【课件】染色体变异课件高一下学期生物人教版必修2

第5章 基因突变及其他变异

第2节染色体变异情境导入作为野生植物的后代，许多栽培植物的染色体数目却与它们的祖先大不相同野生祖先种马铃薯（多种颜色）栽培品种马铃薯（一般都为黄色）野生祖先种栽培品种（马铃薯）野生祖先种香蕉（有籽）栽培品种香蕉（无籽）野生祖先种栽培品种

（香蕉）问题探讨体细胞或生殖细胞内染色体数目或结构的变化。染色体数目的变异a2.分类：自主学习：仔细阅读课本87页，总结染色体变异的概念、类型、及与基因突变和基因重组的区别。1.概念：染色体结构的变异b3.区别：

基因突变、基因重组：光学显微镜下不可见（分子水平）染色体变异：光学显微镜下可见（细胞水平）染色体变异一染色体数目的变异

染色体数目的变异可以分为两类类型二细胞内染色体数目以一套完整的非同源染色体(染色体组)为基数成倍地增加或者成套地减少。类型一细胞内个别染色体的增加或减少。一.染色体数目的变异类型一：细胞内个别染色体的增加或减少正常：8增多：8+1减少：8-1三体单体举例：21三体综合征，又称为唐氏综合征症状：智力低下，发育缓慢表现特殊面容50%患先天性心脏病部分患儿夭折多了一条21号染色体思考:形成21三体综合征形成的原因？思考：形成21三体综合征形成的原因？类型一：细胞内个别染色体的增加或减少原因①：减数分裂I后期21号同源染色体未分离原因②：减数分裂II后期姐妹染色单体分离后移向细胞的同一极类型二：细胞以染色体组为基数成倍的增加或减少

在大多数生物的体细胞中，染色体都是两两成对的，也就是说含有两套非同源染色体，其中每套非同源染色体称为一个染色体组。染色体组：细胞中的每套非同源染色体。染色体的形态、大小、功能各不相同含该物种全套遗传信息雌果蝇染色体组成一个染色体组一个染色体组中不存在同源染色体一个染色体组中不含等位基因2个染色体组染色体组在生活中的模拟类比1.请根据染色体的形态判断染色体组的数量，并完成表格的填写。项目

染色体组数_______________每个染色体组内染色体数_______________3214233422染色体组的判定方法方法一：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。项目

染色体组数________________2.请根据基因型判断染色体组数：1324控制同一性状的基因（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。方法二：根据基因型判断3个；3条1个；4条2个；4条3个；2条4个；3条4个；2条1个；4条2个；2条练习：判断细胞含几个染色体组？每组有几条染色体？染色体组的判定方法正常类型二：细胞以染色体组为基数成倍的增加或减少增多减少以染色体组增减增多减少个别染色体增减二倍体由受精卵发育而来，体细胞中含有两个染色体组的个体。

在自然界，几乎全部动物和过半数植物都是二倍体。例如：果蝇、玉米、人等

配子亲代×2N2NNN受精卵2N子代2N一.染色体数目的变异人三倍体由受精卵发育而来，体细胞中含有三个染色体组的个体。

一.染色体数目的变异例如：无子西瓜、香蕉等……体细胞3个染色体组三倍体二倍体的减数分裂出现错误，形成含有两个染色体组的配子，这样的配子与含有一个染色体组的配子结合，发育成的个体的体细胞中就含有三个染色体组，称作三倍体。减数分裂Ⅰ后期出现错误一.染色体数目的变异三倍体的形成原因①——减数分裂Ⅰ后期出现错误减数分裂Ⅱ后期出现错误一.染色体数目的变异三倍体的形成原因②——减数分裂ⅠⅠ后期出现错误四倍体由受精卵发育而来，体细胞中含有四个染色体组的个体。

一.染色体数目的变异例如：棉花、马铃薯、山药等体细胞4个染色体组四倍体……减数分裂出现错误①两个含有两个染色体组的配子结合。有丝分裂出现错误②二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。四倍体的形成原因：一.染色体数目的变异由受精卵发育而来，体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体。

多倍体多倍体在植物中广泛存在，而在动物中则较少见。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。特点：四倍体草莓二倍体草莓缺点：生长发育延迟,结实率低。受精卵2N=32蜂王（雌性）工蜂（雌性）雄蜂N=162N=32蜂王卵N=16减数分裂受精作用持续获得蜂王浆获得普通蜂蜜未受精的卵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？单倍体一.染色体数目的变异单倍体：由配子直接发育而来，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。一.染色体数目的变异成因：特点：由配子（如卵细胞、花粉等）直接发育而成。枝叶茎杆弱小，一般高度不育。1.一倍体（体细胞中含一个染色体组的个体）一定是单倍体。2.单倍体的体细胞中只含一个染色体组。√×3.基因型为AAabbb的个体一定为三倍体。×单倍体、二倍体、多倍体的比较项目单倍体二倍体多倍体概念发育起点染色体组的数目性状表现由配子发育而来，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由受精卵发育而来，体细胞中含有2个染色体组的个体由受精卵发育而来，体细胞中含有3个或3个以上染色体组的个体未受精的配子受精卵受精卵不确定（是正常体细胞染色体组数目的一半）2个3个或3个以上植株矮小，且高度不育（除雄蜂外）茎秆粗壮，叶片、果实、种子较大，营养丰富，但发育迟缓，结实率低正常（作为单倍体、多倍体的参照物）[例1]

下列关于染色体组的叙述，正确的是(

)A.染色体组内不存在同源染色体B.体细胞中的一半染色体是一个染色体组C.配子中的全部染色体是一个染色体组D.染色体组在减数分裂过程中消失A[例2]

下列关于染色体组、单倍体、二倍体和多倍体的叙述，错误的是(

)A.组成一个染色体组的染色体中不含减数分裂中能联会的染色体B.由受精卵发育而成，体细胞含有两个染色体组的个体叫二倍体C.含一个染色体组的个体是单倍体，但单倍体未必只含一个染色体组D.人工诱导多倍体唯一的方法是用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗D课堂检测二多倍体育种和单倍体育种自主学习：请同学们仔细阅读课本P88多倍体育种，及P89与社会联系中的单倍体育种相关内容，总结下列问题：多倍体育种的方法、原理、过程等单倍体育种的方法、过程、优点等（染色体数目变异）方法用________________________________诱发或用_______处理处理对象_____的种子或幼苗原理能够抑制_______的形成，导致染色体不能移向细胞的两极，从而使细胞内染色体数目_____实例含糖量高的甜菜和三倍体无子西瓜的培育作用时期秋水仙素（目前常用、最有效）低温萌发纺锤体加倍1.多倍体育种细胞分裂前期（有丝分裂前期或减数第一次分裂前期）染色体数加倍染色体复制着丝粒分裂细胞无法正常分裂无纺锤体牵引

4条染色体无纺缍体形成8个染色体二.多倍体育种和单倍体育种二倍体西瓜幼苗（♀）二倍体西瓜幼苗（♂）三倍体无子西瓜子房发育三倍体植株（联会紊乱）二倍体植株（♂）（第一年）（第二年）三倍体种子花粉（生长激素）刺激子房秋水仙素处理四倍体植株（♀）二倍体植株（♂）×无子西瓜是三倍体,体细胞有三个染色体组,减数分裂产生配子时同源染色体联会紊乱,不能形成可育配子,所以不育。P91阅读P91，请尝试说出三倍体西瓜培育的过程3.过程:2.单倍体育种（P89）二.多倍体育种和单倍体育种1.方法：二倍体植株花药离体培养单倍体植株秋水仙素处理二倍体植株（纯合子）注意：秋水仙素只能处理萌发的幼苗2.原理：染色体变异思考：现有纯合的高秆抗病的小麦（DDTT）和矮秆不抗病的小麦（ddtt），

怎样得到矮秆抗病的优良品种（ddTT）？用遗传图解表示出来。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年第3-6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二.多倍体育种和单倍体育种4.优点：（1）明显缩短育种年限（2）后代都是纯合子，自交后代不会发生性状分离5.缺点：技术复杂，需与杂交育种配合[例3]

下列有关变异和生物育种的说法，正确的是(

)A.基因重组只发生在减数分裂过程中B.与单倍体育种相比，杂交育种操作更为复杂C.二倍体水稻经花药离体培养获得单倍体的过程称为单倍体育种

D.可通过杂交育种和单倍体育种，利用aabb和AABB获得AAbb的植株D课堂检测[例4]二倍体西瓜的染色体组成是2n＝22，如图是培育三倍体无子西瓜的流程图。下列分析正确的是（

）A.西瓜细胞一个染色体组含有11条同源染色体B.①②③表示杂交过程，杂交过程发生基因重组C.四倍体(♀)提供的生殖细胞含有两个染色体组D.三倍体(♀)因不能进行减数分裂而不能结出种子C课堂检测[例5]用纯种的高秆抗锈病(DDTT)小麦与矮秆易染锈病(ddtt)小麦培育矮秆抗锈病小麦新品种的方法如图所示。下列有关此育种方法的叙述中，正确的是()A.过程①的作用原理为

染色体变异B.过程③必须经过受精

作用C.过程④必须使用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗D.此育种方法选出的符合生产要求的品种占1/4课堂检测D[例6]

下列有关变异和生物育种的说法，正确的是(

)A.基因重组只发生在减数分裂过程中B.与杂交育种相比，单倍体育种操作更为复杂C.二倍体水稻经花药离体培养获得单倍体的过程称为单倍体育种

D.可通过杂交育种和单倍体育种，利用aabb和AABB获得AAbb的植株BD课堂检测三低温诱导植物细胞染色体数目的变化（实验）思考：请同学们观看视频，总结实验原理、步骤以及部分实验试剂的作用。三.低温诱导植物细胞染色体数目的变化（实验）P891.实验原理：______处理植物的___________细胞，能够____________________，以至影响细胞___________中染色体______________，导致______________________________，于是植物细胞中的染色体数目发生变化（加倍）。低温分生组织抑制纺锤体的形成有丝分裂被拉向两极细胞不能分裂成两个子细胞低温诱导只影响纺锤体的形成，不影响着丝粒的分裂此细胞不能分裂成两个细胞，于是一个细胞中的染色体就会加倍。三.低温诱导植物细胞染色体数目的变化（实验）P89培养诱导：蒜或洋葱→冰箱4℃放置一周→取出置于培养皿，底部触水→长出不定根1cm→整个装置放入冰箱4℃冷藏室内→培养48~72h。固定细胞形态：剪取诱导处理的根0.5~1cm→卡诺氏液浸泡0.5~1h→体积分数为95%的酒精冲洗2次。制作装片：

解离→漂洗→染色→制片。观察：先用低倍镜观察，再用高倍镜观察。因为未长出根前施与低温，不利其生出不定根冲洗附着在根尖表面的卡诺氏液解离：解离液（15%

HCl和

95%酒精

1：1混合）；目的是使组织中的细胞相互分离；时间3~5min漂洗：清水洗去解离液，防止解离过度，便于染色染色：甲紫染液或改良苯酚品红染液；使染色体（质）着色2.实验过程：3.实验结果：实验中几种试剂的使用方法和作用试剂作用卡诺氏液固定细胞的形态体积分数为95%的酒精溶液洗去卡诺氏液质量分数为15%的盐酸与95%酒精等体积混合成解离液。解离根尖细胞，使细胞相互分离开来清水洗去解离液质量浓度为0.01g/mL的甲紫使染色体着色(1)选材：应选用能进行分裂的分生组织细胞，否则不会出现染色体加倍的情况。(2)并不是所有细胞中染色体均已加倍：只有少部分细胞实现“染色体加倍”，大部分细胞仍为二倍体分裂状况。(3)细胞是死的而非活的：显微镜下观察到的细胞是已被解离液杀死的细胞。(4)着丝粒分裂与纺锤体无关：着丝粒到有丝分裂后期即分裂，无纺锤丝牵引，着丝粒也分裂。实验注意事项[例7]

关于“低温诱导植物染色体数目的变化”的实验，下列叙述正确的是(

)A.低温能够抑制纺锤体的形成B.制作装片的步骤包括解离、染色、漂洗、制片C.可用新鲜的菠菜叶肉细胞作为实验材料D.显微镜下观察到的细胞染色体数目均加倍A课堂检测[例8]

下列关于低温诱导植物细胞染色体数目的变化实验的叙述，正确的是(

)A.固定后要用体积分数95%的酒精进行冲洗2次B.使用卡诺氏液浸泡，不让细胞的形态发生改变C.经过低温处理后的根尖只有部分细胞染色体数目发生改变D.取根尖约0.5～1cm，放入冰箱的低温室内(4℃)，进行低温诱导ABC解析取根尖约0.5～1cm，放入卡诺氏液浸泡，D错误。课堂检测四染色体结构变异①概念：

染色体结构变异是指排列在染色体上的基因数目或排列顺序发生改变，这会导致性状的变异。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死亡。②分类：缺失、重复、易位、倒位

自主学习：阅读课本P90，总结染色体结构变异的概念及类型。四.染色体结构变异①缺失：染色体的某一片段缺失引起变异。例如:果蝇缺刻翅的形成丢失abcdefbacdef影响：缺失片段越大，对个体影响越大。果蝇正常翅果蝇缺刻翅四.染色体结构变异基因数目减少结果：例如：猫叫综合征症状：人的5号染色体部分缺失引起的遗传病。患儿生长发育迟缓，并存在严重的智力障碍，其最明显的特征是哭声轻，音调高，似猫叫。病因：人的第5号染色体部分缺失正常患者缺失典例：项目染色体片段缺失碱基对缺失图解区别原理观察染色体结构变异基因突变在光学显微镜下观察到在光学显微镜下观察不到比较染色体片段缺失与基因突变碱基对缺失②重复：染色体中增加某一片段引起变异。例如：果蝇棒状眼的形成重复abcdefbbabcdefb四.染色体结构变异③易位：一条染色体某一片段，移接到另一条非同源染色体上引起变异。例如：果蝇花斑眼的形成abcdefghijklghijklabcefdabcklghdefji移接

正常眼花斑眼四.染色体结构变异比较染色体易位与染色体互换

图解区别位置原理观察染色体易位染色体互换发生于非同源染色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④倒位：染色体的某一片段位置颠倒也可引起变异。

例如:果蝇卷翅的形成正常翅卷翅abcdefabcdefbcdeaf颠倒四.染色体结构变异思考：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。缺失重复易位倒位总结：上述变异类型中，_____和_____改变了染色体上基因的数量，_____和_____改变了基因在染色体上的排列顺序。缺失重复易位倒位核心探讨四.染色体结构变异①非同源染色体之间相互交换片段；②非同源染色体之间自由组合；③同源染色体之间通过互换交换片段；④染色体中DNA的碱基对增加或缺失发生改变；⑤染色体缺失或增加片段；染色体变异基因重组基因重组基因突变染色体变异辨析下列变异属哪种变异类别

基因突变基因重组染色体变异适用范围类型发生时期结果光学显微镜观察意义育种中的应用所有生物（包括病毒）自然状态下，发生在真核生物的有性生殖过程中真核生物诱发突变、自发突变交叉互换型、自由组合型（R-S转化实验）染色体结构变异、染色体数目变异任何时期，主要发生在有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期减数第一次分裂前期、减数第一次分裂后期任何时期，主要发生在细胞分裂时引起基因碱基序列的改变（产生了新基因）产生了新基因型和性状组成、不能产生新的基因和性状使排列在染色体上基因的数目或排列顺序发生改变，不产生新的基因，不能观察到，属于分子水平不能观察到，属于分子水平能观察到，属于细胞水平新基因产生的途径；生物变异的根本来源；为生物的进化提供了丰富的原材料；生物变异的来源之一，对生物进化具有重要的意义诱变育种杂交育种单倍体育种、多倍体育种三种可遗传变异比较表生物变异的来源之一，对生物进化具有重要的意义[例9]

下面有关变异的叙述，错误的是(

)A.非同源染色体上的非等位基因之间可发生基因重组B.相对于DNA病毒，RNA病毒更容易发生基因突变C.染色体结构变异均可导致基因的种类和数目发生改变D.有丝分裂和减数分