第22講染色體變異,1.舉例說明染色體結(jié)構(gòu)變異和數(shù)目變異。 2.活動(dòng):搜集生物變異在育種上應(yīng)用的事例。,必備知識(shí)梳理,關(guān)鍵能力突破,染色體變異的判斷與分析 1.染色體結(jié)構(gòu)變異 (1)類型連一連,必備知識(shí)梳理,關(guān)鍵能力突破,(2)結(jié)果 使排列在染色體上的基因的數(shù)目或排列順序發(fā)生改變,從而導(dǎo)致性狀變異。 2.染色體數(shù)目變異 (1)染色體數(shù)目變異的類型 細(xì)胞內(nèi)個(gè)別染色體的增加或減少,如21三體綜合征。 細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目以染色體組的形式成倍地增加或減少,如多倍體、單倍體。,必備知識(shí)梳理,關(guān)鍵能力突破,(2)染色體組的概念及實(shí)例,必備知識(shí)梳理,關(guān)鍵能力突破,(3)二倍體、多倍體和單倍體的比較,必備知識(shí)梳理,關(guān)鍵能力突破,必備知識(shí)梳理,關(guān)鍵能力突破,凝練核心素養(yǎng) 1.生命觀念通過對(duì)一系列問題情景進(jìn)行辨圖,建立起染色體組的概念。 2.科學(xué)思維運(yùn)用歸納與概括的方法,總結(jié)出染色體變異的類型。,必備知識(shí)梳理,關(guān)鍵能力突破,(生命觀念)請(qǐng)解讀下列三幅圖示:,必備知識(shí)梳理,關(guān)鍵能力突破,(1)圖甲、圖乙均發(fā)生了某些片段的交換,圖甲發(fā)生了非同源染色體間片段的交換,變異類型屬于(染色體結(jié)構(gòu)變異中的)易位;圖乙發(fā)生的是同源染色體非姐妹染色單體間相應(yīng)片段的交換,變異類型屬于交叉互換型基因重組。 (2)圖丙的結(jié)果中是由染色體變異引起的,它們的變異類型分別為(染色體片段)缺失、(染色體片段)易位、(染色體片段)倒位,能在光鏡下觀察到的是,因?yàn)榫鶠槿旧w變異,可在光學(xué)顯微鏡下觀察到,為基因突變,不能在顯微鏡下觀察到。 (3)圖丙中變異沒有改變?nèi)旧w上基因的數(shù)量和排列順序,因?yàn)榈幕蛲蛔冎皇钱a(chǎn)生了新基因,即改變基因的質(zhì),并未改變基因的量,故染色體上基因的數(shù)量和排列順序均未發(fā)生改變。,必備知識(shí)梳理,關(guān)鍵能力突破,考向1染色體結(jié)構(gòu)變異的分析與判斷 1.(2018湖北荊州中學(xué)月考)下圖中,甲、乙分別表示兩種果蠅的一個(gè)染色體組,丙表示果蠅的X染色體及其攜帶的部分基因。下列有關(guān)敘述正確的是( ) A.甲、乙雜交產(chǎn)生的F1減數(shù)分裂都正常 B.甲、乙的1號(hào)染色體上的基因排列順序相同 C.丙中過程,可能是發(fā)生在X和Y的非姐妹染色單體之間的易位 D.丙中所示變異都可歸類于染色體結(jié)構(gòu)變異,答案,解析,必備知識(shí)梳理,關(guān)鍵能力突破,染色體結(jié)構(gòu)變異與基因突變、基因重組的辨析 (1)染色體易位與交叉互換,必備知識(shí)梳理,關(guān)鍵能力突破,(2)染色體結(jié)構(gòu)變異與基因突變的判斷,必備知識(shí)梳理,關(guān)鍵能力突破,考向2染色體組與生物倍性的判斷 2.(2018黑龍江哈爾濱八中)如圖所示細(xì)胞中所含的染色體,下列有關(guān)敘述正確的是( ) A.圖a含有2個(gè)染色體組,圖b含有3個(gè)染色體組 B.如果圖b表示體細(xì)胞,則圖b代表的生物一定是三倍體 C.如果圖c代表由受精卵發(fā)育成的生物的體細(xì)胞,則該生物一定是二倍體 D.圖d代表的生物一定是由卵細(xì)胞發(fā)育而成的,是單倍體,答案,解析,必備知識(shí)梳理,關(guān)鍵能力突破,1.三種方法確定染色體組數(shù)量 (1)染色體形態(tài)法 同一形態(tài)的染色體有幾條就有幾組。如圖中有4個(gè)染色體組。 (2)等位基因個(gè)數(shù)法(各對(duì)基因遵循孟德爾遺傳定律) 控制同一性狀的等位基因有幾個(gè)就有幾組。如基因型為AAabbb個(gè)體中有3個(gè)染色體組。 (3)公式法,必備知識(shí)梳理,關(guān)鍵能力突破,2.“兩看法”判斷單倍體、二倍體和多倍體,必備知識(shí)梳理,關(guān)鍵能力突破,考向3染色體的應(yīng)用及實(shí)驗(yàn)探究 3.(2018山東棗莊一模)二倍體植物甲(2n=18)和二倍體植物乙(2n=18)進(jìn)行有性雜交,得到F1不育。若用秋水仙素處理F1幼苗的頂芽形成植株丙,丙開花后能自交獲得后代。下列敘述正確的是( ) A.植物甲和乙都是二倍體生物,且體細(xì)胞中都含有18條染色體,所以它們屬于同一物種 B.若甲和乙雜交得到的受精卵,在發(fā)育初期來自甲的染色體全部丟失,而乙的染色體全部保留,則繼續(xù)發(fā)育成的植株是單倍體 C.F1植株丙發(fā)生了染色體變化,能決定生物進(jìn)化的方向 D.秋水仙素通過促進(jìn)著絲點(diǎn)分裂,使染色體數(shù)目加倍,答案,解析,必備知識(shí)梳理,關(guān)鍵能力突破,生物變異在育種上的應(yīng)用 1.單倍體育種 (1)原理:染色體(數(shù)目)變異。 (2)方法 (3)優(yōu)點(diǎn):明顯縮短育種年限,所得個(gè)體均為純合子。 (4)缺點(diǎn):技術(shù)復(fù)雜。,必備知識(shí)梳理,關(guān)鍵能力突破,2.多倍體育種 (1)方法:用秋水仙素或低溫處理。 (2)處理材料:萌發(fā)的種子或幼苗。 (3)原理,必備知識(shí)梳理,關(guān)鍵能力突破,(4)實(shí)例:三倍體無子西瓜 三倍體西瓜無子的原因:三倍體西瓜在減數(shù)分裂過程中,由于染色體聯(lián)會(huì)紊亂,不能產(chǎn)生正常配子。,必備知識(shí)梳理,關(guān)鍵能力突破,3.雜交育種 (1)原理:基因重組。 (2)過程 培育雜合子品種 選取符合要求的純種雙親雜交()F1(即為所需品種)。 培育隱性純合子品種 選取符合要求的雙親雜交()F1 F2選出表現(xiàn)型符合要求的個(gè)體種植并推廣。,必備知識(shí)梳理,關(guān)鍵能力突破,培育顯性純合子品種 a.植物:選擇具有不同優(yōu)良性狀的親本雜交,獲得F1F1自交獲得F2鑒別、選擇需要的類型,自交至不發(fā)生性狀分離為止。 b.動(dòng)物:選擇具有不同優(yōu)良性狀的親本雜交,獲得F1F1雌雄個(gè)體交配獲得F2鑒別、選擇需要的類型(與隱性類型測(cè)交),選擇后代不發(fā)生性狀分離的F2個(gè)體。 (3)優(yōu)點(diǎn):操作簡(jiǎn)便,可以把多個(gè)品種的優(yōu)良性狀集中在一起。 (4)缺點(diǎn):獲得新品種的周期長(zhǎng)。,必備知識(shí)梳理,關(guān)鍵能力突破,4.誘變育種 (1)原理:基因突變。 (2)過程 (3)優(yōu)點(diǎn) 可以提高突變頻率,在較短時(shí)間內(nèi)獲得更多的優(yōu)良變異類型。 大幅度地改良某些性狀。 (4)缺點(diǎn):有利變異個(gè)體往往不多,需處理大量材料。,必備知識(shí)梳理,關(guān)鍵能力突破,凝練核心素養(yǎng) 1.科學(xué)思維運(yùn)用圖解、圖表等形式,理解多倍體育種和單倍體育種的原理和過程。 2.科學(xué)探究設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行多倍體育種和單倍體育種。 3.社會(huì)責(zé)任關(guān)注染色體結(jié)構(gòu)和數(shù)目變異在生產(chǎn)實(shí)踐和人類健康方面的應(yīng)用。,必備知識(shí)梳理,關(guān)鍵能力突破,(科學(xué)探究)下圖為水稻的幾種不同育種方法的示意圖,據(jù)圖回答下列問題。,必備知識(shí)梳理,關(guān)鍵能力突破,(1)B過程常用的方法是;可能用到秋水仙素的過程有(用圖中字母表示)。 (2)可以打破物種界限的育種方法是(用圖中的字母表示),該方法所運(yùn)用的原理是。 (3)假設(shè)要培育一個(gè)能穩(wěn)定遺傳的水稻品種,它的性狀都是由隱性基因控制的,則最簡(jiǎn)單的育種方法是(用圖中的字母表示);如果它的性狀都是由顯性基因控制的,為縮短育種時(shí)間常采用的方法是(用圖中的字母表示)。 (4)現(xiàn)有三個(gè)水稻品種:的基因型為aaBBDD,的基因型為AAbbDD,的基因型為AABBdd。這三對(duì)等位基因分別位于三對(duì)同源染色體上。請(qǐng)通過雜交育種方法利用以上三個(gè)品種獲得基因型為aabbdd的植株(用文字簡(jiǎn)要描述獲得過程即可):。,必備知識(shí)梳理,關(guān)鍵能力突破,答案 (1)花藥離體培養(yǎng)C、F (2)E基因重組 (3)A、DA、B、C(4)與雜交得到雜交一代,雜交一代與雜交得到雜交二代,雜交二代自交可以得到基因型為aabbdd的植株(合理即可),必備知識(shí)梳理,關(guān)鍵能力突破,解析 (1)A、B、C過程表示單倍體育種過程,其中B過程常用的方法是花藥離體培養(yǎng),C過程常需要用適宜濃度的秋水仙素處理單倍體幼苗,F表示多倍體育種,也常需要用適宜濃度的秋水仙素處理。(2)圖中E表示基因工程育種,此方法可以打破物種的界限;基因工程育種運(yùn)用的原理是基因重組。(3)育種時(shí)若要選育表現(xiàn)為隱性性狀的個(gè)體,最簡(jiǎn)單的育種方法是雜交育種;若選育表現(xiàn)顯性性狀的個(gè)體,運(yùn)用單倍體育種能明顯縮短育種年限。(4)三個(gè)水稻品種的基因型均為“雙顯加一隱”的組合方式,要利用雜交育種方法培育基因型為aabbdd的品種,可選擇任意兩個(gè)品種作親本雜交得到雜交一代,然后雜交一代與剩下的一個(gè)品種雜交得到雜交二代,雜交二代自交后代中對(duì)應(yīng)的性狀均表現(xiàn)隱性的植株,即為基因型為aabbdd的植株。,必備知識(shí)梳理,關(guān)鍵能力突破,考向1考查單倍體育種與多倍體育種的應(yīng)用 1.(2018黑龍江牡丹江一高期中)人類目前所食用的香蕉均來自三倍體香蕉植株,如圖是三倍體香蕉的培育過程。下列相關(guān)敘述正確的是( ) A.無子香蕉的培育過程主要運(yùn)用了基因重組的原理 B.圖中染色體加倍的主要原因是有絲分裂前期紡錘體不能形成 C.二倍體與四倍體雜交能產(chǎn)生三倍體,它們之間不存在生殖隔離 D.若圖中有子香蕉的基因型為AAaa,則無子香蕉的基因型均為Aaa,答案,解析,必備知識(shí)梳理,關(guān)鍵能力突破,單倍體育種與雜交育種的關(guān)系,必備知識(shí)梳理,關(guān)鍵能力突破,考向2考查誘變育種和雜交育種的應(yīng)用 2.家蠶(2n=28)雌性體細(xì)胞內(nèi)有兩個(gè)異型的性染色體ZW,雄性體細(xì)胞內(nèi)有兩個(gè)同型的性染色體ZZ。人們用輻射的方法使常染色體上帶有卵色基因的片段易位到W染色體上,使ZW卵和不帶卵色基因的ZZ卵有所區(qū)別,從而在家蠶卵還未孵化時(shí)就能區(qū)分雌雄。下列有關(guān)說法錯(cuò)誤的是 ( ) A.這種育種方式屬于誘變育種 B.輻射的目的是提高基因的突變率,更容易篩選到卵色基因 C.上述帶有卵色的受精卵將來會(huì)發(fā)育為雌性家蠶 D.上述帶有卵色基因的家蠶染色體組型圖與正常家蠶不同,答案,解析,必備知識(shí)梳理,關(guān)鍵能力突破,考向3考查生物育種的綜合判斷 3.(2018四川雅安天全中學(xué)月考)如圖表示利用某種農(nóng)作物和兩個(gè)品種分別培育出不同品種的過程,下列有關(guān)說法中正確的是( ),必備知識(shí)梳理,關(guān)鍵能力突破,A.由和培育能穩(wěn)定遺傳的過程中,途徑比途徑所用時(shí)間短 B.由獲得的過程利用了射線處理能夠誘導(dǎo)基因定向突變的原理 C.常用花藥離體培養(yǎng)先形成,再用一定濃度的秋水仙素處理的種子或幼苗獲得 D.由獲得與由獲得的原理相同,由獲得和途徑的原理相同,答案,解析,必備知識(shí)梳理,關(guān)鍵能力突破,1.根據(jù)育種目標(biāo)選擇育種方案,必備知識(shí)梳理,關(guān)鍵能力突破,2.關(guān)注“三最”定方向 (1)最簡(jiǎn)便側(cè)重于技術(shù)操作,雜交育種操作最簡(jiǎn)便。 (2)最快側(cè)重于育種時(shí)間,單倍體育種所需時(shí)間明顯縮短。 (3)最準(zhǔn)確側(cè)重于目標(biāo)精準(zhǔn)度,基因工程技術(shù)可“定向”改變生物性狀。,1,2,3,4,5,1.一株同源四倍體玉米的基因型為Aaaa,其異常聯(lián)會(huì)形成的部分配子也可受精形成子代。下列相關(guān)敘述正確的是 () A.上圖表示的過程發(fā)生在減數(shù)第一次分裂后期 B.自交后代會(huì)出現(xiàn)染色體數(shù)目變異的個(gè)體 C.該玉米單穗上的籽?；蛐拖嗤?D.該植株花藥培養(yǎng)加倍后的個(gè)體均為純合子,答案,解析,1,2,3,4,5,2.下列關(guān)于育種的說法正確的是() A.多倍體育種和單倍體育種的最終目的分別是得到多倍體和單倍體 B.單倍體育種相對(duì)雜交育種的優(yōu)勢(shì)是更易獲得隱性純合子 C.三倍體無子西瓜培育時(shí)使用的秋水仙素作用于細(xì)胞有絲分裂的過程 D.自然狀態(tài)下基因突變是不定向的,而誘變育種時(shí)基因突變是定向的,答案,解析,1,2,3,4,5,3.如圖是利用野生獼猴桃種子(aa,2n=58)為材料培育無子獼猴桃新品種(AAA)的過程,下列敘述錯(cuò)誤的是() A.和都可用秋水仙素處理來實(shí)現(xiàn) B.若是自交,則產(chǎn)生AAAA的概率為1/16 C.AA植株和AAAA植株是不同的物種 D.若是雜交,產(chǎn)生的AAA植株的體細(xì)胞中染色體數(shù)目為87,答案,解析,1,2,3,4,5,4.用二倍體早熟易感病茄子(aatt)和四倍體晚熟抗病茄子(AAAATTTT)為材料,培育純合的二倍體早熟抗病茄子。以下有關(guān)敘述合理的是() A.取四倍體植株的花藥離體培養(yǎng)可獲得二倍體植株AATT B.基因型aatt與基因型AATT植株雜交,可以從F2中直接選出符合要求的植株 C.取B選項(xiàng)F1植株花藥進(jìn)行離體培養(yǎng),利用的原理是植物細(xì)胞具有全能性 D.種植C項(xiàng)得到的植株,成熟后用秋水仙素處理即可選出符合要求的植株,答案,解析,1,2,3,4,5,5.玉米的紫株和綠株由6號(hào)染色體上一對(duì)等位基因(H、h)控制,紫株對(duì)綠株為顯性。紫株A經(jīng)X射線照射后再與綠株雜交,子代出現(xiàn)少數(shù)綠株(綠株B)。為研究綠株B出現(xiàn)的原因,讓綠株B與正常純合的紫株C雜交得F1,F1自交得F2。請(qǐng)回答下列問題。 (1)假設(shè)一:X射線照射導(dǎo)致紫株A發(fā)生了基因突變。若此假設(shè)成立,則F1的基因型為;F2中紫株所占的比例為。 (2)假設(shè)二:X射線照射導(dǎo)致紫株A的6號(hào)染色體斷裂,含有基因H的片段缺失(注:一條染色體部分片段缺失的個(gè)體生存,兩條同源染色體皆有相同部分片段缺失的個(gè)體死亡)。若此假設(shè)成立,則綠株B產(chǎn)生的雌雄配子各有種,F1的表現(xiàn)型;F2中,紫株綠株=。 (3)為驗(yàn)證假設(shè)二是否正確,最好選擇(填“紫株A”“綠株B”或“紫株C”)的根尖制成裝片,在顯微鏡下觀察和比較 (填分裂方式及分裂時(shí)期)的染色體形態(tài)。,1,2,3,4,5,答案 (1)Hh3/4 (2)2全部為紫株61 (3)綠株B有絲分裂中期 解析 (1)假設(shè)一是基因突變,基因突變是指DNA分子中堿基對(duì)的增添、缺失和替換等,其實(shí)質(zhì)是基因結(jié)構(gòu)的改變。紫株A變異后與綠株(hh)雜交,后代有綠株出現(xiàn),說明紫株A的基因型為Hh,綠株B的基因型為hh。綠株B(hh)與正常純合的紫株C(HH)雜交,F1的基因型為Hh;F1自交得到F2,F2中紫株(H_)所占的比例應(yīng)為3/4。,1,2,3,4,5,(2)假設(shè)二是染色體變異,則綠株B的基因型為hO,即綠株B的一條染色體缺失含有基因H的片段,因此其能產(chǎn)生2種配子,一種配子含有基因h,另一種配子6號(hào)染色體斷裂缺失含H的片段。綠株B與正常純合的紫株C(HH)雜交,F1有兩種基因型(比例相等)為Hh和HO,均表現(xiàn)為紫株;Hh自交得到的F2的基因型及比例為HHHhhh=121,紫株占3/4,綠株占1/4,HO自交,由于兩條同源染色體缺失相同片段的個(gè)體死亡,所以F2的基因型及比例為HHHO=12,全為紫株,F2中紫株所占比例應(yīng)為6/7,綠株所占比例應(yīng)為1/7。所以,紫株綠株=61。 (3)基因突變是點(diǎn)突變,在顯微鏡下無法觀察到,而染色體變異可在顯微鏡下觀察到,所以假設(shè)二可以通過細(xì)胞學(xué)的方法來驗(yàn)證,即在顯微鏡下觀察綠株B細(xì)胞有絲分裂或減數(shù)分裂過程中的染色體。根尖部位只能發(fā)生有絲分裂,故應(yīng)選擇有絲分裂中期的細(xì)胞進(jìn)行觀察,因?yàn)榇藭r(shí)染色體的形態(tài)和數(shù)目最清晰,然后可以通過染色體組型分析比較6號(hào)染色體是否發(fā)生變化。,