【高中生物】染色体变异第2课时课件 2022-2023学年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

学习目标1.通过实例归纳单倍体、多倍体的特点，理解相应育种方法利用了染色体数目变异的原理。（重难点）2.熟悉低温诱导植物细胞染色体数目的变化实验。（重难点）（第2课时）阅读课本88-89、91页，解决以下问题：（5min）1、常用的人工诱导多倍体方法有哪些？作用的原理是什么？2、①阅读课本第91页拓展应用第2题——无子西瓜的培育，据图完成题中的4道问题。②秋水仙素处理过芽尖之后，得到的四倍体植株，整棵植株的所有细胞都含四个染色体组吗？3、什么是单倍体，举例说明。4、如何实现单倍体育种，单倍体育种有什么优点？自学指导1人工诱导多倍体（多倍体育种）低温处理、或秋水仙素诱发③作用原理：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。④作用时期：有丝分裂前期⑤例子：三倍体无子西瓜一、染色体数目的变异①方法：②处理对象：萌发的种子或幼苗最常用、最有效有丝分裂旺盛着丝粒分裂一、染色体数目的变异——三倍体无子西瓜培育过程P91秋水仙素处理2N4N第一年1、为什么用一定浓度的秋水仙素滴在二倍体西瓜幼苗的芽尖？西瓜幼苗的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，导致细胞内染色体数目加倍，从而得到四倍体。2、处理后的植株，各个部位染色体数目是否都为4N？秋水仙素处理后的茎、叶、花的染色体数目加倍，而未处理的根细胞中仍为两个染色体组。杂交母本秋水仙素处理2N父本第一年2N4N2N4N3、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？杂交获得三倍体植株。用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。果皮

。西瓜瓤

。种子的胚

。种皮

。4N4N3N4N杂交母本秋水仙素处理2N父本第一年2N4N2N4N4、要用四倍体植株做母本的原因：①多倍体花粉可育性低于二倍体；②种子产量高；③种皮薄，利于播种。果皮

。西瓜瓤

。种子的胚

。种皮

。4N4N3N4N杂交母本秋水仙素处理2N父本第一年2N4N2N4N第二年三倍体植株无子西瓜联会紊乱授粉2N果皮

。西瓜瓤

。种子的胚

。种皮

。4N4N3N4N第二年三倍体植株无子西瓜联会紊乱授粉2N5、二倍体植株为何要给三倍体植株授粉？不是受精，是为了刺激子房产生生长素，促进子房发育成果实。6、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？减数分裂时也有可能形成正常的卵细胞，从而形成正常的种子，但这种概率特别小。第二年三倍体植株无子西瓜联会紊乱授粉2N7、无子西瓜每年都要制种，很麻烦，有没有别的替代方法？①进行无性生殖：将三倍体植株进行组织培养获取大量的组培苗，再进行移栽；②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种子的果实，同时，在花期全时段要进行套袋处理，以避免受粉。一、染色体数目的变异——三倍体无子西瓜培育过程P91杂交母本秋水仙素处理父本第一年2N2N4N2N4N第二年三倍体植株无子西瓜联会紊乱授粉2N果皮

。西瓜瓤

。种子的胚

。种皮

。4N4N3N4N一、染色体数目的变异在生物的体细胞中，染色体数目不仅可以成倍的增加，还可以成套的减少。蜂王雄蜂工蜂2N=32N=162N=32精子卵细胞受精卵蜂王工蜂雄蜂（单倍体）持续获得蜂王浆获得普通蜂蜜单倍体①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。②成因：③特点：由配子（如卵细胞、花粉等）直接发育而成。植株弱小，大多数单倍体体细胞中染色体组数为奇数，减数分裂时联会紊乱，无法形成正常的配子，因此一般高度不育。一、染色体数目的变异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。×判断正误一、染色体数目的变异(1)单倍体的体细胞中并不一定只有一个染色体组：如四倍体的配子形成的单倍体的体细胞中含有两个染色体组。单倍体可能含同源染色体，可能含等位基因，也可能可育并产生后代。(2)体细胞中含有一个染色体组的生物一定是单倍体。(3)单倍体是生物个体，而不是配子，精子和卵细胞属于配子，不是单倍体。关于单倍体的3个易错点一、染色体数目的变异①一般情况下，单倍体植株高度不育，原因是什么？如雄蜂，可以通过假减数分裂形成正常的精子，则是可育的；如某些藻类植物、苔藓植物、蕨类植物的单倍体，可以通过无性生殖繁衍后代；如体细胞中染色体组数为偶数的单倍体，减数分裂中可以正常联会，也可以产生正常的配子，也是可育的。②单倍体一定不育吗？③体细胞中染色体组数为偶数的一定可育吗？大多数单倍体体细胞中染色体组数为奇数，减数分裂时联会紊乱，无法形成正常的配子，因此一般表现出高度不育。由上面两题可知，除无性生殖的生物外，判断一个真核生物可育与否的关键是能否形成正常的配子，而形成正常配子的关键是同源染色体能够正常联会；如大多数异源二倍体，染色体无法联会，也会造成不育，例如骡子。思考：不一定。不一定。二倍体、多倍体和单倍体的比较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体细胞中含有2个染色体组的个体体细胞中含有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受精卵受精卵未受精的配子2个3个或3个以上不确定正常茎秆粗壮，叶片、果实、种子较大，营养丰富植株矮小，高度不育单倍体、二倍体、多倍体概念辨析发育起点配子受精卵单倍体（无论有多少个染色体组）体细胞中染色体组数＝2＞2二倍体多倍体高秆：D

矮秆：d

抗病：T

不抗病：t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。单倍体育种一、染色体数目的变异花药离体培养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自交第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一、染色体数目的变异1.过程：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）2.原理：染色体变异3.优点：①明显缩短育种年限；②获得纯种个体（二倍体植物），自交后代不会发生性状分离。注意：秋水仙素只能处理萌发的幼苗一、染色体数目的变异单倍体育种技术复杂，需与杂交育种配合4.缺点：项目单倍体育种多倍体育种原理常用方法优势缺点多倍体育种和单倍体育种的比较染色体变异染色体变异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或幼苗明显缩短育种年限；得到的植株均是纯合子茎秆粗壮，器官大，营养物质丰富技术复杂一些，需与杂交育种配合只适用于植物，发育迟缓，结实率低一、染色体数目的变异如亲本为AAaa，配子为Aa时，最终得到的植株为AAaa，是杂合子。通过单倍体育种形成的个体一定是纯合子吗？(1)花药离体培养≠单倍体育种：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)单倍体育种的选择时机：不能选择特定基因型的花粉，也不能选择特定基因型的单倍体，因为花粉、单倍体不能表现出相关的性状，应在秋水仙素处理后获得的纯合子中选择具有所需性状的个体。(3)单倍体育种与多倍体育种的操作对象不同：①由于单倍体往往高度不育，育种操作的对象一般是单倍体幼苗，通过组织培养得到纯合子植株。②多倍体育种操作的对象是正常萌发的种子或幼苗。一、染色体数目的变异注意类别杂交育种诱变育种单倍体育种多倍体育种基因工程育种原理常用方法优点缺点基因重组杂交→自交→选优→自交将不同品种的优良性状集中于同一个体上不能产生新基因；育种进程缓慢、过程复杂；基因突变用物理或化学方法处理生物提高突变率，可以在较短的时间内获得更多的优良变异类型有利变异少，需大量处理实验材料（具有不定向性、低频性）染色体变异花药离体培养；秋水仙素处理；选择；明显缩短育种年限；(得到的植株都是纯合子；)技术性强，需结合杂交育种和人工诱导染色体加倍技术染色体变异用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗茎秆粗壮，叶片、果实、种子都比较大，营养物质含量有所增加发育延迟，结实率降低，一般只适用于植物补充：不同育种方法的比较基因重组将一种生物的特定基因转移到另一种生物细胞中能定向改造生物的遗传性状有可能引发生态危机1.图中甲、乙表示水稻两个品种，A、a和B、b表示分别位于两对同源染色体上的两对等位基因，①～⑥表示培育水稻新品种的过程，请分析：实战训练：(1)分别说出①-⑥对应的处理方法：

①_____________②_________________________

③_____________④_________________________

⑤_____________⑥_________________________杂交自交花药离体培养物理或化学因素诱变处理秋水仙素处理秋水仙素处理(2)图中哪种途径为单倍体育种？图中①、③、⑤过程表示单倍体育种。图示⑤处需用秋水仙素处理单倍体幼苗，从而获得纯合体，

⑥处常用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，以诱导染色体加倍。实战训练：1.图中甲、乙表示水稻两个品种，A、a和B、b表示分别位于两对同源染色体上的两对等位基因，①～⑥表示培育水稻新品种的过程，请分析：(3)图中哪一标号处需用秋水仙素处理？应如何处理？(4)④、⑥的育种原理分别是什么？④的育种原理为基因突变，⑥的原理为染色体变异。图中最简便的育种途径为①～②过程所示的杂交育种，但育种周期较长；最难以达到育种目标的途径为④过程。实战训练：(5)图中最简便及最难以达到育种目标的育种途径分别是哪个过程？1.图中甲、乙表示水稻两个品种，A、a和B、b表示分别位于两对同源染色体上的两对等位基因，①～⑥表示培育水稻新品种的过程，请分析：阅读课本89页的“探究·实践”，解决以下问题：(3min)1、低温诱导植物细胞染色体数目变化的原理是？2、梳理实验步骤。3、制作装片的各步骤需使用什么试剂，有什么作用？4、视野中所有细胞的染色体数目都加倍了吗？5、能否只选择一个细胞，观察其染色体逐渐加倍的过程？自学指导2低温诱导植物细胞染色体数目的变化探究·实践（一）原理

用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子细胞

。(二)方法步骤1.诱导培养实验：低温诱导植物染色体数目变化的实验2.固定细胞将洋葱（或大葱、大蒜）放在装满清水的广口瓶上，让洋葱的底部接触水面。待洋葱长出约１Cm左右的_________时，将整个装置放入冰箱的低温室内(４℃)，诱导培养48-72h。不定根剪取诱导处理的根尖约0.5-1cm，放入_________中浸泡0.5-1h，以________________，然后用体积分数为_____________冲洗２次。卡诺氏液固定细胞的形态95﹪的酒精3.制片包括______、______、______、_______4个步骤；解离漂洗染色制片解离目的：漂洗目的：压片目的：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，便于染色使细胞分散开来，有利于观察实验：低温诱导植物染色体数目变化的实验4.观察解离液15%盐酸和95%的酒精1：1混合解离3~5min漂洗约10min甲紫溶液染色3~5min压片染色：用甲紫（龙胆紫）或醋酸洋红溶液对染色体染色。注意：在进行实验的过程中，所观察的细胞已经被卡诺氏液等杀死，看到的是死细胞。因此不能观察到连续的变化。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

低温可以诱导植物细胞染色体数目发生变化（四）结论实验：低温诱导植物染色体数目变化的实验①卡诺氏液：固定细胞形态。②体积分数为95%的酒精：冲洗附着在根尖表面的卡诺氏液。③解离液(体积分数为15%的盐酸溶液和体积分数为95%的酒精以1∶1混合)：使组织中的细胞相互分离开来。④清水：洗去解离液，防止解离过度影响染色。⑤质量浓度为0.01g/mL的甲紫溶液：使染色体着色，便于观察染色体的形态、数目、行为。实验中几种溶液的作用(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。常用的观察材料有蚕豆(首选，因其染色体比洋葱少)、洋葱、大蒜等。(2)温度不是越低越好：温度过低对根尖细胞造成伤害，应选择适宜温度。(3)在进行实验的过程中，与“观察植物细胞的有丝分裂”一样，所观察的细胞已经被卡诺氏液等杀死，最终在