2019年高中生物 第三章 遺傳和染色體 3.3 染色體變異及其應用課件 蘇教版必修2.ppt

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第三節(jié)染色體變異及其應用 一 二 三 一 染色體結構變異 一 二 三 二 染色體數(shù)目變異 一 染色體組 細胞中形態(tài)和功能各不相同 但互相協(xié)調 共同控制生物的生長 發(fā)育 遺傳和變異的一組非同源染色體 稱為一個染色體組 二 染色體數(shù)目變異 染色體數(shù)目以染色體組的方式成倍地增加或減少 個別染色體的增加或減少 都稱為染色體數(shù)目的變異 1 非整倍性變異 在正常染色體組中 丟失或添加了一條或幾條完整的染色體 一 二 三 2 整倍性變異 細胞內(nèi)染色體數(shù)目以染色體組的形式成倍地增加或減少 1 單倍性變異 指體細胞含有的染色體數(shù)等于配子染色體數(shù)的變異 2 多倍性變異 概念 多倍性變異是指與同種的二倍體細胞相比 具更多染色體組的變異 特點 具有偶數(shù)染色體組的多倍體植物 在減數(shù)分裂中染色體若能配對 一般可育 具有奇數(shù)染色體組的多倍體植物 在減數(shù)分裂中染色體不能配對 則是不可育的 自主思考 染色體變異能通過顯微鏡觀察嗎 染色體變異與基因有什么關系 提示 染色體變異一般都能通過顯微鏡觀察確認 染色體變異將會導致許多基因發(fā)生變化 一 二 三 三 染色體變異在育種上的應用染色體結構和數(shù)目的改變統(tǒng)稱為染色體變異 染色體變異在育種上有廣泛的應用 1 單倍體育種 1 單倍體植株弱小 高度不育 2 方法 花藥離體培養(yǎng) 單倍體幼苗純合二倍體 3 優(yōu)點 明顯縮短育種年限 一 二 三 2 多倍體育種 1 多倍體植株 莖稈粗壯 葉片 果實和種子較大 糖類 蛋白質等營養(yǎng)物質的含量也較高 2 方法 用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗 3 成因 秋水仙素抑制紡錘體的形成 5 實例 三倍體無子西瓜的培育 自主思考 無子西瓜沒有種子而且很甜 它是幾倍體 可育嗎 提示 無子西瓜是三倍體 不可育 原因是減數(shù)分裂時同源染色體聯(lián)會紊亂不能形成正常的生殖細胞 探究點一 探究點二 易錯點 排查 實驗設計 探究點三 當堂檢測 染色體變異問題導引染色體結構變異是否產(chǎn)生了新基因 提示 染色體結構變異可引起基因數(shù)量的增加 減少或基因排列順序的改變 并未產(chǎn)生新基因 探究點一 探究點二 易錯點 排查 實驗設計 探究點三 當堂檢測 名師精講1 染色體變異 探究點一 探究點二 易錯點 排查 實驗設計 探究點三 當堂檢測 探究點一 探究點二 易錯點 排查 實驗設計 探究點三 當堂檢測 探究點一 探究點二 易錯點 排查 實驗設計 探究點三 當堂檢測 2 染色體結構變異的原因染色體結構的變異是內(nèi)因和外因共同作用的結果 外因是指電離射線 化學物質 溫度的驟變和病毒的感染等 內(nèi)因是指生物體內(nèi)代謝過程的失調 衰老等 在這些因素的作用下 染色體可能發(fā)生斷裂 斷裂端具有愈合與重接的能力 當染色體在不同區(qū)段發(fā)生斷裂后 在同一條染色體內(nèi)或不同的染色體之間以不同的方式重接時 就會導致各種結構變異的出現(xiàn) 探究點一 探究點二 易錯點 排查 實驗設計 探究點三 當堂檢測 典例剖析 例題1 果蠅的一條染色體上 正常基因的排列順序為123 456789 中間的 代表著絲點 下表表示由該正常染色體發(fā)生變異后基因順序變化的四種情況 下列有關敘述錯誤的是 A a是染色體某一段位置顛倒引起的B b是染色體某一段缺失引起的C c是染色體著絲點改變引起的D d是染色體增加了某一片段引起的 探究點一 探究點二 易錯點 排查 實驗設計 探究點三 當堂檢測 解析 將a b c d分別與正常的基因排列順序123 456789分別作比較 可知 a是5 6 7這三個基因所在片段的位置顛倒引起的 b是5 6這兩個基因所在片段缺失引起的 c是2 3 4 5 6這五個基因所在的片段顛倒而引起的 d則是增加了6 7這兩個基因所在的片段而引起的 答案 C 探究點一 探究點二 易錯點 排查 實驗設計 探究點三 當堂檢測 變式訓練1某些類型的染色體結構和數(shù)目的變異 可通過對細胞有絲分裂中期或減數(shù)第一次分裂時期的觀察來識別 a b c d為某些生物 由受精卵發(fā)育而來 減數(shù)第一次分裂時期染色體變異的模式圖 它們依次屬于 A 三倍體 染色體片段增加 個別染色體數(shù)目變異 染色體片段缺失B 三倍體 染色體片段缺失 個別染色體數(shù)目變異 染色體片段增加C 個別染色體數(shù)目變異 染色體片段增加 三倍體 染色體片段缺失D 染色體片段缺失 個別染色體數(shù)目變異 染色體片段增加 三倍體 探究點一 探究點二 易錯點 排查 實驗設計 探究點三 當堂檢測 解析 染色體數(shù)目的變異包括兩種類型 一類是細胞內(nèi)個別染色體的增加或減少 另一類是細胞內(nèi)染色體數(shù)目以染色體組的形式成倍地增加或減少 顯然a圖屬于前者 c圖屬于后者 染色體結構變異包括缺失 重復 倒位和易位 b圖屬于染色體片段的增添造成的重復 d圖屬于染色體片段的缺失 答案 C 探究點一 探究點二 探究點三 易錯點 排查 實驗設計 當堂檢測 染色體組 單倍體 多倍體與二倍體的比較問題導引含有四個染色體組的個體一定是四倍體嗎 單倍體一定是一倍體嗎 提示 1 不一定 如由八倍體生物的配子發(fā)育而來的單倍體就含有四個染色體組 2 一倍體一定是單倍體 但單倍體不一定是一倍體 探究點一 探究點二 探究點三 易錯點 排查 實驗設計 當堂檢測 名師精講染色體組 單倍體 多倍體與二倍體的比較1 染色體組的概念及確認條件 方法 1 概念細胞中形態(tài)和功能各不相同 但是互相協(xié)調 共同控制生物生長 發(fā)育 遺傳和變異的一組非同源染色體 稱為一個染色體組 2 染色體組的判別要構成一個染色體組應具備以下幾個條件 一個染色體組中不含有同源染色體 一個染色體組中所含有的染色體形態(tài) 大小和功能各不相同 一個染色體組中含有控制一種生物性狀的一整套遺傳信息 即含一整套基因 不能重復 探究點一 探究點二 探究點三 易錯點 排查 實驗設計 當堂檢測 3 某生物體細胞中染色體組數(shù)目的判斷 根據(jù)染色體形態(tài)判斷 細胞內(nèi)形態(tài) 大小相同的染色體有幾條 則該細胞中就含有幾個染色體組 如右圖 每種形態(tài)的染色體有3條 則該細胞中含有3個染色體組 根據(jù)基因型判斷 在細胞或生物體的基因型中 控制同一性狀的相同基因或等位基因出現(xiàn)幾次 該細胞或生物體中就含有幾個染色體組 例如 基因型為AAaaBBBB的細胞或生物體 含有4個染色體組 探究點一 探究點二 探究點三 易錯點 排查 實驗設計 當堂檢測 根據(jù)染色體數(shù)目和染色體形態(tài)推算含有幾個染色體組 如下圖 共有8條染色體 染色體形態(tài)數(shù) 形態(tài) 大小不相同 為2 所以染色體組數(shù)為8 2 4 個 探究點一 探究點二 探究點三 易錯點 排查 實驗設計 當堂檢測 2 單倍體 多倍體 二倍體比較 探究點一 探究點二 探究點三 易錯點 排查 實驗設計 當堂檢測 探究點一 探究點二 探究點三 易錯點 排查 實驗設計 當堂檢測 探究點一 探究點二 探究點三 易錯點 排查 實驗設計 當堂檢測 典型方法生物體屬于幾倍體的判別方法由于多倍體的生殖細胞內(nèi)含有不止一個染色體組 而這樣的生殖細胞直接發(fā)育成的個體是單倍體 所以不能根據(jù)細胞內(nèi)染色體組的數(shù)目判斷 生物是幾倍體的判別不能只看細胞內(nèi)含有多少個染色體組 還要考慮生物個體發(fā)育的直接來源 1 如果生物體由受精卵或合子發(fā)育而成 生物體細胞內(nèi)有幾個染色體組就叫幾倍體 2 如果生物體是由生殖細胞 卵細胞或花粉直接發(fā)育而成的 無論細胞內(nèi)含有幾個染色體組 都只能叫單倍體 探究點一 探究點二 探究點三 易錯點 排查 實驗設計 當堂檢測 典例剖析 例題2 下圖表示一些細胞中所含的染色體 據(jù)圖回答問題 1 圖A所示是含個染色體組的體細胞 每個染色體組有條染色體 2 圖C所示細胞的生物若由受精卵發(fā)育而來 則是倍體 其中含有對同源染色體 3 圖D表示一個有性生殖細胞 它是由倍體生物經(jīng)減數(shù)分裂產(chǎn)生的 含個染色體組 探究點一 探究點二 探究點三 易錯點 排查 實驗設計 當堂檢測 4 若圖B表示一個有性生殖細胞 它是由倍體生物經(jīng)減數(shù)分裂產(chǎn)生的 由該生殖細胞直接發(fā)育成的個體是倍體 每個染色體組含條染色體 5 圖A處于有絲分裂后期時包括個染色體組 畫出該時期的分裂示意圖 探究點一 探究點二 探究點三 易錯點 排查 實驗設計 當堂檢測 解析 圖A中染色體是兩兩相同的 故含有2個染色體組 并且每個染色體組有2條染色體 圖B中染色體每三個是相同的 故含有3個染色體組 但如果此生物個體是由配子直接發(fā)育成的 則為單倍體 圖C中染色體兩兩相同 故有2個染色體組 每個染色體組有3條染色體 有3對同源染色體 圖D中染色體形態(tài) 大小各不相同 則只有1個染色體組 答案 1 22 2 二3 3 二1 4 六單3 5 4示意圖如下 探究點一 探究點二 探究點三 易錯點 排查 實驗設計 當堂檢測 反思領悟正確分析圖中各細胞所含有的染色體 同源染色體及染色體組數(shù)目是解答本題的關鍵 然后再結合單倍體 二倍體 多倍體的概念來解答本題 探究點一 探究點二 探究點三 易錯點 排查 實驗設計 當堂檢測 變式訓練2下列有關水稻的敘述 錯誤的是 A 二倍體水稻的體細胞含有兩個染色體組B 二倍體水稻經(jīng)秋水仙素處理 可得到四倍體水稻 稻穗 米粒變大C 二倍體水稻與四倍體水稻雜交 可得到三倍體水稻 含三個染色體組D 二倍體水稻的花粉經(jīng)離體培養(yǎng) 可得到單倍體水稻 稻穗 米粒變小解析 單倍體植株弱小 且高度不育 故二倍體水稻的花粉經(jīng)離體培養(yǎng) 所得到的單倍體植株不能結出米粒 答案 D 探究點一 探究點二 探究點三 易錯點 排查 實驗設計 當堂檢測 多倍體育種和單倍體育種的比較問題導引多倍體植物營養(yǎng)物質豐富的原因是什么 提示 多倍體植物與二倍體植物比較所含有的基因增多了 基因控制合成的糖類和蛋白質的量增加 使植株長得粗壯 探究點一 探究點二 探究點三 易錯點 排查 實驗設計 當堂檢測 名師精講1 多倍體育種 2 單倍體育種 探究點一 探究點二 探究點三 易錯點 排查 實驗設計 當堂檢測 3 比較 探究點一 探究點二 探究點三 易錯點 排查 實驗設計 當堂檢測 特別提醒 單倍體育種和多倍體育種均用到秋水仙素處理 若處理對象是單倍體植株 則為單倍體育種 若處理對象為正常植株 則為多倍體育種 單倍體育種不等于花藥離體培養(yǎng) 單倍體育種包括花藥離體培養(yǎng)和人工誘導染色體加倍兩個過程 單倍體育種獲得的幾乎都是純合子 且有幾個染色體組就是幾倍體 而花藥離體培養(yǎng)得到的都是單倍體 多倍體所結果實的不同部分所含染色體組數(shù)可能不同 需依據(jù)父本和母本的染色體組數(shù)來確定 單倍體育種一般應用于二倍體植株 因為若為四倍體植株 通過單倍體育種形成的個體不一定是純合子 如四倍體植株AAaa產(chǎn)生的配子有三種類型 AA Aa aa 由配子Aa發(fā)育成的單倍體再經(jīng)秋水仙素處理得到的植株基因型為AAaa 后代會發(fā)生性狀分離 探究點一 探究點二 探究點三 易錯點 排查 實驗設計 當堂檢測 4 三倍體無子西瓜的培育過程 探究點一 探究點二 探究點三 易錯點 排查 實驗設計 當堂檢測 1 關于兩次傳粉 第一次傳粉是雜交得到三倍體種子 第二次傳粉是為了刺激子房發(fā)育成果實 2 用秋水仙素處理二倍體西瓜使之成為四倍體 秋水仙素應處理萌發(fā)的種子或幼苗 因為萌發(fā)的種子或幼苗具有分生能力 細胞進行有絲分裂 秋水仙素處理后可達到使產(chǎn)生的新細胞染色體數(shù)目加倍的目的 3 秋水仙素處理后 分生組織分裂 分化形成的莖 葉 花等染色體數(shù)目加倍 而未處理的根部細胞等染色體數(shù)目不變 4 四倍體上結的西瓜內(nèi)的種子的胚含有3個染色體組 果皮 種皮均含有4個染色體組 三倍體西瓜的果皮 種皮分別由三倍體植株的子房壁和珠被發(fā)育來 故均含有3個染色體組 探究點一 探究點二 探究點三 易錯點 排查 實驗設計 當堂檢測 典例剖析 例題3 請據(jù)圖回答下列問題 1 過程 的育種方法是 依據(jù)的遺傳學原理是 2 若C品種的基因型為AaBbdd D植株中能穩(wěn)定遺傳的個體占總數(shù)的 D植株含個染色體組 是倍體 F植株為倍體 3 過程使染色體數(shù)目加倍的方法是用處理或 這兩種方法在原理上的相似之處是 探究點一 探究點二 探究點三 易錯點 排查 實驗設計 當堂檢測 解析 1 為單倍體育種過程 其原理為染色體變異 2 AaBbdd個體中dd這對基因是純合的 而AaBb自交后代中有1 4是純合的 D植株細胞含2個染色體組 是二倍體 F植株是由C的花藥直接發(fā)育成的單倍體經(jīng)秋水仙素處理后形成的二倍體 3 低溫誘導和秋水仙素處理的原理都是通過抑制紡錘體形成使染色體數(shù)目加倍 答案 1 單倍體育種染色體變異 2 1 42二二 3 秋水仙素低溫誘導抑制紡錘體的形成 影響染色體被拉向兩極 使細胞不能分裂 染色體數(shù)目加倍 探究點一 探究點二 探究點三 易錯點 排查 實驗設計 當堂檢測 變式訓練3四倍體西瓜與二倍體西瓜雜交所得的子一代植株開花后 經(jīng)適當處理 則 A 能產(chǎn)生正常配子 結出種子形成果實B 結出的果實為五倍體C 能產(chǎn)生正常配子 可形成無子西瓜D 結出的果實為三倍體解析 四倍體西瓜與二倍體西瓜雜交產(chǎn)生的子一代西瓜植株是三倍體 由于其染色體組數(shù)為奇數(shù) 在減數(shù)分裂時同源染色體聯(lián)會紊亂 因而不能產(chǎn)生正常生殖細胞 所以不能結種子 若經(jīng)適當處理 如用二倍體花粉刺激其子房 可結出三倍體無子西瓜 該西瓜的果皮由三倍體植株的子房壁發(fā)育而來 因此該果實為三倍體 答案 D 探究點一 探究點二 探究點三 易錯點 排查 實驗設計 當堂檢測 判斷正誤 正確的畫 錯誤的畫 1 染色體結構變異中的缺失是堿基對的缺失 提示 染色體結構變異中的缺失是染色體的某一片段缺失 2 在正常情況下 每種生物的染色體數(shù)目都是恒定的 在不同物種之間 染色體數(shù)目往往差別很大 提示 3 生物配子中所具有的全部染色體組成一個染色體組 提示 染色體組是一組非同源染色體 配子中可含有多個染色體組 4 正常情況下 一個染色體組中一定不含同源染色體 也不存在等位基因 提示 探究點一 探究點二 探究點三 易錯點 排查 實驗設計 當堂檢測 5 一個染色體組內(nèi)的染色體其形態(tài) 大小和功能兩兩相同 提示 一個染色體組內(nèi)的染色體互為非同源染色體 其形態(tài) 大小和功能各不相同 6 體細胞中含有一個染色體組的生物是單倍體 含有兩個染色體組的生物一定是二倍體 提示 由配子發(fā)育成的個體 不論體細胞內(nèi)含有幾個染色體組 都是單倍體 由受精卵發(fā)育成的個體 其體細胞內(nèi)含有幾個染色體組 就是幾倍體 故含有兩個染色體組的生物可能是單倍體 也可能是二倍體 7 秋水仙素作用于正在分裂的細胞時 能夠抑制紡錘體的形成 導致染色體不能分配到兩個子細胞中 從而引起細胞內(nèi)染色體數(shù)目加倍 提示 探究點一 探究點二 探究點三 易錯點 排查 實驗設計 當堂檢測 低溫誘導植物染色體數(shù)目加倍 實驗指導 1 實驗原理 1 進行正常有絲分裂的植物分生組織細胞 在有絲分裂后期 染色體的著絲點分裂 子染色體在紡錘絲的作用下分別移向兩極 最終被平均分配到兩個子細胞中去 2 用低溫處理植物組織細胞 使紡錘體的形成受到抑制 導致染色體不能被拉向兩極 細胞也不能分裂成兩個子細胞 于是 植物細胞染色體數(shù)目加倍 2 實驗目的 1 學習低溫誘導植物染色體數(shù)目加倍的方法 2 理解低溫誘導植物細胞染色體數(shù)目加倍的作用機制 探究點一 探究點二 探究點三 易錯點 排查 實驗設計 當堂檢測 3 實驗過程低溫誘導 培養(yǎng)蠶豆根 待蠶豆根長至1 0 1 5cm時 將培養(yǎng)裝置放入冰箱的低溫室內(nèi) 4 誘導培養(yǎng)36h 固定形態(tài) 剪取誘導處理的根尖約5mm 放入卡諾氏固定液中浸泡0 5 1h以固定細胞的形態(tài) 然后用體積分數(shù)為95 的乙醇溶液沖洗2 3次 制作裝片 解離 漂洗 染色 制片 觀察 用顯微鏡觀察 并尋找染色體數(shù)目發(fā)生了變化的細胞 探究點一 探究點二 探究點三 易錯點 排查 實驗設計 當堂檢測 4 注意事項除低溫誘導外 生產(chǎn)上還常用秋水仙素來處理萌發(fā)的種子或幼苗 誘導染色體數(shù)目加倍 其原理是當秋水仙素作用于正在分裂的細胞時 能夠抑制紡錘體的形成 導致染色體不能移向兩極 從而使細胞內(nèi)染色體數(shù)目加倍 染色體數(shù)目加倍的細胞繼續(xù)進行有絲分裂 將來就可能發(fā)育成多倍體植株 探究點一 探究點二 探究點三 易錯點 排查 實驗設計 當堂檢測 設計體驗 下列關于低溫誘導染色體數(shù)目加倍實驗的敘述 正確的是 A 原理 低溫抑制染色體著絲點分裂 使子染色體不能分別移向兩極B 解離 鹽酸酒精混合液和卡諾氏固定液都可以使洋蔥根尖解離C 染色 改良苯酚品紅染液和醋酸洋紅液都可以使染色體著色D 觀察 顯微鏡下可以看到大多數(shù)細胞的染色體數(shù)目發(fā)生改變解析 低溫誘導染色體數(shù)目加倍的原理是低溫抑制紡錘體的形成 使子染色體不能分別移向兩極 卡諾氏固定液用于細胞的固定 鹽酸酒精混合液為解離液 改良苯酚品紅染液和醋酸洋紅液都可以用于染色體的染色 低溫誘導染色體加倍的時期是有絲分裂的前期 而大多數(shù)細胞處于間期 答案 C 探究點一 探究點二 探究點三 易錯點 排查 實驗設計 當堂檢測 1 若圖甲中 和 為一對同源染色體 和 為另一對同源染色體 圖中字母表示基因 表示著絲點 則圖乙 圖戊中染色體結構變異的類型依次是 A 缺失 重復 倒位 易位B 缺失 重復 易位 倒位C 重復 缺失 倒位 易位D 重復 缺失 易位 倒位答案 A 探究點一 探究點二 探究點三 易錯點 排查 實驗設計 當堂檢測 2 下列有關單倍體的敘述 正確的有 A 未經(jīng)受精的卵細胞發(fā)育成的個體一定是單倍體B 含有2個染色體組的生物體一定不是單倍體C 生物的精子或卵細胞一定都是單倍體D 基因型是aaaBBBCcc的植物一定是單倍體解析 單倍體是指由配子發(fā)育而來 體細胞中含有本物種配子染色體數(shù)目的個體 與染色體組數(shù)目無絕對的對應關系 答案 A3 用秋水仙素處理幼苗可誘導形成多倍體植物 秋水仙素的主要作用是 A 使染色體再次復制B 使染色體著絲點不分裂C 抑制紡錘體的形成D 使細胞穩(wěn)定在間期階段答案 C 探究點一 探究點二 探究點三 易錯點 排查 實驗設計 當堂檢測 4 根據(jù)學過的雜交育種知識 從理論上分析 下列敘述錯誤的一項是 A 二倍體 四倍體 三倍體B 二倍體 二倍體 二倍體C 二倍體 六倍體 四倍體D 三倍體 三倍體 三倍體解析 三倍體在減數(shù)分裂產(chǎn)生配子時同源染色體聯(lián)會紊亂 不能產(chǎn)生正常配子 所以不育 答案 D 探究點一 探究點二 探究點三 易錯點 排查 實驗設計 當堂檢測 5 對下列細胞圖中有關染色體變化的描述 不正確的是 A 圖甲細胞中有3個染色體組 可能是體細胞 也可能是生殖細胞B 圖甲所示的細胞如果是體細胞 該細胞可以進行有絲分裂C 圖乙所示的細胞中含有1個染色體組D 圖乙中含有4個DNA分子 4個著絲點 4個中心粒解析 圖甲所示的細胞如果是體細胞 該細胞是三倍體生物的體細胞 可以進行有絲分裂產(chǎn)生子細胞 但是圖甲也可以表示六倍體生物的生殖細胞 圖乙所示細胞無同源染色體 只含一個染色體組 圖乙中含有4個DNA分子 2個著絲點 4個中心粒 答案 D