高考生物一轮复习 第七单元 第21讲 染色体变异及其应用课件 苏教版.ppt

第21讲染色体变异及其应用,第七单元生物的变异、育种与进化,2015高考导航,1可用显微镜区别染色体变异与基因突变()2染色体片段的缺失和重复必然导致基因种类的变化()3精子或卵细胞中的一套染色体就是一个染色体组()4三倍体西瓜不能产生正常配子的原因是染色体在减数分裂过程中不能联会(),5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()6显微镜下可以看到经低温诱导的生物体的大多数染色体数目已发生变化()7单倍体一定不存在同源染色体()8体细胞中含有两个染色体组的个体叫二倍体(),一、染色体结构的变异1类型连一连,解惑(1)基因中碱基对“缺失”染色体结构中“缺失”。(2)“易位”“交叉互换”。2结果使排列在染色体上的基因的_发生改变，从而导致性状的变异。二、染色体数目的变异1非整倍性变异：指正常染色体组中，丢失或添加了_完整的染色体。,数目或排列顺序,一条或几条,2整倍性变异(1)染色体组,非同源染色体,概念：细胞中的一组_,在形态和功能上各不相同，但又互相协调，共同控制生物的生长、发育、遗传和变异，这样的一组染色体叫做一个染色体组。组成：如图为一雄性果蝇的染色体组成，其染色体组可表示为：_或_。,、x,、y,(2)多倍体概念：由受精卵发育而来，体细胞中含_或_染色体组的个体。特点：多倍体植株茎秆_，叶片、果实和种子都比较大，糖类和蛋白质等营养物质含量丰富。(3)单倍体概念：由未受精的生殖细胞发育而来，体细胞中含有_染色体数目的个体。特点：与正常植株相比,单倍体植株长得_,且_。,三个,三个以上,粗壮,本物种配子,弱小,高度不育,解惑单倍体与体细胞中染色体组数为奇数的多倍体高度不育的原因：进行减数分裂形成配子时，同源染色体无法正常联会或联会紊乱，不能产生正常配子。三、染色体变异在育种上的应用1多倍体育种(1)方法：用_或低温处理萌发的种子或幼苗。(2)原理：秋水仙素或低温处理能够抑制_的形成,导致染色体不能移向细胞两极,引起细胞内_加倍。解惑(1)用秋水仙素或低温处理种子时一定要注意是萌发的种子。(2)二倍体的单倍体加倍时只能处理幼苗,注意植株不产生种子。,秋水仙素,纺锤体,染色体数目,想一想多倍体都能通过有性生殖产生后代吗？不一定，如三倍体植株。,2单倍体育种(1)方法：_。,(3)优点：明显_育种年限。获得稳定遗传的_，自交后代不发生_。,花药离体培养,缩短,纯合子,性状分离,c,1.如图表示某生物细胞中两条染色体及其上面的部分基因。下列选项的结果中，不是由染色体变异引起的是(),解析：图中的字母代表基因，a项基因的缺失引起的变异为染色体结构变异中的缺失；b项非同源染色体之间交换，为染色体结构变异中的易位；c项基因的数目或顺序没有变化,而是产生其等位基因，故属于基因突变(b突变为b)；d项为染色体结构变异中的倒位。,2.如图表示某植物正常体细胞中染色体的组成，下列各项中可以表示该植物基因型的是()aabcdbaaaacaabbccdddaaabbb解析：图中相同的染色体有4个，该植物体细胞中含有4个染色体组，则同源染色体上相同位置上的等位基因或相同基因应有4个，故b项正确。,b,a,3(2014扬州模拟)自然界中多倍体植株的形成过程一般是()细胞中染色体加倍形成加倍合子减数分裂受阻形成加倍配子有丝分裂受阻细胞染色体减半abcd解析：自然界中，在外界因素(如低温)的影响下，进行有丝分裂的植物细胞纺锤体形成受阻，导致细胞中染色体加倍，加倍的部位分化，通过减数分裂形成加倍配子，再通过有性生殖过程形成加倍合子，发育成为一个多倍体植株。,c,解析：四倍体生物的单倍体含有两个染色体组；单倍体育种的结果是培育出具有正常染色体数目的纯合子，而不是为了得到单倍体。,1染色体结构变异中的易位与基因重组中交叉互换的比较,染色体结构变异与数目变异,染色体结构变异,基因重组,非同源染色体之间,同源染色体内部非姐妹染色单体之间,非等位基因,等位基因,2.染色体组的特点(1)一个染色体组中不含同源染色体。(2)一个染色体组中所含的染色体在形态、大小和功能上各不相同。(3)一个染色体组中含有控制本物种生物性状的一整套基因，但不能重复。,3单倍体、二倍体与多倍体的不同,单性生殖,正常的有性生殖,外界环境条件剧变(如低温),花药离体培养,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,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abcd,c,尝试解答_解析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；乙图中在着丝粒分裂时，两条姐妹染色单体移向了同一极，使子细胞中染色体多或少了一条，也属于染色体变异。染色体可以用显微镜观察到。甲、乙两图中的变化既可出现在减数分裂中，也可出现在有丝分裂中。,(2014盐城模拟)如图为先天性愚型的遗传图解，据图分析，以下叙述错误的是()a若发病原因为减数分裂异常，则患者2体内的额外染色体一定来自父方b若发病原因为减数分裂异常，则患者2的父亲在减数第二次分裂后期可能发生了差错c若发病原因为减数分裂异常，则患者1体内的额外染色体一定来自其母亲d若发病原因为有丝分裂异常，则额外的染色体是由胚胎发育早期的有丝分裂过程中染色单体不分离所致,c,解析：先天性愚型患者21号染色体有3条，正常人21号染色体有两条。a项中，患者2体内有两条，这两条染色体从外形判断应该来自父亲，父亲多提供了一条21号染色体。b项中，父亲要产生具有2条21号染色体的精子，应该是减数第二次分裂后期姐妹染色单体形成的两条21号染色体进入了同一个精细胞所致。c项中，患者1体内的额外染色体来源不定，可能来自父亲，也可能来自母亲。d项中，胚胎发育早期的有丝分裂过程中染色单体不分离，造成子细胞有三条21号染色体，有可能是先天性愚型的一个病因。,五种育种方法的比较,基因重组,培育纯合子品种：杂交自交筛选,使分散在同一物种不同品种中的多个优良性状集中于同一个体上,(1)育种时间一般比较长(2)局限于同种或亲缘关系较近的个体(3)需及时发现优良品种,用纯种高秆抗病小麦与矮秆不抗病小麦培育矮秆抗病小麦,基因重组,使分散在同一物种不同品种中的多个优良性状集中于同一个体上,年年制种,杂交水稻、杂交玉米等,基因突变,诱变因素处理后筛选,提高变异频率，加快育种进程，大幅度改良某些性状,盲目性大,有利变异少,工作量大,需要大量的供试材料,高产青霉菌,染色体数目变异,用一定浓度的秋水仙素处理萌发的种子或幼苗,操作简单，能较快获得所需品种,所获品种发育延迟,结实率低,一般只适用于植物,三倍体无子西瓜、八倍体小黑麦,染色体变异,杂交f1花药离体培养秋水仙素加倍幼苗选育,明显缩短育种年限,子代均为纯合子,加速育种进程,技术复杂,用纯种高秆抗病小麦与矮秆不抗病小麦快速培育矮秆抗病小麦,基因重组,提取目的基因目的基因与运载体结合将目的基因导入受体细胞目的基因的检测与鉴定筛选获得优良个体,(1)目的性强，育种周期短；(2)克服了远缘杂交不亲和的障碍,技术复杂,安全性问题多,有可能引起生态危机,转基因“大豆”、转基因抗虫棉,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：,请分析回答：(1)a组由f1获得f2的方法是_，f2矮秆抗病植株中不能稳定遗传的占_。(2)、三类矮秆抗病植株中，最可能产生不育配子的是_类。(3)a、b、c三组方法中，最不容易获得矮秆抗病小麦品种的是_组，原因是_。,自交,2/3,c,基因突变的频率极低且不定向,(4)通过矮秆抗病获得矮秆抗病小麦新品种的方法是_。获得的矮秆抗病植株中能稳定遗传的占_。(5)在一块高秆(纯合体)小麦田中，发现了一株矮秆小麦。请设计实验方案探究该矮秆性状出现的可能原因(简要写出所用方法、结果和结论)。_。,秋水仙素(或低温)诱导染色体加倍,100%,将矮秆小麦与高秆小麦杂交；如果子一代为高秆，子二代高秆矮秆31(或出现性状分离)，则矮秆性状是基因突变造成的；否则，矮秆性状是环境引起的。或将矮秆小麦与高秆小麦种植在相同环境条件下，如果两者未出现明显差异，则矮秆性状由环境引起，否则，矮秆性状是基因突变的结果,解析本题侧重于对诱变育种、杂交育种和单倍体育种的比较。(1)杂交育种是具有两对相对性状的纯合子杂交得f1，f1再自交得f2，在f2中出现所需的类型，若是显性性状还需连续自交直至不发生性状分离为止。f2中矮秆抗病有1ttrr、2ttrr，其中不能稳定遗传的(ttrr)占2/3。(2)花药离体培养得到的是单倍体植株，不能进行正常的减数分裂，所以不能产生正常的配子。(3)基因突变的频率较低，而且是不定向的。(4)单倍体育种是先通过花药离体培养获得单倍体，再用秋水仙素处理单倍体幼苗，诱导染色体加倍，得到的个体一定是纯合体。(5)高秆(纯合体)小麦田中，发现了一株矮秆小麦，可能有两个原因：基因突变或环境因素的影响。前者引起的变异是能遗传的；仅环境影响引起的变异是不能遗传的，仍是高秆基因。因是探究实验，结果和结论要分别考虑这两种情况。,方法探究1育种程序图的识别,(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不同育种方法需注意的问题(1)原核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。若选育显性优良纯种，需要连续自交筛选，直至性状不再发生分离；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,一般还需要用秋水仙素处理单倍体使染色体加倍。,突破假设a、b为玉米的优良基因，现有aabb、aabb两个品种，控制两对相对性状的基因位于两对同源染色体上，实验小组用不同方法进行了实验(见图)，下列说法不正确的是()a过程育种方法运用的原理是基因突变，最大优点是能提高突变率，在短时间内获得更多的优良变异类型b过程使用的试剂是秋水仙素，它可作用于正在分裂的细胞，抑制纺锤体的形成,c,c过程育种方法运用的原理是基因重组，基因型aab_的类型经后，子代中aabb所占比例是5/6d过程应用了单倍体育种的方法，最大的优点是明显缩短育种年限尝试解答_,解析是诱变育种。是杂交育种，原理是基因重组，基因型aab_的类型中aabb占1/3，aabb占2/3，经过自交后，子代中aabb所占比例是1/2，故c项错误。,1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，染色体不能被拉向两极，细胞也不能分裂成两个子细胞，导致细胞染色体数目发生变化。2实验流程,低温诱导植物染色体数目的变化,3注意问题(1)选材：选用的实验材料既要容易获得，又要便于观察；常用的观察材料有蚕豆(染色体较洋葱少故首选)、洋葱、大蒜等。(2)试剂及用途：卡诺氏液：固定细胞形态；改良苯酚品红染液：使染色体着色；解离液体积分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精混合液(11)：使组织中的细胞相互分离开。,(3)根尖培养：培养不定根：要使材料湿润以利生根；低温诱导：应设常温、低温4、0三种，以作对照，否则实验设计不严谨。(4)固定：用卡诺氏固定液(无水酒精3份冰醋酸1份或无水乙醇6份氯仿3份冰醋酸1份)是为了杀死固定细胞，使其停留在一定的分裂时期以利于观察。(5)制作装片：按有丝分裂过程进行。冲洗载玻片时水的流速要尽量慢一些,忌直接用水龙头冲洗,防止细胞被水流冲走。(6)观察：换用高倍镜观察材料时，只能用细准焦螺旋进行调焦，切不可转动粗准焦螺旋。,实战演练1下列关于低温诱导染色体加倍实验的叙述，正确的是()a原理：低温抑制染色体着丝粒分裂，使子染色体不能分别移向两极b解离：盐酸酒精混合液和卡诺氏液都可以使洋葱根尖解离c染色：改良苯酚品红溶液和醋酸洋红溶液都可以使染色体着色d观察：显微镜下可以看到大多数细胞的染色体数目发生改变,c,解析：低温诱导染色体加倍的原理：抑制纺锤体的形成,使子染色体不能分别移向两极；卡诺氏液用于细胞形态的固定，解离液为盐酸酒精混合液；低温诱导染色体加倍的时期是前期，大多数细胞处于间期；改良苯酚品红溶液和醋酸洋红溶液都可以用于染色体的染色。,2有关低温诱导大蒜根尖细胞染色体数目加倍的实验，下列说法正确的是()a可能出现三倍体细胞b多倍体细胞形成的比例常达100%c多倍体细胞形成过程无完整的细胞周期d多倍体形成过程增加了非同源染色体自由组合的机会,c,解析：本题考查“低温诱导植物染色体数目的变化”实验，意在考查对实验结果的分析能力。并非所有细胞的染色体都加倍。大蒜根尖细胞进行的是有丝分裂，有丝分裂过程中没有非同源染色体的自由组合。,典例示法生物变异在育种上的应用案例分析,审审题技巧信息1：由亲本f1f2fn新品种，即逐代淘汰不需要的性状个体，最终选择出稳定遗传的新品种。推知：图中ad为杂交育种；优点是操作简单，缺点是育种年限长；其原理为基因重组。信息2：由亲本f1单倍体幼苗纯合子新品种，即通过对单倍体的处理和选择直接得到新品种。推知：图中abc为单倍体育种;其中b为花药离体培养,c是秋水仙素处理幼苗，优点是能明显缩短育种年限；其原理为染色体变异,信息3：由种子或幼苗具有外源基因的种子或幼苗新品种，即将外源基因导入种子或幼苗的细胞中，通过培养得到新品种。推知：图中e为基因工程育种；特点是能够打破物种的界限，突破生殖隔离；依据的原理是基因重组。信息4：由种子或幼苗染色体组加倍的种子或幼苗新品种，即通过对种子和幼苗的处理得到多倍体，选择后得到新品种。推知：图中f为多倍体育种；特点是器官大，营养物质含量高，但发育延迟，结实率低；其原理为染色体变异。,信息5：新品种基因型为aabbdd，即都是隐性基因。推知：生物一旦表现出隐性性状，即为纯合体，因此，获得基因型为aabbdd的新品种最简单的育种方法是杂交育种。,典例下图为水稻的几种不同育种方法示意图,据图回答：,(1)b过程常用的方法是_；可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)假设要培育一个稳定遗传的水稻品种，它的性状都是由隐性基因控制的，其最简单的育种方法是_(用图中的字母表示)；如果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。现通过杂交育种方法利用以上三个品种获得基因型为aabbdd的植株信息5(用文字简要描述获得过程即可)：_。,正确答案(1)花药离体培养c、f(2)e基因重组(3)a、da、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，杂交二代自交得到基因型为aabbdd的植株,答解答分析,答题术语杂交育种，单倍体育种，诱变育种，多倍体育种，基因重组,基因突变，染色体变异，花药离体培养，秋水仙素处理，单倍体植株，大大缩短育种年限，基因突变频率低且不定向。,误区辨析易错点1染色体组数量的判断易于出错点拨(1)细胞内同一形态的染色体共有几条则该细胞中含有几个染色体组，如图甲中与1号(或2号)相同的染色体共有4条，此细胞有4个染色体组。(2)根据基因型判断：控制同一性状的基因(读音相同的大、小写字母)出现几次，则含有几个染色体组。如图乙中基因型为aaaabbbb,任一种基因有4个,则该细胞中含有4个染色体组。,(3)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。如雌果蝇体细胞中有8条染色体，分为4种形态，则染色体