染色体变异课件-高一下学期生物人教版必修2

1、第五章 基因突变及其他变异第2节 染色体变异生殖细胞内的遗传物质发生了改变，其后代将继承这种改变。不可遗传的变异： 可遗传的变异：由环境不同引起，遗传物质没有改变，不能进一步遗传给后代。变异的类型三个来源基因突变基因重组染色体变异温故知新定义染色体变异体细胞或生殖细胞内染色体数目或结构的变化类型染色体数目变异染色体结构变异能否通过显微镜观察_通过显微镜观察到，属于_水平的变异；可以细胞*基因突变是分子水平的变异，这种变异类型无法通过显微镜观察猫叫综合征5号染色体短臂缺失；新生儿哭声似猫叫，其智力迟钝、外眼角往下倾斜、眼距宽等。 染色体的某一片段缺失引起变异结果：基因数目减少1.缺失丢失abcd

2、efbacdef一染色体结构的变异 染色体中增加某一片段引起变异结果：基因数目增加2.重复棒状眼正常眼重复abcdefbbabcdefb一染色体结构的变异abcdefghijklghijklabcefdabcklghdefji移接染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上引起的变异3.易位正常眼花斑眼一染色体结构的变异结果：染色体上基因的数目、排列顺序发生改变。比较染色体易位与交叉互换染色体易位交叉互换图解区别位置原理观察发生于非同源染色体之间发生于同源染色体的非姐妹染色单体之间染色体结构变异基因重组可在显微镜下观察到在显微镜下观察不到abcdefabcdefbcdeaf颠倒染色体某一片段位置

3、颠倒引起变异4.倒位正常翅卷翅结果：染色体上基因的排列顺序发生改变。一染色体结构的变异Q1：染色体变异与基因突变相比，哪一种变异引起的性状变化较大一些？为什么？ 每条染色体上含有许多基因，染色体变异会引起多个基因的变化，所以引起的性状变化较大一些。Q2:染色体结构变异对生物但是有害的吗？大多有害，少数有利一染色体结构的变异染色体结构上的缺失、重复、易位和倒位基因数量、排列顺序的改变生物性状的改变（变异） 大多数染色体结构变异对生物体是不利的，甚至导致生物体死亡。基因的数目和种类没有变化，基因排列顺序发生改变1、下图中和表示发生在常染色体上的变异。和所表示的变异类型分别属于（ ） A.重组和易位

4、B.易位和易位C.易位和重组D.重组和重组A练习C 2.下列有关变异的说法正确的是 A.染色体中DNA一个碱基对缺失属于染色体结构变异B.染色体变异、基因突变均可用光学显微镜直接观察C.同源染色体上非姐妹染色单体之间的交叉互换属于基因重组D.染色体变异只发生于有丝分裂过程中A. 的变异均未产生新基因B. 的变异依次是染色体倒位、缺失、重复与基因突变C. 的变异均可在光学显微镜下观察到D. 、依次为染色体结构变异中的缺失、重复、倒位，的变异应属于基因突变3、如下图所示，已知染色体发生了四种变异，则相关叙述正确的是()D缺失重复倒位基因突变 基因突变 染色体结构变异实质对象结果显微镜下可否看见染色

5、体结构变异、基因突变的区别碱基的替换、增添、缺失基因的数目、排列顺序改变碱基染色体片段（基因）基因结构改变，数目未变性状不一定改变基因的数目或排列顺序改变，性状改变光学显微镜下不能观察到光学显微镜下能观察到克氏综合征特纳综合征21三体综合征栽培品种香蕉无籽西瓜雄蜂的发育一、个别染色体的增加或减少二、成套染色体的成倍增加或减少染色体数目变异一、细胞内个别染色体的增加或减少响誉世界的音乐指挥家舟舟实例1：21三体综合征正常人 21三体综合征（唐氏综合征、先天性愚型）患者比正常人多一条染色体-21号染色体是三条，其症状表现为智力低下，身体发育缓慢等。 45条XY或XX（47条）21三体综合征（先天性

6、愚型）产生的原因减数第一次分裂后期 同源染色体未分离减数第二次分裂后期姐妹染色单体分离后移向细胞的同一极44条XO（45条）Turner综合征实例2：症状：颈蹼，肘外翻、部分患者智力轻度低下。有的患者伴有心、肾、骨骼等先天畸形。外观表现为女性，但性腺发育不良，没有生育能力。病因：单一的X染色体来自母亲，失去的X染色体由于父亲的精母细胞性染色体未分离造成的。(先天性卵巢发育不全综合征)二、以一套完整的非同源染色体为基数成倍地增加或成套地减少XY雄果蝇体细胞染色体组成图解 Q1. 果蝇体细胞中含有几条染色体？几对同源染色体？Q3.号和号染色体是什么关系？ 8条4对Q2.写出所有同源染色体？和、和、

7、和、X和YQ4.、X和Y为一套完整的非同源染色体吗？非同源染色体不是Q5.写出所有非同源染色体的集合？、和X 、和YXYXYQ6.雄果蝇的精子中有哪几条染色体？、X或、Y果蝇的精子中的染色体构成一个染色体组Q8.果蝇的体细胞中有几个染色体组？两个染色体组Q7.果蝇的精子中染色体有什么特点？形态、大小和功能各不相同;都是非同源染色体;雄果蝇体细胞染色体组成图解（2）特点：本质上:形态上：功能上：一组非同源染色体形态、大小各不相同各不相同，但携带生物生长、发育、遗传和变异的一整套遗传信息。1染色体组（1）概念一套形态、功能各不相同的非同源染色体*一个染色体组几乎携带了控制生物生长的全部遗传信息(1

8、)方法一：根据染色体形态判断 细胞中同一形态的染色体有几条，则含有几个染色体组；细胞中有几种形态的染色体，一个染色体组中就有几条染色体。1个染色体组1组2条染色体3个染色体组1组5条染色体4个染色体组1组2条染色体4个染色体组1组3条染色体染色体组判断方法看染色体形态(2)方法二：根据基因型判断在生物体基因型中，相同基因或等位基因出现几次，则有几个染色体组同一字母不分大小写重复出现几次，就含有几个染色体组。有几种字母出现，一个染色体组中就有几条染色体。AaaaAABBDDAaaABCD4个染色体组1组1条染色体2个染色体组1组3条染色体3个染色体组1组1条染色体1个染色体组1组4条染色体染色体

9、组判断方法看基因型练习看图说话AAAaBbbbAABBDDAaaABCD染色体组数： _ _ _ _ _每组染色体数：_ _ _ _ _YyRr2223311442(3)方法三：根据染色体数目和染色体形态数确定染色体组的数目判断染色体组数=细胞内染色体数目/染色体形态数比值是几，即含几个染色体组。16条/4种形态=4个染色体组 4组每组有4条染色体组判断方法1.认真分析下图的某生物体细胞染色体图，从A、B、C、D中确认出能表示一个染色体组的细胞是A B C D【巩固练习】B D 【巩固练习】A.AaBb，AAaBbb，AaaaB.AaaaBBbb，Aaa，AABBC.AAaaBbbb，AaaB

10、BbAaBbD.AaaaBbbb，AAabbb，ABCD2、下图是甲、乙、丙三种生物体细胞内染色体情况示意图，则对应的基因型可依次表示为 3.指出下面细胞分别处于什么时期，此时细胞中各有几个染色体组？减后期有丝中期有丝后期减后期4个2个2个2个野生马铃薯的体细胞中都有两个染色体组，每个染色体组包括12条形态和功能不同的非同源染色体。像这样体细胞中含有两个染色体组的个体叫做二倍体。1.二倍体的概念：体细胞中含有两个染色体组的个体叫做二倍体。2.二倍体的例子：果蝇果蝇和人都是二倍体生物。在自然界，几乎全部动物和过半数的高等植物都是二倍体。P88第三段2二倍体二倍体植株经减数分裂产生的配子中应该有几

11、个染色体组？二倍体植株经减数分裂产生的配子中应该有一个染色体组。若二倍体减数分裂时出现错误，可以形成含有两个染色体组的配子减数分裂出现错误减数分裂出现错误含有两个染色体组的异常配子含有两个染色体组的异常配子若该异常配子与正常配子结合后发育成个体，其体细胞中应该含有几个染色体组？减数分裂出现错误异常配子正常的配子正常的配子减数分裂出现错误异常配子这样含有两个染色体组的异常配子与含有一个染色体组的正常配子结合发育成的个体体细胞中含有三个染色体组，称作三倍体。若两个含有两个染色体组的配子结合，则发育成的个体体细胞中有几个染色体组？减数分裂出现错误有丝分裂出现错误如果两个含有两个染色体组的配子结合，发

12、育成的个体的体细胞中就含有四个染色体组，称作四倍体。若两个正常的配子结合后形成的幼苗受到外界环境的影响，进行有丝分裂时，姐妹染色单体未分离，则子细胞中有几个染色体组？二倍体在胚或幼苗时期受某种因素影响，体细胞在进行有丝分裂时，染色体只复制未分离，也会形成四倍体（五）多倍体体细胞中含有三个染色体组的个体，称作三倍体。1.三倍体的概念：2.四倍体的概念：体细胞中含有四个染色体组的个体，称作四倍体。体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体统称为多倍体。3.多倍体的概念：4.多倍体的例子：无子西瓜三倍体普通小麦 六倍体葡萄 三/四倍体多倍体在植物中很常见，在动物中极少见。多倍体草莓普通二倍体草莓思考：

13、与二倍体植株相比，四倍体植株有哪些优点？5.多倍体植株的特点：葡萄 （三/四倍体）四倍体葡萄的果实比二倍体的大得多四倍体番茄四倍体番茄的维生素C含量比二倍体的几乎增加了一倍。（1）优点： a.茎秆粗壮，叶片、果实和种子都比较大b.糖类和蛋白质等营养物质都有所增加。(2)缺点： 生长发育延迟，结实率低。多倍体是如何形成的？间期4条染色体8条染色体子细胞4条染色体8条染色体抑制有丝分裂前期纺锤体形成无纺缍体形成无纺缍丝牵引着丝粒正常分裂细胞不能分裂正常异常染色体加倍原因：（一）原理 低温处理植物的分生组织细胞，能够抑制纺锤体的形成 ，以致影响细胞有丝分裂中染色体被拉向两极 ，导致细胞不能分裂成两个

14、子细胞，于是植物细胞中的染色体数目发生变化（加倍）;(二)方法步骤诱导培养固定制片观察。实验低温诱导植物染色体数目的变化(二)方法步骤诱导培养固定制片观察。1.诱导培养 将蒜（或大葱、洋葱）在冰箱冷藏室内（4）放置一周； 取出后，将蒜放在装满清水的容器上方，让蒜的底部接触水面，于室温（约25）进行培养；待蒜长出约1cm长的不定根时，将整个装置放入冰箱冷藏室内，诱导培养36h；2.固定 剪取诱导处理的根尖0.5-1cm，放入卡诺氏液中浸泡0.5-1h，以固定细胞形态，然后用体积分数为95%的酒精冲洗2次；选材只能是分生区细胞，不能进行细胞分裂的细胞不会出现染色体数目的变化。取材、固定及冲洗3.制

15、片包括_、_、_、_4个步骤；解离漂洗染色制片解离目的：漂洗目的：染色目的：制片目的：用药液使组织中的细胞相互分离开来洗去药液，防止解离过度甲紫溶液或醋酸洋红液能使染色体着色使细胞分散开来，有利于观察4.观察 先用低倍镜寻找染色体形态好的分裂图象；视野中既有正常的二倍体细胞，也有染色体数目发生改变的细胞；确认某个细胞发生染色体数目变化后，再用高倍镜观察。 视野中既有正常的二倍体细胞（多），也有染色体数目发生改变的细胞（少）（三）结果注意：诱导率不是百分之百（四）结论 低温可以诱导植物细胞染色体数目发生变化试剂使用方法作用卡诺氏液浸泡诱导处理过的根尖0.5-1h体积分数为95%的酒精冲洗2次经卡

16、诺氏液处理过的根尖体积分数为95%的酒精溶液和质量分数为15%的盐酸溶液1:1混合配制解离液蒸馏水浸泡解离后的根尖约10min质量浓度0.01g/mL的龙胆紫溶液对漂洗干净的根尖染色35 min固定细胞的形态冲洗掉卡诺氏液使组织中的细胞相互分离开来漂洗根尖，洗去药液，防止解离过度使染色体着色(五)总结：试剂及作用实验阅读教材P91拓展题：人工诱导多倍体秋水仙素处理注：秋水仙素是从百合科植物秋水仙的种子和球茎中提取的一种植物碱，它是白色或淡黄色粉末或针状结晶，有剧毒。（2）处理部位：（1）常用的方法：秋水仙素处理,低温处理萌发的种子或幼苗（3）原理：当秋水仙素作用于正在分裂的细胞时，能抑制纺锤体

17、的形成，导致染色体不能移向两极，从而引起细胞内染色体数目加倍。染色体数目加倍的细胞继续进行有丝分裂，将来就可能发育成多倍体植株。4条染色体8条染色体无纺缍体形成染色体复制着丝粒分裂无纺缍丝牵引若继续进行正常的有丝分裂染色体加倍的组织或个体多倍体的形成：秋水仙素只影响纺锤体的形成，不影响着丝粒的分裂；(4)作用时期：有丝分裂前期Q1：秋水仙素抑制纺锤体形成，那么着丝粒能否正常分裂?着丝粒的分裂是自发的，不是由纺锤丝的牵拉导致的低温处理和秋水仙素诱发的原理是一样的；Q2:染色体加倍于什么时期？有丝分裂后期 注意：无完整的细胞周期Q3:为什么要处理萌发的种子或幼苗，处理成熟的植株可以不？ 因为萌发的

18、种子和幼苗具有分生能力，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。成熟的植株大多细胞不进行有丝分裂(5)结果：Q4：处理后植物体的所有体细胞染色体都加倍吗？不一定。若处理茎尖则只有地上部分加倍，若处理种子则有可能全部加倍。正常细胞染色体数目加倍的细胞(5)实例：三倍体无子西瓜的形成被子植物花的结构补充：被子植物的双受精作用子房花柱柱头雌 蕊花药花丝雄 蕊被子植物的双受精作用的过程花开放以后，通过传粉，花粉粒被传送到雌蕊的柱头上，不久，花粉粒萌发并长出花粉管，里面的两个精子通过花粉管到达胚囊：一个精子和卵细胞结合形成受精卵；另一个精子和两个极核结合形成受精极核，这

19、种受精方式-双受精被子植物子房的结构及双受精过程胚珠的结构花粉管精子卵细胞极核子房壁珠被珠孔(1个)(2个)胚囊子房子房壁胚珠胚囊珠被 1个卵细胞2个极核子叶胚芽胚轴胚根胚受精极核胚乳种皮种子果皮果实2N2N2N2N3N3N2N2N 受精卵+1个精子+1精子 N + N2N + N被子植物的种子和果实的形成被子植物不同结构基因型判断若母本 AA，父本 aa，判断下列基因型则子代种皮 胚 子叶 胚乳 果皮 果肉 AaAAAAaAAAA即种皮、果皮取决于母本。胚、胚乳取决于亲本双方,卵细胞与极核基因型一致Aa四倍体植株4n加倍的配子2n二倍体西瓜2n减数分裂二倍体花粉n减数分裂受精作用结出果实果肉

20、4n种子：胚3n萌发生长三倍体植株3n联会紊乱花粉刺激子房发育成果实无子西瓜3n不是真正的受精，真正的目的是刺激子房发育成果实，由于没有真正的受精，所以果实中没有种子3N果肉实例三倍体无子西瓜的形成二倍体西瓜幼苗或萌发的种子2n用什么试剂处理?其原理是什么?秋水仙素处理抑制纺锤体的形成，使染色体数目加倍二倍体西瓜幼苗（2n）四倍体西瓜（ 4n）秋水仙素处理二倍体西瓜幼苗（2n）二倍体西瓜（2n）不处理X三倍体种子（3n）第一年生长 发育三倍体植株（3n）二倍体植株（2n）花粉（第二次）结出三倍体无子西瓜（果实）第二年两次传粉：第一次传粉杂交获得三倍体种子；第二次传粉刺激子房发育成果实。秋水仙素

21、处理后,新产生的四倍体,各部分细胞都含有四个染色体组吗?不是。地上部分的茎、叶、花的染色体数目加倍,含有四个染色体组;根细胞没有加倍,只含有两个染色体组。注意：如果以二倍体为母本，四倍体为父本进行杂交，也能得到三倍体的种子，但是这种种子结的西瓜，因珠被发育成厚硬的种皮，达不到“无籽”的目的。第一年所结的果实第二年所结的果实（三倍体）果实的位置果皮的染色体组数种皮的染色体组数胚中染色体组数胚乳中染色体组数四倍体植株上三倍体植株上443335无无（教材P91拓展应用2）(5) 三倍体植株的无子性状是否可遗传？芽尖是有丝分裂旺盛的地方，用秋水仙素处理可以抑制细胞有丝分裂时形成纺锤体，导致细胞内染色体

22、数目加倍，从而得到四倍体植株。杂交可以获得三倍体植株。途径：用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。三倍体植株一般不能进行正常的减数分裂形成配子，因此不能形成种子。但是，也有可能在减数分裂时形成正常的卵细胞，从而形成正常的种子，但这种概率特别小。方法一：进行无性生殖，将三倍体植株进行组织培养获取大量组培苗，再进行移栽；(5) 三倍体植株的无子性状是否可遗传？其遗传物质发生了改变，所以属于可遗传的变异。方法二：利用生长素或生长素类似物处理二倍体植株未受粉的雌蕊，以促进子房发育成无子果实，同时，在花期全时段要进行套袋处理，以避免受粉。思考：三倍体的生物可育吗？由于原始生殖细胞中有3套非同源染色体，减数分裂

23、时会出现联会紊乱，不能形成可育的配子，因此无法形成受精卵，进而不能形成种子。所以三倍体的生物一般不可育。思考：三倍体真的完全不育吗？不是，只是可育的概率太低，即高度不育； 而且植物能进行无性生殖。 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2156 8 4 6课本P91 一、4自然界中还有一类特殊的生物，如雄蜂未受精的卵细胞直接发育而来的，那它是几倍体呢？蜜蜂蜂王16对=32条卵细胞直接雄峰雄峰（16条）精子受精卵幼虫喂蜂蜜工蜂（16对=32条）喂蜂王浆蜂王16

24、对=32条蜂王工蜂雄蜂二倍体（16条）（16条）（16条）无生育能力二倍体单倍体判断:（六）单倍体1.单倍体的概念：体细胞中的染色体数目与本物种配子染色体数目相同的个体，叫作单倍体2.形成的原因由配子（如卵细胞、花粉等）直接发育而成。3.单倍体实例 如：蜜蜂中的雄蜂（2）单倍体一定只有一个染色体组。正常物种二倍体单倍体（含1个染色体组）123451234512345(1)一个精子或者一个卵细胞就是单倍体单倍体是生物个体，而不是配子；精子和卵细胞属于配子，但不是单倍体。正常物种四倍体单倍体（含2个染色体组）123451234512345123451234512345(3)单倍体可以只有一个染色体

25、组，也可以有多个染色体组。（4）只有一个染色体组的生物一定是单倍体凡是由受精卵发育而来的个体，其体细胞中有几个染色体组就是几倍体凡是由配子直接发育而来的个体，不管有几个染色体组，都是单倍体注意： 如马铃薯是四倍体，其配子发育而成的单倍体的体细胞中有两个染色体组； 普通小麦是六倍体，其配子发育而成的单倍体的体细胞中有三个染色体组；(5)四倍体物种形成的单倍体，其体细胞含有两个染色体组，可称为二倍体。(6)含有三个染色体组的个体一定是三倍体。 某生物体细胞中有32条染色体，这32条染色体有8种形态，则该生物体有 个染色体组，该个体是 倍体。4四或单A 【巩固练习】1.下列关于单倍体的叙述正确的是

26、:单倍体只含有一个染色体组 单倍体只含有一个染色体 单倍体是含有本物种配子染色体数目的个体 单倍体细胞中只含有一对染色体 未经受精作用的配子发育成的个体一般是单倍体 A.和 B.和 C.和 D.和B 【巩固练习】2.韭菜的体细胞中含有32条染色体，这32条染色体有8种形态结构，韭菜是 A 二倍体 B 四倍体 C 六倍体 D 八倍体3.普通的小麦是六倍体，配子中有21条染色体，单倍体中含有的染色体组和染色体个数依次为A.3、21 B.6、21 C.6、42 D.1、7A 项目二倍体多倍体单倍体概念发育起点染色体组的数目性状表现单倍体、二倍体和多倍体的比较体细胞中含有2个染色体组的个体体细胞中含有

27、3个或3个以上染色体组的个体体细胞的染色体数目与本物种配子染色体数目相同的个体一般为受精卵一般为受精卵未受精的配子2个3个或3个以上不确定，1茎秆粗壮，叶片、果实、种子较大，营养丰富正常4.单倍体植株的特点与正常植株（二倍体）相比，其单倍体植株长得弱小高度不育Q：单倍体是不是都高度不育呢？单倍体并非都不育，二倍体的配子发育成的单倍体，表现为高度不育；多倍体的配子如含有偶数个染色体组，则发育成的单倍体含有同源染色体能进行正常的减数分裂并产生后代。含偶数个染色体组：可育含奇数个染色体组：高度不育（教材P91拓展应用1）可能的原因是，二倍体植株经减数分裂形成配子后，一些配子可以在离体条件下发育成单倍

28、体。这些单倍体一般不能通过有性生殖繁殖后代，是因为它们的体细胞中只含有一个染色体组，减数分裂时没有同源染色体的联会，就会造成染色体分别移向细胞两极时的紊乱，不能形成正常的配子，因此就不能繁殖后代。单倍体“两看法”判断单倍体、二倍体和多倍体一看发育来源二看体细胞染色体组数二倍体多倍体配子受精卵二个三个或以上单倍体单倍体、二倍体和多倍体的判断应用单倍体育种如何获得单倍体植株？以单倍体植株为原料，怎样培育得到纯种的二倍体植株？杂交育种最终也可以获得纯种二倍体植株，与之相比，单倍体育种有哪些优缺点？Dd花药离体培养技术花粉（D）花粉（d）幼苗（D）幼苗（d）滴加秋水仙素植株（DD）植株（dd）（1）单

29、倍体育种过程：花药离体培养PF1配子DDTTDDttddTTddtt秋水仙素处理高杆抗病 DDTT矮杆感病 ddtt高杆抗病 DdTtDTDtdTdt单倍体植株DTDtdTdt需要的纯合矮抗品种杂交（诱导染色体数加倍）二倍体植株花药离体培养单倍体植株秋水仙素染色体加倍二倍体植株（纯合体）杂交、花药离体培养 、 秋水仙素加倍、筛选 筛选 Q：单倍体育种中秋水仙素处理萌发的种子吗？不能，因为单倍体往往高度不育，育种操作的对象一般是单倍体幼苗注意：单倍体育种和多倍体育种中都用到秋水仙素，但单倍体育种中是用秋水仙素处理单倍体幼苗，而多倍体育种中是用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。花药离体培养单倍体育种：

30、单倍体育种一般包括杂交、花药离体培养、秋水仙素处理和筛选4个过程，不能简单地认为花药离体培养就是单倍体育种的全部。（2）单倍体育种的原理：染色体数目变异（3）优点:a.明显缩短育种年限 b.快速获得纯合子得到的植株不仅能够正常生殖，而且每对染色体上成对的基因都是纯合的，自交后代不发生性状分离。（4）缺点：技术复杂，需与杂交育种配合。 【例】现有两小麦品种：矮秆感病(ddrr)，高秆抗病(DDRR)，如何获得矮秆抗病的优良品种(ddRR)？杂交育种P高杆抗病 DDTT矮杆感病 ddttF1高杆抗病 DdTtF2D_T_D_ttddT_ddttddTT矮抗需要的纯合矮抗品种连续第1年第2年第3年及之后优点：能将多个亲本的优良性状集于一体缺点：育种时间太长花药离体培养PF1配子DDTTDDttddTTddtt正常植株（纯合）秋水仙素高杆抗病 DDTT矮杆感病 ddt