2022-2023学年人教版（2019）必修二 5-2染色体变异-3 课件（61张）

LOGO第2节

染色体变异第5章

基因突变及其他变异马铃薯：野生祖先种VS栽培品种野生祖先种马铃薯（多种颜色）栽培品种马铃薯（一般都为黄色）香蕉：野生祖先种VS栽培品种野生祖先种香蕉（有籽）栽培品种香蕉（无籽）问题探讨

作为野生植物的后代，许多栽培植物的染色体数目却与他们的祖先大不相同，如马铃薯和香蕉。生物种类体细胞染色体数/条体细胞非同源染色体/套配子染色体数/条马铃薯野生祖先种242栽培品种484香蕉野生祖先种222栽培品种333122411异常1.根据前面所学减数分裂的知识，试着完成该表格。2.为什么平时吃的香蕉是没有种子的？因为香蕉栽培品种体细胞中的染色体数目是33条，减数分裂时染色体发生联会紊乱，不能形成正常的配子，因此无法形成受精卵，不能形成种子。P883.分析表中数据，你还能提出什么问题吗？能否发挥想象力作出一些推测呢？马铃薯和香蕉的染色体数目为什么与它们的野生袓先有很大差别？1.概念生物体的

或

内染色体

或

的变化。（光学显微镜下可观察）2.染色体变异类型类型一：染色体数目的变异类型二：染色体结构的变异体细胞生殖细胞数目结构______通过显微镜观察到，属于______水平的变异；3.能否通过显微镜观察可以细胞*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；一、染色体变异1.类型（2种）（1）细胞内

的增加或减少。（2）细胞内染色体数目以

为基数

地增加或成套地减少。个别染色体一套完整的非同源染色体成倍正常增多减少个别染色体的增加或减少以一套非同源染色体为基数成倍的增加或成套减少二、染色体数目的变异二、染色体数目的变异(1）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：(1）细胞内个别染色体的增加或减少症状：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)1.类型（2种）（1）细胞内个别染色体的增加或减少。（2）细胞内染色体数目以

为基数

地增加或成套地减少。一套完整的非同源染色体成倍二、染色体数目的变异XYⅡⅡⅢⅢⅣⅣXⅡⅢⅣYⅡⅢⅣ（1）果蝇体细胞中含有几条染色体？几对同源染色体？（3）Ⅲ号和Ⅳ号染色体是什么关系？

8条4对

（2）写出所有同源染色体？Ⅱ和Ⅱ、Ⅲ和Ⅲ、Ⅳ和Ⅳ、X和Y（4）Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X和Y为一套完整的非同源染色体吗？非同源染色体不是（5）写出所有非同源染色体的集合？Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和XⅡ、Ⅲ、Ⅳ和Y二、染色体数目的变异XYⅡⅡⅢⅢⅣⅣXⅡⅢⅣYⅡⅢⅣ(6)雄果蝇的精子中有哪几条染色体？Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X

或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y(7)雄果蝇产生的精子中的染色体在形态、结构和功能上有什么特点？这些染色体之间是什么关系？

它们是否携带着控制生物生长发育的全部遗传信息？形态、大小和功能各不相同;都是非同源染色体;是，携带着控制果蝇生长发育的全部遗传信息。（8）如果将果蝇的精子中的染色体看作一个染色体组，那么果蝇的体细胞中有几个染色体组？2个二、染色体数目的变异3.染色体组的特征：XYⅡⅡⅢⅢⅣⅣXⅡⅢⅣYⅡⅢⅣ

细胞中的一组

，在形态和功能上各不相同，但又相互协调，共同控制生物的生长、发育、遗传和变异的一组染色体。(1)一个染色体组不含同源染色体，不含等位基因。(2)一个染色体组所含的染色体大小、形态和功能各不相同，

均为非同源染色体。(3)一个染色体组中含有控制生物生长、发育、遗传和变异

的全套遗传信息。2.染色体组概念：非同源染色体二、染色体数目的变异4、染色体组的判断方法方法一：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3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4条染色体方法二：根据基因型判断同一英文字母（无论大小写）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。eg.AAaaBbbb→同一字母出现4次→4个染色体组YyRrAABBDDAaaABCD2个染色体组每组有2条2个染色体组每组有3条3个染色体组每组有1条1个染色体组每组有4条4、染色体组的判断方法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？MⅠ后期有丝中期有丝后期MⅡ后期4个2个2个2个【练一练】5、二倍体、多倍体（1）二倍体（几乎全部动物+大多数高等植物）由受精卵发育而成，体细胞中含有两个染色体组的个体叫作二倍体。（2）多倍体（大多数植物）由受精卵发育而成，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。人的染色体组成（性染色体不同）（由受精卵发育而成，有几个染色体组就

叫几倍体）6、二倍体生物（1）几乎全部动物和大多数高等植物都是二倍体。eg.人、猫和玉米都是二倍体。人二倍体猫二倍体玉米二倍体（2）多倍体实例植物中常见，动物中极少见普通小麦六倍体菊花六倍体葡萄三/四倍体例如：

普通小麦、棉、烟草、菊、水仙等都是多倍体。某些品种的苹果、梨、葡萄也是多倍体。香蕉是三倍体（3）多倍体植株的特点四倍体葡萄、番茄例如：

四倍体葡萄的果实比二倍体的大得多；四倍体番茄的维生素C含量比二倍体的几乎增加了一倍。缺点：

生长发育延迟，结实率低。

茎秆粗壮，叶片、果实和种子都比较大，

糖类和蛋白质等营养物质的含量都有所增加。（4）多倍体育种（人工诱导多倍体）

①

方法：低温处理、用秋水仙素诱发等

②

最常用且最有效的方法：用秋水仙素来处理萌发的种子或幼苗

③

作用原理：低温处理或秋水仙素，能够抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞的两极，从而引起细胞内染色体数目加倍（染色体数目变异）

④

作用时期：⑤

实例：无籽西瓜的培育有丝分裂前期注：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。1.秋水仙素只影响纺锤体的形成，不影响着丝粒的分裂；2.低温处理和秋水仙素诱发的原理是一样的；原理：当秋水仙素作用于正在______的细胞时，能抑制________的形成，导致_______不能_______，从而引起细胞内染色体__________。染色体数目加倍的细胞继续进行_______分裂，将来就可能发育成________植株。分裂纺锤体染色体移向两极数目加倍有丝多倍体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：1)为什么处理的是萌发的种子或幼苗？萌发的种子或幼苗具有分生能力，细胞进行有丝分裂。2)秋水仙素抑制纺锤体的形成，会不会影响着丝粒的分裂？着丝粒的分裂不是由纺锤丝的牵拉引起的。3)多倍体育种的不足？4)多倍体育种的实例：三倍体无子西瓜适用于植物，动物方面难以开展，且多倍体植株多发育延迟，结实率低。思考与讨论：香蕉的培育香蕉的祖先为野生芭蕉，个小而多种子，无法食用。香蕉的培育过程如下：野生芭蕉

2n有籽香蕉

4n加倍野生芭蕉

2n无籽香蕉

3n

被子植物的双受精作用的过程（了解）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二倍体西瓜幼苗二倍体西瓜幼苗秋水仙素处理二倍体西瓜植株四倍体西瓜植株♀♂联会紊乱三倍体西瓜种子无子西瓜授粉×自然长成二倍体西瓜植株第一年第二年三倍体西瓜植株人工诱导多倍体实例——三倍体无籽西瓜P91第二次传粉：刺激子房产生生长素，促进子房发育为果实。授粉第一次传粉：获得三倍体种子注意：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。多倍体育种（以无子西瓜为例）第一次传粉：获得三倍体种子第二次传粉：促进子房发育成果实优势：缺点：

结实率低，发育迟缓可培育自然界没有的新品种，且培育出的植物器官大，产量高，营养丰富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无无二、拓展应用（1）为什么用一定浓度的秋水仙素溶液滴在二倍体西瓜幼苗的芽尖？（2）获得的四倍体西瓜为何要与二倍体杂交？联系第1问，你能说出产生多倍体的基本途径吗？（3）有时可以看到三倍体西瓜中有少量发育并不成熟的种子，请推测产生这些种子的原因。（4）无子西瓜每年都要制种，很麻烦，有没有别的替代方法？芽尖有丝分裂旺盛，有秋水仙素处理可以抑制纺锤体的形成，导致染色体数目加倍，得到四倍体植株。杂交可以获得三倍体植株。基本途径：用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。偶然形成正常的配子，从而形成种子，但这种概率特别小。无性生殖：三倍体植株组织培养；利用生长素或类似物处理未授粉二倍体练习与应用:P917.单倍体（1）定义：由配子发育而来，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。eg.蜜蜂的雄蜂蜂王32条染色体雄蜂16条染色体工蜂32条染色体（2）成因：（3）特点：植株长得弱小一般高度不育由配子（如卵细胞、花粉等）直接发育而来的个体。YRyRYryr黄色圆粒（YyRr）花药（配子）单倍体植株正常二倍体（纯合体）YYRRyyRRYYrryyrr黄圆绿圆黄皱绿皱秋水仙素处理幼苗YRyRYryr花

药

离

体

培养（4）单倍体育种秋水仙素处理花药离体培养（4）单倍体育种方法：单倍体幼苗正常纯合子原理：染色体变异二倍体植株单倍体植株高度不育单倍体育种=花药离体培养＋秋水仙素处理花药离体培养PF1配子DDTTDDttddTTddtt正常植株（纯合）秋水仙素单倍体育种P高杆抗病

DDTT×矮杆感病

ddttF1高杆抗病

DdTtF2D_T_D_ttddT_ddttddTT杂交育种矮抗⊗需要的纯合矮抗品种连续⊗第1年第2年高杆抗病

DDTT×矮杆感病

ddtt高杆抗病

DdTtDTDtdTdt单倍体植株第1年第2年DTDtdTdt需要的纯合矮抗品种第36年秋水仙素处理花药离体培养（4）单倍体育种方法：单倍体幼苗正常纯合子优点：明显缩短育种年限两年原理：染色体变异一般应用于二倍体植物二倍体植株单倍体植株高度不育总结：单倍体、二倍体和多倍体的比较项目二倍体多倍体单倍体概念由受精卵发育而成，体细胞中含有2个染色体组的个体由受精卵发育而成，体细胞中含有3个或3个以上染色体组的个体由配子发育而来，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发育起点受精卵受精卵未受精的配子染色体组的数目2个3个或3个以上不确定（是正常体细胞染色体组数目的一半）性状表现正常（作为单倍体、多倍体的参照物）茎秆粗壮，叶片、果实、种子较大，营养丰富，但发育迟缓，结实率低植株矮小，且高度不育（除雄蜂外）总结:单倍体育种和多倍体育种的比较单倍体育种多倍体育种原理染色体变异染色体变异常用方法花药离体培养后人工诱导染色体数目加倍秋水仙素处理萌发的种子、幼苗优势明显缩短育种年限得到的植株是纯合体操作简单植物器官大，提高产量和营养成分缺点技术复杂一些，需与杂交育种配合适用于植物，在动物方面难以操作探究.实践

低温诱导植物细胞染色体数目的变化方法步骤:1.根尖的培养及诱导将蒜/洋葱在冰箱冷藏室内（4℃）放置一周。①培养方法：将蒜/洋葱放在装满清水的容器上方，让它的底部接触水面，于室温（约25℃）培养。②培养时间：待蒜/洋葱长出约1cm长的不定根时。③诱导方法：将整个装置放入冰箱冷藏室内，诱导培养48~72h。方法步骤:2.取材、固定及冲洗①取材：剪取诱导处理的根尖0.5~1cm。②固定：放入卡诺氏液中浸泡0.5~1h。（卡诺氏液：固定细胞的形态）③冲洗：用体积分数为95%的酒精冲洗2次。探究.实践

低温诱导植物细胞染色体数目的变化方法步骤:3.制作装片（同有丝分裂实验）①解离：质量分数15%盐酸和体积分数95%酒精混合液（1：1混合），目的是使组织中的细胞相互分离开来。②漂洗：清水漂洗，目的是洗去药液，防止解离过度。③染色：用甲紫（龙胆紫）或醋酸洋红溶液对染色体染色。④制片：放在载玻片上，加清水并用镊子把根尖弄碎，盖上盖玻片，用拇指轻轻地按压盖玻片完成制片。探究.实践

低温诱导植物细胞染色体数目的变化方法步骤:4.显微镜观察先用低倍镜寻找染色体形态较好的分裂象.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,再有高倍镜观察.探究.实践

低温诱导植物细胞染色体数目的变化1．染色体变异包括染色体数目的变异和结构的变异。判断下列相关表述是否正确。（1）只有生殖细胞中的染色体数目或结构的变化才属于染色体变异。（）（2）体细胞中含有2个染色体组的个体就是二倍体。（

）（3）用秋水仙素处理单倍体植株后得到的一定是二倍体（

）XXX练习与应用:P912．秋水仙素能诱导多倍体形成的原因是()A.促进细胞融合B.诱导染色体多次复制C.促进染色单体分开，形成染色体

D.抑制细胞有丝分裂时纺锤体的形成D练习与应用:P914．填表小儿猫叫综合征患者人类的许多疾病是由染色体结构改变引起的猫叫综合征是人的5号染色体部分缺失引起的遗传病因为患儿哭声轻，音调高，很像猫叫而得名。猫叫综合征患者的生长发育迟缓，而且存在严重的智力障碍。染色体结构的变异还有哪些类型呢？三、染色体结构的变异1.缺失：染色体的某一片段缺失引起变异。例如果蝇缺刻翅的形成。2.重复：染色体中增加某一片段引起变异。例如果蝇棒状眼的形成。正常眼棒状眼正常翅缺刻翅基因数目减少结果：基因数目增加结果：(一）类型注意：关于“缺失”问题DNA分子上若干基因的缺失若干碱基对的缺失染色体变异基因突变三、染色体结构的变异正常翅卷翅3.易位：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，例如果蝇花斑眼的形成。正常眼花斑眼4.倒位：染色体某一片段位置颠倒引起变异，例如果蝇卷翅的形成。基因排列顺序变化结果：基因排列顺序变化结果：注意：关于“互换”问题易位交叉互换图解区别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属于染色体结构变异属于基因重组可在光学显微镜下观察到在光学显微镜下观察不到Q1：易位与交叉互换是一回事吗？交叉互换易位是非同源染色体之间,属于染色体变异；交叉互换是同源染色体之间，属于基因重组。易位缺失重复

易位倒位染色体上基因数目、排列顺序发生改变结果：性状变异（改变）大多数染色体结构变异对生物体是不利的，有的甚至会导致生物体死亡。(二）结果（三）对生物体的影响1.下图为显微镜观察的变异杂合子染色体联会异常现象，通过图示辨析染色体结构变异的类型。C倒位缺失重复易位练习基因的数目和种类没有