《染色体变异》

《染色体变异》 学习 1、染色体结构变异的四种类型。 2、染色体组、单倍体、二倍体和多倍体的概念。 3、单倍体和多倍体的特点，形成原因及其在育种上的意义。 4、人工诱导多倍体的育种上的应用及成就。 重点讲解 一、染色体结构的变异 缺失给人类带来染色体畸变综合症，其中猫叫综合症（又名猫叫症）是最常见的缺失综合症。由于患儿 喉部发育不良，哭声似猫叫而得名。患者身体与智能发育不全，小头畸型，满月形脸，眼距宽，低耳位，通 常在婴儿期和幼儿期夭折。 X染色体某一区段的重复，会导致果蝇由正常的卵圆眼变为棒状眼的变异，或眼睛更窄小的“超棒眼”。 二、染色体数目的变异 １、染色体组 雄果蝇的染色体组图解 概念的要点： 第一，从本质上看，组成一个染色体组的所有染色体，互为非同源染色体，在一个染色体组中无同源染 色体存在； 第二，从形式上看，一个染色体组中的所有染色体的形态、大小各不相同，做时就是凭观察形状从 小来判断是否为染色体组； 第三，从功能上看，一个染色体组携带着一种生物生长发育、遗传和变异的全部遗传信息； 第四，每种生物一个染色体组的染色体数目、大小、形态都是一定的，不同种生物染色体组的数目、大 小、形态都是不同的。 例说： 果蝇体细胞中有4对共8条染色体，这4对染色体可以分成两组，每一组中包含3条常染色体和1条性染色体。就雄果蝇来说，减数分裂产生的精子中只含有一组非同源染色体（X、?、?、?或Y、?、?、?）。 ２、二倍体，多倍体和单倍体概念辨析 二部体和多倍体的划分依据是体细胞中含有染色体组的数目；而单倍 体的确定不是以体细胞中含有染色体的数目为依据， 不同生物的单倍体含有染色体组的数目可以不同。二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含有多个染色体组。 3、多倍体 （1）概念：指体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体。 （2）举例：已知被子植物中至少有l／3的物种是多倍体，如香蕉（三倍体）、马铃薯（四倍体）、普通小麦（六倍体）等。 （3）形成原因：主要是受外界条件剧变的影响，有丝分裂过程受阻，染色体数目加倍。 （4）特点： （5）应用（诱导育种）：方法：最常用且有效的是用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，从而得到多倍体植株。 （6）过程： 染色体数目加倍也可以发生在配子形成的减数分裂过程中，这样就会产生染色体数目加倍的配子，染色 体数目加倍的配子在受精以后也会发育成多倍体。 4、三倍体无籽西瓜培育过程 在普通二倍体西瓜的幼苗期，用秋水仙素处理，可以得到四倍体植株。然后，用四倍体植株作母本，二 倍体植株作父本，进行杂交，这样，在四倍体植株所结的西瓜中则是三倍体的种子。第二年把这些种子种下去，就会长出三倍体植株。由于三倍体植株在减数分裂的过程中，染色体的联会发生紊乱，因而不能形成正 常的生殖细胞。实验证明，当三倍体植株开花时，如果授给普通二倍体西瓜的花粉测能刺激子房发育成果实， 而胚珠并不发育成种子，所以结出的是无籽西瓜。 关于两次传粉：第一次传粉是杂交得到三倍体种子，第二次传粉是为了刺激子房发育成果实。 为何不以二倍体西瓜为母体？ 如果以二倍体西瓜作为母体，四倍体西瓜作父本，也能得到三倍体种子，但这种三倍体种子结的西瓜，因珠被发育成厚硬的种皮，达不到“无籽”的目的。 用秋水仙素处理二倍体西瓜幼苗使之成为四倍体，秋水仙素应处理幼苗或萌发的种子。因为萌发的种 子、幼苗具有分生能力，细胞进行有丝分裂，秋水仙素处理后可达到使产生的新细胞染色体数目加倍的目的。 秋水仙素处理后，分生组织分裂产生的茎、叶、花染色体数目加倍，而未处理的如根部细胞染色体数 仍为二倍体。 四倍体植株上结四倍体西瓜，四倍体西瓜内结的种子为三倍体，其种皮为四倍体。 1、单基因遗传病与多基因遗传病 2、调查人体中遗传病的方法： 3、优生与优育:(1)在人群中普及有关遗传病的知识；(2)对遗传病进行群体普查,并且检出某些致病基因的携带者；(3)避免近亲结婚；(4)提倡适龄生育；(5)开展遗传咨询；(6)进行产前诊断；(7)注意产期护理。 （1）为什么禁止近亲结婚？ 是指相互之间有直接血缘关系的人，包括生育自己和自己生育的上下各代，如父母与子女、祖父母 (外祖父母)与孙子女(外孙子女)等。 是指相互之间具有间接血缘关系的人，包括直系血亲之外，在血统上与自己同出一源的亲属，如叔 (伯)姑、姨舅、侄甥等人。 三代是指从自己这一代算起，向上推数三代和向下推数三代。从自己数到父母算是第二代，数到祖父母(外祖父母)是第三代，这是上三代。从自己推算到子女，孙子女(外孙子女)是下三代。所谓三代以内的旁系血亲， 就是指祖父母(外祖父母)以下同源而出的旁系血亲。下面以一个血亲关系表来说明。 （2）产前诊断的方法：羊水检查、B超检查、孕妇血细胞检查、绒毛膜细胞检查（基因诊断） 处理杂交用射线、激光、用秋水仙素处理花药离体培养 化学药品等处理种子或幼苗 生物 原理通过基因重组把用人工方法诱发抑制细胞分裂中诱导精子直接 两亲本的优良性基因突变，产生纺锤体的形成，发育成植株， 状组合在同一后新性状，创造新使染色体数目加再用秋水仙素 代中品种或新类型倍后不能形成两加倍成纯合体 个细胞 特点方法简便，但需加速育种的进器官大，营养物缩短育种年 较长年限方可获程，大幅改良某质含量高，但发限，但方法复 得纯合体些性状，但突变育延迟，结实率杂，成活率较 后有利个体往往低低 不多 举例高杆抗病与矮杆高产量青霉素菌三倍体西瓜、八抗病植株的育 不抗病小麦杂交株的育成倍体小黑麦成 产生矮杆抗病品 种 典型例题 1、用马铃薯的花药离体培养出的单倍体植株，可以正常地进行减数分裂，用显微镜可以观察到染色体两两配 对形成12对。据此现象可推知产生该花药的马铃薯是（ ） A．三倍体 B．二倍体 C．四倍体 D．六倍体 解析：用花药离体培养得到单倍体植株，单倍体的体细胞中含有本物种配子的染色体数目，单倍体植株进行 减数分裂时，染色体能两两配对，说明细胞中含有两组染色体，据此可推知产生花药的马铃薯的体细胞中含 有四组染色体故为四倍体，所以应选C。 点评：单倍体的概念是学生较难理解的难点，要通过识记概念并结合具体的例子来分析理解。 2、水稻的某3对相对性状，分别由位于非同源染色体上的3对等位基因控制。利用它的花药进行离体培养，再用浓度适当的秋水仙素处理。经此种方法培育出的水稻植株，其表现型最多可有（ ） A．l种 B．4种 C．8种 D．16种 解析：由于水稻为3对等位基因的遗传，因此产生配子基因型为种，用花药离体培养获得的单倍体植 物基因型亦为8种，该单倍体用秋水仙素处理得到的正常植株，基因型亦为8种，由于它 们皆是纯合体，因此，它们的表现型亦为8种。：C 点评：本题综合考查基因的自由组合定律、单倍体育种。 3、用四倍体西瓜与二倍体西瓜杂交所得的子一代植株开化后，经适当处理，则（ ） A．能产生正常配子，结出种子形成果实 B．结出的果实为五倍体 C．不能产生正常配子，但可形成无籽西瓜 D．结出的果实为三倍体 解析：四倍体西瓜与二倍体西瓜杂交产生的子一代西瓜植株是三倍体，由于其染色体组数为奇数，在减数分 裂时同源染色体配对紊乱，因而不能产生正常生殖细胞，故不能结种子。若经适当处理，如用二倍体花粉刺 激其子房，可结出无籽西瓜。该果实仅由果皮构成，由于果皮细胞属于三倍体西瓜植株的体细胞，故该果实 为三倍体。答案：CD 点评：三倍体无籽西瓜的培育过程较复杂，应利用课本插图加深理解。 一植株所产生的花粉粒，经分别离体培养成幼苗，再用秋水仙素处理，使其成为二倍体，4、用基因型为 这些幼苗长成后的自交后代（ ） A．全部为纯合体 B．全部为杂合体 C．为纯合体 D．为纯合体 解析：经二倍体植物的花药离体培养形成的单倍体，经秋水仙素处理后形成的个体均是纯合体。无论上述纯 合体基因型如何，纯合体自交的后代均为纯合体。答案：A 点评：基因型为植株产生的花粉的基因型有、、、四种，经秋水仙素处理得到DDTT、 、、的植株，全部为纯合体。 5、到右图为果蝇的原始生殖细胞示意图。图中1、，„„4、表示染色体；、、、、、 分别表示控制不同性状基因。试据图回答下列问题： （1）此原始生殖细胞是_____________细胞； （2）图中的________属常染色体上，而_________属性染色体； （3）此原始生殖细胞中有二个染色体组，它们分别是_______； （4）该细胞中有_________个DNA分子； （5）该果蝇基因型可写成__________； （6）经减数分裂它可产生_________种配子。 是一对性染色体，从图观察可知此细胞为卵原细胞，因为4和解析：解答本题要从观察着手，（l）4和 形态和大小相同；（2）1和、2和、3和都属常染色体，4和属性染色体；（3）果蝇属二倍体生 物，含二个染色体组，它们分别是：1、2、3、4与、、、（或由非同源染色体自由组合形成的其 他两组染色体组合）；（4）细胞不处在分裂期时染色体的个数即为DNA分子数；（5）基因型为； （6）经减数分裂形成的配子数为：。 答案：（l）卵原；（2）l、、2、、3、、4、；（3）l、2、3、4与、、、（或由非同 源染色体自由组合形成的其他两组染色体组合）；（4）8；（5）；（6）8。 点评：本题考查的考点有：减数分裂、性染色体、常染色体、染色体组等概念、基因自由组合定律等，涉及 面广、综合性强，属综合能力试题。学习时，要以本习题为例，对相关知识进行分析，比较、归纳整理，提高发散思维与聚会思维能力。 处理 杂交 用射线、激光、化学用秋水仙素处理种子花药离体培养 药品等处理生物 或幼苗 原理 通过基因重组把两亲用人工方法诱发基因抑制细胞分裂中纺锤诱导精子直接发育成植株， 本的优良性状组合在突变，产生新性状，体的形成，使染色体数再用秋水仙素加倍成纯合体 同一后代中 创造新品种或新类型 目加倍后不能形成两 个细胞 特点 方法简便，但需较长加速育种的进程，大器官大，营养物质含量缩短育种年限，但方法复杂， 年限方可获得纯合体 幅改良某些性状，但高，但发育延迟，结实成活率较低 突变后有利个体往往率低 不多 举例 高杆抗病与矮杆不抗高产量青霉素菌株的三倍体西瓜、八倍体小抗病植株的育成 病小麦杂交产生矮杆育成 黑麦 抗病品种