高中生物 第五章 第2節(jié) 染色體變異課件 新人教版必修2.ppt

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成才之路 生物,路漫漫其修遠(yuǎn)兮 吾將上下而求索,人教版 必修2,基因突變及其他變異,第五章,第2節(jié) 染色體變異,第五章,1．染色體結(jié)構(gòu)變異包括缺失、重復(fù)、倒位和易位等幾種類型。 2．染色體結(jié)構(gòu)變異可改變?nèi)旧w上的基因的數(shù)目或排列順序，可在顯微鏡下觀察到。 3．二倍體生物正常配子中的一組染色體是一個(gè)染色體組。 4．單倍體并不一定只含一個(gè)染色體組。 5．單倍體育種包括花藥離體培養(yǎng)和秋水仙素處理幼苗等階段，能明顯縮短育種年限。 6．秋水仙素或低溫能抑制紡錘體的形成，從而導(dǎo)致染色體數(shù)目加倍。,目標(biāo)導(dǎo)航： 1．舉例說明染色體變異的類型。 2．理解染色體組的概念并會(huì)計(jì)算染色體組數(shù)。(重、難點(diǎn)) 3．區(qū)分單倍體、二倍體和多倍體。 4．闡述單倍體育種和多倍體育種的方法。(重點(diǎn)) 情境導(dǎo)入： 你吃過無子西瓜嗎？無子西瓜與正常西瓜相比，沒有種子，甜度大。無子西瓜是通過人工改變普通西瓜的染色體數(shù)目培育而成的，由此可見染色體數(shù)目變異也會(huì)引起生物性狀的改變。,問題探究：1.染色體變異分為哪幾種？ 2．為什么染色體變異能改變生物性狀？ 提示：1.染色體變異包括染色體結(jié)構(gòu)變異和染色體數(shù)目變異。 2．因?yàn)槿旧w是遺傳物質(zhì)的載體，所以染色體結(jié)構(gòu)和數(shù)目的變異都會(huì)影響生物性狀。,預(yù) 習(xí) 導(dǎo) 學(xué),,,,,2．結(jié)果：導(dǎo)致排列在染色體上的基因的_______________發(fā)生改變，而導(dǎo)致________的變異。 3．意義：大多數(shù)染色體結(jié)構(gòu)變異對生物體是________的，有的甚至?xí)?dǎo)致生物體死亡。,數(shù)目或排列順序,性狀,不利,個(gè)別染色體,染色體組,非同源,形態(tài)和功能,全部信息,X、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ或Y、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ,精子,3．二倍體、多倍體 (1)二倍體：由__________發(fā)育而成，體細(xì)胞中含有________________的個(gè)體，包括幾乎全部的____________和過半數(shù)的__________。 (2)多倍體 ①概念：由________發(fā)育而成，體細(xì)胞含________或___________染色體組的個(gè)體。其中，體細(xì)胞中含有三個(gè)染色體組的叫做________，含有四個(gè)染色體組的叫做________。,受精卵,兩個(gè)染色體組,動(dòng)物,高等植物,受精卵,三個(gè),三個(gè)以上,三倍體,四倍體,②植株的特點(diǎn) a．________；b____________________都比較大；c._________________等營養(yǎng)物質(zhì)的含量有所增加。 (3)人工誘導(dǎo)多倍體 ①方法：目前最常用最有效的方法是用________處理____________________________。 ②原理：當(dāng)秋水仙素作用于正在分裂的細(xì)胞時(shí)，能夠抑制________________，導(dǎo)致染色體不能_______________，從而引起細(xì)胞內(nèi)______________加倍。,莖稈粗壯,葉片、果實(shí)、種子,糖類和蛋白質(zhì),秋水仙素,萌發(fā)的種子或幼苗,紡錘體的形成,移向細(xì)胞兩極,染色體數(shù)目,配子,體細(xì)胞,本物種配子,弱小,高度不育,單倍體植株,單倍體植株,染色體數(shù)目,明顯縮短育種年限,1.誘導(dǎo)染色體加倍時(shí)要處理萌發(fā)的種子或幼苗，為什么要處理萌發(fā)的種子，而不是休眠種子？ 2．蜜蜂中的雄蜂是單倍體嗎？ 提示：1.萌發(fā)的種子細(xì)胞分裂旺盛，秋水仙素能發(fā)揮作用。 2．是。蜜蜂中的雄蜂是由未受精的卵細(xì)胞發(fā)育而來的，為單倍體。,思 維 激 活,(一)問題探討 提示：參見練習(xí)中的拓展題，了解無子西瓜的形成過程。 (二)實(shí)驗(yàn) 兩者都是通過抑制分裂細(xì)胞內(nèi)紡錘體的形成，使染色體不能移向細(xì)胞兩極，而引起細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目加倍。 (三)拓展題 1．西瓜幼苗的芽尖是有絲分裂旺盛的地方，用秋水仙素處理有利于抑制細(xì)胞有絲分裂時(shí)形成紡錘體，從而形成四倍體西瓜植株。 2．雜交可以獲得三倍體植株。多倍體產(chǎn)生的途徑為：秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗。,3．三倍體植株不能進(jìn)行正常的減數(shù)分裂形成生殖細(xì)胞，因此，不能形成種子。但并不是絕對一顆種子都沒有，其原因是在進(jìn)行減數(shù)分裂時(shí)，有可能形成正常的卵細(xì)胞。 4．有其他的方法可以替代。方法一，進(jìn)行無性繁殖。將三倍體西瓜植株進(jìn)行組織培養(yǎng)獲取大量的組培苗，再進(jìn)行移栽。方法二，利用生長素或生長素類似物處理二倍體未受粉的雌蕊，以促進(jìn)子房發(fā)育成無種子的果實(shí)，在此過程中要進(jìn)行套袋處理，以避免受粉。,染色體結(jié)構(gòu)的變異主要有以下4種類型(圖解見教材5－5、5－6)： 1．缺失：是指一個(gè)正常染色體斷裂后丟失了一個(gè)片段，常造成個(gè)體生活力下降以致死亡，不致死的缺失易引起不尋常的性狀。如人的第5號(hào)染色體短臂缺失表現(xiàn)出貓叫綜合征。,染色體結(jié)構(gòu)的變異,要 點(diǎn) 歸 納,2．重復(fù)：是一條染色體的片斷連接到同源的另一條染色體上，多出跟本身相同的某一段。重復(fù)片段過大時(shí)，個(gè)體也不能存活。 3．倒位：是指染色體斷裂后倒轉(zhuǎn)180重新接合起來，造成這段染色體上的基因位置順序顛倒，從而產(chǎn)生新的表現(xiàn)型。 4．易位：又叫轉(zhuǎn)座，是指染色體斷裂后在非同源染色體間接合，更換了位置。,1．上述染色體結(jié)構(gòu)的改變，都會(huì)使排列在染色體上的基因的數(shù)目、排列順序及表達(dá)發(fā)生改變，從而導(dǎo)致性狀變異，一般來說是不利的，有的甚至導(dǎo)致生物死亡。 2．交叉互換與染色體易位的區(qū)別,(2015蘇北調(diào)研)圖1、圖2表示某種生物的部分染色體發(fā)生變異的示意圖，①和②，③和④互為同源染色體，則兩圖所示的變異 ( ),典 例 導(dǎo) 析,,A．均為染色體結(jié)構(gòu)變異 B．基因的數(shù)目和排列順序均發(fā)生改變 C．均使生物的性狀發(fā)生改變 D．均可發(fā)生在減數(shù)分裂過程中 [解析] 根據(jù)題干信息，可知發(fā)生在圖1中①和②之間的交叉互換所引起的變異為基因重組；而發(fā)生在圖2中②③之間的易位屬于染色體結(jié)構(gòu)變異，故A錯(cuò)；前者不改變基因數(shù)目和排列順序，故B錯(cuò)；前者若是純合子，則不會(huì)引起性狀改變，故C錯(cuò)；前者一定發(fā)生在減數(shù)分裂過程中，后者既可發(fā)生在減數(shù)分裂過程中，也可發(fā)生在有絲分裂過程中，故D正確。 [答案] D,如圖甲是正常的兩條同源染色體，則乙圖所示是指染色體結(jié)構(gòu)的( ) A．倒位 B．缺失 C．易位 D．重復(fù) [答案] B,,[解析],染色體數(shù)目的變異,要 點(diǎn) 歸 納,(3)理解,4．二倍體、多倍體和單倍體,5.多倍體和單倍體在育種上的應(yīng)用 (1)多倍體育種 ①多倍體形成的原因：細(xì)胞分裂過程中，由于外界條件影響，細(xì)胞分裂受阻，但染色體已復(fù)制，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)的染色體加倍。 ②應(yīng)用：培育新品種。例如，三倍體無子西瓜的培育，過程如下圖：,,(2)單倍體育種 ①單倍體的形成：由未經(jīng)受精作用的生殖細(xì)胞單獨(dú)發(fā)育而成。 ②單倍體育種流程 ③單倍體育種的優(yōu)點(diǎn)：明顯縮短育種年限。 常規(guī)的雜交育種方法要6～8年才能獲得一純合品種，而單倍體育種一般只需1～2年即可獲得一純合品種。,6．實(shí)驗(yàn)：低溫誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目的變化 (1)原理：用低溫處理植物分生組織細(xì)胞，能夠抑制紡錘體的形成，阻止染色體被拉向兩極，細(xì)胞也就不能分裂成兩個(gè)子細(xì)胞，于是，植物細(xì)胞染色體數(shù)目發(fā)生變化。,(2)方法步驟,1．判斷生物是幾倍體，既要看細(xì)胞內(nèi)含有的染色體組數(shù)，還要考慮生物個(gè)體發(fā)育的起點(diǎn)； (1)如果生物體是由受精卵發(fā)育而來的，則體細(xì)胞中含有幾個(gè)染色體組就是幾倍體。 (2)如果生物是由配子發(fā)育而來的，則無論體細(xì)胞中含有幾個(gè)染色體組，都只能是單倍體。,2．實(shí)驗(yàn)中幾種溶液的作用 (1)卡諾氏液：固定細(xì)胞的形態(tài)。 (2)改良苯酚品紅溶液：細(xì)胞核染色，便于觀察染色體的形態(tài)。除此之外，醋酸洋紅或龍膽紫都是堿性染料，都可使染色體著色。 (3)15%的鹽酸溶液：解離，使細(xì)胞分散開。 (4)95%的酒精：可用于洗去附著在根尖表面的卡諾氏液，還可與15%的鹽酸溶液混合解離、分散細(xì)胞。,3．本實(shí)驗(yàn)的其他問題 (1)低溫的作用與秋水仙素的作用基本相似。 (2)此實(shí)驗(yàn)可通過設(shè)置不同的溫度來探究溫度對植物染色體數(shù)目變化的影響。,下列關(guān)于染色體組、單倍體和二倍體的敘述，不正確的是( ) A．一個(gè)染色體組中不含同源染色體 B．由受精卵發(fā)育成的，體細(xì)胞中含有兩個(gè)染色體組的個(gè)體叫二倍體 C．單倍體生物體細(xì)胞中不一定含有一個(gè)染色體組 D．人工誘導(dǎo)多倍體的唯一方法是用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗,典 例 導(dǎo) 析,[解析] 人工誘導(dǎo)多倍體的方法很多，最常用且最有效的方法是用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗；染色體組是一組非同源染色體，單倍體生物體細(xì)胞中不一定含有一個(gè)染色體組，如四倍體的單倍體植株體細(xì)胞中含2個(gè)染色體組。 [答案] D,(2015中山檢測)某二倍體生物正常體細(xì)胞的染色體數(shù)目為8，下列四項(xiàng)中，能表示一個(gè)染色體組的是( ) [答案] C,,[解析] 細(xì)胞內(nèi)的一個(gè)染色體組中，一定沒有形態(tài)相同的染色體，即一個(gè)染色體組中各條染色體應(yīng)互為非同源染色體。又因二倍體正常體細(xì)胞中含8條染色體，故一個(gè)染色體組含4條染色體。,1.染色體組數(shù)的判定方法 (1)根據(jù)染色體形態(tài)判斷：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，如圖甲有四個(gè)染色體組。,細(xì)胞中染色體組數(shù)的判定及生物體倍性判定,2．生物體倍性的判斷,,1.無子西瓜的培育過程,無子西瓜培育過程的分析,,2．上圖中相關(guān)問題的分析 (1)關(guān)于兩次傳粉：②過程傳粉是為了雜交得到三倍體種子，④過程傳粉是為了提供生長素刺激子房發(fā)育成果實(shí)。 (2)用秋水仙素處理二倍體西瓜幼苗成為四倍體，是因?yàn)橛酌缇哂蟹稚芰Α?(3)①過程秋水仙素處理后，新產(chǎn)生的莖、葉、花的染色體數(shù)目加倍，而未處理的根細(xì)胞中仍為兩個(gè)染色體組。 (4)四倍體植株上結(jié)的西瓜f，種皮和瓜瓤為四個(gè)染色體組，而種子e的胚為三個(gè)染色體組。,(5)三倍體西瓜c進(jìn)行減數(shù)分裂時(shí)，由于聯(lián)會(huì)紊亂，不能產(chǎn)生正常配子。 (6)獲取三倍體種子e是在第一年四倍體植株a上；獲取三倍體無子果實(shí)g則是在第二年的三倍體植株c上。 (7)不以二倍體西瓜為母體的原因分析 如果以二倍體西瓜為母本，四倍體西瓜作為父本，也能得到三倍體種子，但這種三倍體種子結(jié)的西瓜，珠被會(huì)發(fā)育成厚硬的種皮，因而達(dá)不到“無子”的目的。,單倍體育種和多倍體育種的比較,三種可遺傳變異的比較,探究點(diǎn) 探究實(shí)驗(yàn)中作出假設(shè)的方法 ——低溫誘導(dǎo)染色體變異 [案例] 用濃度為2%的秋水仙素處理植物分生組織5～6小時(shí)，能夠誘導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)染色體加倍。那么，用一定時(shí)間的低溫(如4℃)處理水培的洋蔥根尖時(shí)，是否也能誘導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)染色體加倍呢？請?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究這個(gè)問題。 (1)針對以上問題，作出的假設(shè)是：______________。 提出此假設(shè)的依據(jù)是__________________________。 (2)低溫處理植物材料時(shí)，通常需要較長時(shí)間才能產(chǎn)生低溫效應(yīng)，請根據(jù)這個(gè)提示列出設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的組合表格。,(3)按照你的設(shè)計(jì)思路，以______________作為鑒別低溫是否能夠誘導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)染色體加倍的依據(jù)。為此，你要進(jìn)行的具體操作是： 第一步：剪取根尖0.5 cm～1 cm。 第二步：按照________→________→________→________步驟制作________。 第三步：顯微鏡觀察。,[標(biāo)準(zhǔn)答案] (1)用一定時(shí)間的低溫處理水培的洋蔥根尖能夠誘導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)染色體加倍 低溫能夠影響酶的活性(或紡錘體的形成、著絲點(diǎn)的分裂)，使細(xì)胞不能正常進(jìn)行有絲分裂(也可以提出其他假設(shè)，只要能夠運(yùn)用所學(xué)的生物知識(shí)進(jìn)行合理的解釋即可) (2),(3)在顯微鏡下觀察和比較經(jīng)過不同處理后根尖細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目(或染色體計(jì)數(shù)) 解離 漂洗 染色 制片 細(xì)胞有絲分裂裝片 [方法警示] 得分要點(diǎn)： (1)合理即可得分。 (2)只要設(shè)計(jì)的表格達(dá)到以下兩個(gè)要求，均可得分： A．至少設(shè)置兩個(gè)溫度的對照(常溫和低溫)； B．間隔相等的培養(yǎng)時(shí)間進(jìn)行取樣。,[錯(cuò)因案例] 失分案例： (1)假設(shè)不明確：如提出以下假設(shè)“低溫是否能誘導(dǎo)染色體加倍”。 (2)常見錯(cuò)誤：時(shí)間單位不正確或未體現(xiàn)出時(shí)間梯度，低溫設(shè)置不合理。,[技法提煉] (1)探究實(shí)驗(yàn)中如何作出假設(shè)： ①假設(shè)的內(nèi)容是由問題決定的，在作出假設(shè)前，首先要清楚探究的問題是什么。 ②假設(shè)的提出與基本預(yù)測有很大的關(guān)系。如果基本預(yù)測是肯定的，假設(shè)就是肯定的。 ③假設(shè)在實(shí)驗(yàn)之前沒有正確與錯(cuò)誤之分，只有可以檢驗(yàn)的假設(shè)和無法檢驗(yàn)的假設(shè)，探究實(shí)驗(yàn)中作出的假設(shè)應(yīng)是可檢驗(yàn)的假設(shè)。,(2)依據(jù)類比推理推導(dǎo)假設(shè)成立的依據(jù)： 秋水仙素誘導(dǎo)染色體加倍的原理是破壞紡錘體的形成，但不影響著絲點(diǎn)的分裂，因此導(dǎo)致染色體數(shù)目加倍。低溫能影響酶的活性，紡錘體的形成需要酶的催化，因而紡錘體的形成受到影響，也會(huì)導(dǎo)致染色體的數(shù)目加倍。 (3)確定表格內(nèi)項(xiàng)目的方法： ①設(shè)計(jì)表格時(shí)要注意題干中的要求是測量低溫效應(yīng)的時(shí)間，分別設(shè)置溫度梯度和時(shí)間梯度兩個(gè)實(shí)驗(yàn)變量?？紤]到一般植物細(xì)胞周期的時(shí)間單位為小時(shí)，因此表格內(nèi)培養(yǎng)時(shí)間應(yīng)以小時(shí)為單位。 ②為了保證實(shí)驗(yàn)的嚴(yán)謹(jǐn)性，應(yīng)該設(shè)置一組常溫下的對照，以排除環(huán)境因素的干擾。,