第四章第三节　染色体畸变可能引起性状改变（知识清单）-2024-2025学年高一生物同步教学精品课件+知识清单（浙科版2019必修2）

第三节　染色体畸变可能引起性状改变 一、染色体畸变（染色体变异） 1.概念：生物细胞中染色体在 和 上发生的变化。 二、染色体变异分类 1.染色体结构变异可能导致生物性状的改变 （1）概念：染色体发生 后，在断裂处发生错误连接，染色体结构不正常的变异。 （2）染色体结构变异的类型 1） ：染色体 的丢失，引起片段上所带基因也随之丢失的现象。 2） ：染色体上增加了某个相同片段的现象。 3） ：一个染色体上的某个片段的正常排列顺序发生180°颠倒的现象。 4） ：染色体的某一片段移接到另一非同源染色体上的现象。 拓展：①基因突变是某一个位点上基因的改变，利用光学显微镜 直接观察到的；而染色体畸变一般可以通过用光学显微镜去观察比对。 ②染色体片段的缺失或重复都会形成环，缺失环或重复环。不同于基因突变中碱基对的变化。 ③倒位会减数分裂过程中会形成双环结构，而易位会形成十字结构。 ④易位强调的是在非同源染色体上片段交换，而交叉互换是同源染色体非姐妹染色单体间的片段交换。 3. 实例：人类第5条染色体部分缺失--猫叫综合症； 果蝇X染色体上某个区段重复——由复眼就棒眼。 4.因素：凡是诱发基因突变的因素，都能引起染色体结构变异。 5.结果：染色体的结构变异，使位于染色体上 和 发生改变。大多数的染色体结构变异对生物体是 利的，甚至会导致生物体的 。 三、染色体数目变异能导致生物性状的改变 1.概念：指生物细胞中染色体数目的 。 2.类型 1)整倍体变异：体细胞中的染色体数目以染色体组的形式成倍增加或减少。 ①染色体组 a. 概念：一般将 倍体生物的一个 中的全部染色体称为染色体组。 b. 染色体组特点： I.包含了该生物的 遗传物质。 II.这组染色体的形态结构、功能各不相同，是一组 同源染色体的组合。 C.染色体组数量的判断方法 (1)据染色体形态判断：看细胞内形态相同的染色体有几条→几个染色体组。或者用染色体总数/染色体形态数=组数。 形态相同的染色体在a中有4条，则有4个染色体组；b中相同形状有3条，则有3个染色体组。 (2)据基因型判断：控制同一种性状的基因出现几次，就含几个染色体组。 依次含4个、2个、3个染色体组。 ②二倍体、多倍体、单倍体区分 二倍体 多倍体 单倍体 概念 受精后由体细胞发育而来，有两个染色体组的个体 受精后由体细胞发育而来，所含染色体组数超过两个的个体 由配子不经受精，直接发育而来，其体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体 染色体组 两个 超过两个 一个或多个。单倍体不一定只含有一个染色体组。 实例 绝大多数的动物和半数以上的高等植物，如水稻、玉米、哺乳类(包括人类) 普遍存在于植物界，如三倍体香蕉、四倍体花生、六倍体小麦 V昆虫中的雄蜂、雄蚁等 ③单体、单倍体、三体、三倍体 三倍体 单倍体 单体 三体 概念 受精后由体细胞发育而来，有三个染色体组的个体。 配子不经受精，直接发育而来，其体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体 二倍体中某一对同源染色体因变异减少了一个。 二倍体中某一对同源染色体因变异了增加了一个。 ④拓展产生配子问题： 基因类型 情况 配子产生情况 单体 A：0=1:1 三体或三倍体 A:AA:Aa:a=2:1:2:1 四体或四倍体 AA:Aa:aa=1：4：1 四、染色体变异可应用于单倍体育种和多倍体育种 1. 单倍体育种 (1)概念：利用 作为中间环节产生具有优良性状的可育 的育种方法。 (2)单倍体植株特点：一般植株 而弱，高度不育，但不绝对。 (3)原理： (4)育种优点：① 育种年限（2年）；②能 显隐性干扰，提高效率。 (5)缺点：技术要求高。 (6)育种程序(以获得纯合宽叶抗病植株为例) 亲本杂交→F1 培养→诱导染色体 （ ）→选育符合要求的性状。 2. 多倍体育种 (1)多倍体植株特点：多倍体主要存在于植物中，多倍体的细胞通常比二倍体的细胞大，细胞内有机物的含量 、抗逆性 ，在生产上具有很高的经济价值。 (2)处理方法：用 处理萌发的 等，使它们的染色体加倍。 (3)原理： (4)秋水仙素的作用机理： ，染色体已复制，由于不能分离，最终导致染色体数目的加倍。（秋水仙素作用于前期，停留在中期） （5)育种过程 以获得三倍体无籽西瓜产生过程为例： 1 秋水仙素处理二倍体的幼苗诱导染色体加倍，获得的 一定是纯合子。 2 只是秋水仙素处理的部位染色体数加倍，根 加倍。 ③四倍体作母本，二倍体作父本杂交后获得三倍体种子，有四倍体植株所结西瓜内，三倍体种子播种下去形成三倍体植株。 ④三倍体植株作母本，间作二倍体西瓜，二倍体花粉 发育成果实。无籽西瓜结在三倍体植株上。 ⑤无籽的原因是 。 ⑥三倍体高度不育，但若产生了种子，则可能是由于少数的配子正常，产生了二倍体或三倍体种子。 (6)生产上的应用：培育异源八倍体小黑麦。 3.单倍体育种与多倍体育种联系与区别 单倍体育种 多倍体育种 原理 基因重组、染色体数目变异 染色体数目变异 操作方法 花药离体培养、秋水仙素加倍 秋水仙素加倍 处理对象 幼苗 萌发种子或幼苗 五、生物变异的分类 1. 不遗传的变异： 条件改变引起的，不涉及遗传物质的变化，其变异只限当代 的表型改变。 2. 遗传的变异：①在强烈的物理、化学因素影响下 和 。②在有性生殖过程中形成配子时的 。这两种变异的产物才能成为生物进化和培育新品种材料。 六、育种方法的比较 名称 原理 方法 优点 缺点 方案选择 诱变 育种 基因突变 用物理因素或化学因素 能提高突变概率，短时间内大幅度改良某些性状 多方向性、稀有性 产生新的性状 杂交 育种 基因 重组 杂交→连续自交→选种(选显性性状)；杂交→自交→筛选(选隐性性状)→自交→筛选... 同种生物的不同优良性状集中于同一个体 育种年限长 操作简单 转基因技术 基因重组 获取目的基因→插入载体→导入受体细胞→基因表达→筛选出符合要求的新品种。 打破物种界限，定向改造生物 可能会破坏生态环境、威胁人类健康 定向改造 单倍体 育种 基因重组、染色体数目变异 花药离体培养获得单倍体植株，再秋水仙素使 染色体数目加倍 缩短育种年限 技术相对复杂，一般适合植物育种 快速获得纯合子 多倍体育种 染色体 数目变异 秋水仙素处理萌发的种子或幼苗 器官大，有机物的含量高、抗逆性强 结实率低，发育迟缓。一般适合植物育种 营养器官加大或有机物增多 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第三节　染色体畸变可能引起性状改变 一、染色体畸变（染色体变异） 1.概念：生物细胞中染色体在数目和结构上发生的变化。 二、染色体变异分类 1.染色体结构变异可能导致生物性状的改变 （1）概念：染色体发生断裂后，在断裂处发生错误连接，染色体结构不正常的变异。 （2）染色体结构变异的类型 1）缺失：染色体片段的丢失，引起片段上所带基因也随之丢失的现象。 2）重复：染色体上增加了某个相同片段的现象。 3）倒位：一个染色体上的某个片段的正常排列顺序发生180°颠倒的现象。 4）易位：染色体的某一片段移接到另一非同源染色体上的现象。 拓展：①基因突变是某一个位点上基因的改变，利用光学显微镜无法直接观察到的；而染色体畸变一般可以通过用光学显微镜去观察比对。 ②染色体片段的缺失或重复都会形成环，缺失环或重复环。不同于基因突变中碱基对的变化。 ③倒位会减数分裂过程中会形成双环结构，而易位会形成十字结构。 ④易位强调的是在非同源染色体上片段交换，而交叉互换是同源染色体非姐妹染色单体间的片段交换。 3. 实例：人类第5条染色体部分缺失--猫叫综合症； 果蝇X染色体上某个区段重复——由复眼就棒眼。 4.因素：凡是诱发基因突变的因素，都能引起染色体结构变异。 5.结果：染色体的结构变异，使位于染色体上基因的数目和排列顺序（基因种类）发生改变。大多数的染色体结构变异对生物体是不利的，甚至会导致生物体的死亡。三、染色体数目变异能导致生物性状的改变 1.概念：指生物细胞中染色体数目的增加或减少。 2.类型 1)整倍体变异：体细胞中的染色体数目以染色体组的形式成倍增加或减少。 ①染色体组 a. 概念：一般将二倍体生物的一个配子中的全部染色体称为染色体组。 b. 染色体组特点： I.包含了该生物的一整套遗传物质。 II.这组染色体的形态结构、功能各不相同，是一组非同源染色体的组合。 C.染色体组数量的判断方法 (1)据染色体形态判断：看细胞内形态相同的染色体有几条→几个染色体组。或者用染色体总数/染色体形态数=组数。 形态相同的染色体在a中有4条，则有4个染色体组；b中相同形状有3条，则有3个染色体组。 (2)据基因型判断：控制同一种性状的基因出现几次，就含几个染色体组。 依次含4个、2个、3个染色体组。 ②二倍体、多倍体、单倍体区分 二倍体 多倍体 单倍体 概念 受精后由体细胞发育而来，有两个染色体组的个体 受精后由体细胞发育而来，所含染色体组数超过两个的个体 由配子不经受精，直接发育而来，其体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体 染色体组 两个 超过两个 一个或多个。单倍体不一定只含有一个染色体组。 实例 绝大多数的动物和半数以上的高等植物，如水稻、玉米、哺乳类(包括人类) 普遍存在于植物界，如三倍体香蕉、四倍体花生、六倍体小麦 V昆虫中的雄蜂、雄蚁等 ③单体、单倍体、三体、三倍体 三倍体 单倍体 单体 三体 概念 受精后由体细胞发育而来，有三个染色体组的个体。 配子不经受精，直接发育而来，其体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体 二倍体中某一对同源染色体因变异减少了一个。 二倍体中某一对同源染色体因变异了增加了一个。 ④拓展产生配子问题： 基因类型 情况 配子产生情况 单体 A：0=1:1 三体或三倍体 A:AA:Aa:a=2:1:2:1 四体或四倍体 AA:Aa:aa=1：4：1 四、染色体变异可应用于单倍体育种和多倍体育种 1. 单倍体育种 (1)概念：利用单倍体作为中间环节产生具有优良性状的可育纯合子的育种方法。 (2)单倍体植株特点：一般植株小而弱，高度不育，但不绝对。 (3)原理：基因重组、染色体变异 (4)育种优点：①缩短育种年限（2年）；②能排除显隐性干扰，提高效率。 (5)缺点：技术要求高。 (6)育种程序(以获得纯合宽叶抗病植株为例) 亲本杂交→F1花药离体培养→诱导染色体加倍（低温或秋水仙素处理）→选育符合要求的性状。 2. 多倍体育种 (1)多倍体植株特点：多倍体主要存在于植物中，多倍体的细胞通常比二倍体的细胞大，细胞内有机物的含量高、抗逆性强，在生产上具有很高的经济价值。 (2)处理方法：用秋水仙素处理萌发的种子、幼苗等，使它们的染色体加倍。 (3)原理：染色体变异 (4)秋水仙素的作用机理：抑制细胞分裂时（前期）纺锤体的形成，染色体已复制，由于不能分离，最终导致染色体数目的加倍。（秋水仙素作用于前期，停留在中期） （5)育种过程 以获得三倍体无籽西瓜产生过程为例： 1 秋水仙素处理二倍体的幼苗诱导染色体加倍，获得的不一定是纯合子。 2 只是秋水仙素处理的部位染色体数加倍，根等未处理的部位没有加倍。 ③四倍体作母本，二倍体作父本杂交后获得三倍体种子，有四倍体植株所结西瓜内，三倍体种子播种下去形成三倍体植株。 ④三倍体植株作母本，间作二倍体西瓜，二倍体花粉刺激三倍体子房发育成果实。无籽西瓜结在三倍体植株上。 ⑤无籽的原因是三倍体在减数分裂过程联会紊乱，故无籽。 ⑥三倍体高度不育，但若产生了种子，则可能是由于少数的配子正常，产生了二倍体或三倍体种子。 (6)生产上的应用：培育异源八倍体小黑麦。 3.单倍体育种与多倍体育种联系与区别 单倍体育种 多倍体育种 原理 基因重组、染色体数目变异 染色体数目变异 操作方法 花药离体培养、秋水仙素加倍 秋水仙素加倍 处理对象 幼苗 萌发种子或幼苗 五、生物变异的分类 1. 不遗传的变异：环境条件改变引起的，不涉及遗传物质的变化，其变异只限当代 的表型改变。 2. 可遗传的变异：①在强烈的物理、化学因素影响下基因突变和染色体变异。②在有性生殖过程中形成配子时的基因重组。这两种变异的产物才能成为生物进化和培育新品种材料。 六、育种方法的比较 名称 原理 方法 优点 缺点 方案选择 诱变 育种 基因突变 用物理因素或化学因素 能提高突变概率，短时间内大幅度改良某些性状 多方向性、稀有性 产生新的性状 杂交 育种 基因 重组 杂交→连续自交→选种(选显性性状)；杂交→自交→筛选(选隐性性状)→自交→筛选... 同种生物的不同优良性状集中于同一个体 育种年限长 操作简单 转基因技术 基因重组 获取目的基因→插入载体→导入受体细胞→基因表达→筛选出符合要求的新品种。 打破物种界限，定向改造生物 可能会破坏生态环境、威胁人类健康 定向改造 单倍体 育种 基因重组、染色体数目变异 花药离体培养获得单倍体植株，再秋水仙素使 染色体数目加倍 缩短育种年限 技术相对复杂，一般适合植物育种 快速获得纯合子 多倍体育种 染色体 数目变异 秋水仙素处理萌发的种子或幼苗 器官大，有机物的含量高、抗逆性强 结实率低，发育迟缓。一般适合植物育种 营养器官加大或有机物增多 学科网（北京）股份有限公司 $$