【2012优化方案 精品课件】北师大版 生物 必修2 第5章第3节染色体变异

(共46张PPT)
第3节　染色体变异
课标领航
1．举例说明染色体结构变异和数目变异的形式。
2．理解并解释染色体组的含义。
3．能运用染色体变异的知识对一些自然现象作出解释。
情景导引
2010年7月29日，中央电视台科技频
道报道了这样一则让人惊奇的消息：
近日，美国乔治亚州北部的切斯塔
提野生动物园，诞生了一匹罕见的
斑马驴。该园的技术人员给它取名为“爱克莉斯”。“爱克莉斯”是由该园唯一的一匹斑马与驴杂交产生的后代，其体形很像驴，但其细长的脸和四肢上均长有与斑马类似的条形花斑。
思考：这匹斑马驴能产生后代吗？为什么？
提示：不能。因为斑马和驴是两个不同的物种，其染色体组在形态、结构和数目三方面均存在着很大差异，故杂种生物斑马驴在通过减数分裂形成配子时，同源染色体的联会必然紊乱，几乎无法产生有生育能力的配子。
核心要点突破
基础自主梳理
知能过关演练
第3节
基础自主梳理
一、染色体的结构变异
1．染色体变异和基因突变的区别
(1)基因突变是染色体上的________________基因的改变，是_______水平的变异，染色体变异是染色体结构的改变和染色体_______________引起的变异。
(2)光学显微镜下可以观察到的是____________。
某一个位点上
分子
数目的增减
染色体变异
2．染色体结构的变异
(1)概念：染色体较大范围的结构改变，叫染色体结构变异。
(2)类型：________、缺失、 ________ 、易位。其中阻碍基因交换的是________ ，造成染色体间基因重排的是________ 。
重复
倒位
倒位
易位
(3)遗传效应
①染色体结构的改变，会使排列在染色体上的基因的数目和_____________发生改变，而导致_________的变异。
②大多数染色体结构变异对生物是不利的。
排列顺序
性状
二、染色体数目的变异
1．类型：___________变异和非整倍性变异。
2．染色体组
(1)概念：细胞中在形态和功能上各不相同，但是携带着控制这种生物生长发育、遗传和变异全部信息的一组___________染色体。
整倍性
非同源
(2)举例
图中的雄果蝇体细胞染色体中____________________________________就代表一个染色体组，与其____________中的染色体相同。
X、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ或Y、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ
精子
3．整倍性变异
(1)含义：细胞内的染色体数目以____________为单位成倍增加或减少。
(2)二倍体、多倍体
①二倍体：由_________发育而来，体细胞中含有_________________的个体，包括几乎全部的动物和过半数的________。
染色体组
受精卵
两个染色体组
植物
②多倍体
概念 优点 缺点
由__________发育而来；体细胞中含有______________染色体组 茎秆粗壮；叶片、果实比较大；糖类与蛋白质等含量较高 成熟延迟结实率低
受精卵
三个或三个以上
③人工诱导多倍体
二倍体
有丝分裂
c．方法：低温处理法、温度激变法、_________________。
d．应用：多倍体育种，如无子西瓜的培育。
化学诱变法
(3)单倍体
①概念：体细胞中含有本物种________染色体数目的个体。
②类型：______________和_____________。
③特点：与正常植株相比，植株长得________，且_____________。
单元单倍体
配子
多元单倍体
弱小
高度不育
未受精卵
花药离体
孤雌
染色体
单倍体植株
⑤实践应用：利用______________培育新品种。
单倍体植株
b．优点：能明显_________育种年限。
缩短
4．非整倍体变异
(1)含义：在染色体正常数目的基础上增加或减少了一条或几条染色体。
(2)结果：引起生物________改变，甚至导致生物体死亡。
(3)应用：染色体工程。
性状
三、探究低温对植物染色体数目变异的影响
1．作出假设：低温能引起染色体数目变异。
2．设计试验
(1)选择细胞_____________的试验材料，分成不同的组。
(2)试验组进行_________处理，对照组放在室温下，一定时间后，观察不同组细胞中_________________变化情况。
分裂旺盛
低温
染色体数目
核心要点突破
染色体结构的变异
染色体结构变异的类型及遗传效应
类
型 原因 遗传效应 图解 实例
缺
失 一条正常染色体断裂后丢失一个片段；同源染色体配对时可形成缺失环 缺失片段越大，对个体影响越大。轻则影响个体生活力，重则引起死亡 猫叫
综合征
类
型 原因 遗传效应 图解 实例
重
复 染色体上增加了相同的某个区段 引起的遗传效应比缺失小，重复部分太大会影响个体生活力 果蝇的
棒状眼
倒
位 一条染色体片段断裂后倒转180°后重新接到原位 形成配子，大多异常，从而影响个体的生育
类
型 原因 遗传效应 图解 实例
易
位 一条染色体臂的一段与另一条非同源染色体结合 产生部分异常配子，使配子的可育性降低或产生有遗传病的后代 人慢性
粒细胞
白血病
特别提醒
(1)染色体结构变异是以染色体片段为整体发生改变，其基因内部结构并未改变。
(2)染色体结构变异涉及多个基因，对生物性状影响较大，有时甚至是致死的，而基因突变一般不会致死。
(3)易位发生在非同源染色体之间，而交叉互换发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间。
例1
“猫叫综合征”是人类的第5号染色体部分缺失引起的，这种变异类型是 (　　)
A．基因突变　　　　　　　
B．基因重组
C．常染色体数目变异
D．常染色体结构变异
【尝试解答】　D
【解析】　染色体发生的结构变异主要有4种：染色体某一片段的缺失；染色体增加了某一片段；染色体某一片段的位置颠倒；染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上。题中第5号染色体部分缺失，应属于染色体结构变异的一种。
跟踪训练　由于某种原因，某生物体内某条染色体上多了几个基因，这种遗传物质的变化属于(　　)
A．基因内部结构的改变
B．染色体数目变异
C．染色体结构变异
D．染色单体的交叉互换
解析：选C。染色体上多了几个基因，是染色体自身结构的改变，而染色体数目没有变化。
染色体数目的变异
1．染色体组的理解和染色体组数的确认
(1)对染色体组的理解
①从本质上看，组成一个染色体组的所有染色体，互为非同源染色体，在一个染色体组中无同源染色体存在；
②从形式上看，一个染色体组中的所有染色体的形态、大小各不相同，可以依此判断给出的染色体是否为一个染色体组；
③从功能上看，一个染色体组携带着一种生物生长发育的全部遗传信息；
④从物种类型看，每种生物一个染色体组的染色体数目、大小、形态都是一定的，不同种生物染色体组不同。
(2)确定生物体细胞中染色体组数目的方法
①据形态判断：在细胞内任选一条染色体，细胞内与该染色体形态相同的染色体共有几条，则含有几个染色体组，如图甲中与1号(或2号)相同的染色体有4条，此细胞有四个染色体组。
②据基因型判断：在细胞或生物体的基因型中，控制同一性状的基因(读音相同的大小写字母)出现几次，则有几个染色体组，如图乙中，若细胞的基因型为AaaaBBbb，任一种基因如A(a)各有四个，则该生物含有四个染色体组。
③根据染色体的数目和染色体的形态数来推算：染色体组的数目＝染色体数/染色体形态数。如，果蝇体细胞中有8条染色体，分为4种形态，则染色体组的数目为2个。
2．单倍体、二倍体和多倍体的判定和应用
(1)生物体倍性判定
发育来源 实例 倍性
配
子 雄配子 花药离体培养植株 单倍体
雌配子 雄蜂
受
精
卵 二个染色体组 几乎全部动物和过
半数的高等植物 二倍体
三个或三个
以上染色体组 在植物中很常见
在动物中极少见 三倍体或
多倍体
(2)三倍体无子西瓜培育过程中的几个问题
①关于两次传粉：第一次传粉是为了杂交得到三倍体种子，第二次传粉是为了提供生长素刺激子房发育成果实。
②用秋水仙素处理二倍体西瓜幼苗成为四倍体，是因为幼苗具有分生能力。
③秋水仙素处理后，新产生的茎、叶、花染色体数目加倍，而未处理的地下部分根仍为二倍体。
④四倍体植株上结的西瓜，种皮和瓜瓤为四个染色体组，而种子为三个染色体组。
⑤三倍体西瓜进行减数分裂时，由于联会紊乱，不能产生正常配子。
⑥获取三倍体种子是在第一年四倍体植株上；获取三倍体无子果实则是在第二年的三倍体植株上。
(3)多倍体育种和单倍体育种的比较
多倍体育种 单倍体育种
原理 染色体组成倍增加 染色体组成倍减少，再加倍后得到纯种(指每对染色体上成对的基因都是纯合的)
常用
方法 秋水仙素处理萌发的种子、幼苗 花药离体培养后，人工诱导染色体加倍
优点 操作简单 明显缩短育种年限
缺点 适用于植物，在动物方面难以开展 技术复杂一些，需与杂交育种配合
特别提醒
(1)判定生物是单倍体、二倍体、多倍体的关键是它的发育起点。如果发育起点是配子，不论其体细胞中含有几个染色体组，都叫单倍体。若发育起点是受精卵，其体细胞有几个染色体组，就叫几倍体。
(2)用秋水仙素处理植株使植株染色体数目加倍，若操作处理对象是单倍体植株，叫单倍体育种；若操作处理对象为正常植株，叫多倍体育种，不要认为“染色体数目加倍”就是多倍体育种。另外，诱导染色体数目加倍的方法不仅有秋水仙素等化学方法，还可以用低温等物理方法处理。
(3)通常单倍体育种对象为二倍体，其产生的单倍体中只有一个染色体组，诱导加倍后得到的是纯合子。若操作对象为四倍体，最终得到的个体不一定是纯合子。
例2
一个染色体组应是(　　)
A．配子中的全部染色体
B．二倍体生物配子中的全部染色体
C．体细胞中的一半染色体
D．来自父方或母方的全部染色体
【尝试解答】　B
【解析】　染色体组是二倍体生物在生殖细胞中形态和功能各不相同的一组染色体。如果研究对象是多倍体，则A、C、D各项的细胞中可能含有两个或两个以上的染色体组。
跟踪训练　下图的四个细胞中，含2个染色体组的细胞是(　　)
解析：选C。染色体组是指一套形态、大小各不相同的、具有控制生物生长发育全部遗传信息的一组染色体。根据此概念的内涵与外延得知，A含有三个染色体组；B为单倍体，含有一个染色体组；C含有两个染色体组；D含有四个染色体组。
1．试验原理：低温处理植物分生组织细胞，能够抑制纺锤体的形成，以致影响染色体被拉向两极，细胞也不能分裂成两个子细胞，结果植物细胞染色体数目发生变化。
试验：探究低温对植物染色体数目变异的影响
2．以洋葱根尖为试验材料设计的具体试验步骤
3．上述试验中几种溶液的作用
(1)卡诺氏液：固定细胞的形态。
(2)改良苯酚品红染液：细胞核染色，便于观察染色体的形态。除此之外，醋酸洋红或龙胆紫都是碱性染料，都可使染色体着色。
(3)15%的盐酸溶液：解离、使细胞分散开。
(4)95%的酒精：可用于洗去附着在根尖表面的卡诺氏液，还可与15%的盐酸溶液混合解离、分散细胞。
下列有关“低温诱导植物染色体数目的变化”试验的叙述，正确的是(　　)
A．低温诱导能抑制分裂时纺锤体的形成
B．改良苯酚品红液的作用是固定和染色
C．固定和解离后的漂洗液都是95%酒精
D．该试验的目的是了解纺锤体的结构
例3
【尝试解答】 A
【解析】　试验的目的是认识低温诱导染色体数目的变化，而不是了解纺锤体的结构；固定细胞用的是卡诺氏溶液，染色用的是改良苯酚品红液，漂洗液是95%酒精。
跟踪训练　对于低温诱导洋葱染色体数目变化的试验，下列叙述错误的是(　　)
A．处于分裂间期的细胞最多
B．在显微镜视野内可以观察到二倍体细胞和四倍体细胞
C．在高倍显微镜下可以观察到细胞从二倍体变为四倍体的过程
D．在诱导染色体数目变化方面，低温与秋水仙素诱导的原理相似
解析：选C。因为间期所占周期时间长，所以处于间期的细胞数目就多；B项中可以根据染色体的形态和大小在视野内看到二倍体和四倍体的细胞；C项中因为观察的标本已经是死细胞，所以没法看到动态的变化；D项中低温和秋水仙素诱导染色体变异的原理是一样的。
知能过关演练
本部分内容讲解结束
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