染色體變異(第2課時(shí)) 高一下學(xué)期生物人教版必修2

第2節(jié)

染色體變異（第二課時(shí)）第5章基因突變及其他變異課堂小結(jié)結(jié)構(gòu)變異：缺失、重復(fù)、易位、倒位染色體變異

數(shù)目變異

個(gè)別增減（例：21三體綜合征）成倍增減染色體組概念：含個(gè)體發(fā)育全部基因的一組非同源染色體分類二倍體：由受精卵發(fā)育來(lái)，含兩個(gè)染色體組的個(gè)體概念：由受精卵發(fā)育，含三個(gè)以上染色體組

多倍體特點(diǎn)：器官較大、營(yíng)養(yǎng)豐富，但發(fā)育延遲，結(jié)實(shí)率低應(yīng)用：多倍體育種（例：無(wú)籽西瓜、香蕉、小麥）成因：低溫誘導(dǎo)或秋水仙素使染色體加倍概念：配子（生殖細(xì)胞）直接發(fā)育來(lái)的個(gè)體成因：未經(jīng)受精的配子直接發(fā)育而成應(yīng)用：?jiǎn)伪扼w育種特點(diǎn)：植株一般長(zhǎng)得弱小、高度不育單倍體（1）方法：Ⅰ低溫處理。染色體數(shù)加倍染色體復(fù)制著絲點(diǎn)分裂細(xì)胞無(wú)法正常分裂無(wú)紡綞絲牽引

Ⅱ秋水仙素誘發(fā)。處理萌發(fā)的種子或幼苗。抑制紡錘體的形成，導(dǎo)致染色體不能移向細(xì)胞的兩極，從而引起細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目加倍（2）原理：作用時(shí)期：有絲分裂的前期目前常用、最有效3.多倍體育種（人工誘導(dǎo)多倍體）無(wú)子西瓜的形成二倍體授粉二倍體（父本）四倍體（母本）三倍體聯(lián)會(huì)紊亂無(wú)子西瓜秋水仙素授粉第一年第二年（以三倍體無(wú)子西瓜為例）2、為什么要進(jìn)行兩次傳粉？第一次：雜交獲得三倍體植株的種子第二次：刺激子房發(fā)育成果實(shí)1、為什么用四倍體作母本？閱讀P91，請(qǐng)嘗試說(shuō)出三倍體西瓜培育的過(guò)程3、有時(shí)可以看到三倍體西瓜中有少量發(fā)育并不成熟的種子，請(qǐng)推測(cè)產(chǎn)生這些種子的原因？4、無(wú)子西瓜每年都要制種，很麻煩，有沒(méi)有別的替代方法？三倍體在進(jìn)行減數(shù)分裂時(shí)有可能形成了正常的卵細(xì)胞，從而形成正常的種子，但這種概率特別小。三倍體在進(jìn)行減數(shù)分裂時(shí)有可能形成了正常的卵細(xì)胞，從而形成正常的種子，但這種概率特別小。1)為什么處理的是萌發(fā)的種子或幼苗？萌發(fā)的種子或幼苗具有分生能力，細(xì)胞進(jìn)行有絲分裂。2)秋水仙素抑制紡錘體的形成，會(huì)不會(huì)影響著絲粒的分裂？著絲粒的分裂不是由紡錘絲的牽拉引起的。3)多倍體育種的不足？4)多倍體育種的實(shí)例：三倍體無(wú)子香蕉適用于植物，動(dòng)物方面難以開(kāi)展，且多倍體植株多發(fā)育延遲，結(jié)實(shí)率低。思考與討論：花藥(或花粉）離體培養(yǎng)、人工誘導(dǎo)加倍二倍體植株花藥離體培養(yǎng)單倍體幼苗人工誘導(dǎo)秋水仙素處理恢復(fù)二倍體植株（3）優(yōu)點(diǎn)：（1）原理：

染色體數(shù)目變異（2）方法：明顯縮短育種年限，所得個(gè)體均為純合子單倍體植株高度不育兩年一般應(yīng)用于二倍體植物5.單倍體育種花藥離體培養(yǎng)PF1配子DDTTDDttddTTddtt正常植株（純合）秋水仙素單倍體育種P高桿抗病

DDTT×矮桿感病

ddttF1高桿抗病

DdTtF2D_T_D_ttddT_ddttddTT雜交育種矮抗?需要的純合矮抗品種連續(xù)?第1年第2年第3-6年高桿抗病

DDTT×矮桿感病

ddtt高桿抗病

DdTtDTDtdTdt單倍體植株第1年第2年DTDtdTdt需要的純合矮抗品種優(yōu)點(diǎn)：?jiǎn)伪扼w育種能明顯縮短育種年限，子代均為純合子。三、實(shí)驗(yàn)——低溫誘導(dǎo)植物細(xì)胞染色體數(shù)目的變化探究實(shí)驗(yàn)：低溫誘導(dǎo)植物細(xì)胞染色體數(shù)目的變化

用低溫處理植物的分生組織細(xì)胞，能夠抑制紡錘體的形成，以致影響細(xì)胞有絲分裂中染色體被拉向兩極，導(dǎo)致細(xì)胞不能分裂成兩個(gè)子細(xì)胞，染色體數(shù)目加倍。實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)過(guò)程（一）誘導(dǎo)培養(yǎng)（二）固定細(xì)胞形態(tài)培養(yǎng)不定根低溫誘導(dǎo)1.將洋蔥在冰箱冷藏室內(nèi)放置一周。取出后,放在裝滿清水的容器上方,讓洋蔥的底部接觸水面,于室溫(約25°C)進(jìn)行培養(yǎng)。2.待蒜長(zhǎng)出約1cm長(zhǎng)的不定根時(shí)，將整個(gè)裝置放入冰箱冷藏室內(nèi)，誘導(dǎo)培養(yǎng)48~72h。取材剪取誘導(dǎo)處理的根尖0.5~1cm固定放入卡諾氏液中浸泡0.5~1h，以固定細(xì)胞形態(tài)。沖洗用體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精沖洗2次包括：解離、漂洗、染色和制片4個(gè)步驟，具體操作方法與觀察植物細(xì)胞有絲分裂的實(shí)驗(yàn)相同。（三）制作裝片解離液（鹽酸：酒精=1:1）解離3~5min清水漂洗約10min甲紫溶液染色3~5min制片解離目的：使組織中的細(xì)胞相互分離開(kāi)來(lái)漂洗目的：洗去解離液，防止解離過(guò)度壓片目的：使細(xì)胞分散開(kāi)來(lái)，有利于觀察先用低倍鏡尋找染色體形態(tài)較好的分裂象。視野中既有正常的二倍體細(xì)胞，也有染色體數(shù)目發(fā)生改變的細(xì)胞。確認(rèn)某個(gè)細(xì)胞發(fā)生染色體數(shù)目變化后，再用高倍鏡觀察。（四）觀察核心歸納1.低溫誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍實(shí)驗(yàn)中的理解誤區(qū)(1)植物細(xì)胞經(jīng)卡諾氏液固定后死亡，顯微鏡下觀察到的是死細(xì)胞，觀察不到到細(xì)胞分裂的連續(xù)變化。(2)選擇材料使用低溫處理“分生組織細(xì)胞”。染色體數(shù)目變化發(fā)生在細(xì)胞分裂時(shí)，處理其他細(xì)胞可能不會(huì)出現(xiàn)染色體加倍的情況。(3)低溫處理的理解誤區(qū)：誤認(rèn)為低溫處理時(shí)間越長(zhǎng)越好。低溫處理的目的只是抑制紡錘體形成，使染色體不能被拉向兩極。如果低溫持續(xù)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，會(huì)影響細(xì)胞的各項(xiàng)功能，甚至死亡。(4)著絲粒分裂不是紡錘絲牽引的結(jié)果。著絲粒是自動(dòng)分裂，不需要紡錘絲牽引。紡錘絲牽引的作用是將染色體拉向兩極。核心歸納兩次漂洗的比較項(xiàng)目第一次漂洗第二次漂洗時(shí)間不同在固定之后解離之前在解離之后染色之前試劑不同用95%酒精漂洗用清水漂洗目的不同洗去多余的卡諾氏液洗去多余的解離液核心歸納類別

基因突變基因重組染色體變異適用范圍類型發(fā)生時(shí)期結(jié)果光學(xué)顯微鏡觀察意義育種中的應(yīng)用所有生物（包括病毒）自然狀態(tài)下，發(fā)生在真核生物的有性生殖過(guò)程中真核生物誘發(fā)突變、自發(fā)突變或（顯性突變、隱性突變）交叉互換型、自由組合型（基因工程、轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)）染色體結(jié)構(gòu)變異、染色體數(shù)目變異任何時(shí)期，主要發(fā)生在有絲分裂間期和減數(shù)第一次分裂前的間期減數(shù)第一次分裂前期、減數(shù)第一次分裂后期任何時(shí)期，主要發(fā)生在細(xì)胞分裂時(shí)引起基因堿基序列的改變（產(chǎn)生了新基因）產(chǎn)生了新基因型和性狀組成、不能產(chǎn)生新的基因和性狀使排列在染色體上基因的數(shù)目或排列順序發(fā)生改變，不產(chǎn)生新的基因，不能觀察到，屬于分子水平不能觀察到，屬于分子水平能觀察到，屬于細(xì)胞水平新基因產(chǎn)生的途徑；生物變異的根本來(lái)源；為生物的進(jìn)化提供了豐富的原材料；生物變異的來(lái)源之一，對(duì)生物進(jìn)化具有重要的意義誘變育種雜交育種單倍體育種、多倍體育種三種可遺傳變異比較生物變異的來(lái)源之一，對(duì)生物進(jìn)化具有重要的意義誘變育種雜交育種舉例有利變異少，需大量處理實(shí)驗(yàn)材料（具有不定向性、低頻性）不能產(chǎn)生新基因；育種進(jìn)程緩慢、過(guò)程復(fù)雜。缺點(diǎn)提高突變率，可以在較短的時(shí)間內(nèi)獲得更多的優(yōu)良變異類型使位于不同個(gè)體的優(yōu)良性狀集中于一個(gè)個(gè)體上優(yōu)點(diǎn)用物理或化學(xué)的方法處理生物雜交→自交→選優(yōu)→自交方法基因突變基因重組原理培育青霉