1、1第第23讲染色体变异讲染色体变异2走进高考第一关走进高考第一关:教材关教材关3一一 染色体结构的变异实例染色体结构的变异实例:猫叫综合征猫叫综合征,人的第人的第5号染色体部号染色体部分缺失引起的遗传病分缺失引起的遗传病类型类型_:染色体中某一片段缺失染色体中某一片段缺失,片段上的基因也随之片段上的基因也随之丢失丢失_:染色体增加某一片段染色体增加某一片段,该片段上的基因与正常染色该片段上的基因与正常染色体部分片段基因相同体部分片段基因相同_:两条非同源染色体间片段的移接两条非同源染色体间片段的移接_:染色体中某一片段位置颠倒染色体中某一片段位置颠倒180结果结果:使排列在染色体上的使排列在染
2、色体上的_数目或数目或_顺序发顺序发生改变生改变,从而导致性状的变异从而导致性状的变异缺失缺失重复重复易位易位倒位倒位基因基因排列排列4二二 染色体数目的变异个别染色体增减染色体数目的变异个别染色体增减:如如21三体综合征三体综合征染色体组成倍增减染色体组染色体组成倍增减染色体组:细胞中的在细胞中的在_和和_上各不相同上各不相同,携带着控制生物生长发育的全部遗传携带着控制生物生长发育的全部遗传信息的一组信息的一组_二倍体二倍体:由由_发育而成的发育而成的,体细胞中含有体细胞中含有_个个染色体组的个体染色体组的个体 如如:果蝇果蝇多倍体概念多倍体概念:由由_发育而来发育而来,体细胞中含有体细胞中
3、含有_染色体的个体染色体的个体形态形态功能功能非同源染色体非同源染色体受精卵受精卵两两受精卵受精卵三个或三个以上三个或三个以上5实例实例:香蕉香蕉(三倍体三倍体)马铃薯马铃薯(四倍体四倍体)普通小麦普通小麦(六倍体六倍体)特点特点:茎秆粗壮茎秆粗壮,叶片叶片 果实果实 种子种子_,营养物质营养物质_,发育延迟发育延迟人工诱导多倍体方法人工诱导多倍体方法:用用_处理处理_的种子或幼的种子或幼苗苗成因成因:秋水仙素抑制秋水仙素抑制_形成形成原理原理:细胞有丝分裂秋水仙素抑制纺锤体形成染色体不能移细胞有丝分裂秋水仙素抑制纺锤体形成染色体不能移向两极向两极细胞中染色体数目细胞中染色体数目_ 多倍体植株
4、多倍体植株 染色体数目加倍的细胞进行正常的有丝分裂发育比较大比较大含量高含量高秋水仙素秋水仙素萌发萌发纺锤体纺锤体加倍加倍6实例实例:三倍体无子西瓜三倍体无子西瓜单倍体单倍体 概念概念:体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体成因成因 自然成因自然成因:由配子直接发育成的新个体由配子直接发育成的新个体,如蜜蜂的雄蜂如蜜蜂的雄蜂人工成因人工成因:花药离体培养花药离体培养特点特点:植株长得弱小植株长得弱小,高度高度_应用应用:单倍体育种单倍体育种 方法方法:花药花药(花粉花粉)离体培养离体培养优点明显优点明显_育种年限育种年限获得能稳定遗传的获得能稳定遗传的_:
5、离体培养秋水仙素处理人工诱导染色体数目加倍选择过程 花药单倍体植株正常生殖的纯合子新品种不育不育缩短缩短纯合子纯合子7三三 实验实验:低温诱导植物低温诱导植物染色体数目的变化原理染色体数目的变化原理:低温处理低温处理_细胞细胞,能抑制能抑制_的形成的形成,细胞不能分裂为细胞不能分裂为2个子个子细胞细胞,细胞染色体数目发生变化细胞染色体数目发生变化方法步骤方法步骤:略略植物分生组织植物分生组织纺锤体纺锤体8解读高考解读高考 第二关：考点关第二关：考点关9考点考点 染色体结构变异的类型染色体结构变异的类型类型类型遗传效应遗传效应图解图解实例实例缺失缺失缺失片段越大缺失片段越大,对个体对个体影响越大
6、影响越大 轻则影响轻则影响个体活力个体活力,重则死亡重则死亡猫叫综合猫叫综合征征重复重复引起的遗传效应比缺引起的遗传效应比缺失小失小,重复部分太大会重复部分太大会影响个体生活力影响个体生活力果蝇的棒果蝇的棒状眼状眼倒位倒位形成的配子大多异常形成的配子大多异常,从而影响个体生育从而影响个体生育-易位易位产生部分异常配子产生部分异常配子,使使配子的育性降低或产配子的育性降低或产生有遗传病的后代生有遗传病的后代人慢性粒人慢性粒细胞白血细胞白血病病10特别提醒特别提醒:1.易位与交叉互换的区别易位与交叉互换的区别易位发生在非同源染色体之间易位发生在非同源染色体之间,是指染色体的某一片段移接到是指染色体
7、的某一片段移接到另一条非同源染色体上另一条非同源染色体上 交叉互换发生在减数分裂的四分体时期同源染色体的非姐妹交叉互换发生在减数分裂的四分体时期同源染色体的非姐妹染色单体之间染色单体之间,是基因重组是基因重组 2.染色体结构变异与基因突变的区别染色体结构变异与基因突变的区别染色体结构变异使排列在染色体上的基因的数目和排列顺序染色体结构变异使排列在染色体上的基因的数目和排列顺序发生改变发生改变,从而导致性状的变异从而导致性状的变异 基因突变是基因结构的改变基因突变是基因结构的改变,包括包括DNA碱基对的增添碱基对的增添 缺失或改变缺失或改变 基因突变导致新基因基因突变导致新基因的产生的产生,染色
8、体结构变异未形成新的基因染色体结构变异未形成新的基因 113.通过显微镜区别通过显微镜区别染色体变异可借助光学显微镜观察染色体变异可借助光学显微镜观察,但基因突变但基因突变 基因重组显基因重组显微镜观察不到微镜观察不到 4.染色体结构变异染色体结构变异,引起染色体上的基因数目或排列顺序发生引起染色体上的基因数目或排列顺序发生改变改变,对生物个体多数是不利的对生物个体多数是不利的,有的甚至会致死有的甚至会致死 12例析例析1果蝇的一条染色体上果蝇的一条染色体上,正常基因的排列顺序为正常基因的排列顺序为123-456789,中间的中间的“-”代表着丝点代表着丝点,下表表示了由该正常染色体下表表示了
9、由该正常染色体发生变异后基因顺序变化的四种情况发生变异后基因顺序变化的四种情况 有关叙述错误的是有关叙述错误的是()染色体基染色体基 因顺序变化因顺序变化 a 123-476589 b 123-4789 c 1654-32789 d 123-4567678913A.a是染色体某一片段位置颠倒引起的是染色体某一片段位置颠倒引起的B.b是染色体某一片段缺失引起的是染色体某一片段缺失引起的C.c是染色体着丝点改变引起的是染色体着丝点改变引起的D.d是染色体增加了某一片段引起的是染色体增加了某一片段引起的解析解析:将将a b c d分别与正常的基因排列顺序分别与正常的基因排列顺序123-456789分
10、别作比较分别作比较,可知可知:a是是5 6 7这这3个基因所在片段的位置颠个基因所在片段的位置颠倒引起的倒引起的:b是是5 6这这2个基因所在片段缺失引起的个基因所在片段缺失引起的;c是是2 3 4 5 6这这5个基因所在的片段颠倒而引起的个基因所在的片段颠倒而引起的;d则是增加了则是增加了7 6这这2个基因所在的片段而引起的个基因所在的片段而引起的 答案答案:C14互动探究互动探究1-1:右图表示某生物细胞中两条染色体及其上部分右图表示某生物细胞中两条染色体及其上部分基因基因,下列选项的结果中下列选项的结果中,不属于染色体变异引起的是不属于染色体变异引起的是()解析解析:分析题图可知分析题图
11、可知,C选项中的染色体上其他基因的位置和选项中的染色体上其他基因的位置和顺序未变顺序未变,只有基因只有基因b突变为突变为B,这属于基因突变引起的这属于基因突变引起的,不属于不属于染色体变异的范畴染色体变异的范畴 答案答案:C15互动探究互动探究1-2:图为两条同源染色体在减数分裂时的配对行为图为两条同源染色体在减数分裂时的配对行为,则表明该细胞则表明该细胞()A.发生了基因突变发生了基因突变B.发生了染色体变异发生了染色体变异C.不发生基因重组不发生基因重组D.发生了碱基互补配对发生了碱基互补配对16解析解析:基因突变只是基因分子基因突变只是基因分子(碱基对的数目和种类缺失碱基对的数目和种类缺
12、失 增增添或改变添或改变)结构的部分改变结构的部分改变,所以不可能在显微镜下观察到所以不可能在显微镜下观察到,排排除选项除选项A;同源染色体在减数分裂时的配对发生交换重组同源染色体在减数分裂时的配对发生交换重组,选选项项C错误错误;碱基互补配对发生在碱基互补配对发生在DNA复制复制 转录转录(或逆转录或逆转录)翻译过程中翻译过程中,选项选项D错误错误;图中下面一条染色体发生染色体倒图中下面一条染色体发生染色体倒位位,该倒位部分通过形成倒位环该倒位部分通过形成倒位环(旋转旋转180)完成同源部分的完成同源部分的配对配对 答案答案:B17考点考点2染色体组数目的判定染色体组数目的判定1.生物体几倍
13、体的判别生物体几倍体的判别由于多倍体的生殖细胞内含有不止一个染色体组由于多倍体的生殖细胞内含有不止一个染色体组,由这样的生由这样的生殖细胞直接发育成的个体是单倍体殖细胞直接发育成的个体是单倍体,而不能根据细胞内染色体而不能根据细胞内染色体组的数目叫做几倍体组的数目叫做几倍体 由此可见由此可见,生物几倍体的判别不能只看生物几倍体的判别不能只看细胞内含有多少个染色体组细胞内含有多少个染色体组,还要考虑到生物个体发育的直接还要考虑到生物个体发育的直接来源来源 18(1)如果生物体由受精卵或合子发育而成如果生物体由受精卵或合子发育而成,生物体细胞内有几生物体细胞内有几个染色体组就叫几倍体个染色体组就叫
14、几倍体(2)如果生物体是由生殖细胞如果生物体是由生殖细胞卵细胞或花粉直接发育而成卵细胞或花粉直接发育而成,无论细胞内含有几个染色体组无论细胞内含有几个染色体组,都不能叫几倍体都不能叫几倍体,而只能叫单而只能叫单倍体倍体 不同生物的单倍体含有染色体组的数目可以不同不同生物的单倍体含有染色体组的数目可以不同 二二倍体生物的单倍体含有一个染色体组倍体生物的单倍体含有一个染色体组;多倍体生物的单倍体多倍体生物的单倍体含有多个染色体组含有多个染色体组 192.染色体组数目的判定染色体组数目的判定(1)据图判定据图判定:细胞中形态相同的染色体有几条细胞中形态相同的染色体有几条,则含有几个染则含有几个染色体
15、组色体组 如上图如上图,甲图中形态相同的染色体有甲图中形态相同的染色体有2条条,故含有故含有2个个染色体组染色体组,每个染色体组含有每个染色体组含有3条染色体条染色体,同理同理,乙图细胞中含乙图细胞中含有有3个染色体组个染色体组,丙图细胞中含有丙图细胞中含有4个染色体组个染色体组 20(2)据基因型判定据基因型判定:由于相同的基因由于相同的基因(控制同一性状的基因控制同一性状的基因)位于位于形态相同的染色体上形态相同的染色体上(或同源染色体上或同源染色体上),所以在细胞或生物体所以在细胞或生物体的基因型中的基因型中,相同的基因出现几次相同的基因出现几次,则有几个染色体组则有几个染色体组 例如例
16、如,基因型为基因型为AaBb的细胞的细胞,含有含有2个染色体组个染色体组;基因型为基因型为AAaBbb的细胞的细胞,有有3个染色体组个染色体组;基因型为基因型为AAaaBBbb的细胞中的细胞中,含有含有4个染色体组个染色体组,如下图所示如下图所示 21例析例析2某些类型的染色体结构和数目的变异某些类型的染色体结构和数目的变异,可通过对细胞有可通过对细胞有丝分裂中期或减数第一次分裂时期的观察来识别丝分裂中期或减数第一次分裂时期的观察来识别 a b c d为某些生物减数第一次分裂时期染色体变异的模式图为某些生物减数第一次分裂时期染色体变异的模式图,它它们依次属于们依次属于()A.三倍体三倍体 染色
17、体片段增加染色体片段增加 三体三体 染色体片段缺失染色体片段缺失B.三倍体三倍体 染色体片段缺失染色体片段缺失 三体三体 染色体片段增加染色体片段增加C.三体三体 染色体片段增加染色体片段增加 三倍体三倍体 染色体片段缺失染色体片段缺失D.染色体片段缺失染色体片段缺失 三体三体 染色体片段增加染色体片段增加 三倍体三倍体22解析解析:考查了染色体变异的有关知识考查了染色体变异的有关知识 从图从图a可看出有一组同可看出有一组同源染色体是三条源染色体是三条,另外两组同源染色体都是两条另外两组同源染色体都是两条,说明了二倍说明了二倍体中多了一条染色体成为三体体中多了一条染色体成为三体 从图从图b中可
18、看出上面的一条中可看出上面的一条与下面的一条相比多了一段与下面的一条相比多了一段4片段片段,属于染色体片段的增添属于染色体片段的增添 图图c中含有三个染色体组中含有三个染色体组,是染色体组成倍地增加是染色体组成倍地增加,该图属于三该图属于三倍体倍体 图图d上下两条染色体相对比上下两条染色体相对比,下面的一条少了下面的一条少了3 4片段片段,属于染色体结构的缺失属于染色体结构的缺失 答案答案:C23互动探究互动探究2-1:假如某生物正常体细胞的染色体数为假如某生物正常体细胞的染色体数为16条条,是四是四倍体倍体,下图中能正确表示其产生的单倍体细胞的是下图中能正确表示其产生的单倍体细胞的是()24
19、解析解析:考查染色体与染色体变异的相关知识考查染色体与染色体变异的相关知识.由题干可知由题干可知,该生该生物的每个染色体组中有物的每个染色体组中有4条染色体条染色体,且这且这4条染色体形态条染色体形态 结结构各异构各异 则该生物的单倍体个体中应含有则该生物的单倍体个体中应含有2个染色体组个染色体组,共有共有8条染色体条染色体,4种形态结构种形态结构,即每种形态结构的染色体有即每种形态结构的染色体有2条条,如如图图B所示所示 答案答案:B25互动探究互动探究2-2:某生物正常体细胞的染色体数目为某生物正常体细胞的染色体数目为12条条,是三倍是三倍体体,下图表示其正常体细胞的是下图表示其正常体细胞
20、的是()解析解析:由题意可知正常体细胞的由题意可知正常体细胞的12条染色体中条染色体中,含含3个染色体个染色体组组,即每种形态的染色体有即每种形态的染色体有3条条;每个染色体组中含每个染色体组中含4条形态条形态 大小不同的染色体大小不同的染色体 答案：答案：A26考点考点3二倍体二倍体 多倍体和单倍体多倍体和单倍体1.二倍体二倍体 多倍体和单倍体概念辨析多倍体和单倍体概念辨析由受精卵发育而来由受精卵发育而来,凡是体细胞含有两个染色体组的个体都叫凡是体细胞含有两个染色体组的个体都叫二倍体二倍体;由受精卵发育而来由受精卵发育而来,凡是体细胞含有三个或三个以上凡是体细胞含有三个或三个以上染色体组的个
21、体都叫多倍体染色体组的个体都叫多倍体 二倍体和多倍体的划分是依据二倍体和多倍体的划分是依据体细胞中含有染色体组的数目体细胞中含有染色体组的数目;而凡是体细胞中含有本物种而凡是体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体就叫单倍体配子染色体数目的个体就叫单倍体,即由配子直接发育而来即由配子直接发育而来 在强调单倍体时在强调单倍体时,一定要说明是何种生物的单倍体一定要说明是何种生物的单倍体,即即“本物本物种种”是谁是谁 27特别提醒特别提醒:二倍体二倍体 单倍体和多倍体的主要区别单倍体和多倍体的主要区别:(1)发育的起点不同发育的起点不同:二倍体和多倍体都是受精卵而单倍体是二倍体和多倍体都是受精卵而单倍
22、体是未受精的配子未受精的配子(2)所含染色体组数目不同所含染色体组数目不同:二倍体含两个染色体组二倍体含两个染色体组,多倍体含多倍体含三个或三个以上染色体组三个或三个以上染色体组,单倍体是含正常体细胞染色体组数单倍体是含正常体细胞染色体组数目的一半的个体目的一半的个体,具体数目不确定具体数目不确定(3)可育性可育性:二倍体和多倍体可育二倍体和多倍体可育,而单倍体高度不育而单倍体高度不育 282.多倍体及其应用多倍体及其应用(1)形成的主要原因形成的主要原因:体细胞在有丝分裂过程中体细胞在有丝分裂过程中,染色体完成了染色体完成了复制复制,但是细胞受到外界环境条件但是细胞受到外界环境条件(如温度骤
23、变如温度骤变)或生物内部因或生物内部因素的干扰素的干扰,纺锤体的形成受到破坏纺锤体的形成受到破坏,以致染色体不能被拉向两以致染色体不能被拉向两极极,细胞也不能分裂成两个细胞细胞也不能分裂成两个细胞,于是染色体加倍于是染色体加倍(2)特点特点:茎秆粗壮茎秆粗壮,叶片叶片 果实和种子都比较大果实和种子都比较大,糖类和蛋白质糖类和蛋白质等营养物质含量增加等营养物质含量增加 29:():3最常用最有效的方法 用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗应用人工诱导多倍体 秋水仙素的作用 抑制纺锤体的形成成果 无子西瓜甜菜八倍体小黑麦():4秋水仙素抑制纺锤体形成发育原理 有丝分裂细胞内染色体加倍多倍体植株30特别提
24、醒特别提醒:用正常的二倍体种子或幼苗做多倍体育种时用正常的二倍体种子或幼苗做多倍体育种时,用秋用秋水仙素处理后水仙素处理后,无需再进行组织培养无需再进行组织培养(直接发育为多倍体植株直接发育为多倍体植株),而利用一部分组织而利用一部分组织(如根薄壁组织如根薄壁组织),则需要组织培养则需要组织培养 313.无子西瓜和无子番茄的区别无子西瓜和无子番茄的区别比较项目比较项目无子西瓜无子西瓜无子番茄无子番茄培育原理培育原理染色体变异染色体变异生长素促进果实发育生长素促进果实发育处理试剂处理试剂秋水仙素秋水仙素生长素类似物生长素类似物,如如2,4-D处理部位处理部位萌发的种子或幼苗萌发的种子或幼苗未授粉
25、的雌蕊柱头未授粉的雌蕊柱头无子的原因无子的原因三倍体植物的减数分裂三倍体植物的减数分裂中同源染色体联会紊乱中同源染色体联会紊乱,不能形成正常的配子而不能形成正常的配子而无子无子未授粉使胚珠内的卵细未授粉使胚珠内的卵细胞没有经过受精胞没有经过受精,果实果实里没有形成种子里没有形成种子性状能否遗传性状能否遗传可遗传可遗传不可遗传不可遗传32.:()():():,():()4123离体培养秋水仙素处理选择单倍体及其应用自然状态 由未受精卵发育而成形成原因孤雌生殖人工方法 花药离体培养特点 植株弱小且高度不育 在育种上有特殊意义应用 花粉单倍体幼苗纯合植物新品种 稳定遗传 33例析例析3已知水稻抗病已
26、知水稻抗病(R)对感病对感病(r)为显性为显性,有芒有芒(B)对无芒对无芒(b)为显性为显性,两对基因自由组合两对基因自由组合,体细胞染体细胞染色体数为色体数为24条条 现用单倍体育种方法选育抗病现用单倍体育种方法选育抗病 有芒水有芒水稻新品种稻新品种 据此回答下列问题据此回答下列问题:(1)诱导单倍体所用的花药诱导单倍体所用的花药,应取自基因型为应取自基因型为_的植株的植株(2)为获得上述植株为获得上述植株,应采用基因型为应采用基因型为_和和_的两亲本进行杂交的两亲本进行杂交 RrBbRRbbrrBB34(3)在培养过程中在培养过程中,单倍体有一部分能自然加倍成为单倍体有一部分能自然加倍成为
27、二倍体植株二倍体植株,该二倍体植株花粉表现该二倍体植株花粉表现_(可育或不可育或不育育),结实性为结实性为_(结实或不结实结实或不结实),体细胞染色体数体细胞染色体数为为_(4)在培养过程中在培养过程中,一部分花药壁细胞能发育成为植一部分花药壁细胞能发育成为植株株,该植株的花粉表现该植株的花粉表现_(可育或不育可育或不育)结实性为结实性为_(结实或不结实结实或不结实),体细胞染色体数为体细胞染色体数为_ 可育可育结实结实24条条可育可育结实结实24条条35(5)自然加倍植株和花药壁植株中都存在抗病自然加倍植株和花药壁植株中都存在抗病 有芒有芒的表现型的表现型 为获得稳定遗传的抗病为获得稳定遗传
28、的抗病 有芒新品种有芒新品种,本实验本实验应选以上两种植株中的应选以上两种植株中的_植株植株,因为自然加倍植株因为自然加倍植株_,花药壁植株花药壁植株_(6)鉴别上述自然加倍植株与花药壁植株的方法是鉴别上述自然加倍植株与花药壁植株的方法是_ 自然加倍自然加倍基因型纯合基因型纯合基因型杂合基因型杂合将植株分别自交将植株分别自交,子代性状表现一致的是自然加倍植株子代性状表现一致的是自然加倍植株,子代子代性状分离的是花药壁植株性状分离的是花药壁植株36解析解析:据题意可知据题意可知,用单倍体育种方法选育抗病用单倍体育种方法选育抗病 有芒水稻新有芒水稻新品种的基因型为品种的基因型为RRBB,所以花药应
29、取自基因型为所以花药应取自基因型为RrBb的植的植株株 亲本亲本RRbb与与rrBB杂交即得杂交即得RrBb 在培养过程中在培养过程中,单倍单倍体加倍即为纯合子体加倍即为纯合子,染色体数均为染色体数均为24条条,花药壁细胞是体细胞花药壁细胞是体细胞,发育成植株体细胞染色体数均为发育成植株体细胞染色体数均为24条条,且可育且可育,结实结实,由单倍体由单倍体自然加倍成的二倍体是纯合子自然加倍成的二倍体是纯合子,即是所选新品种即是所选新品种 纯合子自交纯合子自交后代不会发生性状分离后代不会发生性状分离 37互动探究互动探究3:已知西瓜红色瓤已知西瓜红色瓤(R)对黄色瓤对黄色瓤(r)为显性为显性 图中
30、图中A是是黄色瓤西瓜种子黄色瓤西瓜种子(rr)萌发而成的萌发而成的,B是红瓤西瓜种子是红瓤西瓜种子(RR)长成长成的的 据图回答据图回答:38(1)秋水仙素的作用是秋水仙素的作用是_(2)G瓜瓤是瓜瓤是_色色,其中瓜子的胚的基因型其中瓜子的胚的基因型_(3)H瓜瓤是瓜瓤是_色色,H中无子的原理是中无子的原理是_(4)生产上培育无子西瓜的原理是生产上培育无子西瓜的原理是_,而培育无子番茄应用的原理是而培育无子番茄应用的原理是_ 抑制细胞有丝分裂过程中纺锤体的形成抑制细胞有丝分裂过程中纺锤体的形成,使染色体数目加倍使染色体数目加倍黄黄Rrr红红三倍体的植株减数分裂过程中三倍体的植株减数分裂过程中,
31、染色体联会紊乱染色体联会紊乱,不能形成正不能形成正常的生殖细胞常的生殖细胞染色体数目变异染色体数目变异生长素促进果实发育生长素促进果实发育39考点考点4基因重组基因重组 基因突变和染色体变异的比较基因突变和染色体变异的比较类型类型项目项目基因重组基因重组基因突变基因突变染色体变异染色体变异概念概念基因的重新组合基因的重新组合基因结构的改变基因结构的改变,包括包括DNA碱碱基对的增添基对的增添 缺失和替缺失和替换换染色体结构或数染色体结构或数目变化而引目变化而引起的变异起的变异类型类型非同源染色体非同源染色体上的非等位上的非等位基因基因,随非同随非同源染色体自源染色体自由组合而重由组合而重组组同
32、源染色体上同源染色体上的非等位基的非等位基因因,随交叉互随交叉互换而重组换而重组自然状态下发自然状态下发生的生的自然自然突变突变人为条件下发人为条件下发生的生的诱发诱发突变突变染色体结构变染色体结构变异异染色体数目变染色体数目变异异40发生时期发生时期减数第一次分裂减数第一次分裂四分体时期四分体时期(交交叉互换叉互换)及减数及减数第一次分裂后期第一次分裂后期(自由组合自由组合)DNA复制时复制时(有有丝分裂间期丝分裂间期 减减数第一次分裂间数第一次分裂间期及其他期及其他DNA复复制时制时)细胞分裂期细胞分裂期适用范围适用范围真核生物进行有真核生物进行有性生殖产生配子性生殖产生配子时时,在核遗传
33、中在核遗传中发生发生任何生物均可发任何生物均可发生生(包括原核包括原核 真核生物及非细真核生物及非细胞结构的生物胞结构的生物)真核生物核遗传真核生物核遗传中发生中发生41产生结果产生结果只改变基因型只改变基因型,未未发生基因的改变发生基因的改变产生新的基因产生新的基因,发发生基因生基因“种类种类”的改变的改变可引起基因可引起基因“数数量量”上的变化上的变化,如如增添或缺失几个增添或缺失几个基因基因意义意义形成生物多样性形成生物多样性的重要原因的重要原因,对生对生物进化有十分重物进化有十分重要意义要意义生物变异的根本生物变异的根本来源来源,提供生物进提供生物进化的原材料化的原材料对生物进化有一对
34、生物进化有一定意义定意义育种应用育种应用杂交育种杂交育种诱发育种诱发育种单倍体单倍体 多倍体多倍体育种育种42特别提醒特别提醒:1.基因突变基因突变 基因重组基因重组 染色体变异都会引起遗传物质的改染色体变异都会引起遗传物质的改变变,均可传给后代均可传给后代,是可遗传变异的是可遗传变异的3个来源个来源 2.若把基因视为染色体上的一个位若把基因视为染色体上的一个位“点点”,染色体视为点所在染色体视为点所在的的“线段线段”,则则基因突变基因突变“点点”的变化的变化(点的质变点的质变,但数目不变但数目不变)基因重组基因重组“点点”的结合或交换的结合或交换(点的质与量均不变点的质与量均不变)染色体变异
35、染色体变异“线段线段”发生结构或数目的变化发生结构或数目的变化染色体结构变异染色体结构变异线段的部分片段增添线段的部分片段增添 缺失缺失 重复重复 易易位位43(点的质不变点的质不变,数目和位置可能变化数目和位置可能变化)染色体数目变异染色体数目变异个别线段增添个别线段增添 缺失或线段成倍增减缺失或线段成倍增减(点的质不变点的质不变 数目变化数目变化)3.基因突变是分子水平上的变化基因突变是分子水平上的变化;染色体变异是染色体结构或染色体变异是染色体结构或数目的变异数目的变异,属于细胞水平上的变化属于细胞水平上的变化 因此因此,基因突变在光镜基因突变在光镜下看不到下看不到,染色体变异则可以看到
36、染色体变异则可以看到 4.根据变异个体数量确定是否发生基因突变根据变异个体数量确定是否发生基因突变,如一群棕猴中出如一群棕猴中出现一只白猴现一只白猴,一片红花植株中偶尔出现一株白花一片红花植株中偶尔出现一株白花,即可确定是即可确定是由基因突变造成的由基因突变造成的;若出现一定比例白猴或白花若出现一定比例白猴或白花,则由于等位则由于等位基因分离基因分离,配子经受精作用随机结合产生的配子经受精作用随机结合产生的,但该过程不叫基但该过程不叫基因重组因重组 44例析例析4(2009福建理综福建理综,3)细胞的有丝分裂与减数分裂都可能细胞的有丝分裂与减数分裂都可能产生可遗传的变异产生可遗传的变异,其中仅
37、发生在减数分裂过程的变异是其中仅发生在减数分裂过程的变异是()A.染色体不分离或不能移向两极染色体不分离或不能移向两极,导致染色体数目变异导致染色体数目变异B.非同源染色体自由组合非同源染色体自由组合,导致基因重组导致基因重组C.染色体复制时受诱变因素影响染色体复制时受诱变因素影响,导致基因突变导致基因突变D.非同源染色体某片段移接非同源染色体某片段移接,导致染色体结构变异导致染色体结构变异45解析解析:细胞的有丝分裂与减数分裂都可能产生的可遗传变异细胞的有丝分裂与减数分裂都可能产生的可遗传变异是基因突变和染色体变异是基因突变和染色体变异,所以所以,A选项中染色体变异选项中染色体变异,C选项中
38、选项中的基因突变的基因突变,D选项中的染色体结构变异都是有丝分裂和减数选项中的染色体结构变异都是有丝分裂和减数分裂均可发生的分裂均可发生的,而而B选项中的基因重组只在减数分裂过程中选项中的基因重组只在减数分裂过程中发生发生 答案答案:B46互动探究互动探究4-1:生物世界广泛存在着变异生物世界广泛存在着变异,人们研究并利用变异人们研究并利用变异可以培育高产可以培育高产 优质的作物新品种优质的作物新品种,下列能产生新基因的育种下列能产生新基因的育种方式是方式是()A.“杂交水稻之父杂交水稻之父”袁隆平通过杂交技术培育出高产的超级袁隆平通过杂交技术培育出高产的超级稻稻B.用用X射线进行大豆人工诱变
39、育种射线进行大豆人工诱变育种,从诱变后代中选出抗病性从诱变后代中选出抗病性强的优良品种强的优良品种C.通过杂交和人工染色体加倍技术通过杂交和人工染色体加倍技术,成功培育出抗逆能力强的成功培育出抗逆能力强的八倍体小黑麦八倍体小黑麦47D.把合成把合成-胡萝卜素的有关基因转进水稻胡萝卜素的有关基因转进水稻,育成可防止人类育成可防止人类VA缺乏症的转基因水稻缺乏症的转基因水稻解析解析:诱变育种的原理是基因突变诱变育种的原理是基因突变,能产生新的基因能产生新的基因 答案答案:B48互动探究互动探究4-2:引起生物可遗传变异的原因有三种引起生物可遗传变异的原因有三种,即基因重组即基因重组 基因突变和染色
40、体变异基因突变和染色体变异 以下几种生物性状的产生以下几种生物性状的产生,来源于来源于同一种变异类型的是同一种变异类型的是()果蝇的白眼豌豆的黄色皱粒果蝇的白眼豌豆的黄色皱粒 绿色圆粒八倍体小黑麦绿色圆粒八倍体小黑麦的出现人类的色盲玉米的高茎皱形叶人类的镰刀型细的出现人类的色盲玉米的高茎皱形叶人类的镰刀型细胞贫血症胞贫血症A.B.C.D.49解析解析:果蝇的白眼果蝇的白眼 人类的色盲及镰刀型细胞贫血症都来源人类的色盲及镰刀型细胞贫血症都来源于基因突变于基因突变;豌豆的黄色皱粒豌豆的黄色皱粒 绿色圆粒绿色圆粒 玉米的高茎皱形玉米的高茎皱形叶都来源于基因重组叶都来源于基因重组;八倍体小黑麦的出现则
41、来源于染色体八倍体小黑麦的出现则来源于染色体变异变异 答案答案:C50笑对高考第三关笑对高考第三关:技巧关技巧关51关于关于“假设假设”“”“预期预期”“”“结果结果”与与“结论结论”的辨析的辨析1.假设假设“假设假设”,也称假说或猜测也称假说或猜测,是指用来说明某种现象但未经证是指用来说明某种现象但未经证实的论题实的论题,也是对所提出的问题作出的参考答案也是对所提出的问题作出的参考答案,即依据发现即依据发现的事实材料或科学原理的事实材料或科学原理,通过创造性思维通过创造性思维,提出初步假定提出初步假定 如如“孟德尔分离现象解释验证孟德尔分离现象解释验证”的测交实验中的测交实验中,提出的假说提
42、出的假说是是:“F1(Dd)产生配子时产生配子时,因等位基因分离因等位基因分离,使得使得F1产生含基因产生含基因D和基因和基因d的两种配子的两种配子,且其数目相等且其数目相等 ”522.预期预期“预期预期”是在实验设计方案确定以后是在实验设计方案确定以后,实验正式实施之前实验正式实施之前,根根据假说和原理据假说和原理,对实验可能出现的结果的判断对实验可能出现的结果的判断,是依据提出的是依据提出的假说进行推理假说进行推理,得出假定性结果或推论得出假定性结果或推论,即即“假如假设成立假如假设成立,则则应有何种结果应有何种结果”,如如“孟德尔分离现象验证实验孟德尔分离现象验证实验,假如假说成假如假说
43、成立则有测交的后代应出现立则有测交的后代应出现Dd与与dd为为1：1的结果的结果,即高茎与矮即高茎与矮茎数量比应为茎数量比应为1：1”533.结果结果结果应为实验实际出现的情况结果应为实验实际出现的情况,如如“孟德尔分离现象解释实验孟德尔分离现象解释实验”中出现的结果为中出现的结果为“得到的得到的64株后代中株后代中,30株高茎株高茎,34株矮茎株矮茎,两两种性状分离比为种性状分离比为1：1”544.结论结论结论的得出须依据实验结果结论的得出须依据实验结果,即若出现的结果与预期结果一即若出现的结果与预期结果一致则得出与先前的假说一致的结论或致则得出与先前的假说一致的结论或“假说成立假说成立”,
44、若实验若实验出现的结果与预期结果不符出现的结果与预期结果不符,则得出的结论应为则得出的结论应为“假说不成假说不成立立”由此可知由此可知,“假设假设”应对应应对应“结论结论”,“预期预期”应对应应对应“结果结果”,在实验讨论时应注意描述的科学性即在实验讨论时应注意描述的科学性即“如果出现何种结果如果出现何种结果,则应有何种结论则应有何种结论”55典例用浓度为典例用浓度为2%的秋水仙素处理植物分生组织的秋水仙素处理植物分生组织56h,能够能够诱导细胞内染色体加倍诱导细胞内染色体加倍 那么那么,用一定时间的低温用一定时间的低温(如如4)处处理水培的洋葱根尖时理水培的洋葱根尖时,是否也能诱导细胞内染色
45、体加倍呢是否也能诱导细胞内染色体加倍呢?请请对这个问题进行实验探究对这个问题进行实验探究 56(1)针对以上问题针对以上问题,你作出的假设是你作出的假设是_ 你提出此假设的依据是你提出此假设的依据是_ 用一定时间的低温处理水培的洋葱根尖能够诱导细胞内染色用一定时间的低温处理水培的洋葱根尖能够诱导细胞内染色体加倍体加倍低温能够影响酶的活性低温能够影响酶的活性(或纺锤丝的形成或纺锤丝的形成 着丝点的分裂着丝点的分裂),使使细胞不能正常进行有丝分裂细胞不能正常进行有丝分裂(也可提出其他假设也可提出其他假设,只要能够运只要能够运用所学的生物知识进行合理地解释用所学的生物知识进行合理地解释 )57(2)
46、低温处理植物材料时低温处理植物材料时,通常需要较长时间才能产生低温效通常需要较长时间才能产生低温效应应,根据这个提示将你设计的实验组合以表格的形式列出来根据这个提示将你设计的实验组合以表格的形式列出来 培养时间培养时间培养温度培养温度5hrs10hrs15hrs常温常温4C0C58(3)按照你的设计思路按照你的设计思路,以以_作为鉴别低温是否诱导细胞内染作为鉴别低温是否诱导细胞内染色体加倍的依据色体加倍的依据 为此你要进行的具体操作是为此你要进行的具体操作是:第一步第一步:剪取根尖剪取根尖23mm 第二步第二步:按照按照_步骤制作步骤制作_ 在显微镜下观察和比较经过不同处理后根尖细在显微镜下观
47、察和比较经过不同处理后根尖细胞内染色体数目胞内染色体数目解离解离漂洗漂洗染色染色制片制片细胞有丝分裂装片细胞有丝分裂装片59思维导析思维导析:提出的假设应该具有一定的科学根据提出的假设应该具有一定的科学根据,提出的假设提出的假设应该是最有可能的而不是随意猜测应该是最有可能的而不是随意猜测,所以探究的课题在题干中所以探究的课题在题干中具有一定的指向性具有一定的指向性 在设计表格的时候要注意题干的要求是在设计表格的时候要注意题干的要求是测量低温效应的时间测量低温效应的时间,考虑到一般植物的细胞周期时间的单位考虑到一般植物的细胞周期时间的单位应该以小时为单位比较合适应该以小时为单位比较合适 为了保证
48、实验的严谨性为了保证实验的严谨性,应该做应该做一组常温下的对照组一组常温下的对照组,以排除环境因素的干扰以排除环境因素的干扰 60应用拓展应用拓展61植物细胞有丝分裂的过程中植物细胞有丝分裂的过程中,染色体在细胞中的位置不断地发染色体在细胞中的位置不断地发生变化生变化 那么是什么牵引染色体运动呢那么是什么牵引染色体运动呢?某同学对该问题进某同学对该问题进行了实验探究行了实验探究 实验假设实验假设:_ 实验方法实验方法:破坏纺锤丝破坏纺锤丝 染色体的运动是由于纺锤丝的牵引染色体的运动是由于纺锤丝的牵引62方法步骤方法步骤:(1)培养洋葱根尖培养洋葱根尖(2)切取根尖切取根尖23mm,并对它进行解
49、离并对它进行解离 漂洗和染色漂洗和染色(3)将洋葱根尖制成临时装片将洋葱根尖制成临时装片,并滴加一定浓度的秋水仙素溶并滴加一定浓度的秋水仙素溶液液,使根类处于秋水仙素溶液中使根类处于秋水仙素溶液中,在显微镜下用一个分裂期的在显微镜下用一个分裂期的时间观察染色体的运动情况时间观察染色体的运动情况 根据该同学的实验设计回答根据该同学的实验设计回答:63该同学设计的实验步骤有两处明显的错误该同学设计的实验步骤有两处明显的错误,请指出错误所在请指出错误所在,并加以改正并加以改正 _ 请你预测实验结果及结论请你预测实验结果及结论:A._ B._ 其一是其一是,该实验要观察活细胞染色体的运动该实验要观察活
50、细胞染色体的运动,不能解离和漂洗不能解离和漂洗;其二是其二是,缺少对照组缺少对照组,应添加一组不加秋水仙素的对照组应添加一组不加秋水仙素的对照组滴加一定浓度的秋水仙素溶液滴加一定浓度的秋水仙素溶液,能抑制纺锤体形成能抑制纺锤体形成,染色体将染色体将不再运动不再运动,说明染色体的运动是由于纺锤丝的牵引说明染色体的运动是由于纺锤丝的牵引滴加一定浓度的秋水仙素溶液滴加一定浓度的秋水仙素溶液,能抑制纺锤体形成能抑制纺锤体形成,染色体仍染色体仍能运动能运动,说明染色体的运动不是由于纺锤丝的牵引说明染色体的运动不是由于纺锤丝的牵引64解析解析:实验题型中容易出现以下错误实验题型中容易出现以下错误:一一 实
