有两个染色体组的个体是二倍体 含有三个或三个以上染色体组的个体是多倍体 3 由配子发育而来的个体 体细胞中无论含有几个染色体组 都是单倍体 4 单倍体茎秆粗壮 果实 种子较大 而多倍体则长势矮小 且高度不育 5 对于二倍体生物来说 其一倍性变异等同于单倍性变异 2 想一想花药离体培养过程应用了什么现代技术 提示 植物组织培养技术 染色体组及生物体倍性的比较 1 染色体组 1 特点 一个染色体组中不含有同源染色体 一个染色体组中所含有的染色体形态 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遗传信息 即含一整套基因 不能重复 2 染色体组数目的确定方法 根据细胞中染色体的形态判断细胞内同一形态的染色体有几条 则含有几个染色体组 如图甲细胞中同一形态的染色体有4条 则该细胞含4个染色体组 图乙含3个染色体组 图丙含1个染色体组 根据基因型判断在细胞或生物体的基因型中 控制同一性状的基因 不分显隐性 出现几次 则有几个染色体组 如图乙细胞基因型为aaabbb 基因a和a 或b和b 共有3个 则该细胞共有3个染色体组 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 如图丙细胞中有4条染色体 分为4种形态 则染色体组的数目为1个 2 二倍体 多倍体 单倍体的比较 体细胞中含2个染色体组的个体 体细胞中含3个或3个以上染色体组的个体 体细胞中含本物种配子染色体数的个体 2 3个或3个以上 1至多个 受精卵 受精卵 配子 正常有性生殖 未减数的配子受精 合子染色体数目加倍 单性生殖 孤雌生殖或孤雄生殖 正常 果实 种子较大 生长发育延迟 结实率低 植株弱小 高度不育 几乎全部动物 过半数高等植物 香蕉 普通小麦 玉米 小麦的单倍体 特别提醒生物体倍性的判断 2014 徐州期末统考 下图表示一些细胞中所含的染色体 据图回答 1 图a所示是含 个染色体组的体细胞 每个染色体组有 条染色体 2 图c所示细胞的生物是 倍体 其中含有 对同源染色体 3 图d表示一个有性生殖细胞 它是由 倍体生物经减数分裂产生的 内含 个染色体组 4 图b若表示一个有性生殖细胞 这是由 倍体生物经减数分裂产生的 由该生殖细胞直接发育成的个体是 倍体 每个染色体组含 条染色体 5 图a处于有丝分裂后期时包括 个染色体组 2 2 二 3 二 1 六 单 3 4 解析 图a中染色体是两两相同的 故含有2个染色体组 并且每个染色体组有2条染色体 图b中染色体每三个是相同的 故为三倍体 但如果此生物个体是由配子直接发育成的生物个体 则称为单倍体 图c中染色体两两相同 故有两个染色体组 每个染色体组有3条染色体 有三对同源染色体 图d中染色体形态大小各不相同 则只有1个染色体组 探规寻律判断生物是几倍体 既要看细胞内含有的染色体组数 还要考虑生物个体发育的起点 1 如果生物体是由受精卵发育而来的 体细胞中含有几个染色体组就是几倍体 2 如果生物是由生殖细胞发育而来的 无论体细胞中含有几个染色体组 只能是单倍体 如图所示细胞中所含的染色体 下列叙述正确的是 a 代表的生物可能是二倍体 其每个染色体组含4条染色体b 代表的生物可能是二倍体 其每个染色体组含3条染色体c 代表的生物可能是四倍体 其每个染色体组含2条染色体d 代表的生物可能是单倍体 其每个染色体组含4条染色体 b 解析 因题干中未涉及细胞的发育起点 所以一般说 可能是 几倍体 的染色体组数分别是2 3 4 1 所以依次可能是二倍体 三倍体 四倍体 单倍体 当然 也可能是单倍体 染色体变异在育种上的应用 1 三倍体无子西瓜的培育过程 1 关于两次传粉 第一次传粉是杂交得到三倍体种子 第二次传粉是为了刺激子房发育成果实 2 用秋水仙素处理二倍体西瓜幼苗使之成为四倍体 秋水仙素应处理萌发的种子或幼苗 因为萌发的种子 幼苗具有分生能力 细胞进行有丝分裂 秋水仙素处理后可达到使产生的新细胞染色体数目加倍的目的 3 秋水仙素处理后 分生组织分裂产生的茎 叶 花等染色体数目加倍 而未处理的如根部细胞染色体数目不变 4 四倍体上结四倍体西瓜 四倍体西瓜内的种子的胚有3个染色体组 胚乳有5个染色体组 果皮 种皮均为4个染色体组 5 必须以四倍体西瓜为母本 以二倍体西瓜为父本进行传粉 方可得到无子西瓜 反之 珠被形成的种皮厚硬 达不到 无子 的目的 6 西瓜属无胚乳种子 在种子发育过程中 胚乳中的营养物质将源源不断地转至胚中 特别提醒多倍体的自然形成 2 单倍体育种和多倍体育种 染色体数目以染色体组的形式成倍增加 染色体数目以染色体组的形式成倍减少 再加倍后获得纯种 秋水仙素处理萌发的种子或幼苗 或低温诱导植物染色体数目加倍 花药 粉 离体培养 然后进行人工诱导染色体加倍 秋水仙素处理萌发的种子或幼苗 低温诱导植物染色体数目加倍 形成纯合子 操作简便 并可在较短时期内获得所需类型 明显缩短育种年限 适用于植物 在动物方面难以开展 发育延迟 结实率低 技术复杂 需与杂交育种配合 三倍体西瓜 甜菜 抗病植株的快速育成 特别提醒 1 单倍体育种和多倍体育种均用秋水仙素处理 若操作对象是单倍体植株 叫单倍体育种 若操作对象为正常植株 叫多倍体育种 2 单倍体育种不等于花药离体培养 单倍体育种获得的几乎都是纯合子 且有几个染色体组就是几倍体 而花药离体培养得到的几乎都是单倍体 3 多倍体所结果实的不同部分所含染色体组数可能不同 需依据父本和母本的染色体组数来确定 4 单倍体育种一般应用于二倍体植株 因为若为四倍体植株 通过单倍体育种形成的个体不一定是纯合子 如 四倍体植株aaaa产生的配子有三种类型 aa aa aa 由配子aa发育成的单倍体再经秋水仙素处理得到的植株 基因型为aaaa 后代会发生性状分离 已知水稻抗病 r 对感病 r 为显性 有芒 b 对无芒 b 为显性 两对基因自由组合 体细胞染色体数为24条 现用单倍体育种方法选育抗病 有芒水稻新品种 1 诱导单倍体所用的花药 应取自基因型为 的植株 2 为获得上述植株 应采用基因型为 和 的两亲本进行杂交 3 在培养过程中 单倍体有一部分能自然加倍成为二倍体植株 该二倍体植株花粉表现 可育或不育 结实性为 结实或不结实 体细胞染色体数为 rrbb rrbb rrbb 结实 24条 可育 4 在培养过程中 一部分花药壁细胞能发育成为植株 该植株的花粉表现 可育或不育 结实性为 结实或不结实 体细胞染色体数为 5 自然加倍植株和花药壁植株都存在抗病 有芒的表现型 为获得稳定遗传的抗病 有芒新品种 本实验应选以上两种植株中的 植株 因为自然加倍植株 花药壁植株 6 鉴别上述自然加倍植株与花药壁植株的方法是 可育 结实 24条 自然加倍 基因型纯合 基因型杂合 将植株分别自交 子代性状表现一致的是自然加倍植株 子代性状分离的是花药壁植株 解析 选育的抗病 有芒水稻新品种的基因型为rrbb 诱导单倍体所用的花药应取自f1 rrbb 的植株 应选用的亲本基因型为rrbb和rrbb 水稻单倍体植株由于无法完成减数分裂 不能产生正常的生殖细胞而表现为不育 二倍体水稻可育 可完成双受精过程 可结实 单倍体水稻植株染色体加倍后得到的是纯合子 纯合子自交后代不发生性状分离 杂合子自交后代会发生性状分离 用基因型为aabb的个体产生的花粉培育成的植株 离体培养成幼苗 再用秋水仙素处理使其成为二倍体 这些个体成熟后自交 产生的后代为 a 全部纯种b 全部杂种c 1 4纯种d 一半纯种一半杂种 a 解析 基因型为aabb的个体产生的花粉的基因型为ab ab ab ab 离体培养成的幼苗 再用秋水仙素处理 所得到的个体的基因型分别为aabb aabb aabb aabb 由此可见其自交后代全为纯合子 低温诱导染色体数目加倍 1 实验原理用低温处理植物分生组织细胞 能够抑制纺锤体的形成 以致影响染色体被拉向细胞两极 细胞也不能分裂成两个子细胞 于是 植物染色体数目发生变化 2 实验方法低温处理植物分生组织细胞 然后做成有丝分裂装片 在显微镜下观察染色体形态数目的变化 3 注意事项 1 本实验所用解离液为95 的酒精与15 的盐酸 1 1 混合液 目的是使植物组织细胞相互分离开来 并迅速杀死细胞 2 解离时间不宜过短或过长 过短细胞分离不开 过长细胞中染色体易被破坏 影响染色体数目的辨别 3 压片时用力要垂直 防止盖玻片错动使根尖细胞位置错动 用力必须恰当 过重可能将组织压烂或压碎玻片 过轻使细胞未充分分散而相互重叠 若制成的装片中大部分细胞重叠 可选择不重叠或重叠较少的部位观察 4 要设置对照实验 即将在常温下生长的根尖制成装片 对植物进行一定时间的低温 如4 处理 是否也能诱导染色体数目加倍 请设计实验对这个问题进行探究 室温25 材料用具 洋葱若干 冰箱 显微镜等其他必需的实验仪器 药品 1 依据所学知识 你做出的最合理的实验假设是 2 该实验的自变量是 低温可诱导染色体数目加倍 低温4 室温25 3 方法步骤 第一步 洋葱根尖培养 取洋葱若干 在适宜条件下培养生根 第二步 第三步 第四步 将生长状态一致的洋葱随机平分为两组 实验组和对照组 将实验组放入冰箱 4 对照组在室温下培养 其他培养条件保持一致 适宜条件下培养一段时间后 取出 分别制成临时装片 观察 4 预测结果及相应结论 若实验组染色体数目增加 或加倍 对照组染色体不改变 说明低温 4 能诱导染色体数目改变 若实验组染色体数目和对照组染色体数目都不发生改变 说明低温 4 不能诱导染色体数目改