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人教版教学素材染色体变异复习笔记
第二节染色体变异
考点一、染色体变异
变异类型:
1、染色体结构变异2、染色体数目变异
1、染色体结构变异
概念:
由染色体结构的改变而引起的变异。
基因突变是染色体上某一位点基因的改变,是微小区段的变异,是分子水平的变异,而染色体变异是比较明显的染色体结构或数目的变异,染色体变异中的结构变异和数目变异都属于细胞水平上的变化。
2.种类:
(1)缺失:
染色体中某一片段缺失引起的变异。
(2)重复:
染色体中增加某一片段引起的变异。
(3)易位:
染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上引起的变异。
(4)倒位:
染色体中某一片段位置颠倒引起的变异
3.结果:
使排列在染色体上的基因的数目或排列顺序发生改变,从而导致性状的变异。
4.举例:
猫叫综合征,是由于人的第5号染色体部分缺失引起的遗传病。
注意:
1.基因突变只是基因碱基对的替换、增添或缺失,不改变基因的数量和排列顺序;而染色体结构的改变,引起染色体上的基因的数目或排列顺序发生改变,对生物个体往往是不利的,有的甚至会致死。
2.每个物种染色体的大小、形态和结构都是相对稳定的。
3.染色体变异可以用显微镜直接观察。
而基因突变在光学显微镜下不可见。
4.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另一条非同源染色体上,属于染色体结构变异。
交叉互换发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间,属于基因重组
考点二、染色体数目的变异
一、染色体数目的变异
1.类型:
(1)细胞内个别染色体数的增加或减少。
如21三体综合征。
(2)细胞内的染色体数目以染色体组的形式成倍的增加或减少。
如三倍体无子西瓜等。
2.染色体组的概念:
细胞中在形态和功能上各不相同,携带着控制生物生长发育遗传、变异的全部遗传信息的一组非同源染色体。
3、构成一个染色体组应具备的条件
①一个染色体组中不含同源染色体。
②一个染色体组中所含的染色体形态、大小和功能各不相同。
③一个染色体组中含有控制一种生物性状的一整套基因,但不能重复。
4、要确定某生物体细胞中染色体组的数目,可从以下几个方面考虑
①细胞中同源染色体有几条,细胞内就含有几个染色体组。
(如图一)
②根据基因型判断细胞中的染色体组数目,根据细胞的基因型确定控制每一性状的基因出现的次数,该次数就等于染色体组数(如图二)。
如基因型AAaaBBbb的细胞生物体含有4个染色体组,也可记作:
同一个字母不分大小写重复出现几次,就是几倍体生物。
③根据染色体的数目和染色体的形态数来推算,染色体组的数目=染色体数/染色体形态数。
3.二倍体、多倍体和单倍体
(1)二倍体:
由受精卵发育而成,体细胞含有两个染色体组,包括几乎全部的动物和过半数的高等植物。
(2)多倍体
①概念:
由受精卵发育而成,体细胞含三个或三个以上染色体组。
其中,体细胞中含有三个染色体的叫做三倍体,含有四个染色体组的叫四倍体。
②分布:
在植物中很常见,在动物中极少见。
③优点:
与二倍体植株相比,多倍体植株常常是茎秆粗壮,叶片、果实、种子都比较大,糖类和脂肪等营养物质的含量都有所增加。
4.多倍体育种
(1)方法:
目前最常用且最有效的方法是用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。
(2)原理:
当秋水仙素作用于正在分裂的细胞时,能够抑制纺锤体的形成,导致染色体不能移向细胞两极,而引起细胞内染色体数目加倍。
(3)过程:
萌发的种子或幼苗
染色体数目加倍
多倍体植株。
5.单倍体育种
概念:
由配子直接发育而成,体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体。
特点:
与正常植株相比,植株长得弱小,且高度不育。
优点:
明显缩短了育种年限
过程:
6.单倍体、二倍体、多倍体的比较
概念
染色体组
形成原因
特点
举例
单倍体
体细胞中含本物种配子染色体数目的个体
1至多个
单性生殖(孤雌生殖或孤雄生殖)
植株弱小,高度不育
蜜蜂的雄蜂;玉米、小麦的单倍体
二倍体
由受精卵发育而来,体细胞含有2个染色体组的个体
2
正常的有性生殖
正常
几乎全部的动物和过半数的高等植物
多倍体
由受精卵发育而来,体细胞含3个或3个以上染色体组的个体
3个或3个以上
未减数的配子受精或合子染色体数加倍
果实、种子较大,生长发育延迟,结实率低
香蕉(三倍体),马铃薯(四倍体)、八倍体小黑麦
7.单倍体与二倍体、多倍体的判定
(1)由受精卵发育而成的个体,含有几个染色体组,就叫做几倍体。
(2)由配子发育而成的个体,不论含几个染色体组,都称为单倍体。
单倍体个体的体细胞染色体组数一般为奇数,当其进行减数分裂形成配子时,由于同源染色体无法正常联会或联会紊乱,不能产生正常的配子。
(3)二倍体生物的配子中只含有一个染色体组。
(4)含奇数倍染色体(如3组染色体的三倍体和单倍体)的个体不能产生正常的配子。
8.单倍体育种和多倍体育种的比较
多倍体育种
单倍体育种
原理
染色体数目以染色体组的形式成倍增加
染色体数目以染色体组的形式成倍减少,再加倍后获得纯种
常用
方法
秋水仙素处理萌发的种子或幼苗(或低温诱导植物染色体数目加倍)
花药离体培养,然后进行人工诱导染色体加倍(秋水仙素处理萌发的种子或幼苗、低温诱导植物染色体数目加倍),形成纯合子
优点
器官大,提高产量和营养成分含量增加
明显缩短育种年限
缺点
适用于植物,在动物方面难以开展,发育延迟,结实率低
技术复杂,需与杂交育种配合;一般不育
例子
三倍体西瓜、甜菜
抗病植株的快速育成
单倍体育种多倍体育种
9.三种可遗传的变异的比较
变异类型
比较项目
基因重组
基因突变
染色体变异
概念
因基因的重新组合而发生的变异
基因结构的改变,包括DNA碱基对的增添、缺失和替换
染色体结构或数目变化而引起的变异
类型
①非同源染色体上的非等位基因自由组合②同源染色体上的非姐妹染色单体之间交叉互换
①自然状态下发生的——自然突变
②人为条件下发生的——诱发突变
①染色体结构变异
②染色体数目变异
适用范围
真核生物进行有性生殖产生配子时在核遗传中发生
任何生物均可发生(包括原核、真核生物及非细胞结构的生物)
真核生物核遗传中发生
变异类型
比较项目
基因重组
基因突变
染色体变异
产生结果
只改变基因型,未发生基因的改变,既无“质”的变化,也无“量”的变化
产生新的基因,发生基因“种类”的改变或“质”的改变,但量未变
可引起基因“数量”上的变化
意义
形成多样性的重要原因,对生物进化有十分重要的意义
生物变异的根本来源,提供生物进化的原始材料
对生物进化有一定意义
育种应用
杂交育种
诱变育种
单倍体、多倍体育种
低温诱导植物染色体数目的变化实验
一、实验原理:
(1)正常进行有丝分裂的组织细胞,在分裂后期着丝点分裂后,子染色体在纺锤体作用下分别移向两极,进而平均分配到两个子细胞中去。
(2)低温可抑制纺锤体形成,阻止细胞分裂,导致细胞染色体数目加倍。
二、实验中几种液体的作用:
(1)卡诺氏液:
固定细胞形态。
(2)95%酒精:
冲洗附着在根尖表面的卡诺氏液。
(3)解离液:
(质量分数为15%HCI和体积分数为95%酒精1∶1混合)使组织中的细胞相互分离开来。
(4)清水:
洗去解离液,防止解离过度,便于染色。
(5)改良苯酚品红染液:
使染色体(质)着色,便于观察染色体(质)的形态、数目、行为。
实验流程:
根尖培养:
将洋葱等材料放在装满清水的广口瓶上,底部接触
↓ 水面,置于适宜条件下,使之生根
低温诱导:
待不定根长至1cm时,将整个装置放入冰箱的低
↓ 温室内(4℃),诱导培养36h
材料固定:
剪取根尖约0.5~1cm,放入卡诺氏液中浸泡0.5~1h,
↓ 固定其形态,然后用95%酒精冲洗2次
制作装片:
解离→漂洗→染色→制片(同观察植物细胞的有丝
↓ 分裂)
观察:
先用低倍镜观察,找到变异细胞,再换用高倍镜观察
无子西瓜的培育——多倍体育种考查
【例1】已知西瓜红色瓤(R)对黄色瓤(r)为显性。
图中A是黄瓤瓜种子(rr)萌发而成的,B是红瓤瓜种子(RR)长成的。
据图作答:
(1)秋水仙素的作用是_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。
(2)G瓜瓤是黄色,其中瓜子胚的基因型是Rrr。
(3)H瓜瓤是红色,H中无子的原理是:
三倍体植株减数分裂过程中,染色体联会紊乱,不能形成正常的生殖细胞。
(4)生产上培育无子西瓜的原理是:
染色体数目变异,而培育无子番茄应用的原理是:
生长素促进果实发育。
果实各部分染色体分析
果实类型
比较项目
第一年所
结果实
第二年所结果实
(三倍体西瓜)
果实位置
四倍体植株上
三倍体植株上
果皮染色体组数
4
3
种皮染色体组数
4
3
种子中染色体组数
3
无
无子番茄和无子西瓜培育过程及遗传特点比较
原理
化学试剂
无子原因
能否遗传
无子
西瓜
染色体
变异
秋水仙素
联会紊乱不能产生配子
能,后代仍无子
无子
番茄
生长素
处理
生长素
未受精
不能,后代有子
【例2】从下图a~h所示的细胞图中,说明它们各含有几个染色体组。
正确答案为( )
A.细胞中含有一个染色体组的是h图
B.细胞中含有二个染色体组的是g、e图
C.细胞中含有三个染色体组的是a、b图
D.细胞中含有四个染色体组的是f、c图
答案C
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- 新人 教学 素材 染色体 变异 复习 笔记