高三生物一轮复习课件【高效课堂+备课精研】 染色体变异与生物育种

一轮复习第二十一讲染色体变异与生物育种染色体变异染色体结构的变异染色体数目的变异21-三体综合征(先天性愚型)染色体变异染色体结构变异阅读课本85-86，区分四类染色体结构变异！染色体结构变异起因

温度剧变、物理射线、化学诱变剂等引发染色体断裂。错误重接→结构变异—染色体中某一片段位置颠倒1、下图是发生不同类型的染色体结构变异后，同源染色体联会时观察到的异常现象，判断各自属于哪一类染色体结构变异？★1.缺失★2.重复★3.易位★4.倒位—染色体中某一片段缺失—染色体中增加了某一片段—染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上染色体变异染色体结构变异结果：基因数目减少——染色体的某一片段缺失★1.缺失消失b猫叫综合征正常翅abdefcadefc缺刻翅患者5号想一想：对染色体上基因的影响？猫叫综合征例：果蝇棒状眼的形成结果：基因数目增多一条染色体上出现相同基因或等位基因——染色体增加某一片段★2.重复增加棒状眼卵圆眼abdefcbabdefcb想一想：对染色体上基因的影响？kl结果：基因排列顺序（或数目）变化——染色体某一片段移接到另一非同源染色体上★3.易位giklhjabcghijdefikljabcghdef夜来香发生染色体易位abdefc想一想：对染色体上基因的影响？★交叉互换VS染色体易位★三维设计139页“核心素养2”交叉互换染色体易位图解区别变异类型发生于同源染色体的非姐妹染色单体之间发生于非同源染色体之间属于基因重组（光镜下不可见）属于染色体结构变异（光镜下可见）图中①和②表示发生在常染色体上的变异，①和②所表示的变异类型分别属于（）A．基因重组和易位B．易位和易位C．易位和基因重组D．基因重组和基因重组A思考：染色体结构变异的易位与减数第一次分裂前期的交叉互换是一回事吗？交叉互换不是！易位是发生在非同源染色体之间,属于染色体结构的变异交叉互换是发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间，属于基因重组易位结果：基因排列顺序变化——染色体某一片段位置颠倒★4.倒位abdefcbdecafbdecbdecfa想一想：对染色体上基因的影响？例：果蝇正常翅膀和卷翅★1.缺失abdefcadefc★2.重复abdefcabdefcb★3.易位★4.倒位abdefcafbdecbdec染色体变异染色体结构变异染色体结构的变异如何导致生物性状的变异？染色体结构变异和基因突变的判断注：图中字母代表基因！（1）变异的单位不同基因突变包括基因中碱基对的增添、缺失和替换三种类型；染色体结构变异包括染色体片段的缺失、增加、倒位和易位。（2）变异的结果不同①基因突变引起基因结构的改变，基因数目、位置不变，性状不一定改变。②染色体结构变异引起排列在染色体上的基因的数目和排列顺序发生改变，生物的性状发生改变。（3）变异水平不同①基因突变是在DNA分子水平上的变异，只涉及基因中一个或几个碱基的改变，这种变化在光学显微镜下观察不到。②染色体结构的变异是在染色体水平上的变异，涉及染色体的某一片段的改变，这一片段可能含有若干个基因，这种变化在光学显微镜下可观察到。三维设计138页热图导析请认真辨析图甲～丁，并思考：（1）图甲、图乙均发生了某些片段的交换，其交换对象分别是什么？它们属于哪类变异？提示：图甲发生的是非同源染色体间片段的交换，图乙发生的是同源染色体非姐妹染色单体间相应片段的交换，前者属于染色体结构变异中的易位，后者则属于交叉互换型基因重组。（2）由图丁①～④的结果推知其分别属于哪类变异？能在光镜下观察到的是哪些变异？①②③④类变异中哪类变异与图丙所示变异同属一类？（3）图丁①～④中哪类变异没有改变染色体上基因的数目和排列顺序？提示：①染色体片段的缺失；②染色体片段的易位；③基因突变；④染色体片段的倒位。①②④均为染色体变异，可在光学显微镜下观察到，③为基因突变，在光学显微镜下观察不到。图丙所示变异为基因突变，③与图丙同属一类变异。提示：③三维设计139页典例对点落实生物的某些变异可通过细胞分裂某一时期染色体的行为来识别，甲、乙两模式图分别表示细胞分裂过程中出现的“环形圈”“十字形结构”现象，图中字母表示染色体上的基因，丙图是细胞分裂过程中染色体在某一时期所呈现的形态。下列有关叙述正确的是 (

)A．甲、乙两种变异类型分别属于染色体结构变异、基因重组B．甲图是由个别碱基对的增添或缺失，导致染色体上基因数目改变的结果C．乙图是由于四分体时期同源染色体非姐妹染色单体之间发生交叉互换的结果D．甲、乙、丙三图均发生在减数分裂过程中D玉米中某条染色体上部分基因的分布如图甲所示，该条染色体经变异后部分基因的分布如图乙所示。下列说法正确的是(

)

A．有丝分裂和减数分裂过程中才能发生该种染色体变异B．DNA的断裂、错接是形成图乙异常染色体的根本原因C．该染色体上的所有基因在玉米的所有细胞中都能表达D．甲→乙发生的变异类型为倒位，不能在显微镜下分辨B三维设计139页典例对点落实染色体变异染色体数目变异阅读课本86-87，找出以下问题的答案1、染色体数目变异的类型？2、染色体组的概念？3、二倍体、多倍体、单倍体的概念？4、区分单倍体、二倍体、多倍体的重要依据分别是？5、人工诱导多倍体的原理？6、单倍体植株的特点？如何培育单倍体植株？①细胞内个别染色体增加或减少②染色体数目以染色体组的形式成倍的增加或减少

类型正常减少增加个别增减染色体变异染色体数目变异三体单体二倍体本病主要特征为严重智能低下、特殊面容、手足及生殖器畸形，并可伴有严重的致死性畸形，90%一岁内死亡。分析：产生13三体综合征的原因？

三体产生配子？父方的减Ⅰ或减Ⅱ或母方的减Ⅰ或减Ⅱ①细胞内个别染色体增加或减少个别染色体增加：如21三体综合征、13三体综合征染色体数目变异个别染色体减少：如性腺发育不良（染色体数为：44+X）也称Turner综合征，女性患者少了一条X染色体，外观表现为女性，但性腺发育不良，无生育能力。父方的减Ⅰ或减Ⅱ或母方的减Ⅰ或减Ⅱ分析：产生单体X0的原因？果蝇群体中，如果Ⅱ号染色体多1条(称为Ⅱ­三体)或少1条(称为Ⅱ­单体)的个体均能正常生活，而且可以繁殖后代。已知灰身(A)对黑身(a)为显性，受一对等位基因控制，请分析回答下列问题：（1）若要通过一次杂交实验确定这对等位基因是位于常染色体上还是X染色体上，请写出杂交亲本组合的表现型：_______________________________________________。（2）从变异类型分析，三体、单体果蝇属于染色体数目变异中的______________________________________(类型)。Ⅱ­三体进行减数分裂时，3条Ⅱ号同源染色体中的任意2条配对联会并正常分离，另1条染色体随机移向细胞一极，则次级精母细胞中Ⅱ号染色体的数目可能有______(写出全部可能性)条。（3）假设控制灰身和黑身这对相对性状的等位基因位于常染色体上。某研究者猜测该对基因位于Ⅱ号染色体上，进行了如下实验：①将正常黑身果蝇(不发生基因突变和染色体变异)和纯合灰身Ⅱ­单体果蝇杂交，若子代__________(请写出表现型及其比例)，则控制灰身和黑身的基因位于Ⅱ号染色体上。②将正常黑身果蝇(不发生基因突变和染色体变异)和纯合灰身Ⅱ­三体果蝇杂交，F1中的三体果蝇再与正常黑身果蝇杂交，若F2______________(请写出表现型及其比例)，则控制灰身和黑身的基因位于Ⅱ号染色体上。★三维设计140页典例★细胞中一组_____________，在__________上各不相同，但又互相协调，共同控制生物生长、发育、遗传和变异，这样的一组染色体，称为一个染色体组。染色体组非同源染色体形态、功能一组非同源染色体各不相同相互协调，共同控制生物生长、发育、遗传和变异染色体组本质上形态上功能上②染色体数目以染色体组的形式成倍的增加或减少染色体组的内涵一个染色体组中不存在同源染色体一个染色体组中不含有等位基因或相同基因一个染色体组中各个染色体的形态和功能均不相同一个染色染色体组中含有该物种的全套遗传信息一组完整的非同源染色体ⅣⅡⅢⅡⅢXY雄果蝇1.果蝇体细胞有___条染色体82.果蝇体细胞有___对同源染色体43.果蝇体细胞有___个染色体组2★染色体组数判断方法★根据染色体形态判断——形态大小相同的染色体有几条，就有几个染色体组2个1个4个方法①3个3个4个2个2个2个1个★染色体组数判断方法★根据基因型判断——控制同一性状的基因有几个（不分大小写）就含几个染色体组。方法②YyRrAABBDDAaaAAaaBbbbCCCc2个3个4个2个ABCD1个方法③根据染色体数目和染色体形态数来推算。染色体组的数目=染色体数染色体形态数某生物体细胞中有42条染色体，分成7种形态，则该生物体细胞中染色体组有多少个？(2020·全国卷Ⅱ)关于高等植物细胞中染色体组的叙述，错误的(

)A．二倍体植物的配子只含有一个染色体组B．每个染色体组中的染色体均为非同源染色体C．每个染色体组中都含有常染色体和性染色体D．每个染色体组中各染色体DNA的碱基序列不同★三维设计145页练真题备高考1★C下图中丁是某二倍体生物体细胞染色体模式图，戊、己、庚是发生变异后的不同个体的体细胞中的染色体组成模式图，据图回答：（1）若果蝇的某细胞在减数第一次分裂后期X染色体和Y染色体没有分离，最终形成的精子中含有的是不是一个染色体组？（2）上图中戊所示个体减数分裂产生的配子种类及比例如何？（3）“三体”＝“三倍体”吗？★三维设计140页3.热图导析★不是b∶B∶ab∶aB＝1∶1∶1∶1提示：三体是二倍体(含两个染色体组)，只是其中某形态的染色体“多出了一条”，其余染色体均为两两相同(如上图己)；三倍体则是指由受精卵发育而来的体细胞中含三个染色体组的个体，其每种形态的染色体为“三三相同”(如上图庚)。例如：人、果蝇、玉米等大多数生物二倍体由受精卵发育而来的，体细胞中有两个染色体组的个体。染色体变异染色体数目变异多倍体由受精卵发育而来的，体细胞中有三个或三个以上染色体组的个体。多倍体在植物中较常见，动物中少见。三倍体—香蕉四倍体—马铃薯六倍体—普通小麦茎秆粗壮，叶片、果实、种子等都较大；营养物质含量有所增加。★多倍体优点：体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体。长得弱小，且高度不育由配子直接发育而来蜂王32条雄蜂16条工蜂32条受精卵配子单倍体★三维设计140页2.教材拾遗★（1）单倍体一定不育吗？不一定，若单倍体体细胞中含有奇数个染色体组一般不可育，有偶数个染色体组一般可育。★单倍体植株特点：二倍体、四倍体、六倍体物种形成的单倍体个有多少个染色体组？1个2个3个单倍体不一定只有一个染色体组只有一个染色体组一定是单倍体4、区分单倍体、二倍体、多倍体的重要依据分别是？例：（1）体细胞中含有两个染色体组的个体是二倍体，含有三个或三个以上染色体组的个体是多倍体 ()（2）单倍体体细胞中不一定只含有一个染色体组 ()（3）普通小麦是六倍体，共42条染色体。它的花粉不经受精可直接发育成小麦植株。问由花粉直接发育成的小麦体细胞内有几个染色体组，有几条染色体,是几倍体？×√3个21条单倍体

体细胞中的染色体数配子中的染色体数体细胞中染色体组数配子中的染色体组数属于几倍体生物豌豆72普通小麦423小黑麦28八倍体14215684六倍体二倍体61思考：豌豆2N=14中“2”、“N”的含义？普通小麦6N=42中“6”、“N”的含义？小黑麦8N=56中“8”、“N”的含义？秋水仙素或低温可以作用于正在分裂的细胞，_______________，导致染色体不能移向细胞两极，从而使得染色体数目加倍。抑制纺锤体的形成实验：低温诱导植物染色体数目的变化5、人工诱导多倍体的原理？想一想：秋水仙素作用于什么细胞？哪一个时期？着丝点是否分裂？细胞是否分裂？实验：低温诱导植物染色体数目的变化阅读课本88，找出以下问题的答案1、概述实验步骤？各步骤的目的？2、各试剂的作用？3、解离液是如何配制的？4、能使染色体着色的试剂有哪些？统称为？5、使用显微镜观察时的基本操作？6、视野中的细胞的染色体数有哪些可能？卡诺氏液95%的酒精低高6、视野中的细胞的染色体数有哪些可能？正常的二倍体染色体数目发生改变1、概述实验步骤？各步骤的目的？视野中既有

细胞，也有_____________________的细胞。生物育种的原理及应用1、多倍体育种阅读课本课本89页“二、拓展题”1、概述培育三倍体无子西瓜的过程？2、以一定浓度的秋水仙素溶液滴在二倍体西瓜幼苗的芽尖的目的？为什么处理芽尖？3、两次传粉的目的分别是？4、三倍体西瓜为什么没有种子？真的一颗都没有吗？5、培育无子西瓜需要几年？

每年都要制种，很麻烦，有没有别的替代方法？实例：三倍体无子西瓜的培育过程是否所有细胞都有四个染色体组？二倍体幼苗2N四倍体植株4N秋水仙素处理染色体加倍二倍体植株2N传粉二倍体植株2N花粉三倍体种子3N三倍体无子瓜三倍体植株3N发育第一年第二年1、概述培育三倍体无子西瓜的过程？2、以一定浓度的秋水仙素溶液滴在二倍体西瓜幼苗的

芽尖的目的？为什么处理芽尖？3、两次传粉的目的分别是？4、三倍体西瓜为什么没有种子？真的一颗都没有吗？5、培育无子西瓜需要几年？

每年都要制种，很麻烦，有没有别的替代方法？芽尖是有丝分裂旺盛的地方，有利于形成四倍体植株杂交，获得三倍体花粉含有少量生长素，可刺激子房发育为果实联会紊乱方法一：无性繁殖—将三倍体西瓜植株进行植物组织培养获取大量的组培苗，再进行移栽。方法二：利用生长素或生长素类似物处理二倍体未受粉的雌蕊，以促进子房发育成无种子的果实。用秋水仙素处理幼苗芽尖后，芽尖分生组织分裂产生的茎、叶、花染色体数目加倍，而未经处理部分(如根部细胞)的染色体数不变。子房子房壁果皮胚珠受精卵种子果实受精卵种子合成生长素子房发育为果实促进×√★三维设计190页左下角★联会紊乱正常情况下联会时同源染色体配对，然后要把同源染色体分开。若同源染色体为偶数条则可以平均分开，但三倍体的同源染色体是三条，即一种形态的染色体个三条，没有办法平均分开，即形成联会紊乱，减数分裂不能正常进行，所以不能形成配子，无法形成种子。三倍体西瓜无子的原因：三倍体西瓜植株在减数分裂过程中，由于染色体联会紊乱，不能产生正常配子。1、多倍体育种1、育种原理：2、方法:3、处理材料：4、实例：三倍体无子西瓜的培育染色体(数目)变异用秋水仙素或低温处理萌发的种子或幼苗受精卵（无种子）子房外源生长素不能形成花蕾期去雄果实促进无子果实方法：花蕾期（未受粉）去雄，套袋，在雌蕊柱头上涂抹一定浓度的生长素或生长素类似物.原理：就是应用生长素能促进果实发育的生理作用实例：无子番茄的培育区别：无子番茄的培育与无子西瓜的培育★三维设计189页右下角★人工处理方法原理无子原因变异类型用一定浓度的生长素溶液处理未受粉的雌蕊柱头生长素促进果实发育未受精不可遗传的变异用秋水仙素溶液处理萌发的种子或幼苗染色体变异联会紊乱，无法正常减数分裂产生配子可遗传的变异处理方法？原理？无子原因？变异类型？现有基因型为AABB的高杆抗病棉花和aabb的矮杆不抗病，怎样可以培育出能稳定遗传的的矮杆抗病（aaBB）棉花？生物育种的原理及应用3、杂交育种P高杆抗病

AABB×矮杆感病

aabbF1高杆抗病

AaBb↓↓×选育出需要的矮抗品种F2A_B_A_bbaaB_aabb矮抗×生长aaBBF3减数分裂配子ABAbaBab单倍体ABAbaBab↓花药离体培养↓秋水仙素AAbbaaBBaabb纯合体AABB矮抗2、单倍体育种一年生植物从播种到收获种子需要一年，则以下两种方法培育出能稳定遗传的矮杆抗病的品种分别需要几年?优点：明显缩短育种年限1、原理：2、过程：染色体(数目)变异秋水仙素4、优点：明显缩短育种年限；子代一般均为纯合体，不发生性状分离生物育种的原理及应用2、单倍体育种处理材料？技术复杂5、缺点：3、方法：花药离体培养（植物组织培养)、秋水仙素处理中国荷斯坦牛1、概念：2、原理：3、过程：基因重组（适用于有性生殖的生物）生物育种的原理及应用3、杂交育种①培育杂合子品种选取符合要求的纯种双亲杂交(♀×♂)→F1(即为所需品种)。②培育隐性纯合子品种选取符合要求的双亲杂交(♀×♂)→F1F2→选出表现型符合要求的个体种植并推广。课本99页杂交水稻高杆高产水稻矮杆低产水稻思考：经试种测定，有矮杆高产的水稻中，ddTt的个体比ddTT的个体更高产。如何在较短时间内DDTT和ddtt培育出ddTt的杂种，请写出实验思路（结合遗传图解）

高杆高产DDTTddttDdTt2/3ddTt高杆高产高杆低产矮杆高产矮杆低产1/3ddTTPF1F2培育杂合个体ddttddTTddtt(自交留种)(自交留种)缺点：需要年年制种（因为品种为杂合子，再继续留种会发生性状分离）杂种优势是杂合体在一种或多种性状上优于两个亲本的现象。例如不同品系、不同品种、甚至不同种属间进行杂交所得到的杂种一代往往比它的双亲表现更强大的生长速率和代谢功能，从而导致器官发达、体型增大、产量提高，或者表现在抗病、抗虫、抗逆力、成活力、生殖力、生存力等的提高。这是生物界普遍存在的现象。课本101练习题2③培育显性纯合子品种a.植物：选择具有不同优良性状的亲本

，获得F1→F1自交→获得F2→

需要的类型，连续自交至

为止。b.动物：选择具有不同优良性状的亲本杂交，获得F1→F1_________→获得F2→鉴别、选择需要的类型与隐性类型测交，选择____________________________。杂交鉴别、选择后代不发生性状分离后代不发生性状分离的F2个体只能利用已有基因的重组，按需选择，并不能创造新的基因。杂交后代会出现分离现象，育种进程缓慢，过程复杂。操作简便，可以把多个品种的优良性状集中在一起。雌、雄个体交配4、优点：5、缺点：3、杂交育种选育从F2开始的原因是：从F2开始发生性状分离1、动物杂交育种中纯合子的获得不是通过逐代自交，而是测交。2、比植物杂交育种所需年限短。3、动物杂交育种不能运用单倍体育种的方法来缩短时间，因为动物细胞的全能性受到限制。短毛折耳猫（bbee）长毛立耳猫（BBEE）长毛折耳猫（BBee）

现有长毛立耳猫（BBEE）和短毛折耳猫（bbee），如何培育出能稳定遗传的长毛折耳猫（BBee）？写出育种方案。试一试：动物的杂交育种方法单倍体育种与杂交育种的关系基因突变①可以提高突变率，在较短时间内获得更多的优良变异类型。②大幅度地改良某些性状。生物育种的原理及应用4、诱变育种1、原理：2、过程：3、优点：4、缺点：有利变异个体往往不多，需要处理大量材料。三维设计142页：诱变育种一般不用于动物，请分析原因？诱变育种具有不定向性和低频性，需要处理大量材料，且发生在动物体细胞中的突变难以遗传给后代“黑农五号”大豆青霉素高产菌株3、操作对象：

操作水平：操作环境：又叫做基因拼接技术或DNA重组技术。通俗的说，就是按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向地改造生物的遗传性状。基因生物育种的原理及应用5、基因工程1、概念：4、结果：定向地改造生物的性状2、原理：能否利用大肠杆菌生产人的胰岛素等珍贵的药物？基因重组（广义）分子水平生物体外阅读课本102-103页基因工程操作基本步骤1、提取目的基因2、目的基因与运载体结合3、将目的基因导入受体细胞4、目的基因的检测与鉴定运载体“剪刀”“针线”使用同种限制酶切割保证运载体与目的基因产生相同的黏性末端是否有标记基因；是否有目的基因的表达产物；是否出现相应性状剪切运载体和目的基因的限制酶是同一种吗？一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在特定的切点上切割DNA分子。特点：(专一性)实例:大肠杆菌的一种限制酶(EcoRⅠ)能识别GAATTC序列，并在G和A之间切开。1、“基因剪刀”—限制性核酸内切酶(限制酶)G

AA

TT

CC

TT

AA

GG

C

TT

AA

AA

TT

C

G(黏性末端)(黏性末端)被同一种限制酶切断的几个DNA是否具有相同的黏性末端？不同的限制酶呢？CTTCATGAATTCCGTAGAATTCCCTAAGAAGTACTTAAGGCATCTTAAGGGATT练习使用EcoRI剪切目的基因CTTCATGAATTCCCTAAGAAGTACTTAAGGGATTGGCATCTTAAAATTCCGTAG目的基因要想获得某个目的基因必须要用限制酶切几个切口？可产生几个黏性末端？一个目的基因有几个黏性末端？质粒存在于细菌以及酵母菌等生物的细胞中，是拟核或者细胞核外能够自主复制的很小的环状DNA分子。常用的运载体：质粒、噬菌体、动植物病毒2、基因的运输工具——运载体运载体的特点1.能在受体细胞中复制并稳定保存

2.具有多个限制酶切点，便于与多种外源基因结合

3.具有标记基因，供重组DNA的鉴定和选择。甲片段CTTCATGAATTCCCTAAGAAGTACTTAAGGGATT乙片段GGCATCTTAAAATTCCGTAG

GGCATCTTAAAATTCCGTAG3、“基因针线”——DNA连接酶脱氧核糖和磷酸交替连接的DNA骨架的缺口形成磷酸二酯键重组质粒的构建…GAATTC…CTTAAGGAATTC…CTTAAG…酶切酶切质粒目的基因必须是同一种限制酶AATTTTAADNA连接酶生物育种的原理及应用1、多倍体育种2、单倍体育种3、杂交育种4、诱变育种5、基因工程★三维设计143页热图导析★下图为生物育种程序图，据图回答有关问题：（1）识别图解中各字母表示的处理方法：A：杂交，

D：自交，B：花药离体培养，C：秋水仙素(低温)处理，E：诱变处理，F：秋水仙素(低温)处理，G：DNA重组技术，

H：脱分化，

I：再分化，J：包裹人工种皮★三维设计143页热图导析★①“亲本→A、D新品种”为杂交育种；②“亲本→B、C新品种”为单倍体育种；③“种子或幼苗→E新品种”为诱变育种；④“种子或幼苗→F新品种”为多倍体育种；⑤“植物细胞→G、H、I、J新品种”为基因工程育种。下图为生物育种程序图，据图回答有关问题：（2）识别图中育种方法★三维设计143页理解拓展★育种目标育种方案集中双亲优良性状单倍体育种(明显缩短育种年限)杂交育种(耗时较长，但简便易行)对原品系实施“定向”改造基因工程及植物细胞工程(植物体细胞杂交)育种让原品系产生新性状(无中生有)诱变育种(可提高变异频率，期望获得理想性状)使原品系营养器官“增大”或“加强”多倍体育种据不同育种目标选择不同育种方案易错警示有关育种的4点易错提醒（1）诱变育种与杂交育种相比，前者能产生新基因，创造变异新类型，后者只是实现原有基因的重新组合。诱变育种