高中必修2遺傳與進化第2節(jié)：染色體變異第五章分子水平的變異，光鏡下不可見細胞水平的變異，光鏡下可見01染色體結構的變異染色體的某一片段消失1.缺失abcdef結果：染色體上基因數(shù)目減少，種類、排列順序改變?nèi)旧w增加了某一片段2.重復abcdefb結果：染色體上基因種類不變，數(shù)目增加，排列順序改變cdefabafbcdeedbc染色體的某一片段位置顛倒引起的變異4.倒位染色體的某一片段移接到另一條非同源染色體上3.易位abcdefghijk結果：結果：染色體上基因種類，數(shù)目，排列順序改變?nèi)旧w上基因種類、數(shù)目不變，排列順序改變項目染色體變異基因突變圖解實質(zhì)對象結果觀察染色體上基因的增加或缺失基因中堿基對的替換、增添、缺失染色體的片段基因內(nèi)堿基對探究任務一：染色體缺失、重復與基因突變的區(qū)別染色體上基因的種類、數(shù)目、排列順序改變?nèi)旧w上基因種類改變數(shù)目，排列順序不變在光學顯微鏡下能觀察到在光學顯微鏡下觀察不到圖解區(qū)別位置原理觀察非同源染色之間同源染色體的非姐妹染色單體之間染色體結構變異基因重組可在顯微鏡下觀察到在顯微鏡下觀察不到染色體易位染色體互換比較染色體易位與染色體互換探究任務二：探討點辨析染色體結構變異的類型下圖為顯微鏡觀察的變異雜合子染色體聯(lián)會異常現(xiàn)象，通過圖示辨析染色體結構變異的類型。缺失重復易位倒位2對染色體1對染色體①非同源染色體之間相互交換片段：②非同源染色體之間自由組合：③同源染色體之間通過互換交換片段：④染色體中基因的堿基對增加或缺失發(fā)生改變：⑤染色體缺失或增加片段：染色體結構變異（易位）基因重組基因重組（互換型）基因突變?nèi)旧w結構變異1.辨析下列變異屬哪種變異2.如圖①②③④分別表示不同的變異類型，其中③中的基因片段2由基因片段1變異而來。下列有關說法正確的是A.圖①表示互換，②表示易位B.圖③中的變異屬于染色體結構變異中的缺失C.圖中4種變異能夠遺傳的是①③D.圖中4種變異均能在光學顯微鏡下觀察到互換易位基因突變?nèi)旧w缺失/重復A/重復①②③④只有②④可觀察到基因重組染色體變異02染色體數(shù)目的變異染色體數(shù)目變異個別染色體的增加或減少以染色體組成倍地增加或減少正常果蠅（2n=8）增加一條減少一條增加二套減少一套探究一染色體數(shù)目變異（1）個別染色體的增加或減少一、染色體數(shù)目的變異以雌果蠅的染色體組成為例正常唐氏綜合征即21三體綜合征-多了一條21號染色體Turner綜合征性腺發(fā)育不良-少了一條性染色體增多減少三體:2n+1單體：2n-11.減數(shù)第一次分裂發(fā)生差錯多一條21號染色體缺少21號染色體缺少21號染色體多一條21號染色體減I異常減II正常減II正常2.減數(shù)第二次分裂發(fā)生差錯缺21號染色體減I正常多一條21號染色體減II異常減II正常ⅡⅣⅢXⅡⅣⅢXⅡⅣⅢX減數(shù)分裂XYⅡⅡⅢⅣⅣXⅡⅢⅣYⅡⅢⅣ染色體組特點：①不含同源染色體②染色體形態(tài)、大小、功能各不相同③含有控制該生物的一整套遺傳信息嘗試總結染色體組的特點ABC___個染色體組，___個染色體組，___個染色體組，每1個染色體組有

條每1個染色體組有

條每1個染色體組有

條3223411個染色體組3個染色體組4個染色體組4個染色體組每組2條每組5條每組2條每組3條生物種類豌豆普通小麥小黑麥體細胞中染色體數(shù)/條42配子中染色體數(shù)/條728體細胞中染色體組數(shù)2配子中染色體組數(shù)3Aaaa2314AABBDDAaaABCDAaaaAABBDDAaaABCD1456681421野生祖先種馬鈴薯（多種顏色）栽培品種馬鈴薯（一般都為黃色）野生祖先種

栽培品種（馬鈴薯）野生祖先種香蕉（有籽）栽培品種香蕉（無籽）野生祖先種

栽培品種（香蕉）問題探討生物種類體細胞染色體數(shù)/條體細胞染色體組數(shù)配子染色體數(shù)/條馬鈴薯野生祖先種242栽培品種484香蕉野生祖先種222栽培品種333122411異常SzLwhSzLwh考點一

SzLwhSzLwh例1：韭菜的體細胞中含有32條染色體，這32條染色體有8種形態(tài)結構，韭菜有（）個染色體組。A2B4C6D8B例2：馬鈴薯體細胞中有4個染色體組，生殖細胞中有

個染色體組，2練習公式推斷：染色體組數(shù)=染色體數(shù)/染色體形態(tài)數(shù)判斷單倍體、二倍體、多倍體的方法判斷方法無性生殖有性生殖雄配子雌配子個體個體個體（二倍體、多倍體）直接發(fā)育直接發(fā)育(如雄蜂)單倍體受精卵體細胞發(fā)育成個體，與親本倍性相同（記作2N，2：兩個染色體組；N：一個染色體組中染色體數(shù)）發(fā)育由受精卵發(fā)育而成，體細胞中含有幾個染色體組，叫幾倍體由生殖細胞直接發(fā)育而成，無論體細胞中含有幾個染色體組，都叫單倍體。AaaaAABBDDAaaABCD單倍體2n=32蜂王卵細胞n=16減數(shù)分裂雄蜂n=16直接發(fā)育雄蜂n=16假減數(shù)分裂精細胞n=16蜂王漿蜂王二倍體單倍體受精卵2n=32工蜂二倍體普通蜂蜜發(fā)育起點(有性生殖）染色體組數(shù)目單倍體

二倍體

多倍體

受精卵受精卵配子1-n個2個≥3個1.一倍體（體細胞中含一個染色體組的個體）一定是單倍體。2.單倍體的體細胞中只含一個染色體組。√×3.基因型為AAabbb的個體一定為三倍體。×筆記：含有1個染色體組的個體一定是單倍體單倍體不一定只含一個染色體組（1—n個）4.單倍體都不育。×SzLwhSzLwh考點一

SzLwhSzLwh練習2.普通小麥是六倍體，含有42條染色體，它的單倍體體細胞中的染色體組數(shù)及染色體形態(tài)種類依次是A.3、7B.1、7C.3、21D.7、3√3.下列有關染色體組的說法，不正確的是()A.X、Y染色體形態(tài)不同，可以存在于同一染色體組中B.二倍體生物的配子中含有的染色體構成一個染色體組C.構成一個染色體組的染色體在形態(tài)、功能上各不相同D.果蠅在減數(shù)分裂Ⅰ后期移向細胞同一極的染色體構成一個染色體組A野生馬鈴薯♀♂果蠅體細胞人類玉米2N=82N=242N=462N=20四倍體玫瑰葡萄多倍體草莓普通二倍體草莓四倍體西紅柿二倍體平均粒重6克四倍體平均粒重10克四倍體番茄的維生素C含量比二倍體幾乎增加了一倍多倍體優(yōu)點：莖稈粗壯，葉片、果實和種子都比較大，營養(yǎng)物質(zhì)含量增加；缺點：發(fā)育遲緩，結實率低人工誘導多倍體方法二倍體幼苗或種子四倍體幼苗有絲分裂四倍體植株分裂旺盛低溫、滴加秋水仙素作用原理：抑制紡錘體的形成，作用時期：分裂前期有絲分裂注意：著絲粒是自動分裂，不需要紡錘絲牽引。染色體不能移向細胞兩級，使染色體數(shù)目加倍三倍體無籽西瓜第一年無子西瓜刺激子房發(fā)育成果實第二次傳粉：雜交獲得三倍體種子同源染色體聯(lián)會紊亂，幾乎不能產(chǎn)生正常配子作用于分裂前期，抑制紡錘體形成，使染色體數(shù)目加倍第一次傳粉：三倍體種子三倍體植株第二年二倍體植株多倍體育種③優(yōu)點：葉片、果實、種子比較大，營養(yǎng)豐富②原理：染色體數(shù)目變異萌發(fā)的種子或幼苗秋水仙素抑制紡錘體形成多倍體植株①過程：④缺點：發(fā)育遲緩，結實率低，一般只適用于植物。實例2：香蕉的培育香蕉的祖先為野生芭蕉，個小而多種子，無法食用。野生芭蕉2n有籽香蕉4n加倍無籽香蕉3n受精作用野生芭蕉×2n←減數(shù)分裂→2nn無籽香蕉3n無性生殖野生祖先種香蕉（有籽）栽培品種香蕉（無籽）野生祖先種

栽培品種（香蕉）這里的A、B、D代表的是染色體組，而不是基因?qū)嵗?：普通小麥的形成過程異源四倍體（4N）（ABDR）注意：這里的A、B、D、R代表的是染色體組，而不是基因。所以，異源四倍體（ABDR）是不可育的。普通小麥（6N）×小黑麥（2N）（RR）（AABBDD）八倍體小黑麥（8N）（AABBDDRR）秋水仙素處理實例4：八倍體小黑麥的形成過程蜜蜂:精子(16條)卵細胞(16條)蜂王、工蜂(32條)雄峰(16條)單倍體:(1)概念：配子發(fā)育而來，體細胞中含有本物種配子染色體數(shù)目的個體。(2)成因：生殖細胞（配子、花粉）直接發(fā)育而成單倍體體細胞染色體數(shù)=配子染色體數(shù)(3)單倍體植株的特點受精作用直接發(fā)育蜂王雄蜂工蜂

32條

16條

32條植株長得弱小一般高度不育含偶數(shù)個染色體組：可育含奇數(shù)個染色體組：高度不育單倍體高稈抗病(DDTT)和矮稈不抗病(ddtt)小麥,培育矮稈抗病小麥（ddTT）過程：單倍體育種P高桿抗病DDTT×矮桿感病ddttF1高桿抗病DdTtF2D_T_D_ttddT_ddttddTT雜交育種矮抗連續(xù)?第1年第2年第3-6年?P高桿抗病DDTT×矮桿感病ddttF1高桿抗病DdTt花藥離體培養(yǎng)DTDtdTdt單倍體植株配子DTDtdTdt單倍體育種第1年第2年單倍體育種優(yōu)點：能明顯縮短育種年限，快速獲得純合子。DDttddTTddttDDTT正常植株（純合）秋水仙素（誘導染色體數(shù)加倍）優(yōu)點：能將多個親本的優(yōu)良性狀集于一體缺點：育種時間太長①過程：二倍體植株花粉花藥離體培養(yǎng)單倍體秋水仙素處理二倍體植株（純合子）②原理：染色體變異③優(yōu)點：明顯縮短育種年限，快速獲得純合子注意：秋水仙素只能處理萌發(fā)的幼苗技術復雜，需與雜交育種配合④缺點：用秋水仙素處理單倍體植株后得到的不一定是純合子單倍體育種注：花藥離體培養(yǎng)≠單倍體育種AAaa單倍體育種多倍體育種原理常用方法優(yōu)勢缺點染色體組成倍增加染色體變異染色體變異染色體組成倍減少,再加倍后得到純種花藥離體培養(yǎng)后人工誘導染色體數(shù)目加倍秋水仙素處理萌發(fā)的種子、幼苗明顯縮短育種年限得到的植株是純合子莖稈粗壯，葉片果實比較大，營養(yǎng)豐富技術復雜一些，需與雜交育種配合適用于植物，在動物方面難以操作小結1：多倍體育種和單倍體育種的比較用秋水仙素處理對象是單倍體植株,叫單倍體育種；對象為正常植株,叫多倍體育種。培養(yǎng)不定根低溫誘導1.將洋蔥在冰箱冷藏室內(nèi)放置一周。取出后,放在裝滿清水的容器上方,讓洋蔥的底部接觸水面,于室溫(約25°C)進行培養(yǎng)。2.待蒜長出約1cm長的不定根時，將整個裝置放入冰箱冷藏室內(nèi)，誘導培養(yǎng)48~72h。3.剪取誘導處理的根尖0.5~1cm,放人卡諾氏液中浸泡0.5~1h，以固定細胞的形態(tài)，然后用體積分數(shù)為95%的酒精沖洗2次。4.解離→漂洗→染色→制片5.先用低倍鏡尋找染色體形態(tài)較好的分裂象。視野中既有正常的二倍體細胞，也有染色體數(shù)目發(fā)生改變的細胞。確認某個細胞發(fā)生染色體數(shù)目變化后，再用高倍鏡觀察。誘導培養(yǎng)固定細胞形態(tài)制作裝片觀察分生組織細胞項目基因突變基因重組染色體變異實質(zhì)發(fā)生時期光鏡是否可見適用生物產(chǎn)生結果基因突變、基因重組和染色體變異的比較基因中堿基序列的改變非等位基因基因重新組合染色體結構或數(shù)目發(fā)生變化DNA復制時期減數(shù)分裂Ⅰ減數(shù)分裂、有絲分裂不可見不可見可見任何生物真核生物有性生殖真核生物產(chǎn)生新的基因新基因型，重組性狀基因序列發(fā)生變化表觀遺傳，遺傳信息不變，也是可遺傳變異。4.植物雜交育種都需要連續(xù)自交嗎？6.動物進行雜交育種，也需要連續(xù)自交獲得純合子嗎？5.像土豆可通過營養(yǎng)繁殖的植物需不需要連續(xù)自交選種？2.第一次雜交的目的？3.為什么從F2開始選優(yōu)？1.玉米進行雜交實驗時對母本的操作是？雜交育種自交原理:優(yōu)點:不足:將不同個體的優(yōu)良性狀集中到同一個體上1.育種緩慢、周期長，只能利用已有基因重組，不能創(chuàng)造新基因基因重組2.局限于同種或親緣關系較近的物種，不能克服遠緣雜交不親和的障礙思考連續(xù)自交是為了獲得顯性純合子，若所需性狀是雙隱性優(yōu)良性狀，從F2代選出即可將控制優(yōu)良性狀的基因集中到一個個體F2代發(fā)生性狀分離，才出現(xiàn)所需性狀的個體測交來判斷基因型營養(yǎng)繁殖屬于無性生殖，后代不發(fā)生性狀分離，能保持親本的遺傳特性，只需要出現(xiàn)所需性狀，不要求是純合子雜種優(yōu)勢得到F1就可以，但雜合子自交后代會發(fā)生性狀分離，產(chǎn)生純合子，純合子不具備雜種優(yōu)勢，所以要每年制種套袋-人工授粉-套袋（時期：減數(shù)第一次分裂）2.單倍體育種原理:優(yōu)點:染色體數(shù)目變異思考秋水仙素明顯縮短育種年限1.“單倍體育種”=“花藥離體培養(yǎng)”嗎？2.單倍體育種用秋水仙素處理單倍體種子行嗎？3.單倍體育種得到的一定都是純合子嗎？單倍體育種一般應用于二倍體植物，因為若為四倍體植物，通過單倍體育種形成的個體不一定是純合子。花藥離體培養(yǎng)只是其中的一個環(huán)節(jié)不足：技術復雜，常與雜交育種相配合單倍體育種一般只用于二倍體植株，二倍體植株的單倍體是高度不育，不能產(chǎn)生種子選擇需要的優(yōu)良性狀3.多倍體育種原理:優(yōu)點:不足：莖稈粗壯，葉片、果實和種子比較大、營養(yǎng)物質(zhì)含量高發(fā)育遲緩、結實率低，一般只用于植物思考染色體數(shù)目變異1.著絲點的分裂與紡錘體的牽引有關嗎？2.秋水仙素處理種子或幼苗后，所有細胞中染色體數(shù)目都加倍嗎？3.玉米或油菜適合采用多倍體育種？4.單倍體育種和多倍體育種都用到秋水仙素，有何區(qū)別？萌發(fā)種子幼苗若秋水仙素處理對象是單倍體植株，屬于單倍體育種；若操作對象為正常植株，叫多倍體育種單倍體育種在幼苗期處理；多倍體育種在種子萌發(fā)期或幼苗期處理。被秋水仙素處理過的細胞加倍，沒有處理過的細胞則沒有加倍。4.誘變育種萌發(fā)種子幼苗原理:優(yōu)點:不足：提高突變率，創(chuàng)造人類需要的生物新品種。基因突變具有隨機性、不定向性，盲目性大，所以需要大量處理實驗材料，才可能獲得所需性狀基因突變思考1.誘變育種通常選擇處理萌發(fā)的種子或幼苗為何，而不是干種子？2.結合誘變育種的局限性，想要克服這種局限性，可以采取什么辦法誘變育種的原理是基因突變，基因突變易發(fā)生在DNA復制時，而萌發(fā)種子、幼苗細胞分裂旺盛，需要進行DNA的復制。方法:物理因素（X射線、γ射線、紫外線、激光等）化學因素（亞硝酸、堿基類似物）太空育種(利用高真空、宇宙射線、微重力等特點)處理大量實驗材料，擴大誘變后代的群體，增加選擇的機會四種育種方法的比較類別雜交育種誘變育種單倍體育種多倍體育種原理常用方法優(yōu)點缺點基因重組雜交→自交→選優(yōu)→自交將不同品種的優(yōu)良性狀集中于同一個體上不能產(chǎn)生新基因；育種進程緩慢、過程復雜；基因突變用物理或化學方法處理生物提高突變率，可以在較短的時間內(nèi)獲得更多的優(yōu)良變異類型有利變異少，需大量處理實驗材料（具有不定向性、隨機性）染色體變異花藥離體培養(yǎng)；秋水仙素處理幼苗；選擇；明顯縮短育種年限；得到的植株都是純合子技術性強，需結合雜交育種和人工誘導染色體加倍技術染色體變異用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗莖稈粗壯，葉片、果實、種子都比較大，營養(yǎng)物質(zhì)含量有所增加發(fā)育延遲，