第六章第四節(jié) 生物的變異二染色體變異

邗江區(qū)蔣王中學(xué)高二生物教學(xué)案第四節(jié) 生物的變異 一、染色體變異主備人：邱雪松2006、2、31學(xué)習(xí)目標(biāo)1染色體結(jié)構(gòu)的變異。知道染色體結(jié)構(gòu)的變異與染色體數(shù)目的變異的區(qū)別，染色體結(jié)構(gòu)的變異類型。2染色體數(shù)目的變異（染色體組、二倍體和多倍體、人工誘導(dǎo)多倍體在育種上的應(yīng)用、單倍體及其在育種上的應(yīng)用）。能說(shuō)出一個(gè)染色體組內(nèi)的染色體特點(diǎn)；比較二倍體、多倍體、單倍體，能說(shuō)出它們之間的區(qū)別；要求能描述人工誘導(dǎo)多倍體及單倍體的方法，識(shí)別多倍體育種和單倍體育種。學(xué)習(xí)重點(diǎn)、難點(diǎn)1染色體組、二倍體和多倍體、單倍體的概念2多倍體育種和單倍體育種學(xué)習(xí)過程（二）染色體變異1染色體結(jié)構(gòu)的變異 種類：主要有4種：染色體中某一片斷的缺失； ；染色體某一片段的位置顛倒了180°；染色體的某一片段移接到另一條 上。特點(diǎn)：大多數(shù)染色體結(jié)構(gòu)變異對(duì)生物體是 ，有的甚至?xí)?dǎo)致生物體死亡。2染色體數(shù)目的變異染色體數(shù)目的變異包括細(xì)胞內(nèi)的 增加或減少和細(xì)胞內(nèi)的染色體以 的形式成倍地增加或減少。下面著重復(fù)習(xí)細(xì)胞內(nèi)的染色體以染色體組的形式成倍地增加或減少的染色體數(shù)目的變異類型。染色體組的概念：一般地說(shuō)， 稱為一個(gè)染色體組。它具有下列特點(diǎn)：一個(gè)染色體組內(nèi)的染色體均為 ；同一個(gè)染色體組中的染色體肯定各不相同；一個(gè)染色體組包含該生物生長(zhǎng)發(fā)育、遺傳和變異所需的全部 ；一般地說(shuō)，不同生物的染色體組中 、形狀各不相同。二倍體概念：由 的個(gè)體，體細(xì)胞中含有 個(gè)染色體組的叫二倍體。多倍體概念：由 的個(gè)體，體細(xì)胞中含有 個(gè)染色體組的叫多倍體。自然界產(chǎn)生多倍體的原因：外界條件劇變或內(nèi)部因素的干擾，細(xì)胞分裂過程中 的形成受到破壞，以致有絲分裂或減數(shù)分裂受阻，染色體數(shù)目加倍。特點(diǎn)：莖桿粗壯，葉片、果實(shí)和種子都比較大，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量比較高等。人工誘導(dǎo)多倍體在育種上的應(yīng)用 方法：目前最常用而且最有效的方法是用 。 原理：秋水仙素抑制 的形成，導(dǎo)致 不分離，從而使細(xì)胞內(nèi)的染色體加倍。 實(shí)例：三倍體無(wú)子西瓜的培育和 。單倍體概念：經(jīng)減數(shù)分裂生成的 的個(gè)體，叫單倍體。單倍體體細(xì)胞中所含的染色體數(shù)目是本物種體細(xì)胞的 。特點(diǎn)：植株弱小，高度不育。在育種上的應(yīng)用 方法：先經(jīng) 把花粉培育成單倍體幼苗，再用 處理單倍體幼苗，就可獲得純合子。 優(yōu)點(diǎn)： 。 疑難點(diǎn)撥1怎樣判別細(xì)胞內(nèi)有幾個(gè)染色體組？答：由于一個(gè)染色體組內(nèi)的各個(gè)染色體的形態(tài)、大小均不相同，所以細(xì)胞內(nèi)染色體組數(shù)目可通過下列兩種方法進(jìn)行判別：圖1細(xì)胞內(nèi)形態(tài)、大小相同的染色體有n條，則含有n個(gè)染色體組。如圖1，細(xì)胞中含有形態(tài)、大小相同的染色體有共4條，則此細(xì)胞內(nèi)有4個(gè)染色體組。在生物體的基因型中，控制同一性狀的基因出現(xiàn)n次，則細(xì)胞內(nèi)有n個(gè)染色體組。如若生物甲的基因型為Aaa，生物乙的基因型為bbbbCCCcDDdd，因生物甲、乙的基因型中分別有三個(gè)A和四個(gè)B（或四個(gè)C或四個(gè)D），則生物甲細(xì)胞內(nèi)有三個(gè)染色體組，生物乙細(xì)胞內(nèi)有四個(gè)染色體組。 根據(jù)染色體的形態(tài)和數(shù)目可推算染色體組的數(shù)目=。總結(jié)：染色體組是指細(xì)胞中一組非同源染色體。即染色體組具有以下特征：一個(gè)染色體組不含同源染色體。一個(gè)染色體組中所含的染色體大小、形態(tài)和功能各不相同。一個(gè)染色體組中含有控制生物性狀的一整套基因，但不能重復(fù)。2 幾組需要澄清的概念（1）染色體組和單倍體，二倍體，多倍體A單倍體，二倍體，多倍體是能夠獨(dú)立生活的個(gè)體。染色體組是上述這些個(gè)體中染色體類別組成的計(jì)量單位。只有二倍體生物形成的單倍體細(xì)胞中的所有染色體才能成為一個(gè)染色體組。 B二倍體的“二”，三倍體的“三”，多倍體的“多”都是指染色體組的數(shù)目。（2）單倍體和一倍體A一倍體，二倍體，多倍體都是根據(jù)生物體細(xì)胞中染色體組的數(shù)目而命名的。體細(xì)胞中含1個(gè)染色體組的個(gè)體叫一倍體。而單倍體生物體細(xì)胞中含有本物種配子染色體數(shù)的個(gè)體。B自然界中生物一般是二倍體個(gè)體，因此，一倍體生物個(gè)體一般均是單倍體，而單倍體個(gè)體體細(xì)胞中卻不一定只含一個(gè)染色體組?？偨Y(jié)：只要是配子發(fā)育來(lái)的個(gè)體，不管體細(xì)胞中含有幾個(gè)染色體組，都稱為單倍體。只要是受精卵發(fā)育來(lái)的個(gè)體，細(xì)胞中有幾個(gè)染色體組就是幾倍體。（3）無(wú)籽西瓜和無(wú)籽番茄兩者都是無(wú)籽果實(shí)，但培育原理卻不一樣。無(wú)籽番茄使用一定濃度的生長(zhǎng)素來(lái)處理沒有授粉的番茄花蕾，是子房壁發(fā)育成果實(shí)（果皮）；而無(wú)籽西瓜是由于三倍體植株在減數(shù)分裂時(shí)同源染色體聯(lián)會(huì)紊亂，不能形成正常的生殖細(xì)胞，因而沒有種子3蜂群里三種蜂的發(fā)育及雄蜂的假減數(shù)分裂蜂王：由受精卵發(fā)育而成的，是發(fā)育完全的雌蜂，自始至終喂用蜂王漿；只能是產(chǎn)卵，繁殖后代。工蜂：也是受精卵發(fā)育而成，是發(fā)育不完全的雌蜂，主要吃花粉和花蜜，不能繁殖后代；職能是采集花粉，釀制花蜜，建造，清潔雄蜂：是由未受精的卵直接發(fā)育而來(lái)。精典例題例1（2004年春季卷）下列有關(guān)水稻的敘述，錯(cuò)誤的是A二倍體水稻含二個(gè)染色體組B二倍體水稻經(jīng)秋水仙素處理，可得到四倍體水稻，稻穗、米粒變大C二倍體水稻與四倍體水稻雜交，可得到三倍體水稻，含三個(gè)染色體組D二倍體水稻的花粉經(jīng)離體培養(yǎng)，可得到單倍體水稻，稻穗、米粒變小例2下面是兩個(gè)實(shí)驗(yàn)：用適當(dāng)濃度的生長(zhǎng)素溶液處理未被傳粉的番茄花蕾，其子房就發(fā)育成無(wú)籽果實(shí)；用四倍體西瓜（)與二倍體西瓜（）雜交，獲得三倍體西瓜種子，種子萌發(fā)并長(zhǎng)成植株后，用二倍體西瓜的花粉進(jìn)行人工授粉，能形成無(wú)籽西瓜，請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)回答下列問題：（1）番茄果實(shí)的無(wú)籽這一變異_遺傳。如果用這株番茄的枝條進(jìn)行扦插，長(zhǎng)成的植株所結(jié)的果實(shí)為_果實(shí)。（2）三倍體西瓜的無(wú)籽這一變異_遺傳。如果用這株西瓜的枝條進(jìn)行扦插，在長(zhǎng)成的植株上，子房壁細(xì)胞含有_個(gè)染色體組。例3將基因型為AA和aa的兩個(gè)植株雜交，得到F1，將F1植株再進(jìn)一步做如下圖解所示的處理，請(qǐng)分析回答：甲植株 AA×aaF1 丙植株 乙植株（1）乙植株的基因型是_，屬于_倍體。（2）用乙植株的花粉直接培育出的后代屬于_倍體，其基因型及其比例是_。（3）丙植株的體細(xì)胞中有_個(gè)染色體組，基因型有_種。拓展提升1三種可遺傳變異的比較 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)胞分裂過程中，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2雜交育種、誘變育種、多倍體育種、單倍體育種的比較育種類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鞏固練習(xí)1基因突變和染色體變異的一個(gè)重要區(qū)別是A基因突變?cè)诠忡R下看不見 B染色體變異是定向的，基因突變是不定向的C基因突變是可以遺傳的 D染色體變異是不能遺傳的 2多倍體植物的特點(diǎn)是A.不結(jié)種子 B.莖稈粗壯 C.植株弱小 D.染色體粗大3下列關(guān)于單倍體的敘述中，不正確的是A.單倍體的體細(xì)胞中只有一個(gè)染色體組 B.花粉粒發(fā)育成的花粉植株是單倍體C.卵細(xì)胞直接發(fā)育成的雄蜂是單倍體 D.體細(xì)胞中含有本物種配子染色體數(shù)目的個(gè)體叫單倍體4普通小麥的卵細(xì)胞中有三個(gè)染色體組。用這種小麥的胚芽細(xì)胞、花粉分別進(jìn)行離體培養(yǎng)，發(fā)育成的植株分別是 A.六倍體、單倍體 B.六倍體、三倍體 C.二倍體、三倍體 D.二倍體、單倍體5用基因型為AaBb的普通小麥的花粉進(jìn)行離體培養(yǎng)，得到的植株再用秋水仙處理，得到的植株是A.純合子的二倍體 B.雜合子的二倍體 C.純合子的六倍體 D.純合子的單倍體6三倍體香蕉不結(jié)種子的原因是A.子房?jī)?nèi)無(wú)胚珠 B.聯(lián)會(huì)紊亂 C.缺少生長(zhǎng)素 D.基因發(fā)生突變7番茄體細(xì)胞內(nèi)有12對(duì)染色體，用一定濃度的生長(zhǎng)素溶液處理沒有受粉的番茄花蕾，得到了無(wú)子的番茄果實(shí)。它的果皮細(xì)胞內(nèi)的染色體數(shù)目是A.12條 B.24條 C.48條 D.36條8多倍體育種中，常常使用一定濃度的秋水仙素處理剛萌發(fā)的種子或幼苗，它的作用是A.促進(jìn)染色體復(fù)制 B.抑制紡錘體形成 C.促進(jìn)細(xì)胞分裂 D.抑制高爾基體活動(dòng)9大麻是雌雄異株植物，體細(xì)胞中有20條染色體。若將其花藥離體培養(yǎng)，將獲得的幼苗再用秋水仙素處理，所得植株的染色體組成狀況應(yīng)是 A. 18XX B. 18XY C. 20XX D.18XX或XY10根據(jù)遺傳學(xué)原理，能迅速獲得新品種的育種方法是A.雜交育種 B.多倍體育種 C.單倍體育種 D.誘變育種11下列是表示生物體的體細(xì)胞中染色體上所攜帶的基因，肯定是單倍體的是A. AaBb B. Aaaa C. ABCD D.Bbb12基因突變、基因重組和染色體變異在遺傳上的共同點(diǎn)是A.都能產(chǎn)生新的基因 B.都能產(chǎn)生新的基因型C.都能產(chǎn)生可遺傳的變異 D.都會(huì)改變基因中的遺傳信息13普通小麥?zhǔn)橇扼w，黑麥?zhǔn)嵌扼w，二者雜交得到的后代是A.四倍體 B.六倍體 C.二倍體 D.八倍體14秋水仙素能使細(xì)胞中的染色體數(shù)目加倍，它主要作用于有絲分裂的A.前期 B.后期 C.間期 D.末期15同一染色體組內(nèi)的染色體，其大小和形態(tài)A.都相同 B.多數(shù)相同 C.都不相同 D.少數(shù)相同16下列與多倍體形成有關(guān)的是A染色體結(jié)構(gòu)的變異B紡錘體的形成受到抑制C個(gè)別染色體增加D非同源染色體自由組合17在自然界中，多倍體形成過程的順序是 減數(shù)分裂過程受到阻礙 細(xì)胞核內(nèi)染色體數(shù)目加倍 形成染色體數(shù)目加倍的生殖細(xì)胞 蛋白質(zhì)合成過程受到阻礙 形成染色體加倍的合子 染色體復(fù)制過程受到阻礙A B C D18已知普通小麥?zhǔn)橇扼w，含42條染色體。下列有關(guān)普通小麥的敘述中，錯(cuò)誤的是A單倍體植株的體細(xì)胞中含21條染色體B每個(gè)染色體組含7條染色體C胚乳細(xì)胞內(nèi)含3個(gè)染色體組D離體培養(yǎng)它的花粉，產(chǎn)生的植株表現(xiàn)高度不育19馬（2N=64）和驢（2N=62）雜交形成的騾是高度不育的，其原因是A騾的體細(xì)胞只含有一個(gè)染色體組B騾的染色體結(jié)構(gòu)發(fā)生了變異C馬和驢的染色體互相排斥D騾不能進(jìn)行正常的減數(shù)分裂20引起生物可遺傳變異的原因有3種，即基因重組、基因突變和染色體變異。以下幾種生物性狀的產(chǎn)生，來(lái)源于同一種變異類型的是 果蠅的白眼 豌豆的黃色皺粒、綠色圓粒 八倍體小黑麥的出現(xiàn) 人類的色盲 玉米的高莖皺葉 人類的鐮刀型細(xì)胞貧血癥A B C D二、非選擇題：21以下是無(wú)籽西瓜的培養(yǎng)方法：先以二倍體西瓜幼苗(A）用秋水仙素處理后獲得四倍體西瓜植株（）(B)用二倍體西瓜（）(C)授粉，產(chǎn)生種子（D）將該種子種下，長(zhǎng)成的植株(E）開花后用二倍體西瓜的花粉刺激，可獲得無(wú)籽西瓜(F）請(qǐng)回答：（1）上述培養(yǎng)西瓜的方法稱為_.（2）D的胚細(xì)胞內(nèi)含_個(gè)染色體組;上為_倍體（3）B長(zhǎng)成的西瓜果皮細(xì)胞含_個(gè)染色體組，其發(fā)育中的胚乳細(xì)胞內(nèi)有_個(gè)染色體組（4）F為無(wú)籽西瓜的原因是_.（5）因三倍體西瓜種子較少，不利于擴(kuò)大栽培，請(qǐng)?zhí)岢鲆环N既不改變其遺傳特性，又能在較大面積上擴(kuò)大22我國(guó)科學(xué)工作者運(yùn)用花藥離體培養(yǎng)技術(shù)培育成了“京花號(hào)”小麥新品種。在育種過程中，如果親本為抗病的雜合子（Tt），用親本花藥離體培養(yǎng)獲得的植株可稱為 體；如果對(duì)這些植株用人工誘導(dǎo)方法使染色體加倍，那么在獲得的小麥個(gè)體中，抗病個(gè)體與不抗病個(gè)體的數(shù)量之比理論上應(yīng)為 。23現(xiàn)有高稈抗病（DDTT）和矮稈不抗病(ddtt）的兩個(gè)小麥品種，現(xiàn)要用單倍體育種方法培育出矮稈抗病的新品種（1）簡(jiǎn)要說(shuō)明培育過程: 雜交得子一代基因型為 ，將子一代的花粉離體培養(yǎng)，得小麥單倍體基因型為 _ .將四種單倍體植株用  _  處理，使其 _   加倍成基因型為  _ _  四種二倍體植物 長(zhǎng)成植株后，選矮稈抗病植株，基因型為 ，即為所需培養(yǎng)的新品種（2）這種育種方法的優(yōu)越性是  _  .24圖2為五種不同育種方法示意圖。據(jù)圖回答：圖2（1）圖中A、D方向所示的途徑表示 育種方式，ABC的途徑表示 育種方式。這兩種育種方式相比較，后者的優(yōu)越性主要表現(xiàn)在 。（2）B常用的方法為 。（3）E方法所運(yùn)用的原理是 。（4）C、F過程中最常采用的藥劑是 。（5）由GJ的過程中涉及到的生物工程技術(shù)有 和 。圖325圖3為果蠅體細(xì)胞染色體圖解，請(qǐng)據(jù)圖回答：（1）果蠅的體細(xì)胞內(nèi)有 個(gè)染色體組。（2）若果蠅基因型為BbXDXd，則兩對(duì)等位基因按照 定律遺傳，可產(chǎn)生各種基因型的配子數(shù)量比例為 。8