染色體變異教師

1、第5章 基因突變及其他變異（教師）第2節(jié)染色體變異【考綱要求】考綱內(nèi)容及能力要求染色體結(jié)構(gòu)變異和數(shù)目變異n考向定位染色體變異類型的判斷回顧考情從近幾年新課標(biāo)地區(qū)生物試題看，考查點(diǎn)主要集中在以下 幾個(gè)方面：1 變異原因及變異類型的判斷。如2009年江蘇卷第16題,結(jié)合細(xì)胞分裂圖像考查變異類型。2 單倍體、二倍體與多倍體的特點(diǎn)及在育種中的應(yīng)用。如 2008年廣東理基第44題考查了多倍體的特點(diǎn)及在育種中 的應(yīng)用。瞻望 考向?qū)τ谌旧w變異的考查，還常結(jié)合多倍體物種的形成及進(jìn) 化的有關(guān)內(nèi)谷進(jìn)仃綜合考查?？疾樾问蕉嘁院?jiǎn)答題為主?！窘滩幕貧w】一、染色體結(jié)構(gòu)變異實(shí)例:貓叫綜介征,人的第5號(hào)染色體部分缺失引起的

2、遺傳病 rE:染色體中某片段缺失,該片段上的基因也隨之丟失屮2J:染色體中增加某一片段，該片段上的基因與止常染色體部分片段基因相同（:兩條非同源染色體間片段的移接O:染色體小某一片段位置顛倒180-結(jié)果:使排列在染色休匕的國(guó)數(shù)目或同順庁發(fā)牛改變從而導(dǎo)致性狀的變異答案： 缺失議一議：如何確認(rèn)生物發(fā)生了染色體變異？答案：染色體變異中的結(jié)構(gòu)變異和數(shù)目變異都屬于細(xì)胞的水平上的變化，在光學(xué)顯微鏡下 能夠看到，因此通過(guò)觀察該生物具有分裂增生能力的組織中有絲分裂中期細(xì)胞的中染色體 的變化，結(jié)合相應(yīng)癥狀就能確認(rèn)。二、染色體數(shù)目變異染色體m成倍增減個(gè)別染芭休增減：如21三體綜合征染色體組:細(xì)胞中在也和區(qū)上各不相

3、同，攜蒂著控制生物生長(zhǎng)發(fā)育的全部遺傳信息的一組二倍休:由皿發(fā)育而成的,體細(xì)胞屮會(huì)有麗_個(gè)染色體組的個(gè)體。如:果蠅i答案： 形態(tài)受精卵 兩想一想：含有1個(gè)染色體組的個(gè)體一定是單倍體嗎？單倍體一定含有一個(gè)染色體組嗎?答案：一定，不一定，如小麥的單倍體含有三個(gè)染色體組。，概念:市歴發(fā)育而成的,體細(xì)胞中含有32染色體組的個(gè)體實(shí)例:香蕉（二倍體人馬鈴薯（四倍體）、普通小麥（六倍休）特點(diǎn):莖稈粗壯，葉片保實(shí)、種子畫,營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)圓他發(fā)育延遲，結(jié)實(shí)率低方法:用國(guó)處理匣的種子或幼苗成Eh秋水仙素抑制囲的形成原理:細(xì)胞有絲分裂電鹽豐雋染色體不能移向兩極紐捶休形成細(xì)胞屮染色休數(shù)目畫染色體數(shù)目加倍的細(xì)胞進(jìn)行工常的宵絲分

4、裂，發(fā)育7多倍體植株 .實(shí)例:三倍體無(wú)子西瓜答案：受精卵三個(gè)或三個(gè)以上 都比較大含量增加秋水仙素萌發(fā)紡錘體加倍思一思：（1）人工誘導(dǎo)多倍體的原理是什么？為什么要強(qiáng)調(diào)處理萌發(fā)的種子或幼苗（2）低溫誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目的變化和秋水仙素的作用原理是否相同？ 答案：（1）人工誘導(dǎo)多倍體，就是利用秋水仙素或低溫作用于正在分裂的細(xì)胞的，抑制紡錘 體的形成，從而引起細(xì)胞的內(nèi)染色體數(shù)目加倍。萌發(fā)的種子或幼苗是植物體分生組織的部 位，或者說(shuō)是細(xì)胞的有絲分裂旺盛的部位，通過(guò)秋水仙素處理后，才能使植物體產(chǎn)生的新 細(xì)胞的染色體數(shù)目加倍，從而形成多倍體。（2）相同，都是抑制細(xì)胞的分裂時(shí)紡錘體的形成，使細(xì)胞的染色體數(shù)目加倍

5、。 概念成因特點(diǎn)應(yīng)用： 單倍體* 育種體細(xì)胞屮含有木物種配子染色體數(shù)bl的個(gè)體（自然成因:rti配子直接發(fā)育成的新個(gè)體J如瀕蜂的雄蜂 人丁成因：花藥離休培養(yǎng)柏株長(zhǎng)得弱小高度莎方法：花藥花粉）離休培養(yǎng)過(guò)私!花跖丿和*單倍體稍株秋水仙紊處理_斗忤化亠缶|口卩I T耳體人丁.誘導(dǎo)染色體數(shù)f |加倍選扌羊能lE常生殖的純合子二新品種（1）明顯園育種年限I （2）獲得能穩(wěn)定遺傳的西優(yōu)點(diǎn):-答案：不育縮短純合子想一想：?jiǎn)伪扼w育種有什么優(yōu)點(diǎn)？答案：?jiǎn)伪扼w育種的優(yōu)點(diǎn)有：第一，明顯縮短育種年限。運(yùn)用常規(guī)的育種方法，要育成一個(gè)穩(wěn)定的純合品種，至少需要5年，利用單倍體育種則可縮短為2年。第二，能排除顯隱性干擾，提高

6、效率，當(dāng)親本雜篩選后，利用F1的花藥直接誘導(dǎo)單倍體加倍產(chǎn)生純合子，它的基因型和表現(xiàn)型一致，可直接通過(guò)表現(xiàn)型來(lái)判斷基因型，其效率高 于常規(guī)育種?！究键c(diǎn)梳理】1染色體結(jié)構(gòu)變異類型及圖解一個(gè)正常染色體在斷裂后丟失一個(gè) 缺失 片段，這個(gè)片段上的基因也隨之失去a a重復(fù)一條染色體的片段連接到同源的另 一條染色體上，使另一條同源的染 色體多出跟本身相同的某一片段倒位ab 指染色體斷裂后倒轉(zhuǎn) 180 后重新 廠 接合起來(lái)，造成這段染色體上基因；位置順序顛倒尸易位染色體斷裂后在非同源染色體間錯(cuò) 誤接合，更換了位置12 3452D21三體綜合征是人類染色體異常遺注意：易位與交叉互換的區(qū)別(1) 易位屬于染色體結(jié)

7、構(gòu)變異，發(fā)生在非同源染色體之間，是指染色體的某一片段移接到另 一條非同源染色體上。(2) 交叉互換屬于基因重組，發(fā)生在同源染色體的非姐妹染色單體之間。例121三體綜合征患兒的發(fā)病率與母親年齡的關(guān)系如下圖所示，預(yù)防該遺傳病的主要措施是 適齡生育 基因診斷 染色體分析 B超檢 查A .C .解析：答案 A傳病。在進(jìn)行遺傳咨詢和產(chǎn)前診斷時(shí)，要對(duì)胎兒進(jìn)行 染色體分析。從題中所給圖示分析，當(dāng)母親年齡大于 30歲后，隨著母親年齡的增大，21三體綜合征患兒的 發(fā)病率迅速增大，所以預(yù)防此遺傳病要實(shí)行適齡生育。 2染色體組數(shù)的判定(1) 根據(jù)染色體形態(tài)判斷：細(xì)胞的內(nèi)形態(tài)、大小相同的 有幾條，則該細(xì)胞的中就含有幾

8、個(gè)染色體組。如圖：每種: 染色體有3條，則該細(xì)胞的中含有 3個(gè)染色體組。(2) 根據(jù)基因型判斷：在細(xì)胞的或生物體的基因型中,一性狀的相同基因或等位基因出現(xiàn)幾次，該細(xì)胞的或生物體中就含有幾個(gè)染色體組。例如:基因型為AaaaBBbb的細(xì)胞或生物體，含有 4個(gè)染色體組。也可以記作： 同一個(gè)字母不分大小寫重復(fù)出現(xiàn)幾次，就是幾倍體生物。（3）根據(jù)染色體數(shù)目和染色體形態(tài)推算含有幾個(gè)染色體組。染色體組的數(shù)目=染色體數(shù) /染色體形態(tài)數(shù) 如圖：共有8條染色體，染 色體形態(tài)數(shù)（形態(tài)大小不相同）為2，所以染色體組數(shù)為 8十2= 4（個(gè)）。 注意：一個(gè)染色體組內(nèi)的各條染色體在形態(tài)、結(jié)構(gòu)、功能上都各不相同，它們是一組非

9、同源染色體。 不同生物的一個(gè)染色體組中所含的染色體數(shù)目不一定相同，但同種生物的一個(gè)染色體組所含的染色體數(shù)目一定相同例2如圖所示細(xì)胞的中所含的染色體，下列敘述不正確的是3.二倍體、多倍體、單倍體的比較二倍體多倍體單倍體概念體細(xì)胞中含2個(gè)染色體 組的個(gè)體體細(xì)胞中含3個(gè)或3個(gè)以上染色體組的個(gè)體體細(xì)胞中含本物種配子染色體數(shù)目的個(gè)體染色體組2個(gè)3個(gè)或3個(gè)以上1至多個(gè)發(fā)育起點(diǎn)受精卵受精卵配子植物特點(diǎn)正常果實(shí)、種子較大，生長(zhǎng) 發(fā)育延遲，結(jié)實(shí)率低植株弱小，咼度不育舉例幾乎全部動(dòng)物、過(guò)半數(shù) 高等植物香蕉、無(wú)子西瓜玉米、小麥的單倍體注意：判斷某個(gè)體是否為單倍體的依據(jù)為個(gè)體發(fā)育的起點(diǎn)，而不是其體細(xì)胞中所含的染色體組

10、的數(shù)目。如圖所示：A .代表的生物可能是二倍體，其每個(gè)染色體組含4條染色體B .代表的生物可能是二倍體，其每個(gè)染色體組含3條染色體C.代表的生物可能是四倍體，其每個(gè)染色體組含2條染色體D .代表的生物可能是單倍體，其每個(gè)染色體組含4條染色體答案：B規(guī)律方法：二倍體、多倍體、單倍體判斷程序：(1) 首先判斷細(xì)胞的的發(fā)育起點(diǎn)，起點(diǎn)是配子的一定是單倍體。(2) 起點(diǎn)是受精卵的，再判斷染色體組數(shù)目，含有幾個(gè)染色體組就是幾倍體。(3) 如果細(xì)胞的內(nèi)只含有一個(gè)染色體組，則一般是單倍體。4單倍體育種與多倍體育種比較單倍體育種多倍體育種原理染色體數(shù)目以染色體組形式成倍減少，然 后再加倍后獲得純種染色體數(shù)目以染

11、色體組形式成倍增加方法花藥離體培養(yǎng)獲得單倍體，再用秋水仙素 處理幼苗秋水仙素處理正在萌發(fā)的種子或幼苗優(yōu)點(diǎn)明顯縮短育種年限器官大，營(yíng)養(yǎng)成分含量高，產(chǎn)量增加缺點(diǎn)技術(shù)復(fù)雜，需要與雜篩選育種配合適用于植物，動(dòng)物難以開(kāi)展。多倍體植 物生長(zhǎng)周期延長(zhǎng)，結(jié)實(shí)率降低舉例抗病高產(chǎn)(aaBB)植株的選育AABB xaabb+AaBbAB Ab aB ab * *花藥離體培養(yǎng)幼苗幼苗幼苗幼苗| | ；秋水仙素鵜鵬AABB A Abb aaBB aabb選擇所需性狀三借體西瓜八倍體小麥2n早叫施卜水仙素：如水仙素 早 4n X 2口 扌g(shù)g 3n x 2n|聯(lián)會(huì)紊亂三倍體無(wú)子西瓜例3下列幾種育種方法中，只產(chǎn)生出與親代相

12、同基因型品種的育種方式是A .雜交選育種B .單倍體育種C.植物的組織培養(yǎng)D .人工誘變育種解析：答案C 雜交選育種的原理是基因重組，可以產(chǎn)生出與親代不同基因型的品種;單倍體育種的原理是染色體變異，其常用方法是花藥離體培養(yǎng)，可以產(chǎn)生出與親代不同的 基因型品種；多倍體育種、人工誘變育種也都可以產(chǎn)生出與親代不同的基因型品種；植物 的組織培養(yǎng)屬于無(wú)性生殖。議一議：無(wú)子番茄與無(wú)子西瓜的培育原理是否相同。 答：無(wú)子番茄與無(wú)子西瓜兩者雖然都是無(wú)子果實(shí)，但培育原理不一樣。無(wú)子番茄是利用生 長(zhǎng)素能促進(jìn)果實(shí)發(fā)育的原理，在未受粉的雌蕊柱頭上涂抹一定濃度的生長(zhǎng)素，使子房壁膨大為果實(shí)。這是單性結(jié)實(shí)，不是培育新品種的育

13、種過(guò)程，所以最終形成的果實(shí)細(xì)胞中染色 體數(shù)目與番茄體細(xì)胞中的染色體數(shù)目相同，并且其基因型也與母本體細(xì)胞的基因型相同。 無(wú)子西瓜是利用了三倍體植物在減數(shù)分裂中同源染色體聯(lián)會(huì)紊亂，不能形成正常的配子而 產(chǎn)生無(wú)子果實(shí)的原理。培育過(guò)程中第一年所得西瓜的瓜皮、瓜瓤、種皮由四倍體細(xì)胞構(gòu)成, 而胚由三倍體細(xì)胞構(gòu)成；第二年在三倍體植株上結(jié)出的西瓜，其瓜皮、瓜瓤均由三倍體細(xì) 胞構(gòu)成，與三倍體植株體細(xì)胞染色體數(shù)、基因型都一致。這屬于多倍體育種，無(wú)子西瓜具 有多倍體的特點(diǎn)。5.三種可遺傳變異的比較比較項(xiàng)廠基因突變基因重組染色體變異實(shí)質(zhì)基因結(jié)構(gòu)的改變基因的重新組合染色體結(jié)構(gòu)或數(shù)目變 化適用范圍任何生物均可發(fā)生真核生物

14、進(jìn)行有性生 殖產(chǎn)生配子時(shí)真核生物核遺傳中發(fā) 生產(chǎn)生結(jié)果產(chǎn)生新的基因，但基 因數(shù)目未變只改變基因型，未發(fā) 生基因的改變可引起基因“數(shù)量” 上的變化意義生物變異的根本來(lái) 源，提供生物進(jìn)化的 原始材料形成生物多樣性的重 要原因，對(duì)生物進(jìn)化 有十分重要的意義對(duì)生物進(jìn)化有一定意 義育種應(yīng)用誘變育種雜篩選育種單倍體、多倍體育種注意：以上三種可遺傳變異并不一定能遺傳給后代。染色體結(jié)構(gòu)變異與基因突變的區(qū)別：染色體結(jié)構(gòu)變異使排列在染色體上的基因的數(shù)目和排列順序發(fā)生改變，從而導(dǎo)致性狀的變異?；蛲蛔兪腔蚪Y(jié)構(gòu)的改變，包括DNA堿基對(duì)的增添、缺失或替換?；蛲蛔儗?dǎo)致新基因的產(chǎn)生，染色體結(jié)構(gòu)變異未形成新的基因。 通過(guò)

15、顯微鏡區(qū)別：基因突變、基因重組是DNA分子水平上的變化，借助顯微鏡無(wú)法觀察；但染色體變異是染色體結(jié)構(gòu)和數(shù)目的變異，屬細(xì)胞的水平上的變化， 借助顯微鏡可以觀察。例4圖為兩條同源染色體在減數(shù)分裂時(shí)的配對(duì)行為，則表明該細(xì)胞的A .發(fā)生了基因突變B .發(fā)生了染色體變異C 不發(fā)生基因重組D 發(fā)生堿基互補(bǔ)配對(duì)解析：答案B基因突變只是基因分子（堿基對(duì)的數(shù)目和種類缺失、增添或改變）結(jié)構(gòu)的部分改變，所以不可能在顯微鏡下觀察到，排除選項(xiàng)A ;同源染色體在減數(shù)分裂時(shí)的配對(duì)發(fā)生篩選換重組，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；堿基互補(bǔ)配對(duì)發(fā)生在 DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄（或逆轉(zhuǎn)錄卜翻譯過(guò)程中，選項(xiàng) D錯(cuò)誤；圖中下面一條染色體發(fā)生染色體倒位， 該倒位部

16、分通過(guò)形成倒位環(huán)（旋轉(zhuǎn)180 ）完成同源部分的配對(duì)。例5 白菜、甘藍(lán)均為二倍體，體細(xì)胞染色體數(shù)目分別為20、18。以白菜為母本、甘藍(lán)為父本，經(jīng)人工授粉后，將雌蕊離體培養(yǎng)，可得到“白菜一甘藍(lán)”雜種幼苗。請(qǐng)回答問(wèn)題：（1）白菜和甘藍(lán)是兩個(gè)不同的物種，存在 隔離，自然條件下，這兩個(gè)物種間不能通過(guò)的方式產(chǎn)生后代。雌蕊離體培養(yǎng)獲得“白菜甘藍(lán)”雜種幼苗，所依據(jù)的理論基礎(chǔ)是植物細(xì)胞具有 。(2) 為觀察“白菜甘藍(lán)”染色體的數(shù)目和形態(tài)，通常取幼苗的 做臨時(shí)裝片，用染料染色。觀察、計(jì)數(shù)染色體的最佳時(shí)期是 。(3) 二倍體“白菜甘藍(lán)”的染色體數(shù)為 。這種植株通常不育，原因是減數(shù)分裂過(guò)程中 。為使其可育，可通過(guò)人工誘導(dǎo)產(chǎn)生四倍體“白菜甘藍(lán)”，這種變異屬于 。四倍體“白菜甘藍(lán)”是否是一個(gè)新物種？ 【解題指導(dǎo)】 生物不同的物種之間存在生殖隔離現(xiàn)象，在自然條件下兩個(gè)物種間不能通 過(guò)雜交的方式產(chǎn)生后代。植物細(xì)胞具有全能性是植物組織培養(yǎng)的理論基礎(chǔ)。為觀察染色體 的形態(tài)和數(shù)目，用龍膽紫或醋酸洋紅溶液染料對(duì)染色體(質(zhì) )進(jìn)行染色，便于觀察。由于中期染色體形態(tài)比較固定，數(shù)目比較清晰，因此是