2011高考生物一轮复习课件：必修2 第5章 基因突变及其他变异 第2节 染色体变异

•答案:缺失•排列•第2节染色体变异•议一议：如何确认生物发生了染色体变异？•答案：染色体变异中的结构变异和数目变异都属于细胞的•水平上的变化，在光学显微镜下能够看到，因此通过观察该生物具有分裂增生能力的组织中有丝分裂中期细胞的中染色体的变化，结合相应症状就能确认。•答案:形态功能非同源染色体受精卵两•想一想：含有1个染色体组的个体一定是单倍体吗？单倍体一定含有一个染色体组吗？•答案：①一定，②不一定，如小麦的单倍体含有三个染色体组。•答案:受精卵三个或三个以上都比较大含量增加秋水仙素萌发纺锤体加倍•思一思：(1)人工诱导多倍体的原理是什么？为什么要强调“处理萌发的种子或幼苗”？•(2)单倍体育种为什么能缩短育种年限。•答案：(1)人工诱导多倍体，就是利用秋水仙素或低温作用于正在分裂的细胞的，抑制纺锤体的形成，从而引起细胞的内染色体数目加倍。萌发的种子或幼苗是植物体分生组织的部位，或者说是细胞的有丝分裂旺盛的部位，通过秋水仙素处理后，才能使植物体产生的新细胞的染色体数目加倍，从而形成多倍体。•(2)单倍体经秋水仙素处理后就可获得稳定遗传的纯合子，一般可用两年时间完成，而常规的育种方法一般要连续自筛选、逐代选择淘汰，所以获得一个纯系一般需5～8年时间。•答案:不育缩短纯合子•想一想：低温诱导植物染色体数目的变化和秋水仙素的作用原理是否相同？•答案：相同，都是抑制细胞的分裂时纺锤体的形成，使细胞的染色体数目加倍。•答案:分生组织纺锤体•单倍体育种及其育种程序(浙江科技版)•(1)单倍体育种：是利用单倍体作为中间环节产生具有优良性状的可育纯合子的育种方法。•(2)花药离体培养是产生单倍体植株的简便而有效的方法，其育种程序包括：•①用常规方法获得杂种F1。•②将F1的花药放在人工培养基上进行离体培养，花粉细胞的经过多次分裂形成愈伤组织，诱导愈伤组织分化成幼苗。•③用秋水仙素处理单倍体幼苗、染色体加倍后即成为可育的纯合植株。•单倍体育种有什么优点？•【提示】单倍体育种的优点有：•第一，明显缩短育种年限。运用常规的育种方法，要育成一个稳定的纯合品种，至少需要5年，利用单倍体育种则可缩短为2年。•第二，能排除显隐性干扰，提高效率，当亲本杂筛选后，利用F1的花药直接诱导单倍体加倍产生纯合子，它的基因型和表现型一致，可直接通过表现型来判断基因型，其效率高于常规育种。•1．染色体结构变异类型及图解缺失一个正常染色体在断裂后丢失一个片段，这个片段上的基因也随之失去重复一条染色体的片段连接到同源的另一条染色体上，使另一条同源的染色体多出跟本身相同的某一片段倒位指染色体断裂后倒转180°后重新接合起来，造成这段染色体上基因位置顺序颠倒易位染色体断裂后在非同源染色体间错误接合，更换了位置•2.遗传效应•染色体结构基因的数目或性状的变异•(基因载体)排列顺序改变•易位与筛选叉互换的区别•易位发生在非同源染色体之间，是指染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上。•筛选叉互换发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间。特别提醒：•3.染色体数目变异类型•(1)细胞的内的个别染色体增加或减少。•(2)细胞的内的染色体数目以染色体组的形式成倍地增加或减少。•4．染色体组数的判定•(1)根据染色体形态判断：细胞的内形态、大小相同的染色体有几条，则该细胞的中就含有几个染色体组。如图：每种形态的染色体有3条，则该细胞的中含有3个染色体组。•(2)根据基因型判断：在细胞的或生物体的基因型中，控制同一性状的相同基因或等位基因出现几次，该细胞的或生物体中就含有几个染色体组。例如：基因型为AaaaBBbb的细胞的或生物体，含有4个染色体组。也可以记作：同一个字母不分大小写重复出现几次，就是几倍体生物。•(3)根据染色体数目和染色体形态推算含有几个染色体组。•染色体组数＝•如图：共有8条染色体，染色体形态数(形态大小不相同)为2，所以染色体组数为8÷2＝4(个)。•①一个染色体组内的各条染色体在形态、结构、功能上都各不相同，它们是一组非同源染色体。•②不同生物的一个染色体组中所含的染色体数目不一定相同，但同种生物的一个染色体组所含的染色体数目一定相同。特别提醒：•1．已知某物种的一条染色体上依次排列着M、N、O、p、q五个基因，如下图列出的若干种变化中，不属于染色体结构发生变化的是()•解析：A染色体丢失了基因，B染色体增加了一个基因，C染色体基因p、q之间位置颠倒了180°。•答案：D•2．如图所示细胞的代表四个物种的不同时期细胞的，其中含有染色体组数最多的是()•解析：本题考查染色体组的概念。在染色体组内不存在同源染色体，A选项同源染色体3条应含有3个染色体组；B选项6条染色体也应含有3个染色体组；D选项同源染色体4条(同源染色体最多)应含有4个染色体组；C选项无同源染色体，应为1个染色体组。•答案：D•1．二倍体、多倍体、单倍体的比较二倍体多倍体单倍体概念体细胞中含2个染色体组的个体体细胞中含3个或3个以上染色体组的个体体细胞中含本物种配子染色体数目的个体染色体组2个3个或3个以上1至多个发育起点受精卵受精卵配子植物特点正常果实、种子较大，生长发育延迟，结实率低植株弱小，高度不育举例几乎全部动物、过半数高等植物香蕉、无子西瓜玉米、小麦的单倍体•判断某个体是否为单倍体的依据为个体发育的起点，而不是其体细胞中所含的染色体组的数目。特别提醒：•2.单倍体育种与多倍体育种比较单倍体育种多倍体育种原理染色体数目以染色体组形式成倍减少，然后再加倍后获得纯种染色体数目以染色体组形式成倍增加方法花药离体培养获得单倍体，再用秋水仙素处理幼苗秋水仙素处理正在萌发的种子或幼苗优点明显缩短育种年限器官大，营养成分含量高，产量增加缺点技术复杂，需要与杂筛选育种配合适用于植物，动物难以开展。多倍体植物生长周期延长，结实率降低举例•3．下列基因型的生物中最可能是单倍体的是()•A．BbbB．AaaC．ABCDD．AaBb•解析：A、B中相同基因和等位基因共有3个，所以可能是三倍体，也可能是单倍体；D同样可能是二倍体，也可能是单倍体；C中相同基因和等位基因只有1个，说明染色体组数为1，所以最可能是单倍体。•答案：C•4．(2010·郑州模拟)下列几种育种方法中，只产生出与亲代相同基因型品种的育种方式是()•A．杂筛选育种B．单倍体育种•C．植物的组织培养D．人工诱变育种•解析：杂筛选育种的原理是基因重组，可以产生出与亲代不同基因型的品种；单倍体育种的原理是染色体变异，其常用方法是花药离体培养，可以产生出与亲代不同的基因型品种；多倍体育种、人工诱变育种也都可以产生出与亲代不同的基因型品种；植物的组织培养属于无性生殖。•答案：C变异类型比较项目基因突变基因重组染色体变异实质基因结构的改变基因的重新组合染色体结构或数目变化适用范围任何生物均可发生真核生物进行有性生殖产生配子时真核生物核遗传中发生产生结果产生新的基因，但基因数目未变只改变基因型，未发生基因的改变可引起基因“数量”上的变化意义生物变异的根本来源，提供生物进化的原始材料形成生物多样性的重要原因，对生物进化有十分重要的意义对生物进化有一定意义育种应用诱变育种杂筛选育种单倍体、多倍体育种•①以上三种可遗传变异并不一定能遗传给后代。•②染色体结构变异与基因突变的区别染色体结构变异使排列在染色体上的基因的数目和排列顺序发生改变，从而导致性状的变异。基因突变是基因结构的改变，包括DNA碱基对的增添、缺失或替换。基因突变导致新基因的产生，染色体结构变异未形成新的基因。•③通过显微镜区别基因突变、基因重组是DNA分子水平上的变化，借助显微镜无法观察；但染色体变异是染色体结构和数目的变异，属细胞的水平上的变化，借助显微镜可以观察。特别提醒：•5．图为两条同源染色体在减数分裂时的配对行为，则表明该细胞的()•A．发生了基因突变B．发生了染色体变异•C．不发生基因重组D．发生碱基互补配对•解析：基因突变只是基因分子(碱基对的数目和种类缺失、增添或改变)结构的部分改变，所以不可能在显微镜下观察到，排除选项A；同源染色体在减数分裂时的配对发生筛选换重组，选项C错误；碱基互补配对发生在DNA复制、转录(或逆转录)、翻译过程中，选项D错误；图中下面一条染色体发生染色体倒位，该倒位部分通过形成倒位环(旋转180°)完成同源部分的配对。•答案：B•【例1】如图所示细胞的中所含的染色体，下列叙述不正确的是()•A．①代表的生物可能是二倍体，其每个染色体组含4条染色体•B．②代表的生物可能是二倍体，其每个染色体组含3条染色体•C．③代表的生物可能是四倍体，其每个染色体组含2条染色体•D．④代表的生物可能是单倍体，其每个染色体组含4条染色体•自主解答：________•答案：B•规律方法：二倍体、多倍体、单倍体判断程序：•(1)首先判断细胞的的发育起点，起点是配子的一定是单倍体。•(2)起点是受精卵的，再判断染色体组数目，含有几个染色体组就是几倍体。•(3)如果细胞的内只含有一个染色体组，则一般是单倍体。•【例2】(2009·江苏卷，26)甲磺酸乙酯(EMS)能使鸟嘌呤(G)的N位置上带有乙基而成为7乙基鸟嘌呤，这种鸟嘌呤不与胞•嘧啶(C)配对而与胸腺嘧啶(T)配对，从而使DNA序列中G－C对转换成A－T对。育种专家为获得更多的变异水稻亲本类型，常先将水稻种子用EMS溶液浸泡，再在大田种植，通常可获得株高、穗形、叶色等性状变异的多种植株。请回答下列问题。•(1)经过处理后发现一株某种性状变异的水稻，其自筛选后代中出现两种表现型，说明这种变异为________突变。•(2)用EMS浸泡种子是为了提高________，某一性状出现多种变异类型，说明变异具有________。•(3)EMS诱导水稻细胞的的DNA发生变化，而染色体的________不变。•(4)经EMS诱变处理后表现型优良的水稻植株也可能携带有害基因，为了确定是否携带有害基因，除基因工程方法外，可采用的方法有________、________。•(5)诱变选育出的变异水稻植株还可通过PCR方法进行检测，通常该植株根、茎和叶都可作为检测材料，这是因为•________________________________________________________________________。•思路点拨：(1)中的“自筛选后代中出现两种表现型”是重要信息，说明该个体自筛选发生性状分离，可知该变异为显性突变。(2)人工诱变可用物理、化学方法处理生物个体，提高其基因突变频率，但有盲基因性，因为突变是不定向的。(3)人工诱变只属基因突变的变异类型，故染色体的结构和数目是不变的。(4)检测是否携带有害基因，可运用基因分离定律知识，通过自筛选或先花药离体培养，再通过秋水仙素加倍，观察其后代的性状进行确定。(5)考查了生物个体发育的知识，进行有性生殖的个体发育起点是受精卵，而由受精卵发育而来的植株的根、茎和叶的基因型都相同。•自主解答：________________________________________________________________________•答案：(1)显性(2)基因突变频率不定向性(3)结构和数目•(4)自筛选花药离体培养形成单倍体、秋水仙素诱导加倍形成二倍体(5)该水稻植株体细胞基因型相同•实验：低温诱导植物染色体数目的变化•1．实验原理•(1)正常进行有丝分裂的组织细胞的，在分裂后期着丝点分裂后，子染色体在纺锤体作用下分别移向两极，进而平均分配到两个子细胞的中去；•(2)低温可抑制纺锤体形成，阻止细胞的分裂，导致细胞的染色体数目加倍。•2．实验流程•根尖培养：将洋葱等材料放在装满清水的广口瓶上，底部接触水面，置于适宜条件下，使之生根；•低温诱导：待不定根长至1cm时，将整个装置放入冰箱的低温室内(4℃)，诱导培养36h；•材料固定：剪取根尖约0.5～1cm，放入卡诺氏液中浸泡0.5～•1h，固定其形态，然后用95%酒精冲洗2次；•制作装片:解离→漂洗→染色→制片(同观察植物细胞的的有