2027届高三生物一轮复习课件第2讲：染色体变异

第七单元　生物的变异和进化 第2课　染色体变异 染色体变异 类型 二、染色体结构变异： 一、染色体数目变异 (二)个别染色体增减 (一)染色体组成倍增减 缺失、重复 倒位、易位 生物体的体细胞或生殖细胞内染色体的数目或结构的变化。 2 人类的染色体 有几个染色体组? 每个染色体组有几条染色体? 2个 23条 染色体组（重要概念） 1、概念：在大多数生物的体细胞中，染色体都是两两成对的，也就是含有两套非同源染色体，每套非同源染色体称为一个染色体组。 减数分裂 Q1：雄果蝇产生的精子中的染色体是同源染色体还是非同源染色体？ Q2：如果将果蝇精子的染色体看成一组，那么果蝇的体细胞中有几组染色体？ 3 2 4 2 3 3 4 1 1 2 3 2 1 2、染色体组判别方法:①根据同一形态染色体数目判断；②根据基因型判断，同一字母（不区分大小写）出现次数； 思考： 1、该细胞经正常的减数分裂，得到的每个子细胞中有多少条染色体？ 2、子细胞中有没有同源染色体？ 3、子细胞中有几个染色体组？ 4、每个染色体组由几条染色体构成？ 10条 有 2个 5条 5 例1、判断题目中所给图像中的染色体组数。如图所示： (1)图a为 期，该细胞中有 个染色体组，每个染色体组有 条染色体。 减数第一次分裂前 2 2 (2)图b为 期或减数第二次分裂前期，该细胞中有 个染色体组，染色体组中有 条染色体。 减数第一次分裂末 1 2 (3)图c为 期，该细胞中有 个染色体组，每个染色体组有 条染色体。 减数第一次分裂后 2 2 (4)图d为 ，该细胞中有 个染色体组，每个染色体组有 条染色体。 有丝分裂后期 2 4 例2．如图为某三体(含三条7号染色体)水稻的6号、7号染色体及相关基因示意图，图中基因A、a控制水稻的有芒和无芒，基因B、b控制抗病和易感病，且抗病对易感病为显性。已知该三体水稻产生配子时，7号染色体中的一条染色体会随机进入配子中，最终形成含1条或2条7号染色体的配子，含2条7号染色体的精子不参与受精，其他配子均正常参与受精。下列相关叙述正确的是(　　) A．三体水稻的任意一个体细胞中都有三个染色体组 B．减数分裂过程中，6号、7号染色体上的等位基因都会分离 C．三体水稻可能是7号染色体异常的精子与正常卵细胞受精产生的 D．该三体水稻作父本，与基因型为bb的母本杂交，子代中抗病个体占1/3 D D　[三体水稻只是7号染色体增加一条，染色体组仍为两个，A错误；因三体水稻产生配子时，7号染色体中一条染色体会随机进入配子中，所以，产生的一个配子中可能同时存在B、b这对等位基因，B错误；由题干信息可知，含两条7号染色体的精子不参与受精，C错误；该三体水稻做父本产生的配子中能参与受精的B∶b＝1∶2，所以子代抗病个体占1/3, D正确。] 7 例3．异源多倍体是指多倍体中的染色体组来源于不同的物种。构成异源多倍体的祖先二倍体称为基本种。在减数分裂过程中同源染色体相互配对形成二价体Ⅱ，非同源染色体彼此不能配对，常以单价体形式存在。普通小麦为异源六倍体，染色体组成为AABBDD(2n＝6x＝42)，组成它的基本种可能为一粒小麦、拟斯卑尔脱山羊草及节节麦，它们都是二倍体(2n＝14)，拟二粒小麦为异源四倍体(4n＝28)，它们之间相互杂交及与普通小麦的杂交结果如下表： 亲本杂交组合 子代染色体数 子代联会情况 子代一个染色体组 ①拟二粒小麦×一粒小麦 21 7Ⅱ＋7Ⅰ AAB ②拟二粒小麦×拟斯卑尔脱山羊草 21 7Ⅱ＋7Ⅰ ABB ③一粒小麦×拟斯卑尔脱山羊草 14 ？ ？ ④普通小麦×拟二粒小麦 35 14Ⅱ＋7Ⅰ AABBD 下列相关分析正确的是(　　) A．组合①产生子代过程中发生了染色体数目变异 B．只能由组合④确定拟二粒小麦的染色体组成为AABB C．组合③的子代联会情况为14Ⅰ，子代一个染色体组为AB D．组合③子代与节节麦杂交，再诱导子代染色体加倍可获得普通小麦 C C　[组合①产生子代是由两亲本产生的生殖细胞再经受精作用形成的，没有发生染色体数目变异，A错误；因为拟二粒小麦为异源四倍体，一粒小麦、拟斯卑尔脱山羊草都是二倍体，所以在组合①②中，拟二粒小麦提供给子代为两个不同的染色体组，而一粒小麦和拟斯卑尔脱山羊草只能给子代提供一个染色体组，据此结合表中子代染色体组可确定拟二粒小麦的染色体组成为AABB，因为普通小麦的染色体组成已知，所以也可根据④确定拟二粒小麦染色体组成为AABB，B错误；一粒小麦、拟斯卑尔脱山羊草都是二倍体(2n＝14)，但一粒小麦(AA)和拟斯卑尔脱山羊草(BB)染色体组不同，所以子代中会出现14个单价体Ⅰ，子代染色体组为AB，C正确；根据题干各种亲本及拟二粒小麦的染色体组成判断，要培育普通小麦，可先通过一粒小麦(AA)和拟斯卑尔脱山羊草(BB)的杂交后代(AB)经过染色体加倍得到拟二粒小麦(AABB)，拟二粒小麦(AABB)与节节麦(DD)的杂交后代(ABD)经过染色体加倍可得到普通小麦(AABBDD)，D错误。] 8 项目 单倍体 二倍体 多倍体 概念 由配子发育而来的，体细胞中含有本物种______染色体数目的个体 由受精卵发育而来的，体细胞中含有两个________的个体 由受精卵发育而来的，体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体 染色体组 一或多个 两个 ______________ 发育起点 ______ __________ 受精卵 配子　 染色体组　 三个或三个以上　 配子　 受精卵　 植株 特点 正常可育 实例 如雄峰 人、果蝇、玉米，几乎全部动物和过半数的高等植物 香蕉是三倍体，马铃薯是四倍体，普通小麦是六倍体 单倍体、二倍体、多倍体 ①植株弱小； ②高度不育 ①茎秆粗壮； ②叶片、果实和种子较大； ③营养物质含量都有所增加 体细胞中的染色体数 配子中的染色体数 体细胞中的染色体组数 配子中的染色体组数 属于几倍体生物 豌 豆 7 2 普通小麦 42 3 小黑麦 28 八倍体 比较项目 生物种类 14 1 二倍体 六倍体 21 56 8 4 6 P91填表 =2:1 =2:1 10 思考判断 (1)三倍体西瓜植株的高度不育与减数分裂同源染色体联会行为有关。 (　　) (2)用秋水仙素处理某高等植物连续分裂的细胞群体，分裂期细胞的比例 会减少。 (　　) (3)染色体组整倍性变化必然导致基因种类的增加。 (　　) (4)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。 (　　) (5)水稻(2n＝24)一个染色体组有12条染色体，水稻单倍体基因组有12条 染色体。 (　　) (6)用秋水仙素处理单倍体植株后得到的一定是二倍体。 (　　) (7)单倍体一定不育。二倍体西瓜与四倍体西瓜是同一物种 (　　) √ × √ × × × × 例题．将基因型Dd的高茎豌豆幼苗(品系甲)用秋水仙素处理后，得到四倍体植株幼苗(品系乙)，将品系甲、品系乙在同一地块中混合种植，在自然状态下生长、繁殖一代，得到它们的子代。下列有关叙述正确的是(　) A．品系甲植株自交后代出现性状分离，品系乙植株自交后代全为显性性状 B．秋水仙素处理的目的是抑制有丝分裂间期形成纺锤体而诱导染色体加倍 C．品系甲、品系乙混合种植后，产生的子代中有二倍体、三倍体和四倍体 D．品系甲植株作父本、品系乙植株作母本进行杂交，得到的子代是三倍体 D 解析：选D　品系甲和品系乙都为杂合子，植株自交后代出现性状分离；秋水仙素处理的目的是抑制有丝分裂前期形成纺锤体而诱导染色体加倍；在自然状态下，品系甲、品系乙混合种植后仍进行自交，产生的子代中有二倍体和四倍体；品系甲植株作父本、品系乙植株作母本进行杂交，得到的子代是三倍体。 12 显微观察的联会异常 图解 类型 重复 缺失 概念 染色体断裂失去一个片段（这个片段上的基因也随之丢失）。实例：果蝇缺刻翅、猫叫综合征 染色体中增加某一片段。 实例：果蝇的棒状眼 二、染色体结构变异 1、染色体结构变异的四种类型 你认为最简单的验证方法是？ 在显微镜下观察亲代缺刻翅雌果蝇体细胞内两条X染色体的形态大小缺失：指染色体断裂失去一个片段引起的变异，这个片段上的基因也随之丢失。实例：果蝇缺刻翅、猫叫综合征.人类5号染色体部分缺失 重复：染色体中增加某一片段引起的变异。实例：X染色体上的部分重复引起果蝇的棒状眼 13 倒位 易位 显微观察的联会异常 图解 类型 概念 染色体某一片段移接到另一条非同源染色体上。 实例：慢性粒白血病 染色体中某一片段位置颠倒（旋转180°） 实例：女性习惯性流产 染色体结构变异的结果： 使排列在染色体上基因的 发生改变。 大多数对生物体不利，有的甚至导致生物死亡。 数目或排列顺序 易位：染色体某一片段移接到另一条非同源染色体上的变异。实例：慢性粒白血病（了解）（14号与22号染色体部分易位），夜来香。 倒位：染色体中某一片段位置颠倒（旋转180°）引起的变异。实例：女性习惯性流产（了解，9号染色体长臂倒置） 14 2、“易位”与“染色体交换”的区别 染色体交换 染色体易位 项目 在显微镜下观察不到 可在显微镜下观察到 观察 基因重组 染色体结构变异 原理 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 位置 图解 思考判断 (1)基因突变与染色体结构变异都导致个体表型改变 (　　) (2)染色体易位不改变基因数量，对个体性状不会产生影响 (　　) (3)染色体增加某一片段可提高基因表达水平，是有利变异 (　　) (4)染色体缺失有利于隐性基因表达，可提高个体的生存能力(　　) (5)在减数分裂和有丝分裂过程中，非同源染色体之间交换一部分片段，可导致染色体结构变异 (　　) (6)染色体片段的缺失和重复必然导致基因种类的变化 (　　) (7)染色体变异可以在显微镜下观察到 (　　) × √ × × × × √ 例1．如图①②③④分别表示不同的变异类型，基因a、a′仅有图③所示片段的差异。相关叙述正确的是 (　　) A．图中4种变异中能够遗传的变异是①②④ B．③中的变异属于染色体结构变异中的缺失 C．④中的变异可能是染色体结构变异中的缺失或重复 D．①②都表示同源染色体非姐妹染色单体的交叉互换，发生在减数第一次分裂的前期 C 染色体结构变异的分析与判断 解析：①表示同源染色体的非姐妹染色单体间的交叉互换(发生在减数第一次分裂的前期)，导致基因重组，②表示非同源染色体间互换片段，发生的是染色体结构变异中的易位，③表示基因突变，是由碱基对的增添引起的，④表示染色体结构变异中的缺失或重复，它们都是遗传物质的改变，都能遗传。 17 例2．家蚕的2号染色体（属于常染色体）分布基因S(黑缟斑)和s(无斑)、基因Y(黄血)和y(白血)。假定减数分裂时2号染色体不发生交叉互换，用X射线处理蚕卵后发生了图中所示的变异，具有该变异的家蚕交配产生的子代中：黑缟斑白血∶无斑白=2∶1。下列相关叙述错误的是（ ） A．X射线照射后发生的变异为染色体结构变异 B．缺失杂合体和缺失纯合体的存活率相同 C．具有甲图基因的家蚕交配产生的后代有3种基因型 D．乙图的家蚕减数分裂时，含S的染色体区段与含s的染色体区段正常发生联会配对 B 染色体结构变异与遗传定律结合 【解析】 分析图解，用X射线处理蚕卵后，Y基因所在的染色体片段丢失，该变异属于染色体结构变异中的缺失，A正确；由于两对基因完全连锁，该变异类型的一对家蚕交配，产生的配子基因型及比例为S：sy=1：1，配子随机结合后代基因型及比例应为SS：Ssy：ssyy=1：2：1，表现型分别为黑缟斑、黑缟斑白血、无斑白血，根据题干后代比例可知，SS由于缺少血色基因而致死，即说明缺失杂合体和缺失纯合体的存活率不等，B错误；甲图SsYy的家蚕产生的配子种类有SY：sy=1：1，该种基因型的家蚕交配产生的后代有SSYY、SsYy、ssyy三种基因型，C正确；含S的染色体区段与含s的染色体区段属于同源区段，因此乙图的家蚕减数分裂时，含S的染色体区段与含s的染色体区段正常发生联会配对，D正确。 18 例3．玉米籽粒黄色基因T与白色基因t是位于9号染色体上的一对等位基因，已知无正常9号染色体的花粉不能参与受精作用但不致死。请结合相关知识分析回答： （1）现有基因型为Tt的黄色籽粒植株甲，其细胞中9号染色体如图一。 ①植株甲的变异类型属于染色体结构变异中的_________。检测该变异类型最简便的方法是___________。 ②为了确定植株甲的T基因位于正常染色体还是异常染色体上，让其进行自交产生F1。如果F1表现型及比例为___ __ ____，则说明T基因位于异常染色体上。 缺失 显微镜观察（有丝分裂中期细胞，9号染色体中1条较短） 黄色：白色=1：1 （2）以植株甲为父本，正常的白色籽粒植株为母本，杂交产生的F1中，发现了一株黄色籽粒植株乙，其染色体及其基因组成如图二。 ①该植株出现的原因是____（填“父本”或“母本”）减数分裂过程中 未分离②植株乙在减数第一次分裂过程中3条9号染色体会随机移向细胞两极，并最终形成含1条和2条9号染色体的配子。若用植株乙进行单倍体育种，则产生子代的籽粒黄色与白色的比例为_______，该育种过程的两个关键步骤是______。 父本 同源染色体 1：1 花药离体培养、秋水仙素处理单倍体幼苗 例3．玉米籽粒黄色基因T与白色基因t是位于9号染色体上的一对等位基因，已知无正常9号染色体的花粉不能参与受精作用但不致死。请结合相关知识分析回答： 例4．果蝇具有4对同源染色体，摩尔根的合作者布里吉斯研究发现，红眼雄果蝇(XBY)和白眼雌果蝇(XbXb)杂交，在子一代2 000～3 000只雌果蝇中会出现一只白眼雌果蝇。有分析认为，该白眼雌果蝇出现的原因有三种：①亲本果蝇在产生配子过程中发生了基因突变；②染色体片段缺失导致眼色基因丢失；③染色体数目异常(注：B和b基因都缺失的胚胎致死，各类型配子活力相同。XXY的个体为雌果蝇，XO的个体为雄果蝇)。 (1)如果是染色体数目异常导致出现白眼雌果蝇，产生的原因是________(填“父本”或“母本”)形成了染色体数目异常配子，该异常配子形成是由于______ ______ (填“减数分裂Ⅰ”“减数分裂Ⅱ”或“减数分裂Ⅰ或Ⅱ”)染色体分离异常所致。如果该白眼雌果蝇是染色体片段缺失，则是________(填“精子”或“卵细胞”)异常所致。 母本 减数分裂Ⅰ或Ⅱ 精子 生物变异类型的判断 [解析]　(1)染色体数目异常的白眼雌果蝇基因型为XbXbY，Y染色体来自父本，XbXb来自母本，则产生XbXb的原因是减数分裂Ⅰ后期同源染色体未分离或减数分裂Ⅱ后期姐妹染色单体未分开。如果该白眼雌果蝇是染色体片段缺失，则是精子中含B部分X染色体片段缺失所致。 21 (2)如果已经确认该白眼雌果蝇不是染色体数目异常所致，请设计通过一次杂交实验，判断该白眼雌果蝇产生的原因是基因突变还是染色体片段缺失。写出实验思路，并预测结果及得出结论。 实验思路：将这只白眼雌果蝇与正常红眼雄果蝇交配，观察并记录子代中雌雄(或眼色)比例(将这只白眼雌果蝇与正常白眼雄果蝇交配，观察并记录子代中雌雄比例)　 结果及结论：如果子代中雌∶雄＝1∶1(或红眼∶白眼＝1∶1)，则为基因突变；如果子代中雌∶雄＝2∶1(或红眼∶白眼＝2∶1)，则为染色体片段缺失 例4．果蝇具有4对同源染色体，摩尔根的合作者布里吉斯研究发现，红眼雄果蝇(XBY)和白眼雌果蝇(XbXb)杂交，在子一代2 000～3 000只雌果蝇中会出现一只白眼雌果蝇。有分析认为，该白眼雌果蝇出现的原因有三种：①亲本果蝇在产生配子过程中发生了基因突变；②染色体片段缺失导致眼色基因丢失；③染色体数目异常(注：B和b基因都缺失的胚胎致死，各类型配子活力相同。XXY的个体为雌果蝇，XO的个体为雄果蝇)。 (2)实验思路：根据题意分析，该白眼雌果蝇的出现应该是基因突变或染色体缺失导致的，且要求通过一次杂交的方法来确定亲本果蝇在产生配子过程中发生了基因突变，还是染色体片段缺失，则可以让这只白眼雌果蝇与正常的雄果蝇(红眼)交配，观察并记录子代的表型及比例。 结果预测：若为基因突变，说明该白眼雌果蝇的基因型为XbXb，则后代雌∶雄＝1∶1，且雄果蝇都是白眼、雌果蝇都是红眼。若为染色体片段缺失，说明该白眼雌果蝇的基因型为X－Xb，则后代基因型为XBXb、XBX－、X－Y(胚胎致死)、XbY，表型及比例为红眼雌果蝇∶白眼雄果蝇＝2∶1。 22 人工诱导多倍体的原理： 染色体复制 着丝点分裂 无纺锤丝牵引，染色体数加倍 低温、秋水仙素（适宜浓度）能抑制纺锤体形成，导致着丝点分裂后不能分配到两个细胞中，细胞分裂停止，从而使染色体数目加倍。 人工诱导多倍体的方法：秋水仙素处理萌发的种子或幼苗 人工诱导二倍体的方法？ 秋水仙素处理单倍体幼苗 三、低温诱导植物染色体数目变化（教材89） 1、培养不定根 (洋葱低温冷藏室放置一周—--至于广口瓶----底部接触水面、温度25℃、待蒜长出1CM长的不定根) 2、低温诱导(4℃ ，48--72小时) 3、固定细胞形态（根尖0.5-1cm、放入卡诺氏液中浸泡0.5-1小时， 体积分数95%酒精冲洗2次） 4、制作装片（解离-漂洗-染色-制片） 5、观察装片（先低倍镜-高倍镜） 实验步骤要点： 作用 试剂 使染色体着色（染色3～5 min ） 甲紫溶液 漂洗根尖，去掉解离液（约10分钟） 蒸馏水 解离根尖细胞 质量分数为15%的盐酸 解离根尖细胞 洗去卡诺氏液（冲洗2次） 体积分数为95%的酒精 固定细胞形态（0.5—1小时） 卡诺氏液 26 例1．下列关于低温诱导植物染色体数目变化的实验中，部分试剂的使用方法及其作用的叙述，不正确的是( ) 选项 试剂 使用方法 作用 A 卡诺氏液 将根尖放入卡诺氏液中浸泡0.5～1 h 培养根尖，促进细胞分裂 B 体积分数为95%的酒精 与质量分数为15%的盐酸等体积混合，浸泡经固定的根尖 解离根尖细胞，使细胞分散开来 C 蒸馏水 浸泡解离后的根尖约10 min 漂洗根尖，去除解离液 D 甲紫溶液 把漂洗干净的根尖放进盛有甲紫溶液的玻璃皿中染色3～5 min 使染色体着色 A 【答案】A 【解析】卡诺氏液是固定液的一种。固定液的作用是固定细胞形态以及细胞内的各种结构，固定之后，细胞死亡并且定型；体积分数为95%的酒精与质量分数为15%的盐酸等体积混合后即为解离液，可使细胞分散开，便于观察；蒸馏水的作用是漂洗根尖，去除解离液，便于染色；改良苯酚品红染液是一种碱性染料，能使染色体着色。 27 例2．探究利用秋水仙素培育四倍体蓝莓的实验中，每个实验组选取 50 株蓝莓幼苗，以秋水仙素溶液处理它们的幼芽，得到结果如图所示，相关说法正确的是（ ） A．实验原理是秋水仙素能够抑制着丝点分裂，诱导形成多倍体 B．自变量是秋水仙素浓度和处理时间，所以各组蓝莓幼苗数量和长势应该相等 C．判断是否培育出四倍体蓝莓最可靠的方法是将四倍体果实与二倍体果实进行比较 D．由实验结果可知用约0.1%和 0.05%的秋水仙素溶液处理蓝莓幼苗效果相同 B 【解析】秋水仙素能抑制细胞分裂时纺锤体的形成，不是抑制着丝点分裂，A错误；据图分析，实验的自变量是秋水仙素浓度和处理时间，因变量是多倍体的诱导率，实验过程中各组草莓幼苗数量和长势应该相同，排除偶然因素对实验结果的影响，B正确；让四倍体草莓结出的果实与二倍体草莓结出的果实比较并不能准确判断，因为草莓果实的大小受到外界环境等多种因素的影响；鉴定四倍体草莓的方法之一是观察细胞中的染色体数，最佳时期为中期，此时染色体的形态、数目最清晰，C错误；图中信息可知，秋水仙素浓度和处理时间均影响多倍体的诱导率，当用0.05%和0.1%的秋水仙素溶液处理草莓幼苗1天或2天，诱导率效果相同；但若处理时间为0.5天，则诱导效果不同，D错误。 28 例3．下列关于“低温诱导植物染色体数目加倍”实验的操作及表述，正确的是 (　　) A．低温抑制染色体着丝粒分裂，使染色体不能分别移向两极 B．制作临时装片的程序为解离→染色→漂洗→制片 C．在高倍显微镜下观察到大多数细胞的染色体数目发生了改变 D．若低温诱导根尖时间过短，可能难以观察到染色体数目加倍的细胞 D D【解析】低温抑制纺锤体的形成，不能抑制着丝粒分裂；制作临时装片的程序为解离→漂洗→染色→制片；在高倍显微镜下观察只能看到少数细胞的染色体数目发生了改变。 29 二倍体西瓜幼苗AA 二倍体西瓜幼苗AA 秋水仙素处理芽尖 二倍体西瓜植株AA 四倍体西瓜植株AAAA ♀ ♂ 联会紊乱 三倍体西瓜种子AAA 无子西瓜 杂交 授粉 × 自然长成 二倍体西瓜植株 第一年 第二年 三倍体无子西瓜培育 花粉刺激子房 三倍体西瓜植株 30 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。 联会紊乱就是染色体不能正常配对，无法形成有生殖效应的配子。 异源二倍体也会发生联会紊乱。比如，萝卜和甘蓝杂交得到的种子一般不育。因为细胞减数分裂产生生殖细胞时，萝卜的染色体只和萝卜的染色体联会，甘蓝的染色体只和甘蓝的染色体联会，萝卜的染色体和甘蓝的染色体无法联会，无法产生生殖细胞，所以后代不育，但有的因某些因素比如射线照射，使用秋水仙素在有丝分裂时抑制纺锤体形成，或者其他人为或自然因素，导致染色体加倍，就可以与各自的染色体联会，可以产生生殖细胞，自然就可育了 例1．2N→4N→3N可以表示利用二倍体西瓜(2N)培育出三倍体无子西瓜(3N)过程中染色体数目的变化情况，下列说法正确的是(　　) A．染色体数目从4N→3N培育过程中需要使用秋水仙素 B．有时可以看到三倍体西瓜中有少量发育不成熟的种子 C．培育三倍体无子西瓜的过程中发生的变异属于不可遗传变异 D．三倍体无子西瓜不能由受精卵发育而来 B 解析：秋水仙素的作用是抑制纺锤体的形成，从而使染色体数目加倍，4N→3N表示四倍体西瓜与二倍体西瓜杂交培育出三倍体西瓜的过程，该过程中不需要使用秋水仙素；三倍体西瓜无子的原因是在减数分裂过程中联会紊乱，很难形成可育配子，因此不能正常完成受精作用；培育三倍体无子西瓜应用的原理是染色体数目变异，属于可遗传变异；三倍体无子西瓜是用四倍体的西瓜作母本，二倍体的西瓜作父本，经过受精培育出的。 31 例2、在人工去雄的番茄花的雌蕊柱头上，涂抹一定浓度的生长素类似物，可以得到无子番茄。下列有关无子番茄和无子西瓜的叙述，错误的是（ ） A．无子番茄性状不能遗传 B．若取无子番茄植株进行无性繁殖，长成的植株所结果实中有种子 C．无子西瓜每年都要制种，可以用无性繁殖的方法代替 D．无子西瓜进行无性繁殖，长成的植株所结果实中有种子 D 32 A、生长素处理获得无子番茄是应用生长素促进子房发育成果实的原理，长成的果实染色体数目没有发生改变，仍是二倍体，所以无子番茄性状不能遗传，A错误； B、无子番茄植株扦插后长出的植株受粉后会结有种子的果实，无子性状不会遗传给后代，B正确； C、三倍体无子西瓜的获得应用的是染色体变异原理，是可遗传的变异，所以无子西瓜进行无性繁殖，长成的植株所结果实中没有种子，C错误； D、若取无子西瓜进行无性繁殖，长成的植株子房壁细胞应含有三个染色体组，D错误． 四、生物育种的原理及应用 代表实例 缺点 优点 常用方法 原理 方法 无子西瓜、八倍体小黑麦 所得品种发育迟缓，结实率低；在动物中无法开展 操作简单，且能在较短的时间内获得所需品种 秋水仙素处理萌发的种子或幼苗 染色体变异 多倍体育种 青霉素 高产菌株 有利变异少，需大量处理实验材料 提高突变率，加速育种进程 辐射诱变、激光诱变等 基因突变 诱变育种 矮秆抗 病小麦 育种年限长 操作简单，目标性强 杂交 基因重组 杂交育种 1、几种常见生物育种方式 转基因抗虫棉 有可能引发生态危机 能定向改造生物的遗传性状 将一种生物的特定基因转移到另一种生物细胞中 基因重组 基因工程育种 “京花1号”小麦 技术复杂，需要与杂交育种配合 明显缩短育种年限 花药离体培养后，再用秋水仙素处理幼苗 染色体变异 单倍体育种 代表 实例 缺点 优点 常用方法 原理 方法 2、杂交育种中，选优（选种）是从哪一代开始的？ F2 3、选优时选择的基因型还是变现型？ 4、单倍体育种中，选优的时间是花粉期？单倍体幼苗期？纯合子植 株期？ 纯合子植株期（注意：四种花粉会得到四种单倍体幼苗，秋水仙素处理后得到四种纯合子植株，一定不能只培育所需的那种花粉） 表现型 1、杂交育种中，选育的“新品种”要求一定是纯合子吗？ 杂种优势：杂合体在一种或多种性状上优于两个亲本的现象，如玉米 思考以下问题： 5、最简便的育种技术 。 6、最具预见性的育种技术 。 7、最盲目的育种 。 8、最能提高产量的育种 。 9、可明显缩短育种年限的育种 。 基因工程育种 杂交育种 诱变育种 多倍体育种 单倍体育种 38 2、据不同“育种目标”选择不同“育种方案” 育种方案 育种目标 多倍体育种 使原品系营养器官“增大”或“加强” 诱变育种 让原品系产生新性状 基因工程及植物细胞工程育种 对原品系实施“定向”改造 杂交育种 单倍体育种 集中双亲优良性状 识别图中育种方法： 39 40 例1、下列有关几种常见育种方法的叙述，错误 的是 (　　) A．在杂交育种中，一般从F2开始选种，因为从F2开始发生性状分离 B．在多倍体育种中，一般用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗 C．在单倍体育种中，一般先筛选F1花粉类型再分别进行花药离体培养获得单倍体 D．在诱变育种中，最初获得的显性优良性状个体一般是杂合子 C 解析：通过杂交将控制优良性状的基因集中到F1中，F1自交，F2会出现性状分离，因此可从F2开始筛选出人们需要的新品种。在多倍体育种中，用秋水仙素或低温处理萌发的种子或幼苗，秋水仙素或低温能抑制纺锤体形成，从而使子代染色体不能平分到两极，细胞中的染色体数目加倍。在单倍体育种中，一般不对花粉进行筛选，而是直接对所取的全部花药离体培养获得单倍体。在诱变育种中，通常只是一条染色体上的基因发生突变，最初获得的显性优良性状个体一般是杂合子。 40 41 例2．如图所示为两种育种方法的过程，下列有关说法正确的是(　　) A．基因重组只发生在图示①③过程中 B．过程③④的育种方法称为单倍体育种 C．E植株体细胞中只含有一个染色体组 D．图示育种方法不能定向改变生物性状 D 解析：①是亲本杂交，②是F1自交，③是F1产生配子，④是得到单倍体植株，⑤是秋水仙素处理E植株得到正常植株。基因重组发生在图示①②③过程中；①③④⑤的育种方法称为单倍体育种；若亲本是多倍体，E植株体细胞中不只含有一个染色体组；杂交育种和单倍体育种都不能定向改变生物性状，基因工程育种可以定向改变生物性状。 41 例3．下图为水稻的几种不同育种方法的示意图，据图回答： (1)B过程常用的方法是________________；可能用到秋水仙素的过程有________(用图中字母表示)。 (2)可以打破物种界限的育种方法是_____(用图中的字母表示)，该方法所运用的原理是________。 (3)假设要培育一个能稳定遗传的水稻品种，它的性状都是由隐性基因控制的，则最简单的育种方法是________(用图中的字母表示)；如果它的性状都是由显性基因控制的，为缩短育种时间常采用的方法是___________(用图中的字母表示)。 C、F 花药离体培养 解析：A、B、C过程表示单倍体育种过程，其中B过程常用的方法是花药离体培养，C过程常需要用适宜浓度的秋水仙素处理单倍体幼苗，F表示多倍体育种，也常需要用适宜浓度的秋水仙素处理。 解析：(2)图中E表示基因工程育种，此方法可以打破物种的界限；基因工程育种运用的原理是基因重组。(3)育种时若要选育表现为隐性性状的个体，最简单的育种方法是杂交育种；运用单倍体育种能明显缩短育种年限。 解析：三个水稻品种的基因型均为“双显加一隐”的组合方式，要利用杂交育种方法培育基因型为aabbdd的品种，可选择任意两个品种作亲本杂交得到杂交一代，然后杂交一代与剩下的一个品种杂交得到杂交二代，杂交二代自交即可得到基因型为aabbdd的种子。 42 (4)现有三个水稻品种：①的基因型为aaBBDD，②的基因型为AAbbDD，③的基因型为AABBdd。这三对等位基因分别位于三对同源染色体上。请通过杂交育种方法利用以上三个品种获得基因型为aabbdd的植株(用文字简要描述获得过程即可)：___。 例3．下图为水稻的几种不同育种方法的示意图，据图回答： ①与②杂交得到杂交一代，杂交一代与③杂交得到杂交二代，杂交二代自交可以得到基因型为aabbdd的植株(合理即可 解析：A、B、C过程表示单倍体育种过程，其中B过程常用的方法是花药离体培养，C过程常需要用适宜浓度的秋水仙素处理单倍体幼苗，F表示多倍体育种，也常需要用适宜浓度的秋水仙素处理。 解析：(2)图中E表示基因工程育种，此方法可以打破物种的界限；基因工程育种运用的原理是基因重组。(3)育种时若要选育表现为隐性性状的个体，最简单的育种方法是杂交育种；运用单倍体育种能明显缩短育种年限。 解析：三个水稻品种的基因型均为“双显加一隐”的组合方式，要利用杂交育种方法培育基因型为aabbdd的品种，可选择任意两个品种作亲本杂交得到杂交一代，然后杂交一代与剩下的一个品种杂交得到杂交二代，杂交二代自交即可得到基因型为aabbdd的种子。 43 谢谢 Multimedia Cloud Transcode (cloud.baidu.com) Content Adaptive Encoding 3.0 诱变育种 多倍体育种 基因工程育种 ①“亲本eq \o(―――→,\s\up17(A、D))新品种”为 ； ②“亲本eq \o(―――→,\s\up17(B、C))新品种”为 ； ③“种子或幼苗eq \o(―――→,\s\up17(E))新品种”为 ； ④“种子或幼苗eq \o(―――→,\s\up17(F))新品种”为 ； ⑤“植物细胞eq \o(――――――→,\s\up17(G、H、I、J))新品种”为 。 杂交育种 单倍体育种 A、B、C E 基因重组 A、D $