染色体变异一轮复习课件

第24讲染色体变异及其应用,第七单元生物的变异和进化,考纲要求1.染色体结构变异和数目变异(B)。2.生物变异在育种上的应用(C)。,考点一染色体变异,考点二生物变异在育种上的应用,内容索引,重温高考演练模拟,知识网络答题语句,课时作业,考点一,染色体变异,一、染色体变异的概念和类型,1概念：染色体在结构或数目上的改变，会导致生物性状的改变。,2类型：染色体结构变异、染色体数目变异,二、染色体结构变异,1原因：染色体断裂以及断裂后片段不正常的重新连接,3类型：缺失、重复、倒位、易位,2结果：染色体结构的改变会导致染色体上基因的数目或排列顺序发生改变，从而导致性状的变异。大多数染色体结构变异对生物体是不利的，有时甚至会导致生物体死亡。,（1）缺失,主要特点：染色体的某一片段及带有的基因一起丢失,举例：猫叫综合征（第5号染色体部分缺失）,（2）重复,主要特点：染色体增加了相同的某个区域,（3）倒位,主要特点：染色体的某一片段位置颠倒,（4）易位,主要特点：染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上,思维点击,观察下图，说出二者的区别,1.染色体结构变异(1)类型(连线),梳理知识要点,(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。,数目或排列顺序,1.通过图示辨析染色体结构的变异,突破重点难点,2.分析命题热图，明确答题要点观察下列甲、乙、丙三幅图示，请分析：,(1)图甲、图乙均发生了某些片段的交换，其交换对象分别是什么？它们属于何类变异？,提示,图甲发生了非同源染色体间片段的交换，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，前者属染色体结构变异中的“易位”，后者则属于交叉互换型基因重组。,(2)图丙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？能在光镜下观察到的是哪几个？,提示,染色体片段缺失染色体片段的易位基因突变染色体中片段倒位均为染色体变异，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)图丙中哪类变异没有改变染色体上基因的数量和排列顺序？,提示,图丙中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。,染色体结构变异和基因突变的比较,染色体水平,分子水平,染色体片段,碱基对,基因的数目、排列顺序发生改变,基因的结构改变，基因的数目不变生物性状不一定改变,二分裂有丝分裂无丝分裂减数分裂,有丝分裂减数分裂,(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：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；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。,利用四个“关于”区分三种变异,(4)关于变异的“质”和“量”：基因突变改变基因的质，不改变基因的量；基因重组不改变基因的质，一般不改变基因的量，但转基因技术会改变基因的量；染色体变异不改变基因的质，会改变基因的量或基因的排列顺序。,2.染色体数目变异,的增加或减少以的形式成倍地增加或减少,个别染色体,(1)类型,染色体组,从染色体来源看，一个染色体组中。从形态、大小和功能看，一个染色体组中所含的染色体。从所含的基因看，一个染色体组中含有控制本物种生长、发育、遗传和变异的，但不能重复。,(2)染色体组(根据果蝇染色体组成图归纳),不含同源染色体,各不相同,一整套基因,(3)单倍体、二倍体和多倍体,配子,染色体组,1.判断常考语句，澄清易混易错(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()(4)染色体组整倍性变化必然导致基因种类的增加()(5)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()(6)单倍体体细胞中不一定只含有一个染色体组(),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)等位基因个数法控制同一性状的等位基因有几个就有几组。如AAabbb个体中有3个染色体组。(3)公式法,2.“两看法”判断单倍体、二倍体和多倍体,命题点二染色体组及生物体倍性的判断4.下列是对ah所示的生物体细胞图中各含有几个染色体组的叙述，正确的是,答案,A.细胞中含有一个染色体组的是h图，该个体是单倍体B.细胞中含有两个染色体组的是g、e图，该个体是二倍体C.细胞中含有三个染色体组的是a、b图，但该个体未必是三倍体D.细胞中含有四个染色体组的是f、c图，该个体一定是四倍体,例1：以下各图中，各有几个染色体组？,4个,2个,3个,5个,1个,变式训练,2.比较单倍体、二倍体和多倍体,突破重点难点,特别提醒(1)单倍体不一定仅含1个染色体组单倍体不一定只含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。(2)染色体组与基因组不是同一概念染色体组：二倍体生物配子中的染色体数目。基因组：对于有性染色体的生物(二倍体)，其基因组为常染色体/2性染色体；对于无性染色体的生物，其基因组与染色体组相同。,多倍体的产生原理,已完成染色体复制刚进入分裂期,抑制纺锤体形成,秋水仙素处理,外界环境条件如温度骤变的干扰,染色体不能移向细胞两极,染色体加倍的配子,染色体加倍的体细胞,有丝分裂,减数分裂,染色体加倍的合子,受精,正常分裂,多倍体,正常发育,例：某二倍体生物经适宜浓度秋水仙素处理后染色体组数目增加一倍以下叙述错误的是（）A.染色体组加倍，发生了可遗传变异B.染色体组加倍，形成了新物种C.染色体组加倍后，杂合子变成了纯合子D.染色体组加倍后，基因型发生了改变,C,命题点二染色体组及生物体倍性的判断5.下列有关染色体组、单倍体和多倍体的相关叙述，说法错误的是A.水稻(2n24)一个染色体组有12条染色体，水稻单倍体基因组有12条染色体B.普通小麦的花药离体培养后，长成的植株细胞中含三个染色体组，但不是三倍体C.番茄和马铃薯体细胞杂交形成的杂种植株细胞中含两个染色体组，每个染色体组都包含番茄和马铃薯的各一条染色体D.马和驴杂交的后代骡是不育的二倍体，而雄蜂是可育的单倍体,答案,番茄是二倍体，马铃薯是四倍体，两者体细胞杂交后培养得到的是异源六倍体的杂种植株，C错误。,技法必备1.减数分裂异常导致配子种类变化的规律如果减数第一次分裂异常，则所形成的配子全部不正常；如果减数第二次分裂一个次级精母细胞分裂异常，则所形成的配子有的正常，有的不正常。如图所示：,二、减数分裂与染色体变异的关系分析,2.XXY与XYY异常个体的成因分析(1)XXY成因,(2)XYY成因：父方减异常，即减后期Y染色体着丝点分裂后两条Y染色体共同进入同一精细胞。,题型突破4.基因型为AaXBY的小鼠仅因为减数分裂过程中染色体未正常分离，而产生一个不含性染色体的AA型配子。等位基因A、a位于2号染色体。下列关于染色体未分离时期的分析，正确的是2号染色体一定在减数第二次分裂时未分离2号染色体可能在减数第一次分裂时未分离性染色体可能在减数第二次分裂时未分离性染色体一定在减数第一次分裂时未分离A.B.C.D.,答案,5.番茄是二倍体植物(2n24)，其正常叶基因(D)与马铃薯叶基因(d)位于6号染色体。番茄变异后可出现一种三体，其6号染色体的同源染色体有三条。三体在减数分裂联会时，3条同源染色体中的任意2条配对联会，另1条同源染色体不能配对。减数第一次分裂的后期，配对的同源染色体正常分离，而不能配对的1条染色体随机移向细胞的任意一极。而其他如5号染色体正常配对及分离(如图所示)。下列分析错误的是,答案,A.三体番茄1个体细胞中最多含有50条染色体B.通过显微镜观察根尖分生区细胞的染色体可检测出三体番茄C.三体形成的原因可能是减数第一次分裂过程中有一对同源染色体未分开D.若将基因型为DDd的个体与基因型为dd的个体杂交，后代正常叶型马铃薯叶型为31,命题点三变异类型的实验探究6.(2016苏州期末)番茄是二倍体植物。有一种三体，其6号染色体的同源染色体有3条，在减数分裂联会时，3条同源染色体中的任意2条随意配对联会形成一个二价体，另1条同源染色体不能配对而形成一个单价体。减数第一次分裂的后期，组成二价体的同源染色体正常分离，组成单价体的1条染色体随机地移向细胞的任何一极，而其他染色体正常配对、分离。(1)从变异类型的角度分析，三体的形成属于_。,由题意知，正常番茄中体细胞的6号染色体是2条，三体的6号染色体是3条，属于染色体数目变异。,答案,解析,染色体数目变异,(2)若三体番茄的基因型为AABBb，则其产生的花粉的基因型及其比例为_，其根尖分生区一细胞连续分裂两次所得到的子细胞的基因型为_。,答案,ABBABbABAb1221,AABBb,(3)现以马铃薯叶型(dd)的二倍体番茄为父本，以正常叶型(DD或DDD)的三体纯合子番茄为母本，设计杂交实验，判断D(或d)基因是否在第6号染色体上，最简单可行的实验方案是_。实验结果：若杂交子代_，则_。,如果D(d)基因不在6号染色体上，则马铃薯叶型的基因型是dd，正常叶型的基因型是DD，杂交子代的基因型是Dd，与dd进行测交，测交后代的基因型及比例是Dddd11，前者是正常叶，后者是马铃薯叶；,答案,解析,F1的三体植株正常叶型与二倍体马铃,正常叶马铃薯叶11D(或d)基因不在第6号染色体上,薯叶型杂交,若杂交子代_，则_。,如果D(d)基因位于6号染色体上，则马铃薯叶型的基因型dd，正常叶型的基因型是DDD，杂交子代的基因型是Dd、DDd，其中DDd是三体植株，DDd与dd进行测交，DDd产生的配子的基因型及比例是DDDDdd1221，测交后代的基因型是DDdDdDdddd1221，其中Dd、DDd、Ddd表现为正常叶，dd表现为马铃薯叶。,答案,解析,正常叶马铃薯叶51D(或d)基因在第6号染色体上,考点二,生物变异在育种上的应用,离体培养,1.单倍体育种(1)原理：。(2)方法,梳理知识要点,染色体(数目)变异,花药,单倍体幼苗,人工诱导,用处理,染色体数目加倍，得到正常纯合子,秋水仙素,(3)优点：，所得个体均为。(4)缺点：技术复杂。,明显缩短育种年限,纯合子,2.多倍体育种(1)方法：用或低温处理。(2)处理材料：。(3)原理,秋水仙素,萌发的种子或幼苗,分裂的细胞,秋水仙素或低温,处理,抑制_形成,导致,不能移向细胞两极，从而引起细胞内染色体数目加倍,纺锤体,染色体,染色体(数目)变异,第一次传粉：杂交获得_第二次传粉：刺激子房发育成_,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，不能产生正常配子。,(4)实例：三倍体无子西瓜,三倍体种子,果实,两次传粉,联会紊乱,无子番茄也是用上述方法培育成的吗？,特别提醒(1)单倍体并非都不育。二倍体的配子发育成的单倍体，表现为高度不育；多倍体的配子如含有偶数个染色体组，则发育成的单倍体含有同源染色体及等位基因，可育并能产生后代。(2)单倍体育种主要包括杂交、花药离体培养、秋水仙素处理和筛选四个过程，不能简单地认为花药离体培养就是单倍体育种的全部。(3)单倍体育种与多倍体育种的操作对象不同。两种育种方式都出现了染色体加倍情况，但操作对象不同。单倍体育种操作的对象是单倍体幼苗，通过组织培养得到纯合子植株；多倍体育种操作的对象是正常萌发的种子或幼苗。,3.杂交育种(1)原理：。(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)。培育隐性纯合子品种选取符合要求的双亲杂交()F1F2选出表现型符合要求的个体种植并推广。,基因重组,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，获得F1F1自交获得F2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，可以把多个品种的集中在一起。(4)缺点：获得新品种的周期长。,杂交,鉴别、选择,优良性状,植物杂交育种获得纯合子，都需要连续自交吗？,4.诱变育种(1)原理：。(2)过程,基因突变,萌发种子或幼苗,X射线、紫外线,亚硝酸盐、硫酸二乙酯,物理,化学,处理,(3)优点可以提高，在较短时间内获得更多的优良变异类型。大幅度地。(4)缺点：有利变异个体往往不多，需处理大量材料。,突变频率,改良某些性状,归纳总结根据育种程序图识别育种名称和过程,基因重组,基因突变,染色体变异,杂交自交选优自交,物理、化学因素处理,秋水仙素处理萌发的种子或幼苗,杂交、花药离体培养、秋水仙素处理单倍体幼苗,可以集中两个亲体的优良性状；不能产生新基因，育种进程慢,提高变异频率，加速育种进程，大幅度改良生物性状；有利变异少，需大量处理实验材料,果实、种子较大，营养物质含量高；发育延迟，结实率降低,明显缩短育种年限；自交后代不发生性状分离,矮秆抗病小麦品种,高产青霉菌的选育,三倍体无子西瓜,单倍体育种获得矮秆抗病小麦,四、染色体变异在育种上的应用,基因重组,获得目的基因;构建基因表达载体;将目的基因导入受体细胞;目的基因的检测与鉴定,目的性强，育种周期短克服远缘杂交不亲和的障碍,转基因抗虫棉,1.根据育种目标选择育种方案,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。,1.判断常考语句，澄清易混易错(1)杂交育种一定需要连续自交()(2)花药离体培养就是单倍体育种()(3)抗病植株连续自交若干代，纯合抗病植株的比例逐代降低()(4)花药离体培养可获得抗锈病高产小麦新品种()(5)诱变育种和杂交育种均可形成新基因()(6)利用高产、感病小麦与高产、晚熟小麦品种间杂交筛选可获得高产、抗病小麦的品种(),考点三（实验）低温诱导植物染色体数目的变化,1.实验原理(1)正常进行有丝分裂的组织细胞，在分裂后期着丝点分裂后，子染色体在纺锤体的作用下分别移向两极，进而平均分配到两个子细胞中去；(2)低温可抑制纺锤体形成，阻止细胞分裂，导致细胞染色体数目加倍。,2实验流程,现象：视野中既有正常的二倍体细胞，也有染色体数目发生改变的细胞,3实验中的试剂及其作用,（1）为了能观察到细胞在生活状态下的内部结构，必须先将细胞固定（2）在进行本实验的过