蘇教版高中生物-染色體變異及其應用課件

1、蘇教版高中生物-染色體變異及其應用課件一、染色體結構的變異二、染色體數(shù)目的變異三、染色體變異在育種上的應用第三節(jié) 染色體變異及其應用第三章 遺傳和染色體一、染色體結構的變異第三節(jié) 染色體變異及其應用第三章 遺一、染色體結構的變異1、原因： 染色體斷裂以及斷裂后片段不正常的重新連接。2、類型： 缺失、重復、倒位、易位一、染色體結構的變異1、原因：2、類型：（1）缺失（1）缺失A T C G C T A G CT A G C G A T C GA T C G C T A G CT A G C G A T C GA T C GCT A G CT A G C A T C G 原因二：DNA復制時模板鏈

2、形成缺失環(huán)。A T C G C T A G CT A G C G A T（染色體結構的變異）病因：5號染色體部分缺失貓叫綜合征（染色體結構的變異）病因：5號染色體部分缺失貓叫綜合征（2）重復（2）重復A T C G C T A G CT A G C G A T C GA T C G C T A G CT A G C G A T C GA T C GGT A G C GA T C G C T A G C原因二：DNA復制時子鏈滑鏈。A T C G C T A G CT A G C G A T（3）倒位（3）倒位（4）易位非同源染色體之間的片段交換（4）易位非同源染色體之間的片段交換染色體結構的改

3、變會導致染色體上基因的數(shù)目或排列順序發(fā)生改變，從而導致性狀的變異。大多數(shù)染色體結構的變異對生物體是不利的，有時甚至導致生物體死亡。3、后果：4、特點：頻率很低5、誘導因素：電離輻射、病毒感染或化學物質誘導。染色體結構的改變會導致染色體上基因的數(shù)目或排列順序發(fā)生改變，課題研究：環(huán)境中化學物質對染色體結構變異的影響研究目的： 了解環(huán)境中化學物質對染色體結構變異的影響。推薦器材： 培養(yǎng)皿，試管，載玻片，蓋玻片，顯微鏡；蠶豆種子等；硫酸銅，改良堿性品紅染液等。課題研究：環(huán)境中化學物質對染色體結構變異的影響研究目的：推薦研究指導：閱讀背景資料： 引起染色體變異的原因很多，其中輻射與化學藥物是導致染色體變

4、異的重要原因。為了證實硫酸銅對染色體結構具有導致變異的影響，一位學生用硫酸銅溶液培養(yǎng)蠶豆種子，發(fā)現(xiàn)萌發(fā)的幼苗根尖細胞中出現(xiàn)微核，這是染色體結構變異的結果。生物科學工作者往往采用微核研究的方法來分析環(huán)境污染的程度。微核研究指導：閱讀背景資料：微核該學生實驗步驟：（1）將蠶豆種子洗凈， 25水培；（2）待根長到0.51.5cm，移入質量濃度為300mg/L的硫酸銅溶液中培養(yǎng)6h；（3）自來水沖洗后，再移入清水中培養(yǎng)24h；（4）剪取蠶豆根尖，制作臨時玻片標本，用改良堿性品紅染液染色；（5）每個根尖計數(shù)5001000個細胞,計算微核率。該學生實驗步驟：（1）將蠶豆種子洗凈， 例：某工廠污水流入河流中

5、，使河中植物大批死亡。有同學認為是污水中的化學物質使植物細胞的染色體結構發(fā)生了變異，并準備對此進行研究。如果是你，你如何研究？作出假設：提出問題：污水中的化學物質對植物染色體結構變異的影響。污水中的化學物質會使植物染色體結構產生變異。探究實踐 例：某工廠污水流入河流中，使河中植物大批死亡。有同學認設計與實驗：用污水培養(yǎng)用蒸餾水培養(yǎng)（實驗組）（對照組）分析證據(jù)：（比較、兩組的微核率）得出結論：若微核率微核率，說明若微核率微核率，說明 若微核率微核率，說明設計與實驗：用污水培養(yǎng)用蒸餾水培養(yǎng)（實驗組）（對照組）分深入探究： 探究水質污染程度與生物細胞微核率高低的關系。深入探究：二、染色體數(shù)目的變異雌

6、果蠅雄果蠅（一）染色體組：二、染色體數(shù)目的變異雌果蠅雄果蠅（一）染色體組：減數(shù)分裂二倍體減數(shù)分裂二倍體 一個染色體組中無同源染色體（互為非同源染色體），形態(tài)和功能各不相同； 一個染色體組攜帶著控制生物生長的全部遺傳信息。（1）概念：二倍體生物配子中所具有的全部染色體組成一個染色體組。（2）特點：（3）染色體組數(shù)的判斷： 一個染色體組中無同源染色體（互為非同源染色體），形態(tài)例1：以下各圖中，各有幾個染色體組？4個2個3個5個1個例1：以下各圖中，各有幾個染色體組？4個2個3個5個1個例2：以下基因型，所代表的生物染色體組數(shù)分別是多少?（1）Aa _ （2）AaBb _（3）AAa _（4）Aaa

7、Bbb _（5）AAAaBBbb _（6）ABCD _2個2個3個3個 4個1個例2：以下基因型，所代表的生物染色體組數(shù)分別是多少?2個2個（二）非整倍性變異：個別染色體增加或減少1、實例： 2、形成原因：（1）減分裂后期，個別同源染色體沒有分開。（2）減分裂后期，個別姐妹染色單體分開后移向細胞同一極。21三體綜合征（多1條21號染色體）性腺發(fā)育不全綜合征（XO）先天性睪丸發(fā)育不全綜合征（ XXY）XYY綜合征（二）非整倍性變異：個別染色體增加或減少1、實例： 2、形成減數(shù)第一次分裂后期同源染色體不分離減數(shù)第二次分裂后期姐妹染色單體移向一極減數(shù)第一次分裂后期同源染色體不分離減數(shù)第二次分裂后期姐

8、妹染色由受精卵發(fā)育而成，體細胞中含有兩個染色體組的個體。幾乎全部動物，過半數(shù)的高等植物。1、二倍體：概念：存在：（2N）2、多倍體： 概念：由受精卵發(fā)育而成，體細胞中含有三個或三個以上染色體組的個體。（kN）存在：主要是植物，動物極少見。（三）整倍性變異：以染色體組的形式成倍增加 或減少由受精卵發(fā)育而成，體細胞中含有兩個染色體組的個體。幾乎全部動形成原因：特點(植物) ：莖桿粗壯；葉片、果實和種子都比較大；糖類和蛋白質等營養(yǎng)物質的含量增加。 一般認為，當植物體的內外環(huán)境發(fā)生驟變時，正在分裂的細胞中的紡錘體可能受到破壞，已經復制的染色體不能分配到細胞兩極，細胞也就不能分裂成兩個子細胞，于是形成了

9、染色體組加倍的細胞。有絲分裂減數(shù)分裂形成原因：特點(植物) ：莖桿粗壯； 一般認為，3、單倍體： 概念： 由配子直接發(fā)育而成，體細胞中含本物種配子染色體數(shù)目的個體。存在特點(植物) ：植株弱小，高度不育動物：植物：如雄蜂偶爾出現(xiàn)（k/2N）3、單倍體： 概念： 由配子直接發(fā)育而成，體 方法： 用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗。 實例： 三倍體無子西瓜的培育1、多倍體育種：三、染色體變異在育種上的應用（原理：能夠抑制紡錘體的形成,導致染色體不分離,從而引起細胞內染色體數(shù)目加倍） 原理： 優(yōu)點： 可培育出自然界中沒有的新品種，且培育出的植物器官大，產量高，營養(yǎng)豐富 。 缺點： 結實率低，成熟遲（晚熟

10、）染色體變異 方法： 用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗。 實2、單倍體育種：實例：花粉(藥)秋水仙素正常純合子單倍體幼苗離體培養(yǎng)優(yōu)點：后代是純合子，明顯縮短了育種年限。缺點：技術較復雜方法：花粉(藥)離體培養(yǎng)原理：染色體變異矮桿抗病水稻的培育2、單倍體育種：實例：花粉(藥)秋水仙素正常純合子單倍體幼雜交育種多倍體育種單倍體育種方法原理優(yōu)點缺點3、育種方法小結：雜交用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗花藥(粉)離體培養(yǎng)基因重組染色體變異染色體變異方法簡便可培育出新種，器官大，產量高，營養(yǎng)豐富后代都是純合子，明顯縮短育種年限要長年限選擇才可獲得結實率低，成熟遲（晚熟）技術較復雜雜交育種多倍體育種單倍體育種

11、方法原理優(yōu)點缺點3、育種方法小結低溫誘導植物染色體數(shù)目的變化原理 用低溫處理植物分生組織細胞，能夠抑制紡錘體的形成，以至影響染色體被被拉向兩極，細胞也不能分裂成兩個子細胞，于是，植物細胞染色體數(shù)目發(fā)生變化。材料用具 洋蔥或大蔥、蒜（均為二倍體，體細胞中的染色體數(shù)為16），培養(yǎng)皿，濾紙，紗布，燒杯，鑷子，剪刀，顯微鏡，載玻片，蓋玻片，冰箱，卡諾氏液，改良苯酚品紅染液，體積分數(shù)為15%的鹽酸溶液，體積分數(shù)為95%的酒精溶液。實驗生物必修2低溫誘導植物染色體數(shù)目的變化原理 用低溫處理植物分生組方法步驟1、將洋蔥或（大蔥、大蒜）放在裝滿清水的廣口瓶上，讓洋蔥的底部接觸水面。待洋蔥長出約1cm的不定根時

12、，將整個裝置放入冰箱的低溫室內（4），誘導培養(yǎng)36h。2、剪取誘導處理的根尖0.5-1cm，放入卡諾氏液中浸泡0.5-1h，以固定細胞的形態(tài)，然后用體積分數(shù)為95%的酒精沖洗2次。3、制作裝片，包括：解離、漂洗、染色和制片4個步驟，具體操作方法與實驗“觀察植物細胞的有絲分裂”相同。4、先用低倍鏡尋找染色體形態(tài)較好的分裂相。視野中既有正常的二倍體細胞，也有染色體數(shù)目發(fā)生改變的細胞。確認某個細胞發(fā)生染色體數(shù)目變化后，再用高倍鏡觀察。生物必修2方法步驟1、將洋蔥或（大蔥、大蒜）放在裝滿清水的廣口瓶上，讓 秋水仙素與低溫都能誘導染色體數(shù)目加倍，這兩種方法在原理上有什么相似之處？結論低溫能誘導植物染色體

13、數(shù)目發(fā)生變化。討論 都能抑制紡錘體的形成,導致染色體不分離,從而引起細胞內染色體數(shù)目加倍。生物必修2 秋水仙素與低溫都能誘導染色體數(shù)目加倍，這兩種方法在原理研究性學習： 探究低溫誘導染色體加倍。生物必修2研究性學習： 探究低溫誘導染色體加倍。生物必修22N4N胚: 3N秋水仙素處理2N2N3N2N三倍體無子西瓜的培育返回第一年第二年 種植 種植 傳粉傳粉刺激果實發(fā)育3N果皮、種皮：4N染色體聯(lián)會紊亂無生殖細胞形成生物必修22N4N胚: 3N秋水仙素處理2N2N3N2N三倍體無子普通小麥 黑麥6N2NF13N+N（異源多倍體，不育）秋水仙素處理小黑麥6N+2N（異源多倍體，可育）八倍體小黑麥的培

14、育返回生物必修2普通小麥 黑麥6N2NF13N+N（異源多倍體，不花粉單倍體純合二倍體優(yōu)良品種返回離體培養(yǎng)人工誘導染色體加倍選擇生物必修2花粉單倍體純合二倍體優(yōu)良品種返回離體培養(yǎng)人工誘導染色體加 例：在水稻中，高桿(D)對矮桿(d)是顯性，抗病(R)對不抗病(r)是顯性?，F(xiàn)有純合矮桿不抗病水稻ddrr和純合高桿抗病水稻DDRR兩個品種,要想得到能夠穩(wěn)定遺傳的矮桿抗病水稻ddRR ，應該怎么做？P DDRR ddrrF1DdRr配子DR Dr dR dr花粉(藥)離體培養(yǎng)幼苗DR Dr dR dr秋水仙素處理DDRR DDrr ddRR ddrr正常植株（單倍體）（純合子）高桿抗病高桿不抗病矮桿抗病矮桿不抗病生物必修2 例：在水稻中，高桿(D)對矮桿(d)是顯性，抗病(R)39