新人教版必修2染色体变异课件(共63张)

1、第2节染色体变异目标素养1.准确理解染色体组的概念,通过比较二倍体、多倍体和单倍体的区别,提升归纳概括的能力2.通过探究低温诱导植物细胞染色体数目的变化,提高实验操作能力3.理解单倍体育种和多倍体育种利用了染色体数目变异的原理,并通过与杂交育种的比较,认同单倍体育种可以明显缩短育种的年限4.理解染色体缺失、重复、倒位和易位可以引起染色体结构的变异知识概览一、染色体变异的概念生物体的体细胞或生殖细胞内染色体数目或结构的变化,称为染色体变异。二、染色体数目的变异1.类型(1)个别染色体变化:细胞内个别染色体的增加或减少。(2)染色体成套变化:细胞内染色体数目以一套完整的非同源染色体为基数成倍地增加

2、或成套地减少。 染色体数目变异可否借助显微镜识别?提示:因为染色体相对较大,染色体发生数目变异可以借助显微镜进行识别。2.二倍体和多倍体(1)染色体组:在大多数生物的体细胞中,染色体都是两两成对的,也就是说含有两套非同源染色体,其中每套非同源染色体称为一个染色体组。(2)二倍体:体细胞中含有两个染色体组的个体。(3)多倍体:体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体。(4)人工诱导多倍体技术:人工诱导多倍体的方法很多,如低温处理、用秋水仙素诱发等。其中,用秋水仙素来处理萌发的种子或幼苗,是目前最常用且最有效的方法。3.单倍体(1)单倍体是指体细胞中的染色体数目与本物种配子染色体数目相同的个体。(

3、2)特点:与正常植株相比,单倍体植株长得弱小,而且高度不育。(3)应用:单倍体育种。过程优点:明显缩短育种年限。 三、低温诱导植物细胞染色体数目的变化1.实验原理用低温处理植物的分生组织细胞,能够抑制纺锤体的形成,以致影响细胞有丝分裂中染色体被拉向两极,导致细胞不能分裂成两个子细胞,于是,植物细胞的染色体数目发生变化。2.实验步骤 四、染色体结构的变异1.类型 染色体结构变异中的易位与互换型基因重组有什么不同?提示:染色体结构变异中的易位是发生在非同源染色体间的染色体片段的交换,而互换型基因重组是发生在同源染色体的非姐妹染色单体间的相应片段的交换。2.结果染色体结构的改变,会使排列在染色体上的

4、基因数目或排列顺序发生改变,导致性状的变异。大多数染色体结构变异对生物体是不利的,有的甚至会导致生物体死亡。一 染色体数目的变异重难归纳1.染色体组数的判断方法(1)根据染色体形态判断。依据:细胞内形态相同的染色体有几条,则含有几个染色体组。实例:如下图所示的细胞中,形态相同的染色体,a中有4条,b中有3条,c中有2条,d中无,则可判定它们分别含4个、3个、2个、1个染色体组。(2)根据基因型判断。依据: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)。实例:据图可知,eh中依次含4、2、3、1个染色体组。(3)根据染色体数和形态数的比值判断。依据:染色体数

5、与形态数的比值意味着每种形态染色体数目的多少,每种形态的染色体有几条,即含几个染色体组。实例:果蝇体内该比值为8条染色体/4种形态=2,则果蝇含2个染色体组。2.单倍体、二倍体和多倍体(1)比较。(2)判断方法。 如果生物体由受精卵(或合子)发育而成,体细胞中含有几个染色体组,该生物就是几倍体。如果生物体由生殖细胞直接发育而成,无论体细胞中含有几个染色体组,都是单倍体。 关于单倍体的三个易错点(1)单倍体的体细胞中并不一定只有一个染色体组,如四倍体生物的配子形成的单倍体的体细胞中含有两个染色体组。(2)单倍体并非都不育:二倍体的配子发育成的单倍体,表现为高度不育;多倍体的配子若含有偶数个染色体

6、组,则发育成的单倍体含有同源染色体及等位基因,可育并能产生后代。(3)单倍体是生物个体,而不是配子;精子和卵细胞属于配子,但不是单倍体。下图表示2种育种方式,请据图回答下列问题。(1)图甲和图乙分别表示哪种育种方式?它们的育种原理是否相同?提示:图甲表示的是单倍体育种,图乙表示的是多倍体育种。它们的育种原理相同,都是染色体数目变异。(2)图乙中获得无子西瓜至少需要几年?图中有2次传粉过程,它们的目的分别是什么?提示:2年。第1次传粉的目的是得到三倍体种子,第2次传粉是为了刺激三倍体的子房发育成果实。典例剖析1.马铃薯的花粉在一定条件下可直接培养成马铃薯植株。该马铃薯植株的某些细胞进行减数分裂时

7、,观察到染色体正常联会,此时细胞内共有15个四分体。据此推测,马铃薯正常个体的体细胞中共含有的染色体组数目为()A.2个B.3个C.4个D.5个答案:C解析:在减数分裂形成花粉过程中,同源染色体分离,那么花粉直接培养形成的马铃薯植株,其染色体数目减半,染色体组数目也减半。而用花粉直接培养形成的马铃薯植株细胞进行减数分裂时,观察到染色体正常联会,并形成15个四分体,说明其含有2个染色体组,所以马铃薯正常个体的体细胞中共含有的染色体组数目为4个。2.下图表示无子西瓜的培育过程。根据图解,结合你学过的生物学知识判断,下列叙述错误的是()A.用秋水仙素处理二倍体西瓜幼苗的茎尖,主要是抑制有丝分裂前期纺

8、锤体的形成B.四倍体植株所结的西瓜,果皮细胞内含有4个染色体组C.无子西瓜既没有种皮,也没有胚D.四倍体西瓜的根细胞中含有2个染色体组答案:C解析:秋水仙素能抑制纺锤体的形成,纺锤体的形成发生在有丝分裂的前期。四倍体植株上所结的西瓜,其果皮是由子房壁发育而成的,来自母本,应含有4个染色体组。三倍体西瓜不能产生正常配子,所以无子西瓜不能形成受精卵,而种子的种皮来自母本,所以无子西瓜有种皮,没有胚。由于植株的地下部分没有经秋水仙素处理,四倍体西瓜的根细胞中仍含有2个染色体组。 判断多倍体是否可育。一看染色体组的数量,若为奇数,则该多倍体是不可育的。二看染色体组的来源,同源四倍体、同源八倍体都是可育

9、的;异源四倍体有的不可育,如普通小麦(六倍体)和黑麦(二倍体)杂交,得到的异源四倍体不可育。学以致用1.下图所示细胞含三个染色体组的是()答案:D2.下列关于染色体组、单倍体和二倍体的叙述,错误的是()A.一个染色体组中不含同源染色体B.由受精卵发育而来,体细胞中含有两个染色体组的个体叫二倍体C.含一个染色体组的个体是单倍体,单倍体不一定只含一个染色体组D.由六倍体普通小麦花药离体培育出来的个体是三倍体答案:D解析:染色体组是由一组非同源染色体组成的;由受精卵发育而来的个体,体细胞中含有几个染色体组就是几倍体;而由配子发育而来的个体,体细胞中不管含有几个染色体组都是单倍体。所以,由六倍体普通小

10、麦花药离体培育出来的个体为单倍体。二 低温诱导植物细胞染色体数目的变化重难归纳1.方法步骤2.实验现象:视野中既有正常的二倍体细胞,也有染色体数目发生改变的细胞。3.注意事项(1)低温和秋水仙素诱导染色体数目加倍的原理:用低温或秋水仙素处理植物的分生组织细胞,能够抑制纺锤体的形成,以致影响细胞有丝分裂中染色体被拉向两极,导致细胞不能分裂成两个子细胞,于是,植物细胞的染色体数目发生变化。(2)两次漂(冲)洗的对比。时间不同:第一次冲洗在固定之后、解离之前,第二次漂洗在解离之后、染色之前。试剂不同:第一次用体积分数为95%的酒精冲洗,第二次用清水漂洗。目的不同:第一次是为了洗去多余的卡诺氏液,第二

11、次是为了洗去多余的解离液。 “低温诱导植物细胞染色体数目的变化”实验中的理解误区(1)显微镜下观察到的是死细胞:植物细胞经卡诺氏液固定后细胞死亡。(2)选择材料不能随意:误将低温处理“分生组织细胞”等同于“任何细胞”。染色体数目变化发生在细胞分裂过程中,处理高度分化的细胞不会出现染色体数目加倍的情况。(3)低温处理的理解误区:低温处理的目的只是抑制纺锤体形成,使染色体不能被拉向两极。如果低温持续时间过长,会影响细胞的各项功能,甚至导致细胞死亡。(4)着丝粒分裂不是纺锤丝牵引的结果:误将“抑制纺锤体形成”等同于“着丝粒不分裂”。着丝粒是自动分裂的,不需要纺锤丝牵引,纺锤丝牵引的作用是将染色体拉向

12、两极。1.本实验中,是否温度越低效果越显著?提示:不是,必须为“适当低温”,以防止温度过低对根尖细胞造成伤害。2.观察时是否所有细胞中染色体均已加倍?提示:不是,只有少部分细胞实现“染色体加倍”,大部分细胞仍为二倍体状态。典例剖析下列关于“低温诱导植物细胞染色体数目的变化”实验的叙述,错误的是()A.实验原理是低温抑制纺锤体的形成,影响细胞有丝分裂中染色体被拉向两极B.解离后的洋葱根尖应漂洗后才能进行染色C.甲紫溶液可以使细胞中的染色体着色D.显微镜下可以看到大多数细胞处在分裂期且染色体数目发生了改变答案:D解析:“低温诱导植物细胞染色体数目的变化”实验的原理是低温能抑制有丝分裂前期纺锤体的形

13、成,以致影响细胞有丝分裂中染色体被拉向两极,导致细胞不能分裂成两个子细胞;解离后要用清水漂洗根尖残留的盐酸以免影响着色;甲紫溶液可将细胞中的染色体染成紫色;显微镜下可看到大多数细胞处于分裂间期,部分细胞染色体数目加倍。学以致用1.下列关于“低温诱导植物细胞染色体数目的变化”实验操作的叙述,错误的是()A.剪取的根尖用卡诺氏液处理的目的是固定细胞的形态B.卡诺氏液处理后应用清水冲洗两次C.制片时应先解离、漂洗,再染色、制片D.观察时应先用低倍镜寻找到染色体数目变化的细胞答案:B解析:卡诺氏液固定后应用体积分数为95%的酒精冲洗两次。2.用秋水仙素处理某二倍体植物的愈伤组织,诱导再分化形成植株,从

14、获得的再生植株中筛选四倍体植株。预实验结果如下表,正式实验时秋水仙素溶液的质量浓度设计最合理的是()A.0、2、3、4、5、6B.0、4、5、6、7、8C.0、6、7、8、9、10D.0、3、6、9、12、15答案:B解析:预实验结果表明用质量浓度为6 g/L的秋水仙素处理愈伤组织,诱导形成的四倍体植株数目最多,诱导率最高,所以正式实验时秋水仙素溶液的质量浓度应在6 g/L左右。三 染色体结构的变异重难归纳1.染色体缺失、重复与基因突变的区别2.易位与互换的区别 下图甲为某正常染色体,为显微镜观察到的变异杂合子染色体联会异常现象,通过图示辨析染色体结构变异的类型。答案:缺失重复易位倒位 典例剖

15、析导致遗传物质变化的原因有很多。下图字母代表不同基因,其中变异类型和分别是()A.突变和倒位 B.重组和倒位C.重组和易位D.易位和倒位答案:D解析:染色体的结构变异包括缺失、重复、易位和倒位。a、b基因的位置出现新的j基因,为易位(染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上);染色体臂上的c基因和d、e基因位置颠倒,为倒位。学以致用1.杂合子雌果蝇在形成配子时,同源染色体的非姐妹染色单体间的相应片段发生交换,导致新的配子类型出现,其原因是在配子形成过程中发生了()A.基因重组 B.染色体重复C.染色体易位D.染色体倒位答案:A解析:在减数分裂过程中,同源染色体上的非姐妹染色单体间的相应片段发

16、生交换导致基因重组;在减数分裂后期,非同源染色体的自由组合也能导致基因重组。染色体重复、染色体易位、染色体倒位属于染色体变异。2.下图表示某生物细胞中2条染色体及其部分基因。下列4种情况的产生不属于该细胞染色体结构变异的是()A.B.C.D.答案:C解析:是基因突变或减数分裂的四分体时期发生互换所致。1.下图分别表示4个生物的体细胞,下列有关叙述正确的是()A.图中属于单倍体的体细胞的有3个B.图中的丁一定是单倍体的体细胞C.每个染色体组中含有3条染色体的是甲、乙、丁D.与乙相对应的基因型可以是aaa、abc、AaaBBBcccDDd、aabbcc等答案:B解析:可根据相同形态染色体的个数判断

17、染色体组数,甲、乙、丙、丁中分别含有3、3、2、1个染色体组,其中图丁一定是单倍体。而甲、乙、丙可能分别是三倍体、三倍体、二倍体,也可能都是单倍体。与图乙对应的基因型应包含3个等位基因,所以abc、aabbcc这两种基因型不能对应乙。2.单倍体生物的体细胞中()A.只含一条染色体B.只含一个染色体组C.染色体数是单数D.染色体数目与配子相同答案:D3.用秋水仙素处理幼苗可诱导形成多倍体植株,秋水仙素的主要作用是()A.使染色体再次复制B.使染色体着丝粒不分裂C.抑制纺锤体的形成D.使细胞稳定在间期阶段答案:C解析:秋水仙素能够抑制细胞分裂过程中纺锤体的形成,这样有丝分裂的细胞虽然完成了复制,但染色体不能被拉向两极,导致细胞中的染色体数目加倍。4.下列关于“低温诱导植物细胞染色体数目的变化”实验的叙述,正确的是()A.低温抑制染色体的着丝粒分裂,使子染色体不能分别移向两极B.盐酸和酒精的混合液和卡诺氏液都可以固定细胞形态C.甲紫溶液和醋酸洋红液都可以使染色体着色D.显微镜下可以看到细胞的染色体数目都发生了改变答案:C解析:低温能抑制有丝分裂过程中纺锤体的形成,但着丝粒能正常分裂,只是染色体不能被拉向两极,导致细胞中染色体数目加倍,A项错误。卡诺氏液的作用是固定细胞形态,盐酸和酒精的混