生物 必修二 染色体变异及育种 逐字稿-4,851字
师:同学们,大家好,今天我们复习的专题是染色体变异及育种。染色体变异包括结构变异和数目的变异。首先,我们来梳理一下结构变异的相关内容。染色体结构变异本质上是由于发生了断裂和错误的拼接。
我们来看第一幅图,这是一条染色体,上面的字母代表相关片段。我们发现b这个片段断裂后,没有正确拼接,这种现象我们称之为缺失。
接着看第二幅图,同样是一条染色体,它的同源染色体上相同的b片段断裂后,拼接到了这条染色体上,这就出现了重复的现象。
再看第三幅图,这是两条非同源染色体,着丝点位置和上面的片段都不同,我们发现它们之间发生了片段交换,我们将非同源染色体之间片段的交换称为异位现象。
最后看第四幅图,这是一条染色体断裂后发生颠倒并拼接,这种现象我们叫做倒位。
这四幅图中染色体发生的异常变化,我们是如何观察到的呢?我们知道,染色体可以用显微镜观察,通常选择中期观察。但中期染色体一条条排列,怎么知道它缺失、重复、异位或倒位了呢?一般我们会想到找一对同源染色体进行对比,通常在联会配对的时候比较容易看出来。
比如第一幅图,1和2是一对同源染色体,当它们联会配对时,如果2号出现缺失,那么1号上面就会以缺失环的形式体现出来,这样才能保证其他同源区段配对,出现这种异常现象则为缺失。
第二幅图,1、2依然是一对同源染色体,如果1号出现问题,为了继续和2号配对,1号就会出现重复环的现象。
第三幅图,形状很奇怪,是一个十字形结构。仔细观察发现,1、2为同源,3、4也为同源,它们正常联会配对没问题,但1、3非同源染色体之间居然也配对了,这只能说明它们之间产生了同源区段。非同源之间怎么会有同源区段呢?只能解释为发生了交换。所以,在显微镜下看到联会配对时的这种十字结构,就可判断为发生了异位现象。
最后一幅图,1号、2号还是一对同源染色体,2号为了和1号配对,只能形成倒位环。由此可见,染色体结构变异可以通过图像识别,这也是大家要掌握的能力。我们来练练眼力,看看能不能准确识别异常现象。
先看这幅图,仔细判断,我们发现这两者之间,同源染色体的非姐妹染色单体在交换,而这幅图是非同源染色体之间在交换,它们各自属于什么类型的变异呢?根据已有的知识,非同源染色体之间互相交换片段,属于染色体结构变异中的异位;同源染色体之间的互换,我们之前讲过,属于基因重组。所以,判断一个图像属于基因重组还是染色体结构变异中的异位,关键是看发生在同源之间还是非同源之间的互换。
接着识别一张图像,这是已知的一条染色体,上面字母代表相关基因。通过比较,第一幅图是缺失现象,第二幅图是重复,第三幅图是倒位。这三幅图都属于染色体结构变异,没有产生新基因,只是导致基因数目或排列顺序改变。那第四幅图呢?原有的染色体这个位置基因是大N,现在变成了小n,大N、小n是等位基因,意味着产生了新基因,基因种类改变了,但基因数目和排列顺序没改变,这和前面的染色体结构变异不一样。
从结果角度归纳总结一下,染色体结构变异关注的结果是引起基因数目或排列顺序改变,而基因突变的结果是产生新基因,不引起基因数目和顺序改变。
下面复习染色体数目的变异,以果蝇为例,果蝇体细胞正常染色体共4对8条。如果以个别染色体为单位增加或减少,典型代表是21三体综合征,这是染色体数目变异的一种类型。如果以染色体组为单位成倍增加或减少,常见例子是三倍体无籽西瓜。
刚才提到染色体数目类型时,特别提到染色体组这个核心概念,怎么把握呢?还是以果蝇为例,这是雄果蝇的染色体组成,它由几个染色体组构成呢?要回答这个问题,得掌握染色体组的概念,通常一个染色体组包含三方面内容:一、由一组非同源染色体构成;二、形态功能各不相同;三、含有本物种生长发育的全部遗传信息。按照这个标准判断雄果蝇的染色体组成,雄果蝇有4对染色体,以第二对为例,2和2形态相似,不能放在同一个染色体组,所以把2一条、3、4以及X放在一个染色体组,另外的2、3、4和Y放在另一个染色体组,由此可见,雄果蝇由两个染色体组构成。
大家听懂了吗?我们来做道题,如图所示,细胞中所含染色体,下列叙述正确的是:A选项说图a含有两个染色体组,图b含有3个染色体组。先看a图,找相似染色体,发现1号、2号、3号、4号这四条相似,应放在四个染色体组,所以图a含有4个染色体组。同理判断b图,三个相似的组合在一起,b图由三个染色体组构成。
再看B选项,如果图b表示体细胞,则图b代表的生物一定是三倍体。这个说法不准确,判断是单倍体、二倍体还是多倍体,关键看发育来源。如果个体由配子发育而来,无论含几个染色体组都叫单倍体;如果由受精卵发育而来,含两个染色体组称二倍体,含3个以上染色体组称多倍体。所以回到B选项,b不一定是三倍体。
看C选项,图c代表某生物单倍体的体细胞,则该生物是四倍体。分析c图,该单倍体含几个染色体组呢?通过复习方法,发现两两相似,所以该单倍体含两个染色体组,形成它的配子也含两个染色体组,而配子由正常个体有性生殖细胞经减数分裂得到,所以该个体应含4个染色体组,C选项说该生物是四倍体正确。
最后看D选项,图d为四倍体生物的体细胞,用它的花药离体培养所得到的单倍体是高度不育的。分析d图,控制同一性状的基因有几个就是几倍体,发现大A、小a这四个控制同一性状,说明d是四倍体。用它的花药离体培养长成单倍体,且含两个染色体组,因为是偶数染色体组数,将来减数分裂能正常形成配子,所以是可育的。由此可见,单倍体可育还是不可育,关键取决于单倍体所含染色体数目是偶数还是奇数,这决定了减数分裂能否形成正常配子。
很多时候,减数分裂不正常会导致后代出现遗传病。比如有一对夫妇来遗传咨询,生了一个患红绿色盲且性染色体组成为XXY的孩子,这是怎么回事呢?我们来分析,先写出夫妇正常基因型,以及孩子应有的基因型。夫妇基因型为X?X?和X?Y,性染色体组成为XXY且患红绿色盲男孩基因型是X?X?Y。