染色體變異課件高一下學期生物人教版必修22

第2節(jié)

染色體變異第5章基因突變及其他變異必修二新課導入“貓叫綜合癥”的患兒一般表現為生長發(fā)育遲緩，頭央部畸形，哭聲輕，音調高，皮紋改變等特點，并有嚴重的智能障礙，而其最明顯的特征是哭聲類似貓叫，“貓叫綜合癥”因此而得名。其發(fā)生率為十萬分之一，在國內外均很少見。據稱，病兒哭聲異?？赡芟岛聿堪l(fā)育不良所致，也可能與腦損害有關。原因：第5號染色體部分缺失引起的遺傳病生物體的體細胞或生殖細胞內染色體數目或結構的變化，稱為染色體變異染色體變異染色體數目變異染色體結構變異染色體數目變異染色體數目的變異可以分為兩類：①細胞內個別染色體的增加或減少②細胞內染色體數目以一套完整的非同源染色體為基數成倍地增加或成套地減少21三體綜合征黑皮無籽西瓜非整數倍整數倍染色體減少：單體(減一條)染色體增加：三體(加一條)、四體(加一對)多倍體：細胞中含有三個或更多染色體組的個體單倍體：細胞中含有正常體細胞的一半染色體數目同源染色體：形態(tài)大小相似、一條來自父方，一條來自母方，減數分裂前期能夠聯(lián)會配對的染色體染色體組:細胞中的一套非同源染色體染色體數目變異一個染色體組中不含同源染色體。一個染色體組中所含的染色體形態(tài)、大小和功能各不相同。一個染色體組中含有控制生物性狀的一整套基因，但不能重復。染色體組的特點2.基因型中相同字母（無論大小寫）有幾個，即有幾個染色體組1.相同的染色體有幾條就有幾個染色體組AAaBbbDDDeeeAAAaBbbb二倍體由受精卵發(fā)育而來，體細胞中含有兩個染色體組染色體數目變異野生馬鈴薯的染色體組成(紅色為熒光標記)野生馬鈴薯體細胞中有兩個染色體組，每個染色體組包括12條形態(tài)和功能不同的非同源染色體。像這樣，體細胞中含有兩個染色體組的個體叫作二倍體。三倍體/多倍體由受精卵發(fā)育而來，體細胞中含有三個染色體組，稱為三倍體，體細胞中含有三個以上染色體組，稱為多倍體如果二倍體的減數分裂出現錯誤，形成含有兩個染色體組的配子，這樣的配子與含有一個染色體組的配子結合，發(fā)育成的個體的體細胞中就含有三個染色體組，稱作三倍體三倍體形成原因AAAAAA配子配子注意：三倍體因為原始生殖細胞中有三套非同源染色體，減數分裂時出現聯(lián)會紊亂，因此不能形成可育的配子。香蕉、三倍體無子西瓜的果實中沒有種子，原因就在于此染色體數目變異如果兩個含有兩個染色體組的配子結合，發(fā)育成的個體的體細胞中就含有四個染色體組，稱作四倍體四倍體形成原因AAAAAAAA配子配子注意：①四倍體可以通過減數分裂形成含有兩個染色體組的配子②與二倍體植株相比，多倍體植株常常是莖稈粗壯，葉片、果實和種子都比較大，糖類和蛋白質等營養(yǎng)物質的含量都有所增加染色體數目變異染色體數目變異土豆番茄細胞異源四倍體，含四個染色體組物理:離心、震動、電刺激化學:PEG(聚乙二醇)誘導細胞融合異源多倍體單倍體染色體數目變異概念：多倍體的生殖細胞內不只含有一個染色體組，但由這樣的生殖細胞直接發(fā)育成的個體都叫單倍體，即體細胞中染色體數目與本物種配子染色體數目相同，如蜜蜂中的雄峰。與正常植株相比，單倍體植株長得弱小，而且高度不育。注意：有的單倍體生物的體細胞中不只含有一個染色體組。絕大多數生物為二倍體生物，其單倍體的體細胞中含一個染色體組，如果原物種本身為多倍體，那么它的單倍體的體細胞中含有的染色體組數一定多于一個。如四倍體水稻的單倍體含兩個染色體組，六倍體小麥的單倍體含三個染色體組。原理：用低溫處理植物的分生組織細胞，能夠抑制紡錘體的形成，以致影響細胞有絲分裂中染色體被拉向兩極，導致細胞不能分裂成兩個子細胞，于是，植物細胞的染色體數目發(fā)生變化。目的要求：1．學習低溫誘導植物細胞染色體數目變化的方法。2．理解低溫誘導植物細胞染色體數目變化的作用機制。材料用具：蒜或洋蔥（均為二倍體，體細胞中的染色體數目為16），培養(yǎng)皿，濾紙，紗布，燒杯，鑷子，剪刀，顯微鏡，載玻片，蓋玻片，冰箱，卡諾氏液，質量濃度為0.01g/mL的甲紫（舊稱龍膽紫）溶液，質量分數為15%的鹽酸，體積分數為95%的酒精。低溫誘導植物細胞染色體數目的變化方法步驟：1．將蒜（或洋蔥）在冰箱冷藏室內（4℃）放置一周。取出后，將蒜放在裝滿清水的容器上方，讓蒜的底部接觸水面，于室溫（約25℃）進行培養(yǎng)。待蒜長出約1cm長的不定根時，將整個裝置放入冰箱冷藏室內，誘導培養(yǎng)48~72h。2．剪取誘導處理的根尖0.5~1cm，放入卡諾氏液中浸泡0.5~1h，以固定細胞的形態(tài)，然后用體積分數為95%的酒精沖洗2次。3．制作裝片，包括：解離、漂洗、染色和制片4個步驟，具體操作方法與觀察植物細胞有絲分裂的實驗相同。4．先用低倍鏡尋找染色體形態(tài)較好的分裂象。視野中既有正常的二倍體細胞，也有染色體數目發(fā)生改變的細胞。確認某個細胞發(fā)生染色體數目變化后，再用高倍鏡觀察。低溫誘導植物細胞染色體數目的變化注意：低溫誘導染色體數目加倍和秋水仙素處理的原理都是抑制紡錘體的形成人類的許多遺傳病是由染色體結構改變引起的。例如，貓叫綜合征是人的5號染色體部分缺失引起的遺傳病，因為患兒哭聲輕，音調高，很像貓叫而得名。貓叫綜合征患者的生長發(fā)育遲緩，而且存在嚴重的智力障礙。在自然條件或人為因素的影響下，染色體發(fā)生的結構變異主要有以下4種類型染色體結構變異缺失增加易位倒位染色體結構變異染色體缺失染色體的某一片段缺失引起變異。例如，果蠅缺刻翅的形成染色體結構變異正常翅缺刻翅染色體增加染色體中增加某一片段引起變異。例如，果蠅棒狀眼的形成（以上兩圖為電鏡照片）染色體結構變異正常眼棒狀眼染色體易位染色體的某一片段移接到另一條非同源染色體上引起變異。例如，果蠅花斑眼的形成染色體結構變異正常眼花斑眼染色體倒位染色體的某一片段位置顛倒也可引起變異。例如，果蠅卷翅的形成染色體結構變異正常翅卷翅染色體變異的結果染色體結構變異

變異類型具體變化實質舉例缺失

缺失某一片段基因數目減少貓叫綜合征增加增加某一片段染色體上相同基因數目增多果蠅棒狀眼移接某一片段移接到另一非同源染色體上染色體上基因數目、種類排列順序的變化果蠅花斑眼顛倒某一片段位置顛倒染色體上基因排列順序變化人慢性粒白血病染色體結構的改變，會使排列在染色體上的基因數目或排列順序發(fā)生改變易位與同源染色體的非姐妹染色單體的互換染色體異位交叉互換圖解區(qū)別發(fā)生于非同源染色體之間發(fā)生于同源染色體的非姐妹染色單體間屬于染色體結構變異屬于基因重組可在顯微鏡下觀察到在顯頒鏡斥規(guī)察不到染色體變異與基因突變的比較（1）從是否產生新基因上來區(qū)別：①染色體結構變異使排列在染色體上的基因的數目或排列順序發(fā)生改變，從而導致性狀的變異；②基因突變是基因結構的改變。包括DNA堿基對的替換、增添和缺失。基因突變導致新基因的產生，染色體結構變異未形成新的基因。（2）通過光學顯微鏡區(qū)別：①染色體變異可借助光學顯微鏡觀察；②基因突變、基因重組用光學顯微鏡觀察不到。易位(擴展)單向易位易位缺失平衡易位習題精講1.蜜蜂的染色體組具有一種特殊的遺傳機制,它決定了蜜蜂的性別和遺傳信息。蜂王(雌性)是二倍體,有2個染色體組,雄蜂是由未受精的卵細胞發(fā)育而來的。下列敘述正確的是(

)A.染色體組在減數分裂過程中消失B.雄蜂為單倍體生物C.每個染色體組中的染色體均為同源染色體D.單倍體生物均只含1個染色體組B2.如圖表示細胞中所含的染色體,下列敘述錯誤的是(

)習題精講BA.①代表的生物可能是二倍體,其每個染色體組含4條染色體B.②代表的生物可能是二倍體,其每個染色體組含3條染色體C.③代表的生物可能是單倍體,其每個染色體組含2條染色體D.④代表的生物是單倍體,其每個染色體組含4條染色體習題精講3.以洋蔥(2n=16)為實驗材料,進行“低溫誘導植物細胞染色體數目的變化”實驗。下列敘述錯誤的是(

)A.低溫誘導后的根尖放入卡諾氏液中浸泡,以固定細胞的形態(tài)B.需要用低倍鏡找到染色體形態(tài)較好的分裂象C.制作裝片的步驟為解離、染色、漂洗、制片D.低溫誘導后的根尖細胞中仍有正常的二倍體細胞C習題精講4.某種染色體變異如圖所示。下列有關該變異的敘述,錯誤的是(

)A.只能發(fā)生在減數分裂的過程中B.是染色體結構變異的一種類型C.屬于可遺傳的變異,在顯微鏡下可見D.發(fā)生于非同源染色體之間A習題精講5.(多選)慢性髓細胞性白血病由9號染色體和22號染色互換片段所致。下列相關敘述正確的是(

)A.該病患者體細胞發(fā)生了染色體結構變異B.A基因和B基因都是有遺傳效應的DNA片段C.健康人的A/a和B/b基因的遺傳遵循自由組合定律D.該病患者與健康人相比,體細胞中的染色體數目多了1條ABC習題精講6.某精原細胞中m、n為一對同源染色體,其中m為正常染色體。該對同源染色體聯(lián)會后發(fā)生的特殊過程如圖所示,其中A~E表示染色體片段,染色體橋在減數第一次分裂時會在兩著絲粒之間隨機斷裂,后續(xù)的分裂過程正常進行。下列說法正確的是(

)A.m、n聯(lián)會時發(fā)生交換的位點在基因B和C之間B.該精原細胞減數分裂形成的精子中染色體數目會減少C.僅考慮B基因,該精原細胞減數分裂后可形成基因型為BB的精子D.該精原細胞經減數分裂形成的含異常染色體的精子占1/2A習題精講7.已知果蠅性染色體組成如表,且果蠅的紅眼基因(R)和白眼基因(r)僅位于X染色體上。將正常紅眼雄果蠅與正常白眼雌果蠅雜交,子代中出現了一只白眼雌果蠅。對此現象的分析錯誤的是(

)A.父本形成配子過程中,基因R突變成了基因rB.母本形成配子過程中,同源染色體XX未分離C.父本形成配子過程中,染色體X和Y未分離D.父本形成配子過程中,基因R所在染色體片段缺失C性染色體組成性別XX、XXY雌性XY、XYY、XO(缺少一條性染色體)雄性其余類型胚胎時期死亡習題精講8.如圖甲、乙為一個基因型為AaBb的精原細胞在減數分裂過程中產生的兩個細胞,下列相關敘述正確的是(

)A.圖甲細胞中存在A、a基因可能是因為同源染色體的非姐妹染色單體發(fā)生互換或基因突變B.圖甲細胞分裂結束形成的每個子細胞中各含有兩個染色體組C.圖乙細胞處于減數分裂Ⅱ后期,其子細胞為精細胞或極體D.圖乙細胞已開始胞質分裂,產生的子細胞染色體數目均異常D雜交育種生物育種定義：將兩個或多個品種的優(yōu)良性狀通過交配集中在一起，經過選擇和培育，獲得型品種的方法核心原理：基因重組簡要過程：甲：aabb乙：AABBAaBb雜交AAbb連續(xù)自交優(yōu)點：①使不同個體的優(yōu)良性狀集中到一個個體上②操作簡單缺點：①育種時間長②不能克服遠緣雜交不親和的障礙誘變育種生物育種定義：用物理或化學方法處理生物（常為愈傷組織）使其發(fā)生基因突變，通過篩選獲得優(yōu)良變異類型的育種方法核心原理：基因突變簡要過程：選擇目標生物----誘變操作----篩選理想類型-----植物組培獲得完整個體甲：aabbAabb誘變、篩選AAbb誘變、篩選優(yōu)點：可以提高基因突變的頻率、加速育種進程，且可大幅度改良某些性狀缺點：有利變異少，需要大量處理實驗材料單倍體育種生物育種核心原理：染色體變異簡要過程：花藥離體培養(yǎng)----染色體數目加倍甲：aabb乙：AABBAaBb雜交AAbb連續(xù)自交Ab花藥離體培養(yǎng)秋水仙素處理注意：(1)單倍體大都不育，所以秋水仙素處理時一般處理幼苗。(2)單倍體育種所得植株未必是純合子。如AAaa的植株個體為雜合子。優(yōu)點：明顯縮短育種年限，可以獲得純種缺點：技術復雜且需要雜交育種配合多倍體育種生物育種核心原理：染色體變異簡要過程：低溫或者秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗甲：aabb乙：AABBAaBb雜交AAbb連續(xù)自交Ab花藥離體培養(yǎng)秋水仙素處理秋水仙素處理AAAAbbbb優(yōu)點：器官較大，提高產量和營養(yǎng)成分缺點：只適用于植物，所得多倍體一般發(fā)育遲緩，結實率低注意：(1)多倍體育種可以處理種子或幼苗。多倍體育種--三倍體無籽西瓜染色體數目變異秋水仙素處理會形成二倍體和四倍體的嵌合體:①

已有的細胞和未被秋水仙素處理的部分依然是二倍體。②被秋水仙素作用的部分有一定的概率會變成四倍體，以及再長出來就是四倍體。將二倍體西瓜的花粉涂抹在四倍體的雌蕊上發(fā)育形成的西瓜:①西瓜皮、西瓜瓤等部分是四倍體。②西瓜籽是三倍體。把三倍體的西瓜籽種下去，長出的植株即是三倍體植株，它不能形成卵細胞，因為三倍體減數分裂聯(lián)會紊亂。但我們可以用正常的二倍體的花粉給它受粉，結出來的西瓜:①

西瓜皮、西瓜瓤都是三倍體。②

無籽。染色體數目變異為什么要給三倍體植株的雌蕊授二倍體的花粉?①三倍體植株上面會形成雌蕊②雌蕊授粉后，會形成生長素，生長素可以促進雌蕊的發(fā)育，形成西瓜。③如果不給它授粉，這個雌蕊過段時間就會萎縮脫落，無法形成西瓜。四倍體做母本的原因：1.多倍體花粉育性較差2.細胞質基因來自二倍體的西瓜，珠被能正常發(fā)育為種皮(有子)多倍體育種--三倍體無籽西瓜多倍體育種---八倍體小黑麥染色體數目變異染色體加倍

雜種III(4n=28)——不育一粒小麥(2n=14)×山羊草(2n=14)雜種I(2n=14)———不育染色體加倍

二粒小麥(4n=28)×節(jié)節(jié)草(2n=14)雜種II(3n=21)———不育普通小麥(6n=42)

×

黑麥(2n=14)染色體加倍

八倍體小黑麥(8n=56)習題精講1.60Co輻射可使部分花粉活力降低,通過受精過程可誘導卵細胞發(fā)育成單倍體幼胚。科研人員利用此原理,通過如圖所示操作培養(yǎng)西葫蘆優(yōu)良品種。下列相關敘述不正確的是(

)A.雌花套袋的目的是防止外來花粉的干擾B.經②得到的部分幼苗體細胞染色體數目可能與④獲得的品種相同C.④處理可在有絲分裂前期抑制紡錘體的形成D.③應挑選幼苗中葉片大、莖稈粗壯的個體即為單倍體D習題精講2.如圖是利用玉米(2n=20)的幼苗芽尖細胞(基因型為BbTt)進行實驗的流程示意圖。下列分析不正確的是(

)A.基因重組發(fā)生在圖中②過程中,過程①體現了植物細胞具有全能性B.圖中培育植株B的原理是秋水仙素能夠抑制紡錘體的形成C.植株A為二倍體,其體細胞內最多有4個染色體組;植株C屬于單倍體,其發(fā)育起點為配子D.利用幼苗2進行育種的最大優(yōu)點是能明顯縮短育種年限,植株B純合的概率為25%D習題精講3.小麥育種專家育成的“小麥二體異附加系”,能將長穗偃麥草的抗病、高產等基因轉移到小麥中。如圖為普通小麥(6n=42,記為42W)與長穗偃麥草(2n=14,記為14E)雜交選育“小麥二體異附加系”的示意圖。根據流程示意圖判斷下列敘述正確的是(

)A.普通小麥與長穗偃麥草雜交產生的F1中含有4個染色體組B.①過程可用低溫抑制染色體著絲粒分裂而導致染色體數目加倍C.乙中來自長穗偃麥草的染色體不能聯(lián)會,其可產生7種染色體數目不同的配子D.丁自交產生的子代中,含有2條來自長穗偃麥草染色體的植株戊占1/2A習題精講4.科研工作者利用不同方式培育西瓜(2n=22)品種,流程如圖所示,其中①~④為不同過程。已知甲、乙的基因型分別為DDee、ddEE,且兩對基因獨立遺傳,回答下列問題:(1)過程①中使用的試劑為

,該試劑也可用

的方法代替,以達到相同目的。過程②得到的西瓜無子的原因是

。(2)圖中由花粉直接培育成的植株稱為

植株,該植株的基因型有

種,過程④主要利用了

的生物變異原理。

(3)若基因D控制高產,基因E控制抗病,則F2中可穩(wěn)定遺傳的優(yōu)良品種的概率為

。

習題精講5.玉米籽