生物的變異一染色體變異

1、生物的變異一 染色體變異教學(xué)目的1 染色體結(jié)構(gòu)的變異（B：識(shí)記）。2 染色體數(shù)目的變異（B：識(shí)記）。重點(diǎn)和難點(diǎn)1 教學(xué)重點(diǎn) 染色體數(shù)目的變異。2 教學(xué)難點(diǎn) 染色體組、二倍體、多倍體和單倍體的概念。教學(xué)過(guò)程【板書(shū)】 染色體結(jié)構(gòu)的變異染色體變異 染色體組 二倍體和多倍體染色體數(shù)目的變異 人工誘導(dǎo)多倍體在育種上的應(yīng)用 單倍體【注解】一、結(jié)構(gòu)變異：缺失、重復(fù)、倒位、易位。如貓叫綜合征（5號(hào)染色體部分缺失）。這類(lèi)變異危害極大，大多是致死的二、數(shù)目變異（一）個(gè)別染色體的增加或減少（二）染色體組倍性增減1 染色體組：細(xì)胞中的一組非同源染色體，其形態(tài)和功能各不相同，但攜帶著控制一種生物生長(zhǎng)發(fā)育、遺傳變異的全部

2、遺傳信息2 二倍體：體細(xì)胞中含兩個(gè)染色體組的個(gè)體3 多倍體（1）定義：體細(xì)胞中含有三個(gè)或三個(gè)以上染色體組的的個(gè)體（2）成因：外界環(huán)境條件影響了有絲分裂時(shí)紡錘體的形成，使染色體不能被拉向兩極，細(xì)胞不能分裂成兩個(gè)子細(xì)胞。 用途：多倍體育種（多倍體植物各器官都比較大，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的含量也較高）（3）應(yīng)用方法原理：用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗4 單倍體（1）定義：體細(xì)胞中含本物種配子染色體數(shù)目的個(gè)體 單倍體育種（單倍體本身對(duì)人類(lèi)并無(wú)多大作用，但用秋水仙素使其加倍后所（2）應(yīng)用： 后代都是是正常的純合子，因此有單倍體育種，它大大縮短了育種年限）方法：花藥離體培養(yǎng)5.單倍體、多倍體的特點(diǎn)比較項(xiàng)目單倍體多倍體

3、形態(tài)特征植株弱小莖桿粗狀，葉片果實(shí)、種子比較大，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)豐富育 性高度不孕發(fā)育延遲，育性有或無(wú)，結(jié)實(shí)率低【例析】下列有關(guān)單倍體的敘述，正確的是（C）A體細(xì)胞中含有一個(gè)染色體組的個(gè)體 B體細(xì)胞中含有奇數(shù)染色體數(shù)目的個(gè)體C體細(xì)胞中含有本物種配子染色體數(shù)目的個(gè)體 D體細(xì)胞中含有奇數(shù)染色體組數(shù)目的個(gè)體用秋水仙素處理單倍體植株后，得到的一定是（D）A二倍體 B多倍體 C雜合子 D純合子（三）應(yīng)用1單倍體與多倍體的判斷凡是由配子發(fā)育成的新個(gè)體，不論它含有幾個(gè)染色體組都是單倍體。也即生物是幾倍體的判斷，不能只看細(xì)胞內(nèi)含有多少個(gè)染色體組，還要考慮到生物個(gè)體發(fā)育的直接來(lái)源。（1）如果生物體是由受精卵發(fā)育或合子發(fā)

4、育形成，生物體細(xì)胞內(nèi)有幾個(gè)染色體組就叫幾倍體。（2）如果生物體是由生殖細(xì)胞卵細(xì)胞或花粉直接發(fā)育而成，不論細(xì)胞內(nèi)含有幾個(gè)染色體組，都不能叫幾倍體，而只能叫單倍體。2染色體組數(shù)目的判別有以下兩種方法判別細(xì)胞或生物體含有幾個(gè)染色體組：（1）在細(xì)胞內(nèi)任選一條染色體，細(xì)胞內(nèi)與該染色體形態(tài)相同的染色體共有幾條，則含有幾個(gè)染色體組，如圖甲中與1號(hào)（或2號(hào)）相同的染色體共有四條，此細(xì)胞有四個(gè)染色體組。（2）在細(xì)胞或生物體的基因型中，同一種基因有幾個(gè)，則有幾個(gè)染色體組，如上圖乙中，若細(xì)胞的基因型為AaaaBBbb，任一種基因各有四個(gè)，則該生物含有四個(gè)染色體組。3無(wú)子番茄與無(wú)子西瓜兩者雖然都是無(wú)子果實(shí)，但培育原理

5、不一樣。無(wú)子番茄是利用生長(zhǎng)素能促進(jìn)果實(shí)發(fā)育的原理，在未受粉的雌蕊柱頭上涂抹了一定濃度的生長(zhǎng)素，使子房壁膨大為果實(shí)。這是單性結(jié)實(shí)，不是培育新品種的育種過(guò)程。所以最終形成的果實(shí)細(xì)胞中染色體數(shù)目與番茄體細(xì)胞中的染色體數(shù)目相同；并且其基因型與母本體細(xì)胞的基因型相同。無(wú)子番茄并非是由末受精的卵細(xì)胞發(fā)育形成的單倍體果實(shí)。無(wú)子西瓜是利用了三倍體植物在減數(shù)分裂中同源染色體聯(lián)會(huì)紊亂，不能形成正常的配子而無(wú)子的原理。培育過(guò)程中第一年所得西瓜的瓜皮、瓜瓤、種皮由四倍體細(xì)胞構(gòu)成，而胚由三倍體細(xì)胞構(gòu)成；第二年在三倍體植株上結(jié)出的西瓜，其瓜皮、瓜瓤均由三倍體細(xì)胞構(gòu)成，與三倍體植株體細(xì)胞染色體數(shù)、基因型都一致；這屬于多倍體

6、育種，無(wú)子西瓜具有多倍體的特點(diǎn)。4幾種育種方法的比較育種類(lèi)型雜交育種誘變育種單倍體育種多倍體育種轉(zhuǎn)基因育種原理基因重組基因突變?nèi)旧w變異染色體變異基因重組常用方法將分別具有優(yōu)良性狀的兩親本進(jìn)行雜交用物理或化學(xué)方法處理生物先花藥離體培養(yǎng)，后用秋水仙素處理單倍體幼苗秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗基因工程優(yōu)點(diǎn)操作簡(jiǎn)便提高變異頻率，加速育種進(jìn)程明顯縮短育種年限器官均比較大，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)較多能按人的意愿定各改變生物的性狀，克服遠(yuǎn)緣雜交的不親和性缺點(diǎn)育種時(shí)間長(zhǎng)有利變異少，需大量處理供試材料技術(shù)復(fù)雜，需要雜交育種配合只適用于植物技術(shù)要求高，成功率比較低舉例高桿抗病與矮桿不抗病小麥雜交產(chǎn)生矮桿抗病品種高產(chǎn)青霉素菌株

7、的育成抗病植株的培育三倍體無(wú)子西瓜的培育培育生產(chǎn)人胰島素的大腸桿菌育種的根本目的是培育具有優(yōu)良性狀(抗逆性好、品質(zhì)優(yōu)良、產(chǎn)量高)的新品種，以便更好地為人類(lèi)服務(wù)。從基因組成上看，目標(biāo)基因型可能是：純合體，便于制種、留種和推廣；雜交種，充分利用雜種優(yōu)勢(shì)。5三種可遺傳變異的比較 變異類(lèi)型比較項(xiàng)目基因重組基因突變?nèi)旧w數(shù)目成倍地增加或減少多倍體單倍體變異實(shí)質(zhì)控制不同性狀的基因重新組合，產(chǎn)生新的基因型，沒(méi)有產(chǎn)生新的基因基因結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，產(chǎn)生新的基因染色體組成倍的增加，產(chǎn)生新的基因型染色體組成倍的減少，產(chǎn)生新的基因型產(chǎn)生過(guò)程減數(shù)分裂產(chǎn)生配子時(shí)，非等位基因重新組合物理、化學(xué)、生物因素可引起基因結(jié)構(gòu)發(fā)生改變細(xì)

8、胞分裂過(guò)程中，染色體復(fù)制后不能形成兩個(gè)子細(xì)胞有性生殖過(guò)程中，配子不經(jīng)受精作用直接發(fā)育成新個(gè)體意義是形成生物多樣性的重要原因之一，對(duì)于生物進(jìn)化具有重要意義是變異的根本來(lái)源，為生物進(jìn)化提供最初的原材料多倍體育種單倍體育種舉例自然界進(jìn)行有性生殖的同一物種的不同個(gè)體鐮刀型細(xì)胞貧血癥自然界的多倍體植株單倍體玉米例題精析 例1.（2005·廣東生物）以下關(guān)于生物變異的敘述，正確的是（ ） A、基因突變都會(huì)遺傳給后代 B、基因堿基序列發(fā)生改變，不一定導(dǎo)致性狀改變C、染色體變異產(chǎn)生的后代都是不育的 D、基因重組只發(fā)生在生殖細(xì)胞形成過(guò)程中命題意圖:本題考查的知識(shí)點(diǎn)是生物變異的知識(shí)。解析生物的變異的來(lái)源

9、有基因突變、基因重組、染色體變異。基因突變是堿基序列發(fā)生改變，但由于一種氨基酸可由幾種遺傳密碼與它對(duì)應(yīng)，故不一定導(dǎo)致性狀改變。發(fā)生在體細(xì)胞中的突變一般是不會(huì)遺傳給后代。應(yīng)用重組DNA技術(shù)，改造的基因，也屬于基因重組。有些生物染色體變異時(shí)，染色體數(shù)目成倍增加，產(chǎn)生的后代就形成了多倍體答案 B例2用基因型為AaBbCc(無(wú)連鎖)水稻植株的花藥培養(yǎng)出來(lái)的單倍體植株，經(jīng)染色體加倍，可培育出多少種純合體植株 ( ) A2種 B4種 C6種 D8種解析基因型為AaBbCc(無(wú)連鎖)的個(gè)體產(chǎn)生花藥(精子)有23=8種，經(jīng)染色體加倍后即得到8種純合二倍體，即： C ABC AABBCC B c Abc AAB

10、BccAC AbC AABBCC b c Abc AABBcc C ABC AABBCC B c aBc aaBBccaC abC aaBBCC b c abc aaBBcc答案D同類(lèi)變式一用基因型為DdTt的植株所產(chǎn)生的花粒經(jīng)分別離體培養(yǎng)成幼苗，再用秋水仙素處理使其成為二倍體，這些幼苗成熟后自交后代 ( )A全部為純合體 B全部為雜合體 C1/4為純合體 D1/16為純合體解析本題是例2的延伸，即先經(jīng)花粉離體培養(yǎng)得到單倍體，單倍體再經(jīng)染色體加倍得到的二倍體的純合體，純合體自交不會(huì)出現(xiàn)性狀分離(仍為純合體)。所以本題只要求出DdTt產(chǎn)生配子的種類(lèi)及其比例即可，依基因分離定律(自由組合定律)得2

11、4種純合體(各占1/4)。答案A例3（2005·上海生物·27）現(xiàn)有黑色短毛兔和白色長(zhǎng)毛兔，要育出黑色長(zhǎng)毛兔。理論上可采用的技術(shù)是 （ ）雜交育種 基因工程 誘變育種 克隆技術(shù)A、 B、 C、 D、解析： 本題考查的知識(shí)點(diǎn)是生物變異與生物育種。由黑色短毛兔和白色長(zhǎng)毛兔，通過(guò)雜交育種可實(shí)現(xiàn)基因重組，育出黑色長(zhǎng)毛兔；通過(guò)基因工程將決定黑色的基因和長(zhǎng)毛的基因?qū)胪玫氖芫阎校龊谏L(zhǎng)毛兔；通過(guò)基因突變也有可能使決定白色的基因突變?yōu)楹谏蚨拱咨L(zhǎng)毛兔突變?yōu)楹谏L(zhǎng)毛兔；而克隆屬于無(wú)性生殖，子代的遺傳物質(zhì)未發(fā)生變化，所產(chǎn)生的兔的性狀仍是黑色短毛兔或白色長(zhǎng)毛兔，因此不會(huì)出現(xiàn)黑色長(zhǎng)

12、毛兔。答案D例4下圖表示用某種農(nóng)作物品種和兩個(gè)品系培育出品種的可能方法，請(qǐng)回答：（1）指出下列各種交配方式：由品種和培育出的過(guò)程是 ，由品質(zhì)培育出品種經(jīng)過(guò)的過(guò)程V是 (2)品種是一種 植株，由品系經(jīng)過(guò)過(guò)程培養(yǎng)品種常用的方法是 (3)品種形成品種經(jīng)過(guò)的過(guò)程中常用 處理(4)由品種直接形成品種的過(guò)程需經(jīng) ，由品種產(chǎn)生品種的最簡(jiǎn)便方法是 (5)你認(rèn)為成功率最高且工作量最小的培育品種的途徑是 (用過(guò)程、等及“”表示)。解析本例是綜合考查雜交育種，誘變育種、單倍體育種等幾種常規(guī)育種的基礎(chǔ)知識(shí)，該題對(duì)于發(fā)散思維和聚合思維能力的培養(yǎng)具有一定的意義。答案(1)雜交；自交 (2)單倍體：花藥離體培養(yǎng) (3)秋水

13、仙素 (4)基因突變(或人工誘變)；自交 (5)解題警示單倍體育種過(guò)程一般包含多倍體育種的基本步驟，即都要用秋水仙素處理幼苗，這也是部分學(xué)生對(duì)這兩個(gè)概念易混的原因，克服思維障礙的方法是：?jiǎn)伪队N以花粉離體培養(yǎng)為起點(diǎn)，而多倍體育種以用秋水仙素處理萌發(fā)種子或幼苗為起點(diǎn)。能力測(cè)試1.蘿卜和甘藍(lán)雜交，能得到種子，一般是不育的，但偶然發(fā)現(xiàn)有個(gè)別種子種下去后，可產(chǎn)生能育的后代。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是 ( )A基因自由組合 B染色體結(jié)構(gòu)變異 C基因突變 D染色體加倍2.下圖所示細(xì)胞代表四個(gè)物種的不同時(shí)期細(xì)胞，其中含有染色體組數(shù)最多的是 ( )A B C D3.某地區(qū)一些玉米檀株比一般玉米植株早熟，生長(zhǎng)整齊而健

14、壯，果穗大，于粒多，因此這些植株可能是 ( )A單倍體 B三倍體 C四倍體 D雜交種4.四倍體水稻的花粉經(jīng)寓體培養(yǎng)得到的單倍體植株中，體細(xì)胞所含染色體組數(shù)是 ( )A1組 B2組 C3組 D4組5.對(duì)下列有關(guān)實(shí)例形成原理的解釋?zhuān)_的是 ( )A無(wú)籽番茄的獲得是利用了多倍體育種的原理 B培育無(wú)籽西瓜是利用了單倍體育種的原理C培育青霉素高產(chǎn)菌株是利用了基因突變的原理 D“多莉羊”的獲得是利用了雜交育種的原理6.已知一株玉米基因?yàn)锳,Rb，兩對(duì)等位基因是自由組合的，經(jīng) 過(guò)花藥離體培養(yǎng)，獲得N株玉米幼苗經(jīng)秋水仙素處理得到染色加倍植株，其中基因型為曲陽(yáng)的個(gè)組體為 ( ) AN/4 BN/6 CN/10

15、 D07.下列細(xì)胞中，具有三個(gè)染色體的是 ( )水稻的受精卵 二倍體水稻受精極核 小麥的受精卵 普通小麥的卵細(xì)胞 水稻的胚細(xì)胞 二倍體水稻胚乳細(xì)胞 小麥的胚細(xì)胞 普通小麥胚乳細(xì)胞A B C D8.從理論上分析下列各項(xiàng)，其中錯(cuò)誤的是 ( )A二倍體×二倍體二倍體 B三倍體×三倍體三倍體C三倍體×四倍體三倍體 D二倍體×六倍體四倍體9.將人B淋巴細(xì)胞與小鼠骨髓瘤細(xì)胞融合成雜交瘤細(xì)胞，若鼠體細(xì)胞含有個(gè)染色體，則雜交瘤含有多少個(gè)染色體組( ) Al B，2 C4 D8610.蠶豆染色體數(shù)2n=12，蠶豆根尖在19條件下，一個(gè)細(xì)胞周期所占時(shí)間為193小時(shí)。大多數(shù)致

16、癌物質(zhì)都能提高生物的突變頻率，吸煙者容易患肺癌，其發(fā)病率是不吸煙者的108倍。某中學(xué)教師為了讓學(xué)生能清晰地觀察到細(xì)胞染色體畸變，需要在課前制作細(xì)胞的臨時(shí)裝片?，F(xiàn)在10粒干的蠶豆種子(假設(shè)發(fā)芽率為100)及所需要的一切實(shí)驗(yàn)設(shè)備和藥品，請(qǐng)你幫助教師完成上述的課前準(zhǔn)備工作。(1)實(shí)驗(yàn)原理是： (2)最主要的實(shí)驗(yàn)步驟是： (3)為了得到更多的蠶豆根尖，你將怎樣做?(4)如希望得到更多的具有染色體畸變的分裂相細(xì)胞，19環(huán)境下材料應(yīng)至少培養(yǎng)多少時(shí)間? (5)預(yù)見(jiàn)鏡檢時(shí)可能觀察到的染色體畸變的類(lèi)型有： 11請(qǐng)?zhí)顚?xiě)下列各種育種名稱(chēng)和所依據(jù)的原理：（1）用花藥離體培養(yǎng)，培育成煙草新品系是 ，依據(jù)的原理是 。（2

17、）用矮稈不抗病小麥與高稈抗病小麥雜交，育成矮稈抗病的優(yōu)良小麥品種是 ，依據(jù)的原理是 。（3）用射線(xiàn)照射稻種，育出成熟期提前、蛋白質(zhì)含量高的水稻新品系是 ，依據(jù)的原理是 。（4）用普通小麥（六倍體）與黑麥（二倍體）雜交，再經(jīng)過(guò)誘導(dǎo)，育成八倍體小黑麥?zhǔn)?，依據(jù)的原理是 。12已知小麥的高稈對(duì)矮稈為顯性，抗銹病對(duì)易染銹病為顯性，兩對(duì)性狀獨(dú)立遺傳?，F(xiàn)有高稈抗銹病、高稈易染銹病、矮稈易染銹病三個(gè)純系品種，要求設(shè)計(jì)一個(gè)通過(guò)基因重組培育雙抗新品種的步驟。（1）依據(jù) 原理，采取 方法進(jìn)行培育。（2）所選擇的親本類(lèi)型是 ，理由是 。（3）基本育種過(guò)程為：A： ；B： ；C： ；D： 。13下圖是兩種生物的體細(xì)胞

18、內(nèi)染色體及有關(guān)基因分布情況示意圖，請(qǐng)據(jù)圖回答：（1）甲是 倍體生物的體細(xì)胞，乙是 倍體生物的體細(xì)胞。（2）甲的一個(gè)染色體組含有 條染色體，如果由該生物的卵細(xì)胞單獨(dú)培育成的生物的體細(xì)胞含有 個(gè)染色體組，該生物是 倍體。（3） 圖乙所示的個(gè)體與基因型為aabbcc的個(gè)體交配，其F1代最多有 種表現(xiàn)型。14.（2006北京卷）為豐富植物育種的種質(zhì)資源材料，利用鈷60的射線(xiàn)輻射植物種子，篩選出不同性狀的突變植株。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)鈷60的輻射用于育種的方法屬于 育種。(2)從突變材料中選出高產(chǎn)植株，為培育高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗鹽新品種，利用該植株進(jìn)行的部分雜交實(shí)驗(yàn)如下：控制高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)性狀的基因位于 對(duì)染色

19、體上，在減數(shù)分裂聯(lián)會(huì)期 (能、不能)配對(duì)?？果}性狀屬于 遺傳。(3)從突變植株中還獲得了顯性高蛋白植株(純合子)。為驗(yàn)證該性狀是否由一對(duì)基因控制，請(qǐng)參與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)并完善實(shí)驗(yàn)方案：步驟1：選擇 和 雜交。預(yù)期結(jié)果： 。步驟2： 。預(yù)期結(jié)果： 。觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果，進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析：如果 與 相符，可證明該性狀由一對(duì)基因控制。【參考答案與提示】1D( 蘿卜和甘藍(lán)雜交所得個(gè)體為異源多倍體染色體有可表示為AB，其不可育，只有經(jīng)過(guò)加倍為AABB，減數(shù)分裂才能正常聯(lián)會(huì)，產(chǎn)生可育配子)2D ( A、B、C、D各有3個(gè)、3個(gè)、1個(gè)、4個(gè)染色體組)3D( 典型“雜種優(yōu)勢(shì)”性狀?！霸绲尽笨膳懦啾扼w(四倍體)4B( 四倍體水稻含4個(gè)染色體組，其花粉中含2個(gè)染色體組)5C ( A、B、D三項(xiàng)分別依據(jù)生