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第3節(jié)染色體變異,1.簡(jiǎn)述染色體結(jié)構(gòu)變異的基本類型。2.簡(jiǎn)述染色體數(shù)目變異。3.探究低溫對(duì)植物染色體數(shù)目變異的影響。4.搜集染色體變異在育種上應(yīng)用的實(shí)例。,一,二,一、染色體結(jié)構(gòu)變異1.重復(fù):一條染色體上某一片段出現(xiàn)兩份或兩份以上的現(xiàn)象。2.缺失:染色體丟失了一個(gè)片段,使得位于這個(gè)片段上的基因也隨之發(fā)生丟失。3.倒位:同一條染色體上的某一片段顛倒了180,造成染色體上基因順序的重排。4.易位:一條染色體臂的一段移接到另一條非同源染色體的臂上的結(jié)構(gòu)變異。,,,,,,一,二,一,二,二、染色體數(shù)目變異(一)染色體組的概念細(xì)胞中的一組非同源染色體,它們?cè)谛螒B(tài)和功能上各不相同,但是攜帶著控制這種生物生長(zhǎng)發(fā)育、遺傳和變異的全部信息,這樣的一組染色體,叫作一個(gè)染色體組。(二)整倍性變異整倍性變異是指細(xì)胞內(nèi)的染色體數(shù)目以染色體組為單位成倍地增加或減少。1.二倍體(1)概念:體細(xì)胞中含有兩個(gè)染色體組的生物個(gè)體叫作二倍體。(2)舉例:幾乎所有動(dòng)物和一半以上的高等植物都是二倍體,如水稻、果蠅、馬、牛、羊和人。,,,,,一,二,2.多倍體(1)概念:體細(xì)胞中含有三個(gè)或三個(gè)以上染色體組的生物個(gè)體叫作多倍體。(2)特點(diǎn):多倍體植株的莖稈粗壯,葉片、葉片上的細(xì)胞、氣孔和果實(shí)都比較大,糖類和蛋白質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的含量比較高,但成熟延遲,結(jié)實(shí)率低。(3)成因:細(xì)胞分裂過(guò)程中,細(xì)胞核中染色體正常分裂而細(xì)胞分裂受阻,已經(jīng)加倍的染色體就會(huì)包含在1個(gè)細(xì)胞核中,因而產(chǎn)生了多倍體細(xì)胞。(4)誘導(dǎo)多倍體形成的因素:低溫、秋水仙素等,其作用機(jī)理是抑制細(xì)胞分裂過(guò)程中紡錘體的形成。,,,,,,一,二,(5)多倍體育種①方法:用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗,抑制正在分裂的細(xì)胞形成紡錘體,引起細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目加倍,這種方法叫化學(xué)誘變法。②原理:有絲分裂細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目加倍多倍體植株。③實(shí)例:三倍體無(wú)子西瓜的培育。3.單倍體(1)概念:體細(xì)胞中具有本物種配子染色體數(shù)目的個(gè)體叫作單倍體。(2)類型①單元單倍體:指僅含一個(gè)染色體組的個(gè)體。②多元單倍體:指含有兩個(gè)或兩個(gè)以上染色體組的個(gè)體。,,,,,一,二,(3)特點(diǎn):與正常二倍體相比,單倍體植株弱小,高度不育,結(jié)實(shí)率低。(4)單倍體育種①方法:花藥離體培養(yǎng)→單倍體正常純合體→人工選擇。②優(yōu)點(diǎn):明顯縮短育種年限,后代都是純合體。(三)非整倍性變異1.非整倍性變異是指體細(xì)胞內(nèi)個(gè)別染色體的增加或減少,即在染色體正常數(shù)目的基礎(chǔ)上增加或減少了一條或幾條染色體。2.舉例:果蠅細(xì)胞多一條或少一條性染色體都會(huì)影響果蠅的生育能力;小麥體細(xì)胞內(nèi)如果缺少個(gè)別染色體,會(huì)引起穗形改變。,,,,,一,二,三,一、染色體組數(shù)目的判斷方法由于一個(gè)染色體組內(nèi),各染色體的形狀、大小均不同,細(xì)胞內(nèi)染色體組數(shù)目可按下列三種方法加以判別。1.細(xì)胞內(nèi)形態(tài)相同的染色體有幾條,則含有幾個(gè)染色體組,如圖甲細(xì)胞中形態(tài)相同的染色體有4條,此細(xì)胞有4個(gè)染色體組。,一,二,三,2.在細(xì)胞或生物體的基因型中,控制同一性狀的基因的個(gè)數(shù),就是染色體組數(shù),如基因型為AAaaBBbb的細(xì)胞含有4個(gè)染色體組,如圖乙所示。3.根據(jù)染色體數(shù)目和形態(tài)推算含有幾個(gè)染色體組。,一,二,三,規(guī)律總結(jié)構(gòu)成染色體組的條件(1)一個(gè)染色體組中不含同源染色體。(2)一個(gè)染色體組中所含的染色體形態(tài)、大小和功能各不相同。(3)一個(gè)染色體組中含有控制一種生物性狀的一整套基因。,一,二,三,二、單倍體與多倍體的區(qū)別1.概念定位不同。單倍體指體細(xì)胞中含有本物種配子染色體數(shù)目的個(gè)體;多倍體是由受精卵發(fā)育而成的,體細(xì)胞中含有三個(gè)或三個(gè)以上的染色體組的個(gè)體。2.發(fā)育的起點(diǎn)不同。單倍體是本物種的配子未經(jīng)受精作用在某種因素的刺激下發(fā)育成的個(gè)體,是單性生殖的結(jié)果;自然條件下,多倍體是由受精卵發(fā)育而來(lái)的,是有性生殖的結(jié)果。人為條件誘導(dǎo)染色體加倍的方法有溫度激變法、化學(xué)誘變法等。3.染色體組的數(shù)目不同。單倍體不一定含一個(gè)染色體組,有的單倍體的體細(xì)胞含一個(gè)染色體組,有的含兩個(gè)或兩個(gè)以上的染色體組,但是單倍體體細(xì)胞中染色體組的數(shù)目都是本物種正常體細(xì)胞染色體組數(shù)目的一半;多倍體則含有三個(gè)或三個(gè)以上的染色體組。,一,二,三,三、可遺傳變異三種來(lái)源的比較,題型一,題型二,題型三,染色體組數(shù)目的判斷,【例1】普通小麥為六倍體,有42條染色體,其花藥經(jīng)離體培養(yǎng)培育出的小麥幼苗是()A.三倍體,含三個(gè)染色體組,21條染色體B.單倍體,含三個(gè)染色體組,21條染色體C.六倍體,含六個(gè)染色體組,42條染色體D.單倍體,含一個(gè)染色體組,21條染色體解析：花藥中有花粉,花粉是普通的六倍體小麥的雄性生殖細(xì)胞,其含有體細(xì)胞一半數(shù)目的染色體,即為21條,含三個(gè)染色體組。由花粉培育出的小麥為單倍體。答案：B,題型一,題型二,題型三,多倍體的特點(diǎn),【例2】下列關(guān)于多倍體的敘述,正確的是()A.植物多倍體不能產(chǎn)生可育的配子B.八倍體小黑麥?zhǔn)怯没蚬こ碳夹g(shù)創(chuàng)造的新物種C.二倍體植株加倍為四倍體后,營(yíng)養(yǎng)成分必然增加D.多倍體在植物中比在動(dòng)物中更為常見解析：大部分的多倍體植物(如四倍體)能產(chǎn)生可育的配子;八倍體小黑麥的培育屬于多倍體育種;二倍體植株加倍為四倍體后,營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的含量有所增加,但種類并沒有增加;動(dòng)物中多倍體很少,而植物中由于低溫等環(huán)境因素的影響,多倍體較為常見。答案：D,題型一,題型二,題型三,染色體變異的結(jié)果,【例3】下列關(guān)于植物染色體變異的敘述,正確的是()A.染色體組整倍性變化必然導(dǎo)致基因種類的增加B.染色體組非整倍性變化必然導(dǎo)致新基因的產(chǎn)生C.染色體片段的重復(fù)必然導(dǎo)致基因種類的變化D.染色體片段的倒位和易位必然導(dǎo)致基因排列順序的變化解析：染色體組整倍性變化導(dǎo)致基因數(shù)量變化,不能導(dǎo)致基因種類增加;基因突變導(dǎo)致新基因的產(chǎn)生,染色體變異不能導(dǎo)致新基因的產(chǎn)生;染色體片段的重復(fù)會(huì)導(dǎo)致基因數(shù)量增加,不會(huì)導(dǎo)致基因種類變化;染色體片段的倒位和易位必然導(dǎo)致基因排列順序的變化。答案：D,探究方法,能力展示,低溫誘導(dǎo)染色體加倍的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)1.原理:進(jìn)行正常有絲分裂的細(xì)胞,在有絲分裂后期,著絲粒分開,染色體在紡錘絲的牽引下分別移向兩極,最終被平分到兩個(gè)子細(xì)胞中去。用低溫處理植物分生組織細(xì)胞,能夠抑制紡錘體的形成,染色體不能被拉向兩極,導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目加倍。2.方法:低溫處理植物分生組織細(xì)胞,然后制成臨時(shí)裝片,在顯微鏡下觀察染色體形態(tài)和數(shù)目的變化。,探究方法,能力展示,對(duì)植物進(jìn)行一定時(shí)間的低溫(如4℃)處理,是否能誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍?請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)對(duì)這個(gè)問(wèn)題進(jìn)行探究。(室溫25℃)材料用具:洋蔥若干、冰箱、顯微鏡等其他必需的實(shí)驗(yàn)儀器、藥品。(1)依據(jù)所學(xué)知識(shí),你做出的最合理實(shí)驗(yàn)假設(shè)是。(2)該實(shí)驗(yàn)的變量是、。(3)方法步驟第一步,培養(yǎng)洋蔥根尖。取洋蔥若干,在適宜條件下培養(yǎng)生根。第二步,。第三步,。第四步,。,探究方法,能力展示,(4)預(yù)測(cè)結(jié)果及相應(yīng)結(jié)論①。②。解析：該實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)原理是低溫抑制紡錘體的形成,實(shí)驗(yàn)的變量應(yīng)該是低溫和室溫,設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)該遵循單一變量原則、對(duì)照原則和等量原則。,探究方法,能力展示,答案：(1)低溫能誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍(2)低溫4℃室溫25℃(3)將生長(zhǎng)狀態(tài)一致的洋蔥隨機(jī)平分為兩組:實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組將實(shí)驗(yàn)組放入冰箱(4℃),對(duì)照組在室溫下培養(yǎng),其他培養(yǎng)條件保持一致且適宜,培養(yǎng)一段時(shí)間后,取出分別制成洋蔥根尖分生組織臨時(shí)裝片,觀察(4)①若實(shí)驗(yàn)組染色體數(shù)目增加(或加倍),對(duì)照組染色體數(shù)目不改變,說(shuō)明低溫(4℃)能誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍②若實(shí)驗(yàn)組染色體數(shù)目和對(duì)照組染色體數(shù)目都不發(fā)生改變,說(shuō)明低溫(4℃)不能誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍,1,2,3,4,5,6,1一條正常染色體的基因排列順序?yàn)锳BCDEFGH,“”表示著絲粒,字母代表不同基因,下列哪種基因的排列順序發(fā)生了倒位,且倒位片段包含著絲粒?()A.ABCFEDGHB.ABCDEFEFGHC.CDABEFGHD.ABCDGHEF答案：A,1,2,3,4,5,6,2下列一定不存在同源染色體的細(xì)胞是()A.卵細(xì)胞B.單倍體生物體細(xì)胞C.胚細(xì)胞D.含一個(gè)染色體組的細(xì)胞答案：D,1,2,3,4,5,6,3通常情況下,單倍體水稻高度不育,因?yàn)?)A.基因發(fā)生了重組B.染色體結(jié)構(gòu)發(fā)生了變異C.染色體數(shù)目不穩(wěn)定D.染色體配對(duì)紊亂答案：D,1,2,3,4,5,6,4下列關(guān)于染色體結(jié)構(gòu)變異的敘述,錯(cuò)誤的是()A.可由非同源染色體之間交換部分片段造成B.染色體結(jié)構(gòu)的改變,會(huì)使染色體上基因的數(shù)目和排列順序發(fā)生改變C.大多數(shù)染色體結(jié)構(gòu)變異對(duì)生物體是有利的D.染色體缺失了某段,可使生物性狀發(fā)生變化解析：大多數(shù)染色體結(jié)構(gòu)變異對(duì)生物體是有害的。答案：C,1,2,3,4,5,6,5下列有關(guān)單倍體的敘述,錯(cuò)誤的是()A.含有奇數(shù)個(gè)染色體組的個(gè)體一定是單倍體B.由生物的卵細(xì)胞發(fā)育成的個(gè)體一定都是單倍體C.體細(xì)胞中含有兩個(gè)染色體組的生物體,也可能是單倍體D.與正常植株相比,單倍體植株一般長(zhǎng)得弱小,且高度不育解析：含有奇數(shù)個(gè)染色體組的個(gè)體也可能是多倍體,如三倍體無(wú)子西瓜。答案：A,1,2,3,4,5,6,6下圖是各細(xì)胞中所含的染色體的示意圖,據(jù)圖回答下列問(wèn)題。(1)圖中可表示二倍體生物體細(xì)胞的是;表示三倍體生物體細(xì)胞的是;可表示單倍體生物體細(xì)胞的是;肯定表示單倍體細(xì)胞的是。(2)若A、B、D分別表示由受精卵發(fā)育而成的生物體的體細(xì)胞,則A、B、D所代表的生物體分別為。(3)若A、B、D分別表示由未受精的卵細(xì)胞發(fā)育而成的生物體的體細(xì)胞,則A、B、D所代表的生物體分別為。,1,2,3,4,5,6,(4)每個(gè)染色體組中含有2條染色體的細(xì)胞是。(5)C細(xì)胞中同源染色體的數(shù)目是。(6)若圖D表示一個(gè)含4條染色體的生殖細(xì)胞,它是由倍體個(gè)體的性原細(xì)胞經(jīng)后產(chǎn)生的。該生物的體細(xì)胞中每個(gè)染色體組含條染色體。,1,2,3,4,5,6,解析：(1)根據(jù)圖示細(xì)胞中染色體的特點(diǎn)可以看出,因A、B、C、D分別含2個(gè)、3個(gè)、1個(gè)、4個(gè)染色體組,則A可表示二倍體細(xì)胞,B可表示三倍體細(xì)胞,C一定是單倍體細(xì)胞,D可表示四倍體細(xì)胞,而A、B、C、D都可表示單倍體細(xì)胞。(2)若A、B、D分別由受精卵發(fā)育而來(lái),則所代表的生物體分別表示二倍體、三倍體、四倍體。(3)若A、B、D分別表示由未受精的卵細(xì)胞發(fā)育來(lái)的生物體的體細(xì)胞,則A、B、D均為單倍體。(4)只有圖B所示細(xì)胞的一個(gè)染色體組含2條染色體。(5)圖C中不含同源染色體。(6)若圖D表示一個(gè)含4條染色體的生殖細(xì)胞,則其親本為八倍體。每個(gè)染色體組只含1條染色體。,1,2,3,4,5,6,答案：(1)ABA、B、C、DC(2)二倍體、三倍體、四倍體(3)單倍體、單倍體、單倍體(4)B(5)0(6)八減數(shù)分裂1,