高中生物新浙科必修2染色體畸變可能引起性狀改變課件（43張）

第三節(jié)染色體畸變可能引起性狀改變課標闡釋學(xué)法指導(dǎo)1.辨別染色體畸變的類型及其引起的性狀改變。(生命觀念)2.舉例概述染色體組的概念。(生命觀念、科學(xué)思維)3.以單倍體育種、多倍體育種說明生物變異在生產(chǎn)上的應(yīng)用。(科學(xué)思維)4.舉例概述產(chǎn)生生物變異的原因。(生命觀念)1.聯(lián)系有絲分裂和減數(shù)分裂中染色體的行為,理解染色體畸變及染色體組的概念。2.通過無籽西瓜等常見生物理解單倍體育種、多倍體育種的機理和過程。一、染色體畸變1.染色體畸變(1)概念:指生物細胞中染色體在數(shù)目和結(jié)構(gòu)上發(fā)生的變化。(2)原因:在自然條件或人工因素的影響下,染色體可能發(fā)生數(shù)目與結(jié)構(gòu)的變化,從而導(dǎo)致生物的變異。(3)特點:可用顯微鏡直接觀察。2.染色體結(jié)構(gòu)變異可能導(dǎo)致生物性狀的改變?nèi)旧w結(jié)構(gòu)變異(1)概念:指染色體發(fā)生斷裂后,在斷裂處發(fā)生錯誤連接而導(dǎo)致染色體結(jié)構(gòu)不正常的變異。(2)類型

類型概

念圖

解實例缺失染色體片段的丟失,引起片段上所帶基因也隨之丟失的現(xiàn)象貓叫綜合征重復(fù)染色體上增加了某個相同片段的現(xiàn)象果蠅棒狀眼類型概

念圖

解實例倒位一個染色體上的某個片段的正常排列順序發(fā)生180°顛倒的現(xiàn)象

—易位染色體上的某一片段移接到另一非同源染色體上的現(xiàn)象

—3.染色體數(shù)目變異能導(dǎo)致生物性狀的改變(1)染色體數(shù)目變異①概念:指生物細胞中染色體數(shù)目的增加或減少。②類型類型含

義舉

例整倍體變異體細胞的染色體數(shù)目以染色體組的形式成倍增加或減少單倍體、多倍體等非整倍體變異體細胞中個別染色體的增加或減少先天愚型(唐氏綜合征)、特納綜合征③意義:染色體數(shù)目變異在生物界較為普遍,對育種有重要意義。

(2)染色體組①概念:一般將二倍體生物的一個配子中的全部染色體稱為染色體組。②特點:一個染色體組中,染色體的形態(tài)結(jié)構(gòu)、功能各不相同;一個染色體組中含有控制該生物生長發(fā)育的全部遺傳信息。(3)整倍體①二倍體:由體細胞發(fā)育而來,具有兩個染色體組的個體。②多倍體:通常是指體細胞中所含染色體組數(shù)超過兩個的生物。如香蕉是三倍體,花生、大豆、馬鈴薯等是四倍體,小麥、燕麥等是六倍體。③單倍體:由配子不受精,直接發(fā)育而來,其體細胞中含有本物種配子染色體數(shù)目的個體。如昆蟲中的雄蜂、雄蟻等就是正常的單倍體生物,它們是由未受精的卵發(fā)育而成的。(4)非整倍體個別染色體的增加或減少,往往是減數(shù)分裂過程中染色體的不正常分離引發(fā)的。如減數(shù)第一次分裂時同源染色體不分離、減數(shù)第二次分裂時姐妹染色單體不分離。預(yù)習(xí)反饋1.判斷正誤(1)一個配子中的全部染色體是一個染色體組,是指來自父方或母方的全部染色體。一個染色體組中不含同源染色體。(×)(2)單倍體是指含一個染色體組的個體,單倍體不含同源染色體。(×)(3)先天愚型是由染色體數(shù)目變異引起的,特納綜合征的組型為XO。(√)(4)染色體數(shù)目變異通常會導(dǎo)致染色體上基因數(shù)目和基因的排列順序發(fā)生改變。(×)(5)基因突變、基因重組和染色體結(jié)構(gòu)變異都能導(dǎo)致DNA分子結(jié)構(gòu)的改變,但能改變基因的“質(zhì)”的僅是基因突變。(√)2.(2020浙江1月選考)某條染色體經(jīng)處理后,其結(jié)構(gòu)發(fā)生了如圖所示的變化。這種染色體結(jié)構(gòu)的變異屬于(

)A.缺失

B.倒位C.重復(fù)

D.易位

答案:B二、染色體變異可應(yīng)用于單倍體育種和多倍體育種1.單倍體育種(1)單倍體的特點:植株弱小,高度不育。(2)概念:利用單倍體作為中間環(huán)節(jié)產(chǎn)生具有優(yōu)良性狀的可育純合子的育種方法。(3)原理:染色體數(shù)目變異。(4)主要特點①縮短育種年限。②能排除顯隱性干擾,提高效率。2.多倍體育種(1)多倍體特點:細胞大,細胞內(nèi)有機物的含量高、抗逆性強。(2)概念:人們利用物理、化學(xué)因素來誘導(dǎo)多倍體產(chǎn)生的育種方法。(3)方法:目前效果較好的方法是用秋水仙素處理萌發(fā)的種子、幼苗等,使它們的染色體數(shù)目加倍。(4)原理:染色體數(shù)目變異。(5)實例:三倍體無籽西瓜的培育。其培育過程如下:預(yù)習(xí)反饋1.判斷正誤(1)花藥離體培養(yǎng)是單倍體育種過程中采用的技術(shù)之一。(√)(2)多倍體育種得到的新品種一定是純合子。(×)(3)單倍體育種得到的新品種一定是單倍體。(×)(4)利用二倍體西瓜經(jīng)多倍體育種可獲得三倍體無籽西瓜主要依據(jù)的遺傳學(xué)原理是基因突變。(×)(5)雜合的二倍體水稻經(jīng)秋水仙素處理和花藥離體培養(yǎng),將獲得純合的二倍體。(×)2.(2020溫州高二上學(xué)期期末B)選擇合適的方法培育新品種可造福人類,下列相關(guān)敘述正確的是(

)A.雜交育種一般可通過雜交、選擇、純合化等手段獲得新品種B.誘變育種的原理是基因突變,能提高生物的突變概率C.單倍體育種最終是篩選出具有優(yōu)良性狀的單倍體作為新品種D.四倍體西瓜和二倍體西瓜雜交,所得后代為三倍體西瓜新物種解析:雜交育種一般可通過雜交、選擇、純合化等手段獲得新品種,A項正確;誘變育種的原理是基因突變和染色體畸變,B項錯誤;單倍體育種最終是篩選出具有優(yōu)良性狀的純合植株作為新品種,C項錯誤;四倍體西瓜和二倍體西瓜雜交所得的三倍體西瓜不可育,不屬于新物種,D項錯誤。答案:A三、生物變異來源生物的變異可分為不遺傳的變異和可遺傳的變異。引起生物變異的原因主要有三種:一是環(huán)境條件的改變引起的,不涉及遺傳物質(zhì)的變化,其變異只限當代的表型改變。二是在強烈的物理、化學(xué)因素影響下發(fā)生的基因突變和染色體畸變。三是有性生殖過程中形成配子時,由于非同源染色體的自由組合和同源染色體的非姐妹染色單體間的片段交換而引起的基因重組。后兩種變異屬可遺傳的變異,只有這兩種變異的產(chǎn)物才能成為生物進化和培育新品種的材料。預(yù)習(xí)反饋1.判斷正誤(1)花生在水肥充足的條件下會出現(xiàn)果實大且多的現(xiàn)象屬于不遺傳的變異。(√)(2)不遺傳變異只限當代的表型改變。(√)(3)基因突變和染色體畸變屬于可遺傳的變異。(√)(4)同源染色體的姐妹染色單體間的片段交換引起的基因重組,屬于可遺傳的變異。(×)(5)只有基因突變?yōu)樯镞M化和培育新品種提供材料。(×)2.下列關(guān)于遺傳和變異的敘述,錯誤的是(

)A.種豆得豆的現(xiàn)象是遺傳B.兄弟姐妹之間長得很像的現(xiàn)象是遺傳C.花生水肥條件不同果實大小不一的現(xiàn)象是變異D.非同源染色體上非等位基因的自由組合屬于基因重組解析:種豆得豆體現(xiàn)的是遺傳,A項正確。兄弟姐妹之間長得很像但也有不同,體現(xiàn)的是遺傳和變異,B項錯誤?；ㄉ蕳l件不同果實大小不一的現(xiàn)象屬于環(huán)境引起的不可遺傳的變異,C項正確。非同源染色體上非等位基因的自由組合屬于基因重組,D項正確。答案:B探究點一探究點二探究點三染色體組數(shù)目與生物體倍數(shù)的判定問題情境下圖為果蠅的體細胞染色體圖解,思考解決下列問題。探究點一探究點二探究點三1.什么是染色體組?圖示果蠅的一個染色體組怎樣表示?該果蠅一個細胞有幾個染色體組?怎樣確定染色體組?提示:一般將二倍體生物的一個配子中的全部染色體稱為染色體組。Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y。該果蠅一個細胞有2個染色體組。細胞中形態(tài)、大小完全相同的染色體有幾條,則有幾個染色體組。2.果蠅是幾倍體?怎樣判斷?提示:二倍體。一是看發(fā)育來源,二是看染色體組數(shù)。探究點一探究點二探究點三典例剖析下列有關(guān)細胞所含染色體的描述中,正確的是(

)A.①代表的生物一定是二倍體,其每個染色體組含4條染色體B.②代表的生物可能是三倍體,其配子中有三條染色體C.③代表的生物可能是單倍體,其配子中有兩個染色體組D.④代表的生物可能是單倍體,其基因型可以寫成AaBB的形式探究點一探究點二探究點三解析:①所示的細胞有2個染色體組,每個染色體組含4條染色體,若它是由受精卵發(fā)育而來的,則代表二倍體,若是由配子發(fā)育而來的,則是單倍體,A項錯誤;②所示的細胞有3個染色體組,每個染色體組含2條染色體,若它是由受精卵發(fā)育而來的,則代表三倍體,其不能產(chǎn)生正常配子,B項錯誤;③所示的細胞有4個染色體組,每個染色體組含2條染色體,若它是由配子發(fā)育而來的,則代表單倍體,其配子中有兩個染色體組,C項正確;④所示的細胞中含1個染色體組,故不含等位基因,D項錯誤。答案:C探究點一探究點二探究點三歸納提升1.染色體組數(shù)的判定(1)根據(jù)染色體形態(tài)判定:細胞中形態(tài)、大小完全相同的染色體有幾條,則有幾個染色體組。如圖A中形態(tài)、大小完全相同的染色體有1條,所以有1個染色體組;圖B中彼此相同的染色體(比如點狀的)有3條,故有3個染色體組;同理,圖C中有1個染色體組,圖D中有2個染色體組。探究點一探究點二探究點三(2)根據(jù)基因型判定:在細胞或生物體的基因型中,控制同一性狀的基因(包括同一字母的大、小寫)出現(xiàn)幾次,則含有幾個染色體組。如圖甲所示基因型為ABC,所以有1個染色體組;圖乙所示基因型為AAa,A(a)基因有3個,即含有3個染色體組;同理,圖丙中有2個染色體組,圖丁中有3個染色體組。注意:判定染色體組的數(shù)目時只需參考其中任意一對等位基因的數(shù)量即可。(3)根據(jù)染色體數(shù)和染色體的形態(tài)數(shù)推算:染色體組數(shù)=染色體數(shù)/染色體形態(tài)數(shù)。如果蠅體細胞中有8條染色體,有4種形態(tài),則染色體組的數(shù)目為2。探究點一探究點二探究點三2.生物體倍數(shù)的判斷如果生物體由受精卵或合子發(fā)育而來,則體細胞中有幾個染色體組,就叫幾倍體。如果生物體是由生殖細胞——卵細胞或花粉直接發(fā)育而來,則不管細胞內(nèi)有幾個染色體組,都叫單倍體。方法技巧

“二看法”判斷單倍體、二倍體與多倍體

探究點一探究點二探究點三活學(xué)活練1.將雜合的二倍體植株的花粉培育成一株幼苗,然后用秋水仙素處理。該幼苗發(fā)育成的植株是(

)A.雜合子 B.部分結(jié)構(gòu)為純合子C.單倍體 D.四倍體解析:雜合的二倍體植株有兩個染色體組,花粉中含有一個染色體組,花藥離體培養(yǎng)后得到單倍體植株,再用秋水仙素處理,染色體數(shù)目加倍后基因型為純合子,A項錯誤;用秋水仙素處理單倍體植株后,只有一部分細胞的染色體數(shù)目加倍,由這部分細胞發(fā)育成的結(jié)構(gòu)為純合子,B項正確;花粉中含有一個染色體組,花粉離體培養(yǎng)后得到的是單倍體植株,再用秋水仙素處理,染色體的數(shù)目加倍后含有兩個染色體組,為二倍體,C、D兩項錯誤。答案:B探究點一探究點二探究點三2.(2020浙江“超級全能生”高考選考科目浙江省9月聯(lián)考)下圖甲、乙是小麥(6n=42)的兩個純種品系的部分染色體及基因組成。乙品系是由普通小麥甲與近緣種偃麥草雜交后經(jīng)過多代選育而來(圖中黑色部分是來自偃麥草的染色體片段,不能與原小麥中的任何染色體配對)。丙是某一突變種細胞中的部分染色體組成。下列敘述錯誤的是(

)探究點一探究點二探究點三A.普通小麥的一個染色體組中含有7條染色體B.若甲、乙雜交,F1個體在減數(shù)分裂時能觀察到細胞中有20個正常的四分體C.丙產(chǎn)生突變的原因不是染色體數(shù)目變異,而是染色體結(jié)構(gòu)變異中的易位D.丙突變的產(chǎn)生與環(huán)境條件的影響有關(guān),可以發(fā)生在細胞分裂的各個時期探究點一探究點二探究點三解析:小麥體細胞中有42條染色體,有6個染色體組,故一個染色體組中含有7條染色體,A項正確;乙圖中“黑色部分是來自偃麥草的染色體片段,不能與原小麥中的任何染色體配對”,故甲、乙雜交,F1個體在減數(shù)分裂時一對同源染色體不能配對,只能觀察到細胞中有20個正常的四分體,B項正確;丙產(chǎn)生變異的原因不是染色體數(shù)目變異,而是染色體結(jié)構(gòu)變異中的缺失,C項錯誤;染色體畸變可以發(fā)生在小麥細胞分裂的各個時期,D項正確。答案:C探究點一探究點二探究點三單倍體和多倍體比較問題情境野生草莓是二倍體,下圖是野生草莓與染色體加倍后草莓示意圖,思考解決下列問題。1.染色體加倍后的草莓有什么特點?提示:果實和種子比較大。2.染色體加倍一般處理試劑是什么?處理對象是什么?提示:秋水仙素。萌發(fā)的種子或幼苗。探究點一探究點二探究點三典例剖析普通小麥是六倍體,有42條染色體,科學(xué)家們用花藥離體培養(yǎng)出的小麥幼苗是(

)A.單倍體、21條染色體B.三倍體、21條染色體C.三倍體、三個染色體組D.單倍體、一個染色體組解析:所有配子不經(jīng)過受精形成的新個體都是單倍體,故以六倍體小麥的配子形成的子代雖然含有3個染色體組,但仍然是單倍體,染色體數(shù)目為21條。答案:A探究點一探究點二探究點三歸納提升單倍體和多倍體比較項

目單倍體多倍體概念體細胞中含有本物種配子染色體數(shù)目的個體體細胞中含有三個或三個以上染色體組的個體成因自然成因由配子直接發(fā)育成個體,如雄蜂是由未受精的卵細胞發(fā)育而來由受精卵發(fā)育而來,外界環(huán)境條件劇變(如低溫)人工誘導(dǎo)花藥離體培養(yǎng)用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗發(fā)育起點配子受精卵或合子植株特點植株弱小莖稈粗壯,葉片、果實和種子比較大,營養(yǎng)物質(zhì)含量豐富,發(fā)育延遲,結(jié)實率低可育性高度不育可育,但結(jié)實性差應(yīng)用單倍體育種多倍體育種探究點一探究點二探究點三活學(xué)活練1.某雄果蠅的體細胞中染色體組成如下圖所示。有關(guān)敘述錯誤的是(

)A.該果蠅為二倍體B.該果蠅是三體C.該果蠅發(fā)生了基因突變D.該果蠅發(fā)生了染色體畸變解析:從圖示看,Ⅳ號染色體多了一條,屬于染色體畸變中的數(shù)目變異,形成三體,C項錯誤。答案:C探究點一探究點二探究點三2.下列關(guān)于生物體倍性關(guān)系的說法,正確的是(

)A.二倍體生物丟失一對同源染色體后,仍屬于整倍體B.雄蜂既是天然的單倍體,含一個染色體組C.自然界中多倍體植物比多倍體動物更罕見D.在單倍體生物體細胞中一定不存在同源染色體解析:二倍體生物丟失一對同源染色體后,為染色體個別數(shù)目的減少,所以不屬整倍體,A項錯誤;蜂王是二倍體,雄蜂是由其卵細胞直接發(fā)育來的,只含一個染色體組,所以是天然的單倍體,B項正確;自然界中多倍體動物比多倍體植物更罕見,C項錯誤;單倍體生物體細胞中,含有本物種配子的全部染色體,可能含有多個染色體組,所以可能存在同源染色體,D項錯誤。答案:B探究點一探究點二探究點三常見育種方法的比較問題情境下圖為普通西瓜與無籽西瓜示意圖,思考回答下列問題。1.西瓜從有籽到無籽的變異類型是什么?提示:染色體畸變。2.無籽西瓜是幾倍體?提示:三倍體。探究點一探究點二探究點三典例剖析研究人員在柑橘中發(fā)現(xiàn)一棵具有明顯早熟特性的變異株,決定以此為基礎(chǔ)培育早熟柑橘新品種。下列敘述錯誤的是(

)A.要判斷該變異株的育種價值,首先要確定它的遺傳物質(zhì)是否發(fā)生了變化B.若該變異株是個別基因的突變體,可采用連續(xù)自交的方法,使早熟基因逐漸純化,培育出新品種C.若欲加快育種進程,可采集變異株的花藥進行離體培養(yǎng),即可獲得高度純合的新品種D.若該變異株是染色體畸變變異株,減數(shù)分裂時染色體配對紊亂,可采用植物組織培養(yǎng)方法獲得新品種探究點一探究點二探究點三解析:要判斷該變異株的育種價值,前提是確定其遺傳物質(zhì)是否發(fā)生改變,A項正確;若該變異株是個別基因的突變體,則是雜合子,可采用連續(xù)自交的方法,使早熟基因逐漸純化,培育出新品種,B項正確;若欲加快育種進程,可采用單倍體育種的方法,將花藥離體培養(yǎng)獲得幼苗,然后用秋水仙素處理幼苗使染色體加倍,才可獲得高度純合的新品種,C項錯誤;若該變異株是染色體畸變變異株,減數(shù)分裂時染色體配對紊亂,不會產(chǎn)生配子,只能采用植物組織培養(yǎng)方法獲得新品種,D項正確。答案:C探究點一探究點二探究點三歸納提升1.育種流程

探究點一探究點二探究點三2.常見育種方法的原理與優(yōu)缺點

方法原

理常用方法優(yōu)

點缺

點雜交育種基因重組雜交、選擇、純合化操作簡單,培育多個優(yōu)良性狀的新品種育種年限長誘變育種基因突變、染色體畸變輻射誘變、化學(xué)誘變提高突變率,加速育種進程有利變異少,需大量處理實驗材料多倍體育種染色體畸變秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗操作簡單,且能在較短的時間內(nèi)獲得所需品種所得品種發(fā)育遲緩,結(jié)實率低;在動物中無法開展探究點一探究點二探究點三方法原

理常用方法優(yōu)

點缺

點單倍體育種染色體畸變花藥離體培養(yǎng)后,再用秋水仙素處理明顯縮短育種年限技術(shù)復(fù)雜,需要與雜交育種配合轉(zhuǎn)基因技術(shù)基因重組將一種生物特定的基因轉(zhuǎn)移到另一種生物細胞中能定向改造生物的遺傳性狀,實現(xiàn)種間遺傳物質(zhì)轉(zhuǎn)移有可能引發(fā)生態(tài)危機探究點