染色体变异高一生物下学期教学课件（人教版2019必修2）

(遗传物质发生改变)变异可遗传变异不可遗传变异(仅由环境引起，遗传物质未发生改变）突变基因重组基因突变染色体变异往往有害野生祖先种VS栽培品种（马铃薯）野生祖先种（多种颜色）栽培品种（一般都为黄色）野生祖先种VS栽培品种（香蕉）野生祖先种（有籽）栽培品种（无籽）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，如马铃薯和香蕉（见右表）。讨论：1、根据前面所学减数分裂的知识，试着完成该表格。122411异常3、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？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，进而形成种子。2、为什么平时吃的香蕉是没有种子的？香蕉体细胞中的染色体数目不是偶数,是怎样形成的?香蕉又是如何繁殖下一代的?染色体变异1.概念2.分类染色体数目的变异染色体结构的变异生物体的体细胞或生殖细胞内染色体数目或结构的变化。减数分裂和受精作用，能够使生物体亲子代间的染色体数目保持稳定。细胞内个别染色体的增加或减少细胞内染色体数目以一套完整的非同源染色体为基数成倍地增加或成套的减少缺失、重复、倒位、易位光学显微镜下可以观察到染色体数目变异1.个别染色体的增加或减少增加减少21-三体综合征患者的染色体组成增多减少正常个别染色体的增加或减少①减数第一次分裂后期同源染色体未分离21号染色体异常配子正常配子个别染色体的增加或减少②减数第二次分裂后期姐妹染色单体未分离异常配子21号染色体♂ⅡⅢⅣⅡⅢXY染色体组果蝇染色体图解果蝇体细胞有几条染色体？Ⅱ号和Ⅱ号染色体是什么关系?Ⅲ号和Ⅳ号呢?雄果蝇的体细胞中共有哪几对同源染色体?♀ⅡⅢⅣⅡⅢXX同源染色体非同源染色体Ⅱ和Ⅱ、Ⅲ和Ⅲ、Ⅳ和Ⅳ、X和Y8条雄果蝇染色体组图解XYⅡⅡⅢⅢⅣⅣXⅡⅢⅣYⅡⅢⅣ染色体组染色体组染色体组染色体组的♂ⅡⅢⅣⅡⅢXYⅡⅢⅣXⅡⅢⅣY特点：1）一组非同源染色体2）染色体的形态、大小、功能各不同3）不含等位基因或者相同基因4）含有该物种生长、发育、繁殖和遗传的全套遗传信息判断：下图是不是一个染色体组？不是，存在同源染色体染色体组是一组非同源染色体，不存在同源染色体不是，少了一条染色体染色体组必须含有该物种生长、发育、遗传、变异的全套遗传信息是怎么理解？染色体组在生活中的模拟类比2个染色体组一.染色体数目的变异以人的染色体为例，人总共23对，46条，每号染色体都有其特定功能！所以染色体组中每一号染色体都要有一条，这样才能包含全套遗传信息！人类基因组测定的24条染色体一.染色体数目的变异人的一个染色体组（23条）染色体组染色体组数目的确定方法3个4个1个（1）根据“染色体形态”判断——细胞内同种形态染色体有几条就含几个染色体组2个4个2个染色体组2个染色体组4个染色体组2个染色体组形态指染色体大小，与颜色无关（1）根据“染色体形态”判断——细胞内同种形态染色体有几条就含几个染色体组染色体组染色体组数目的确定方法（2）根据“基因型”判断

——控制同一性状的基因(包括同一字母的大、小写)出现几次，则含有几个染色体组YyRrAABBDDAaaAABbDd二个染色体组二个染色体组三个染色体组一个染色体组ABCD两个染色体组ABC___个染色体组，___个染色体组，___个染色体组，每1个染色体组有__条每1个染色体组有___条每1个染色体组有___条322341实战训练：请判断下列的几个细胞含几个染色体组？每组有几条染色体？3个1个2个3个4个4个1个2个3条2条4条4条3条2条4条2条1、如图所示的细胞中含有几个染色体组？A．1B．2C．3D．43、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，韭菜体细胞中含有几个染色体组：

A．2B．4C．6D．8B2、某生物的基因型为AAaaBBbbCCcc,那么它有多少个染色体组：

A、2B、3C、4D、8CC思考：下列细胞中各有几个染色体组?

A、AaB、AABbC、AaBbXWYD、AAa2个2个2个3个染色体数目变异2.以染色体组的形式成倍的增加或减少增加减少由受精卵发育而来，体细胞中含有两个染色体组的个体叫作二倍体。2、二倍体通常可用2n表示2表示2个染色体组;n表示每个染色体组有n条染色体。如右图为人类的染色体(2n=46)非整倍变异（1）定义：正常染色体组中,丢失或添加了一条或几条完整的染色体。单体：2n-1三体：2n+1注意：单体和三体也是二倍体，均可进行减数分裂，产生配子，配子育况，见具体实例。一般情况下，二倍体通过减数分裂形成的配子只有一个染色体组。2n二倍体(♀)雌配子n减数分裂2n二倍体(♂)受精作用2n受精卵雄配子n减数分裂2n二倍体发育有丝分裂二倍体生物有性生殖过程如下：几乎全部动物以及过半数的高等植物是二倍体如：番茄、人、玉米、果蝇三倍体形成过程2n二倍体(♀)2n二倍体(♂)受精作用3n受精卵雄配子n减数分裂发育3n三倍体有丝分裂2n雌配子减数分裂出错香蕉、三倍体无子西瓜是三倍体。三倍体可育吗？受精卵发育成的个体的体细胞中含有3个染色体组，称作三倍体。通常可用3n表示思考·讨论三倍体是可育的吗？三倍体因为原始生殖细胞中有3套非同源染色体（3个染色体组），减数分裂时出现联会紊乱，因此不能形成可育的配子。联会紊乱：正常情况下联会时同源染色体配对，然后要把同源染色体分开，若同源染色体为偶数条则可以平均分开，但三倍体的同源染色体是三条，即一种形态的染色体有三条，没有办法平均分开，即形成联会紊乱，减数分裂不能正常进行，所以不能形成配子，无法形成种子。四倍体形成过程2n二倍体(♀)2n二倍体(♂)受精作用4n受精卵发育2n四倍体有丝分裂2n雌配子减数分裂出错雄配子2n减数分裂出错一种可能性四倍体一般是可育的四倍体形成过程另一种可能性2n二倍体(♀)雌配子n减数分裂2n二倍体(♂)受精作用2n受精卵雄配子n减数分裂4n四倍体有丝分裂出错染色体复制，未分离多倍体在植物中很常见，在动物中极少见多倍体：由受精卵发育而来，体细胞中含有三个或三个以上的染色体组的个体。马铃薯（4n=48）棉花（4n=52）山药（4n=40）香葱（4n=32）四倍体番茄葡萄（三/四倍体）野生草莓与加倍后的草莓优点：茎秆粗壮；叶片、果实和种子较大；糖类和蛋白质等营养物质更多缺点：发育迟缓，结实率低多倍体的特点？三倍体无籽西瓜如何获得多倍体？自然帕米尔高原多倍体植物多达85%北极的科尔古耶夫岛多倍体植物多达92%低温处理秋水仙素处理萌发的种子或幼苗（最常用且最有效）人工诱导多倍体秋水仙素作用的机理：在有丝分裂前期抑制纺锤体的形成。代表生物：香蕉(三倍体）、马铃薯（四倍体）普通小麦（六倍体）、小黑麦（八倍体）分裂间期4个染色体8个染色体多倍体形成原因抑制有丝分裂前期纺锤体形成使染色体数加倍无纺缍体形成无纺缍丝牵引细胞不分裂4个染色体8个染色体由配子发育而来，体细胞无论含有几个染色体组都只能叫单倍体。单倍体蜜蜂蜂王工蜂雄蜂由受精卵发育而来，二倍体（卵细胞发育而来，属于单倍体）代表生物：蜜蜂中的雄蜂蜂王雄蜂工蜂

32条16条

32条植株弱小，且含有奇数个染色体组的单倍体高度不育特点：获得单倍体的方法：花药离体培养二倍体配子一个染色体组发育单倍体四倍体配子二个染色体组发育单倍体六倍体配子三个染色体组发育单倍体不育不育总结：判断是几倍体的依据：1.由受精卵发育而来，体细胞中含有几个染色体组就是几倍体。2.由配子发育而来的生物个体，不管含有几个染色体组，都只能称单倍体。1.个体的体细胞中含几个染色体组就是几倍体。3.二倍体物种所形成的单倍体中，其体细胞中只含有一个染色体组。4.六倍体小麦的配子发育成的植株，其体细胞中有三个染色体组，所以是三倍体。2.单倍体的体细胞一定只含一个染色体组。××√×判断下列说法是否正确3.下列叙述中不正确的是：（）A.六倍体生物的单倍体中，含有3个染色体组B.单倍体体细胞含有本物种配子的染色体数目C.体细胞中只含有一个染色体组的个体一定是单倍体D.单倍体只含有一个染色体组D4.基因型为aaaBbbCcc的细胞含有的染色体组数目为：（）个个个个A6、普通小麦是六倍体，42条染色体，科学家用花药离体培养培育出的小麦幼苗是（）A、三倍体，含三个染色体组，21条染色体B、单倍体，含三个染色体组，21条染色体C、六倍体，含六个染色体组，42条染色体D、单倍体，含一个染色体组，21条染色体B8、大麦的一个染色体组有7条染色体，在四倍体大麦根尖细胞有丝分裂后期能观察到的染色体数是：A、7条B、14条C、28条D、56条D5.取基因型为Aabb的水稻的花粉进行花药离体培养，获得的幼苗，再用秋水仙素处理，使之成为纯合子，它们的基因型分别为：（）和、AAbb和aabbC.aabb和和AAbbD7、某二倍体植物基因型是Aa,经染色体加倍后形成的四倍体的基因型是

。AAaa三多倍体的产生例1：香蕉的形成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例2：普通六倍体小麦的形成过程：一粒小麦（AA）×拟斯卑尔脱山羊草（BB）异源二倍体（AB）（不育）染色体数目加倍AABB(二粒小麦）（可育）×粗山羊草（CC）异源三倍体（ABC）（不育）染色体数目加倍

普通小麦（AABBCC）六倍体例2：八倍体小黑麦的培育过程：普通小麦（6N）×黑麦（2N）八倍体小黑麦异源四倍体小黑麦加倍（4N，高度不育）（8N，可育）AABBCCDDABCDAABBCCDD人工诱导多倍体常用方法有哪些？低温诱导、秋水仙素（目前常用、最有效）处理萌发的种子或幼苗。

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.实验原理用低温处理植物分生组织细胞，能够抑制纺锤体的形成，以致影响细胞有丝分裂中染色体(不能）被拉向两极，导致细胞不能分裂成2个子细胞三、低温诱导植物细胞染色体数目的变化（1）卡诺氏液（2）95%的酒精冲洗2次（3）95%的酒精与15%的盐酸混合成解离液（4）甲紫溶液固定细胞形态使细胞分散开来洗去卡诺氏液使染色体着色（染色剂）三、低温诱导植物细胞染色体数目的变化2.实验步骤(1)低温诱导培养(2)固定细胞形态(3)制作装片(4)观察解离→漂洗→染色→制片a.4℃冷藏室放置一周b.25℃室温培养长出约1cm的不定根c.再4℃冷藏室诱导培养48-72小时剪取诱导处理的的根尖0.5~1cm，放入卡诺氏液，后用95%酒精冲洗2次大多数是二倍体，只有少数细胞是四倍体染色体数目加倍结果大多数是二倍体，只有少数细胞是四倍体制作装片（同有丝分裂实验）①解离：15%盐酸和95%酒精混合液（1：1混合），目的是使组织中的细胞分离开来。②漂洗：清水漂洗，目的是洗去解离液，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，使细胞分散。酒精的使用①50%的酒精：②无水乙醇：③95%的酒精和15%的盐酸1:1混合：④95%的酒精：（脂肪的鉴定）洗去浮色提取色素（可用95%的酒精+无水碳酸钠代替）（观察细胞分裂）冲洗2次，洗去卡诺氏液解离液，使细胞分散低温诱导与根尖有丝分裂实验的比较异同①用了卡诺氏液固定细胞形态。②用酒精冲洗卡诺氏液2次。单倍体育种、多倍体育种高杆抗病

AABB矮杆感病

aabb（以选育矮杆抗病植株aaBB为例）杂交育种第1年第2年第3~6年aaBB×

能稳定遗传的矮抗品种P高杆抗病

AABB×矮杆感病

aabbF1高杆抗病AaBb↓F2A_B_A_bbaaB_aabb↓×矮抗单倍体育种花药离体培养→配子ABAbaBab↓ABAbaBab↓↓↓↓AABBAAbbaaBBaabb↓↓↓↓纯合体秋水仙素处理幼苗→↑

需要的矮抗品种P高杆抗病

AABB×矮杆感病

aabbF1高杆抗病

AaBb↓第1年第2年（以选育矮杆抗病植株aaBB为例）单倍体（不育）单倍体育种：花药离体培养+秋水仙素处理加倍育种工作者常采用花药（或花粉）离体培养的方法来获得单倍体植株，然后人工诱导诱导染色体数目加倍，恢复到正常植株染色体数目。花药离体培养单倍体幼苗秋水仙素处理纯合体优良性状纯合体筛选减数分裂PAABB×aabbABAbaBabABAABBAbaBabAAbbaaBBaabb花药离体培养获得单倍体秋水仙素处理单倍体幼苗F1

AaBb单倍体育种有什么优点？①获得的都是纯合子，自交后代不会发生性状分离；②明显缩短育种年限。多倍体育种八倍体小黑麦的培育过程：普通小麦（6N）×黑麦（2N）八倍体小黑麦异源四倍体小黑麦秋水仙素处理（4N，高度不育）（8N，可育）AABBCCDDABCDAABBCCDD单倍体育种多倍体育种原理常用方法优势缺点小结：多倍体育种和单倍体育种的比较染色体组成倍增加染色体数目变异染色体数目变异染色体组成倍减少,再加倍花药离体培养后秋水仙素处理单倍体幼苗低温处理、秋水仙素处理萌发的种子、幼苗明显缩短育种年限得到的植株是纯合子操作简单技术较复杂，需与杂交育种配合适用于植物，在动物方面难以操作判断方法：是否花药离体培养【思考1】单倍体育种中能用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，没有种子，育种操作的对象一般是单倍体幼苗花药离体培养≠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过程。【思考2】花药离体培养=单倍体育种吗？在自然条件或人为因素的影响下，染色体发生的结构变异主要有以下4种类型。染色体结构变异缺失重复易位倒位二.染色体结构的变异二.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。结果：acdefb正常缺失abcdef基因数目减少实例1：果蝇缺刻翅的形成实例2：人的5号染色体片段缺失猫叫综合征：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。正常翅缺刻翅1.缺失：缺失后的联会现象：1.缺失：染色体中增加某一片段引起变异。实例：果蝇棒状眼的形成染色体正常正常眼染色体片段重复棒眼果蝇的复眼结构相当复杂，有的复眼有成百上千的小眼结构，有的复眼中的小眼数量很少，整个复眼呈短棒状，称为棒眼。2.重复：基因数目增加结果：正常眼棒状眼重复acdefbacdefb正常b重复后的联会现象：2.重复：染色体的某一片段位置颠倒引起变异。实例：果蝇卷翅的形成染色体正常正常翅染色体片段颠倒卷翅3.倒位：正常翅卷翅acdefb正常倒位afbcdebcde基因排列顺序改变结果：倒位后的联会现象：3.倒位：染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上引起变异。实例:果蝇花斑眼的形成花斑眼正常眼4.易位：易位abcdefghijk非同源染色体acdefb正常基因排列顺序改变结果：易位后的联会现象：4.易位：项目染色体易位互换图解区别位置非同源染色体之间同源染色体的非姐妹染色单体之间原理染色体结构变异基因重组观察可在显微镜下观察到在显微镜下观察不到小结1：比较易位与互换二.染色体结构的变异项目染色体片段缺失碱基对缺失图解区别原理染色体结构变异基因突变观察可在显微镜下观察到在显微镜下观察不到小结2：比较染色体片段缺失与碱基对缺失二.染色体结构的变异倒位缺失重复易位数目改变：①缺失②重复排列顺序改变：③易位④倒位基因的数目和种类没有变化，基因排列顺序发生改变为什么染色体结构的改变会导致性状的发生改变?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。（多害少利）一.概念检测4.填表比较豌豆、普通小麦、小黑麦的体细胞和配子中的染色体数目、染色体组数目，并且注明它们分别属于几倍体生物。生物种类豌豆普通小麦小黑麦体细胞中的染色体数/条配子中的染色体数/条7