高中生物 第三章 第三节 染色体变异及其应用课件 苏教版必修2

花粉离体培养，然后进
常用
秋水仙素处理萌发的种子或
行人工诱导使染色体数
方法
幼苗
目加倍，形成纯合子
优点
操作简单，可在较短时间获 明显缩短育种年限
得所需类型
单倍体育种
多倍体育种
技术复杂，需与杂交 适用于植物 ，在动物方
缺点
育种配合
面难以开展
举例 抗病植株的快速育成 三倍体无子西瓜、甜菜
2.三倍体无子西瓜的培育过程
3．三倍体香蕉通过什么方式繁殖后代？为什么？ 提示：无性繁殖。因为香蕉体细胞中含有三个染色 体组，在减数分裂时联会紊乱，不能产生正常的配子， 故香蕉的果实里几乎没有种子，只能通过无性繁殖方式 产生后代。
[跟随名师·解疑难] 1．单倍体育种、多倍体育种的比较
单倍体育种
多倍体育种
原理
染色体变异
染色体变异
[思路点拨]
[精讲精析] (1)一定浓度的秋水仙素能抑制纺锤体的形 成，从而使分裂的细胞染色体数目增加，经培养后得到所需 多倍体植株。
(2)异源多倍体AABBCC经减数分裂得到的配子为ABC， 普通小麦AABBDD植株经减数分裂得到的配子是ABD，所以 杂交后代①的染色体组的组成为AABBCD；题干中指出A、B、 C、D表示4个不同的染色体组，每组有7条染色体，杂交后代 ①AABBCD在减数分裂时AA能形成7个四分体，BB能形成7 个四分体，CD因为是非同源关系，不能形成四分体；杂交后 代①AABBCD中含有的染色体条数为6×7＝42(条)。
(2)染色体组数目的判断： ①据染色体形态判断： 细胞内形态相同的染色体有几条，则含有几个染色体 组。如下图所示的细胞中，形态相同的染色体在a中有3条、 b中两两相同、c中各不相同，则可判定它们分别含三个、 二个、一个染色体组。
②据基因型判断： 控制同一性状的基因出现几次，就含几个染色体组— —每个染色体组内不含等位基因或相同基因，如图所示： (d～g中依次含四、二、三、一个染色体组)
(4)假若A细胞组成的生物体是单倍体，则其正常物种体细胞内含 ______个染色体组。
(5)基因型分别为AAaBbb、AaBB、AaaaBBbb及Ab的体细胞，其 染色体组成应依次对应图A～D中的____________。
[思路点拨]
[精讲精析] (1)单倍体即由配子发育来的个体，图D中只 含一个染色体组，应属二倍体配子类型，符合单倍体体细胞染 色体组成状况。
色体数目的个 含有二个染色 三个以上染色体组的
体
体组的个体 个体
染色
一至多个
二
三个或三个以上
体组
单倍体
二倍体
多倍体
形成 过程
举例
单倍体
二倍体
多倍体
几乎全部 的动 香蕉(三倍体)；马
蜜蜂的雄蜂 物 和 过 半 数 的 铃薯(四倍体)；八
高等植物
倍体小黑麦
[自读教材·夯基础] 1．单倍体育种[填空] (1)方法： 花粉―离培―体养→ 单倍体 染人色―工体 ―诱→加导倍纯合二(或多)倍体―人 选―工 择→ 优良品种 (2)优点：①后代是 纯合子，自交后代不发生性状分离； ②能明显 缩短育种年限 。
(3)在减数分裂时，C组染色体因为没有同源染色体配对， 联会紊乱，所以在减数分裂时易丢失。
(4)染色体结构变异主要包括4种类型：①缺失，②增添， ③倒位，④易位，其中含抗病基因的染色体片段转接到小麦 染色体上，这种变异属于染色体结构变异中的易位。
[答案] (1)秋水仙素诱导染色体数目加倍 (2)AABBCD 14 42 (3)无同源染色体配对 (4)染色体结构变异
(2)图C中相同形态的染色体有三条，故含三个染色体组。 (3)由合子发育来的个体有几个染色体组即几倍体，由配子 发育来的个体无论有几个染色体组均属单倍体。 (4)A细胞含四个染色体组，若A为单倍体的细胞，则其正 常物种体细胞应含八个染色体组。 (5)AAaBbb含三个染色体组，AaBB含两个染色体组， AaaaBBbb含四个染色体组，Ab含一个染色体组，它们分别对 应图C、B、A、D。
[答案] (1)D (2)三 3 不可育。用秋水仙素处理其幼 苗，诱导使之发生染色体数目加倍 (3)该个体由受精卵发育 而来 该个体由未受精的生殖细胞直接发育而来 (4)八 (5)C、B、A、D
(1)确认染色体组：看相同形态的染色体有几条(一个染色 体组内不含相同形态的染色体)，即为几个染色体组。
[跟随名师·解疑难] 1．染色体结构变异的类型归纳
一个正常染色体在断裂后丢 缺 染色 失 失一个片段，这个片段上的 体结 基因也随之失去 构变 一条染色体的片段连接到同 异的 重 源的另一条染色体上，使另 类型 复 一条同源的染色体多出跟本
身的相同的某一片段
指染色体断裂后旋转180°
染色 倒 重新接合起来，造成这段
2．染色体数目变异[判断、连线]
(1)染色体组：
①在正常情况下，每种生物的染色体数目都是恒定的，
在不同物种之间，染色体数目往往差别很大。
(√ )
②生物配子中所具有的全部染色体组成一个染色体组。
(× )
③正常情况下，一个染色体组中一定不含同源染色体，
也不存在等位基因。
(√ )
(2)染色体数目变异类型：
[例3] (2012·江苏高考改编)科学家将培育的异源多倍体 的抗叶锈病基因转移到普通小麦中，育成了抗叶锈病的小麦， 育种过程见下图。图中A、B、C、D表示4个不同的染色体 组，每组有7条染色体，C染色体组中含携带抗病基因的染 色体。请回答下列问题：
(1)异源多倍体是由两种植物AABB与CC远缘杂交形成的 后代，经________方法培育而成。
1．为什么单倍体育种能明显缩短育种年限？ 提示：单倍体育种所得植株是纯合子，自交产生的子 代不会发生性状分离。 2．烟草是四倍体，其配子中含有24条染色体。 (1)分析烟草的一个染色体组中含有多少条染色体？ (2)思考由烟草的花粉细胞经花药离体培养而成的植株 是几倍体？ 提示：(1)12条。 (2)单倍体。
③据染色体数/形态数的比值判断： 染色体数/形态数的比值意味着每种形态染色体数目的 多少，每种形态染色体有几条，即含几个染色体组。如果 蝇该比值为8条/4种形态＝2，则果蝇含二个染色体组。
3．单倍体、二倍体与多倍体的比较
单倍体
二倍体
多倍体
体细胞中含有 由受精卵发育 由受精卵发育而来，
本物种配子染 而来，体细胞 体细胞中含有三个或 概念
[答案] C
交叉互换
染色体易位
图解
发生于同源染色体的非姐妹染 发 生 于 非 同 源 染 色 体
色单体之间 区别
可导致等位基因互换
之间 可改变基因排列顺序
在显微镜下观察不到
可在显微镜下观察到
[例2] 分析下列图形中各细胞内染色体组成情况，并 回答相关问题。
(1)一般情况下，一定属于单倍体生物体细胞染色体组成的图是 ________。
(2)杂交后代①染色体组的组成为________，进行减数分裂 时形成________个四分体，体细胞中含有________条染色体。
(3)杂交后代②中C组的染色体减数分裂时易丢失，这是因 为减数分裂时这些染色体________。
(4)为使杂交后代③的抗病基因稳定遗传，常用射线照射 花粉，使含抗病基因的染色体片段转接到小麦染色体上，这种 变异称为________。
3．染色体结构发生的改变，都 会使染色体上基因的数目或排列 顺序发生改变，从而导致性状的 变异。
4．自然界中的生物大多是二倍 体，它们的配子中所具有的全部 染色体组成一个染色体组。
5．与常规杂交育种相比，利用 单倍体植株培育新品种明显缩短 了育种年限。
[自读教材·夯基础]
1．染色体结构的变异[填空] (1)染色体结构变异的特点： 染色体结构变异 能 (能，不能)通过显微镜直接观察到。 (2)染色体结构变异的原因、类型及结果：
1．探究低温、秋水仙素、工业废水等对细 胞分裂中染色体数目或行为的影响。
2．依据育种目标，利用染色体变异原理设 计育种程序。
典例剖析 某校生物兴趣小组学生开展“不同浓度的工业废水对细胞 分裂过程中染色体行为的影响”的课题研究。他们到一造纸厂 污水排出口采集了水样，并将过滤后的滤液作为原液。 (1)实验原理：蚕豆根生长过程中吸收污染物后，根尖分 生区细胞通常会出现染色体断裂。这些断裂的染色体会与细 胞核分开，单独存在于细胞质而成为微核。 (2)材料用具：蚕豆种子、10%的盐酸解离液、龙胆紫染 液、蒸馏水、培养皿、量筒、显微镜、载玻片、盖玻片等。
(2)图C中含______个染色体组，每个染色体组含______条染色体， 由C细胞组成的生物体可育吗？如何处理才能产生有 性生殖的后代？_____________________________________。
(3)对于有性生殖生物而言，在_____________________时，由B 细胞组成的生物体是二倍体；在_____________________时，由B细胞 组成的生物体是单倍体。
1．如图所示的变异属于哪种染色体结构变异？a、b 中哪一条发生了改变？
提示：缺失。b染色体中缺失了3、4两个片段。
2．染色体结构变异是否产生了新基因？ 提示：染色体结构变异可引起基因数量的增加、减少或 基因排列顺序的改变，并未产生新基因。 3．含有四个染色体组的个体一定是四倍体吗？单倍体一 定是一倍体吗？ 提示：(1)不一定，如由八倍体生物的配子发育而来的单 倍体含有四个染色体组。 (2)一倍体一定是单倍体，但单倍体不一定是一倍体。
[思路点拨]
[精讲精析] 甲属于同源染色体之间的交叉互换，乙属于 非同源染色体之间的交叉互换。同源染色体之间的交换只能是 成对基因或等位基因之间的交换，不会有“新”基因(f、k)加入， 因此甲→戊是不正确的，但甲可以导致丁的产生；乙中的交换 可以获得相应染色体原来没有的基因，乙→戊是正确的；丙没 有“新”基因，出现了重复片段，因此乙→丙是不正确的。
体结 位 染色体上基因位置顺序颠断裂后在非同源染 易
色体间错误接合，更换了 位
位置
使排列在染色体上的基因的数目和排列顺序 结
发生改变，从而导致性状的变异。大多对生 果
物体不利，有的会导致死亡
2．染色体数目的变异 (1)染色体组的特征： ①一个染色体组中不含同源染色体，是一组非同源染 色体； ②每条染色体的形态、大小和功能各不相同； ③携带着控制生物生长发育的全部遗传信息； ④同种生物的一个染色体组中染色体数目是一定的，不 同生物一个染色体组中染色体数目不同。
2．多倍体育种[填空] (1)方法：
(2)优点：多倍体植株的茎秆粗壮 ，叶片、果实和种子都 比较大 ，糖类和蛋白质等营养物质的含量也有所 增加 。
(3)人工诱导： ①方法：用秋水仙素 处理或用低温处理。 ②处理对象：萌发的种子或 幼苗。 ③原理：能够抑制 纺锤体 的形成，导致染色体不能移向 细胞的两极，从而使染色体数目加倍。 (4)实例：三倍体无子西瓜的培育。
第第 三三 章节
理解 教材 新知
知识点一 知识点二
把握 热点 考向
考向一 考向二 考向三
应用创新演练
随堂基 础巩固
课时跟 踪训练
1．染色体变异包括形态、结构、数 目的变异等，这些变异常常可以 通过显微镜直接观察到。
2．染色体结构变异主要起因于染色 体的断裂及断裂后片段的不正常 的重新连接，包括缺失、重复、 倒位和易位4种类型。
(1)关于两次传粉：第一次传粉是杂交得到三倍体种子，第 二次传粉是为了刺激子房发育成果实。
(2)用秋水仙素处理二倍体西瓜幼苗使之成为四倍体，秋水 仙素应处理萌发的种子或幼苗。因为萌发的种子、幼苗具有分 生能力，细胞进行有丝分裂，秋水仙素处理后可达到使产生的 新细胞染色体数目加倍的目的。
(3)秋水仙素处理幼苗后，分生组织分裂产生的茎、叶、花 等染色体数目加倍，而未处理的如根部细胞染色体数目不变。
[例1] 染色体之间的交叉互换可能导致染色体的结构或
基因序列的变化。下列图中，甲、乙两图分别表示两种染色
体之间的交叉互换模式，丙、丁、戊图表示某染色体变化的
三种情形。则下列有关叙述正确的是
()
A．甲可以导致戊的形成 B．甲可以导致丁或戊两种情形的形成 C．乙可以导致戊的形成 D．乙可以导致丙的形成
(2)确认几倍体：应先看是否由合子发育而来——凡由合子 发育而来，有几个染色体组即为几倍体，凡由配子发育而来， 无论有几个染色体组均为单倍体。
(3)确认是否可育：应看有无成对的同源染色体，同源染 色体奇数时，因减数分裂联会紊乱而不育；无同源染色体或染 色体虽为偶数但来源不同(如1条来自甲物种，另一条来自乙物 种的人为融合)时，因减数分裂不能联会而不育。