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第25讲染色体变异与育种,考点一染色体变异,考点二生物变异在育种上的应用,栏目索引,知识网络答题语句,探究高考明确考向,考点三(实验)低温诱导植物染色体数目的变化,考纲要求染色体结构变异和数目变异()。,1.染色体结构的变异(1)类型(连线),(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。,知识梳理,数目或排列顺序,1.判断下列说法的正误(1)染色体增加某一片段可提高基因表达水平,是有利变异()(2)染色体缺失有利于隐性基因表达,可提高个体的生存能力()(3)染色体易位不改变基因数量,对个体性状不会产生影响(),诊断与思考,诊断与思考,注意:染色体结构变异中染色体某个片段的增加、缺失、倒位、易位的情况也会导致染色体中碱基序列发生改变。,2.如图表示某生物细胞中两条染色体及其上面的部分基因。(1)下列各项的结果中哪些是由染色体变异引起的?它们分别属于何类变异?能在光学显微镜下观察到的有哪些?,答案,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。,染色体片段缺失、,染色体片段易位,基因突变,染色体中片段倒位,2.如图表示某生物细胞中两条染色体及其上面的部分基因。(2)中哪类变异没有改变染色体上基因的数量和排列顺序?,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。,答案,方法技巧,1.利用三个“关于”区分三种变异(1)关于“互换”:同源染色体上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)关于“缺失或增加”:DNA分子上若干基因的缺失或重复(增加),属于染色体结构变异;DNA分子上若干碱基对的缺失、增添,属于基因突变。,(3)关于变异的水平问题:1.基因突变、基因重组属于分子水平的变化,在光学显微镜下观察不到;2.染色体变异属于细胞水平的变化,在光学显微镜下可以观察到。,1.(2015江苏,10)甲、乙为两种果蝇(2n),右图为这两种果蝇的各一个染色体组,下列叙述正确的是()A.甲、乙杂交产生的F1减数分裂都正常B.甲发生染色体交叉互换形成了乙C.甲、乙1号染色体上的基因排列顺序相同D.图示染色体结构变异可为生物进化提供原材料,题组一染色体结构变异的分析与判断,D,解题探究,知识梳理,2.染色体数目的变异(1)类型细胞内_的增加或减少,如21三体综合征。细胞内染色体数目以_的形式成倍地增加或减少,如多倍体、单倍体。(2)染色体组概念: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:如图为一雄果蝇的染色体组成,其染色体组可表示为:_或_。,个别染色体,染色体组,非同源染色体,、X,、Y,答案,思考:染色体组与基因组是同一概念吗?,(1)染色体组:二倍体生物配子中的染色体。(2)基因组:染色体上的DNA携带的遗传信息,由所有的染色体组成对于有性染色体的生物(二倍体):测基因组涉及到的染色体为:常染色体/2性染色体;对于无性染色体的生物:测基因组涉及到的染色体为:常染色体的一半,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,2.控制同一种性状的基因有几个就有几组。如AAabbb个体中有3个染色体组。3.染色体组数染色体数/染色体形态数,如图,有4个染色体组,染色体组数为8/24。,有4个染色体组,(1)单倍体:体细胞中含有_染色体数目的个体。,本物种配子,答案,思考:单倍体一定只含1个染色体组吗?,单倍体不一定只含1个染色体组,可能含同源染色体,可能含等位基因,也可能可育并产生后代。,3.比较单倍体、二倍体和多倍体,(2)二倍体:由_发育而来,体细胞中含有两个染色体组的个体。(3)多倍体:由_发育而来,体细胞中含有_染色体组的个体。,受精卵,受精卵,三个或三个以上,答案,“二看法”判断单倍体、二倍体与多倍体,不论含有几个染色体组都是单倍体。单倍体是生物个体,,若由受精卵发育而成的,,含有两个染色体组的是二倍体,含有三个或三个以上染色体组的就是多倍体。,先看来源:,若由配子发育而成的,,再看它含有几个染色体组,练习:1.下图表示细胞中所含的染色体,据图确定生物的倍性和每个染色体组所含有的染色体数目。,答案,二倍体1,三倍体2,二倍体3,单倍体4,6.玉米糯性与非糯性、甜粒与非甜粒为两对相对性状。一般情况下,用纯合非糯非甜粒与糯性甜粒两种亲本进行杂交时,F1表现为非糯非甜粒,F2有4种表现型,其数量比为9331。若重复该杂交实验时,偶然发现一个杂交组合,其F1仍表现为非糯非甜粒,但某一F1植株自交,产生的F2只有非糯非甜粒和糯性甜粒2种表现型。对这一杂交结果的解释,理论上最合理的是()A.发生了染色体易位B.染色体组数目整倍增加C.基因中碱基对发生了替换D.基因中碱基对发生了增减,A,7.二倍体动物缺失一条染色体称为单体。大多数单体动物不能存活,但在黑腹果蝇中,点状染色体(号染色体)缺失一条可以存活,而且能够繁殖后代。(1)果蝇群体中存在无眼个体,无眼基因位于常染色体上,将无眼果蝇个体与纯合野生型个体交配,子代的表现型及比例如下表:,据此判断,显性性状为_,理由是_。,野生型,无眼个体与纯合野生型个体交配,F1全为野生型(或F1野生型个体之间交配,F2中野生型无眼为31),(2)根据上述判断结果,可利用正常无眼果蝇与野生型(纯合)单体果蝇交配,探究无眼基因是否位于号染色体上。请完成以下实验设计:实验步骤:让正常无眼果蝇与野生型(纯合)单体果蝇交配,获得子代;统计子代的_,并记录。实验结果预测及结论:若子代中出现_,则说明无眼基因位于号染色体上;若子代全为_,说明无眼基因不位于号染色体上。,有关眼的性状表现,野生型果蝇和无眼果蝇且比例为11,野生型,3.(2013福建,5)某男子表现型正常,但其一条14号和一条21号染色体相互连接形成一条异常染色体,如图甲。减数分裂时异常染色体的联会如图乙,配对的三条染色体中,任意配对的两条染色体分离时,另一条染色体随机移向细胞任一极。下列叙述正确的是(),解析,C.如不考虑其他染色体,理论上该男子产生的精子类型有8种D.该男子与正常女子婚配能生育染色体组成正常的后代,D,练出高分P345,A.图甲所示的变异属于基因重组B.观察异常染色体应选择处于分裂间期的细胞,4.图中和表示某精原细胞中的一段DNA分子,分别位于一对同源染色体的两条非姐妹染色单体的相同位置上。下列相关叙述中,正确的是(),C,A.和所在的染色体都来自父方B.和的形成是由于染色体易位C.与和相比,和上的非等位基因已分别发生了重新组合D.和形成后,立即被平均分配到两个精细胞中,6.下列关于单倍体、二倍体及染色体组的表述,正确的是()A.单倍体生物的体细胞中都没有同源染色体B.21三体综合征患者的体细胞中有三个染色体组C.人的初级卵母细胞中的一个染色体组中可能存在等位基因D.用秋水仙素处理二倍体西瓜幼苗的芽尖后,芽尖的细胞中都含有4个染色体组,C,8.如图表示细胞中所含的染色体,的基因型可以表示为(),解析答案,A.:AABb:AAABBb:ABCD:AB.:Aabb:AaBbCc:AAAaBBbb:ABC.:AaBb:AaaBbb:AAaaBBbb:AbD.:AABB:AaBbCc:AaBbCcDd:ABCD,C,11.如图表示小麦的三个品系的部分染色体及基因组成。、表示染色体,D为矮秆基因,T为抗白粉病基因,R为抗矮黄病基因,均为显性,d为高秆基因。乙品系是通过基因工程获得的品系,丙品系由普通小麦与近缘种偃麦草杂交后,经多代选育而来(图中黑色部分是来自偃麦草的染色体片段)。请据图回答下列问题:,7,(1)普通小麦为六倍体,染色体数是42,若每个染色体组包含的染色体数相同,则小麦的一个染色体组含有_条染色体。,(2)乙品系的变异类型是_,丙品系的变异类型是_。(3)抗白粉病基因在控制蛋白质合成的翻译阶段,_沿着_移动,氨基酸相继地加到延伸中的肽链上。,基因重组,染色体结构变异,核糖体,mRNA,(4)甲和丙杂交得到F1,若减数分裂中甲与丙因差异较大不能正常配对,将随机移向细胞的任何一极,而其他染色体正常配对,则F1产生的配子中DdR占_(用分数表示)。,1/4,(5)甲和乙杂交得到F1,请画出F1能产生dT配子的次级精母细胞的分裂后期图(假设不发生交叉互换,只需画出、染色体,要求标出相应基因)。,如图所示,考纲要求生物变异在育种上的应用()。,定位解读:1.杂交育种和诱变育种的原理、方法、优点、缺点2.掌握单倍体、多倍体在育种上的应用3.基因工程的应用-基因工程育种,1.单倍体育种和多倍体育种,知识梳理,适用于植物,辨别依据:多倍体育种:用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗(或者将新品种与原来品种相比,染色体组增加)单倍体育种:先用花药离体培养得到单倍体,后用秋水仙素处理恢复到正常染色体数目(或者在育种流程中出现单倍体的育种),花药离体培养单倍体育种,方法:秋水仙素、低温、体细胞融合,培养棕色低酚品种,1.单倍体育种和多倍体育种,秋水仙素,纺锤体的形成,知识梳理,答案,(1)图中和的操作是用_处理,其作用原理是抑制_。,想一想:秋水仙素作用的对象相同吗?,多倍体育种过程:作用于萌发的种子或幼苗(即正常植株)单倍体育种过程:作用于是单倍体幼苗,作用的时期,前期,1.单倍体育种和多倍体育种(2)图中过程是_。(3)单倍体育种的优点是能_。,花药离体培养,明显缩短育种年限,知识梳理,速度最快,器官大,营养物质含量高,用到(技术手段),植物组织培养技术,染色体变异,种子或,幼苗,简单,较短,染色体变异,秋水,仙素,育种年限,2.杂交育种与基因工程育种(1)杂交育种将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起,再经过_和_,获得新品种的方法。,选择,培育,想一想:杂交育种一定需要连续自交吗?,辨别依据:有亲本杂交,子代自交,适用于有性生殖的生物,D,杂种优势隐性性状无性繁殖,(2).基因工程育种通俗地说,就是按照人们的意愿,把一种生物的某种基因提取出来,_,然后放到另一种生物的细胞里,_改造生物的遗传性状。,加以修饰改造,定向地,答案,辨别的依据:有外源基因的导入,与原有生物比,出现了新基因,适用于所有的生物,基因重组,杂交自交选种自交,简单,强,长,基因重组,定向,同一物种之间不同基因重新组合,不同物种之间不同基因重新组合,3.诱变育种诱变育种:利用物理因素或化学因素来处理生物,使生物发生_,从而获得优良变异类型的育种方法。,基因突变,辨别依据:涉及诱变因子,产生的子代中会出现新的基因,但基因的总数不变,适用于所有生物,原核生物一般用此方法,基因突变,辐射诱变,激光诱变,突变率,少,大,量,最难达到目的,4.如图甲、乙表示水稻两个品种,A、a和B、b表示分别位于两对同源染色体上的两对等位基因,表示培育水稻新品种的过程,请思考:,杂交育种单倍体育种,(1)图中涉及的育种方法有哪些?并说出对应的过程?,多倍体育种诱变育种,P155,4.如图甲、乙表示水稻两个品种,A、a和B、b表示分别位于两对同源染色体上的两对等位基因,表示培育水稻新品种的过程,请思考:,(2)图中哪一标号处需用秋水仙素处理?应如何处理?目的是什么?,处需用秋水仙素处理单倍体幼苗,获得纯合子,处需用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗,以诱导染色体数目加倍。,4.如图甲、乙表示水稻两个品种,A、a和B、b表示分别位于两对同源染色体上的两对等位基因,表示培育水稻新品种的过程,请思考:,(3)、的育种原理分别是什么?,基因突变染色体变异,4.如图甲、乙表示水稻两个品种,A、a和B、b表示分别位于两对同源染色体上的两对等位基因,表示培育水稻新品种的过程,请思考:,(4)图中最简便及最难以达到育种目的的育种途径分别是哪种?,最简便的育种途径为过程所示的杂交育种最难以达到育种目的的途径为诱变育种。,网络构建,目的基因获取,杂交,诱变,单倍体,多倍体,DNA,连接,与运载体结合,导入受体细胞,检测与鉴定,限制酶,运载体,基因工程,练习(14分)小麦品种是纯合体,生产上用种子繁殖,现要选育矮杆(aa)、抗病(BB)的小麦新品种;马铃薯品种是杂合体(有一对基因杂合即可称为杂合体),生产上通常用块茎繁殖,现要选育黄肉(Yy),抗病(Br)的马铃薯新品种。请分别设计小麦品种间杂交育种程序,以及马铃薯品种间杂交育种程序。要求用遗传图解表示并加以简要说明。(写出包括亲本在内的三代即可),小麦第一代AABBaabb亲本杂交第二代AaBb种植F1代,自交第三代A_B_,A_bb,aaB_aabb种植F2代,选矮杆,抗病(aaB-),继续自交,期望下代获得纯合体,练习(14分)小麦品种是纯合体,生产上用种子繁殖,现要选育矮杆(aa)、抗病(BB)的小麦新品种;马铃薯品种是杂合体(有一对基因杂合即可称为杂合体),生产上通常用块茎繁殖,现要选育黄肉(Yy),抗病(Br)的马铃薯新品种。请分别设计小麦品种间杂交育种程序,以及马铃薯品种间杂交育种程序。要求用遗传图解表示并加以简要说明。(写出包括亲本在内的三代即可),练习(14分)小麦品种是纯合体,生产上用种子繁殖,现要选育矮杆(aa)、抗病(BB)的小麦新品种;马铃薯品种是杂合体(有一对基因杂合即可称为杂合体),生产上通常用块茎繁殖,现要选育黄肉(Yy),抗病(Br)的马铃薯新品种。请分别设计小麦品种间杂交育种程序,以及马铃薯品种间杂交育种程序。要求用遗传图解表示并加以简要说明。(写出包括亲本在内的三代即可),马铃薯第一代yyRrYyrr亲本杂交第二代YyRr,yyRr,YyRR,yyrr种值,选黄肉,抗病(YyRr)第三代YyRr用块茎繁殖,考纲要求(实验)低温诱导染色体加倍。,1.实验原理低温处理植物分生组织细胞_不能形成_不能被拉向两极细胞不能分裂细胞染色体数目加倍。2.实验步骤,纺锤体,染色体,知识梳理,细胞已死亡,不能看到连续变化过程,(1)为什么选用洋葱(或大葱、蒜)作实验材料?除此之外还可以选用哪种植物?,选用实验材料的原则是既要容易获得,又便于观察;常用洋葱(或大葱、蒜)的染色体是2n16条;若用蚕豆(2n12条)染色体更便于观察。,深度思考,答案,漂洗根尖,洗去解离液,使染色体着色,(2)比较实验中所用试剂的使用方法及作用,固定细胞形态,洗去卡诺氏液,解离根尖细胞,使组织细胞相互分离开来,返回,答案,2次用到95%的酒精,2次用到的漂洗液不同,2.四倍体大蒜的产量比二倍体大蒜高许多,为探究诱导大蒜染色体数目加倍的最佳低温,特设计如下实验。(1)实验主要材料:大蒜、培养皿、恒温箱、卡诺氏液、体积分数为95%的酒精、显微镜、改良苯酚品红染液等。(2)实验步骤取五个培养皿,编号并分别加入纱布和适量的水。将培养皿分别放入4、0、_、_、_的恒温箱中1h。取大蒜随机均分成_组,分别_诱导培养36小时。分别取根尖_cm,放入_中固定0.51h,然后用_冲洗2次。制作装片:解离_制片。,4,8,12,五,放入五个培养皿中,0.51,卡诺氏液,体积分数为95%的酒精,漂洗,染色,(2)实验步骤低倍镜检测,_,并记录结果。(3)实验结果:染色体数目加倍率最高的一组为最佳低温。(4)实验分析a.设置实验步骤的目的:_。b.对染色体染色还可以用_、_等。c.除低温外,_也可以诱导染色体数目加倍,原理是_。,统计每组视野中的染色体数目加倍率,将培养皿放在不同温度下恒温处理,是为了进行相互对照;恒温处理1h是为了排除室温对实验结果的干扰,龙胆紫溶液,醋酸洋红液,秋水仙素,抑制纺锤体的形成,关于“低温诱导植物染色体数目的变化”实验的3个易错提醒(1)细胞是死的而非活的:显微镜下观察到的细胞是已被盐酸杀死的细胞。(2)材料不能随意选取:误将低温处理“分生组织细胞”等同于“任何细胞”。选材应选用能进行分裂的分生组织细胞,否则不会出现染色体加倍的情况。(3)着丝点分裂与纺锤体无关:误将“抑制纺锤体形成”等同于“着丝点不分裂”。着丝点是自动分裂,无纺锤丝牵引,着丝点也分裂。,易错警示,返回,网络构建,1.染色体变异的实质是基因数目和位置的改变。2.染色体组是指细胞中的一组非同源染色体,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。3.体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体,叫单倍体。与正常植株相比,单倍体植株长得弱小,并且高度不育。4.由受精卵发育而来的个体,体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体叫多倍体。多倍体植株常常茎秆粗壮,叶片、果实和种子都比较大,糖类和蛋白质等营养物质的含量较高5.诱变育种能产生前所未有的新基因,创造变异新类型。6.杂交育种能将两个或多个品种的优良性状集中到同一生物个体上。,要语强记,返回总目录,探究高考明确考向,12.(2014安徽,31)香味性状是优质水稻品种的重要特性之一。(1)香稻品种甲的香味性状受隐性基因(a)控制,其香味性状的表现是因为_,导致香味物质积累。,a基因纯合,参与香味物质代谢的某种酶缺失,解析答案,a基因纯合,有香味物质出现,且参与香味物质代谢的某种酶缺失,1,2,3,4,5,7,8,9,10,11,12,6,Aabb、AaBb,13,

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