【高中生物】染色体变异课件+高一下学期生物人教版必修2

第2节

染色体变异野生祖先种VS栽培品种（香蕉）野生祖先种香蕉（有籽）栽培品种香蕉（无籽）2023/8/29

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）。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。讨论：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？122411异常一、染色体变异概念和类型体细胞或生殖细胞内染色体数目或结构的变化，叫染色体变异1、概念：基因突变分子水平的变异，光镜下不可见。染色体变异：细胞水平的变异，光镜下可见。2、类型：染色体结构变异染色体数目变异基因重组区别P87个别染色体数目的增加或减少以一套完整的非同源染色体为基数成倍的增加或或成套的减少正常增多减少二、染色体数目变异1.分类请思考：1.果蝇体细胞有几条染色体？8条2.Ⅱ号和Ⅱ号染色体是什么关系?Ⅲ号和Ⅳ号呢?同源染色体非同源染色体3.雄果蝇的体细胞中共有哪几对同源染色体?Ⅱ和Ⅱ、Ⅲ和Ⅲ、Ⅳ和Ⅳ、X和Y4.雄果蝇产生的精子中有哪几条染色体？5.这些染色体在形态、结构和功能上有什么特点？6.这些染色体之间是什么关系？7.若把果蝇的精子中的染色体看成一组，那么果蝇的体细胞中有几组染色体？ⅢYⅡⅡⅢXⅣⅣ减数分裂Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ，X或Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ，Y各不相同它们是非同源染色体两组ⅢⅢⅣⅣXY以下工具有几种，有几套？染色体组ⅡⅡ多功能学生尺多功能学生尺多功能学生尺染色体组：细胞中的一组非同源染色体，在形态和功能上各不相同，但又互相协调，共同控制生物的生长、发育、遗传和变异，这样的一组非同源染色体。特点：（1）它们形态、大小、功能各不相同，一个染色体组不含同源染色体，不含等位基因。

(有且只含有每对同源染色体的一条)（2）携带着控制一种生物生长、发育、遗传和变异的全套遗传信息细胞中的一套完整的非同源染色体染色体组⑴概念：⑵分组方法：显微摄影凡是大小形态相同的分开大小形态不同的分到一组（同源染色体分开）（都是非同源染色体）对于二倍体生物来说生殖细胞中的所有染色体就是一个染色体组一个染色体组是____________________或______________________Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X（3+X）Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y（3+Y）野生马铃薯染色体组成染色体组（以野生马铃薯为例）染色体组：在大多数生物的体细胞中，染色体都是两两成对的，也就是含有两套非同源染色体，其中把每套非同源染色体称为一个染色体组。染色体组（以人为例）项目染色体组数__________每个染色体组内染色体数__________规律：染色体组数＝

一个染色体组中的染色体数＝

。3214233422不同形态染色体的种类数请根据染色体的形态判断染色体组数染色体组形状大小相同的染色体(同源染色体)有几条，就是几个染色体组;请根据不分裂的体细胞的基因型判断染色体组数：项目染色体组数________规律：染色体组数＝

。1324控制同一性状的基因的个数染色体组即同种类型字母(不区分大小写)的个数【典例】如图为A、B两种生物体细胞中的染色体则其基因型可依次表示为A.DdEeGG;DDEeGgHHMmNNB.DDEEGg;DddEEEgggHHhC.DddEEe;DdddeeeeHHHhD.DDdEee;DdEEGgHhMmNnC二倍体和多倍体：二倍体：由受精卵发育而成，体细胞中含有两个染色体组的个体。多倍体：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。香蕉是三倍体几乎全部的动物和过半的高等植物都是二倍体。多倍体在植物中广泛存在，而在动物中则较少见。发育起点：受精卵发育起点：受精卵人体内染色体组成阅读课本87页倒数第1段和88页第1-4段：单倍体：32条染色体16条染色体32条染色体受精卵发育而来，是二倍体（2n=32）卵细胞发育而来，是单倍体(n=16)单倍体：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特点：植株弱小，高度不育。（二倍体生物的单倍体）思考：单倍体一定含有一个染色体组吗？是否全部都是高度不育？单倍体不一定仅含1个染色体组单倍体一般只含有一个染色体组，但不一定只含1个染色体组，如四倍体的单倍体含两个染色体组。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。发育起点：配子（只含父方或母方的生殖细胞）体细胞中含几个染色体组就是几倍体判断一个个体是单倍体还是几倍体配子直接发育而来的个体受精卵发育而来的个体不管体细胞中含几个染色体组都是单倍体----看发育起点

小结：物种类型染色体组数体细胞配子单倍体三倍体四倍体六倍体八倍体几乎全部动物和过半植物举例动物少见，植物常见，尤其是高原植物香蕉马铃薯普通小麦黑小麦234681无2341无234二倍体多倍体奇数倍体减数分裂时染色体联会紊乱，无正常配子

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72普通小麦423小黑麦28八倍体比较项目生物种类141

二倍体

六倍体2156846填表香蕉3n=33马铃薯4n=48普通小麦6n=42帕米尔高原的植物65%的种类是多倍体。多倍体是如何形成的呢？减数分裂Ⅰ受精作用♀♂减数分裂Ⅰ二倍体正常的减数分裂（示两对同源染色体）复制复制减数分裂Ⅱ减数分裂Ⅱ二倍体三、四倍体的形成方式有多少种？三倍体是如何形成？P88

减数分裂Ⅰ受精作用♀♂

减数分裂Ⅰ复制复制

减数分裂Ⅱ

减数分裂Ⅱ四倍体（1）多倍体的成因一：减数分裂出现异常受精作用♀♂减数分裂减数分裂受精作用四倍体三倍体♀减数分裂①二倍体的减数分裂出现错误，形成含有两个染色体组的配子（1）多倍体的成因一：减数分裂受精作用②二倍体的胚或幼苗，体细胞在进行有丝分裂时，染色体只复制未分离减数分裂四倍体复制三倍体四倍体二倍体（1）多倍体的成因二：实例：三倍体无籽香蕉的培育野生芭蕉

2n=22有籽香蕉

4n=44加倍野生芭蕉

2n=22×无籽香蕉

3n=33三倍体因为原始生殖细胞中有三套非同源染色体，减数分裂时会出现联会紊乱，因此不能形成可育的配子。配子2nn（2）三倍体的成因：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，减数分裂时会出现联会紊乱，不能形成可育的配子。所以三倍体的生物一般不可育。联会紊乱示意图：思考：四倍体的生物可育吗？一般是可育的减数分裂错误：小结：①多倍体的成因：四倍体二倍体减数分裂错误含2个染色体组的配子含1个染色体组的配子三倍体结合含2个染色体组的配子结合有丝分裂异常：二倍体在胚和幼苗时期受到某种影响（如低温），染色体只复制未分离。②多倍体植株的特点：

糖类蛋白质等营养物质的含量有所增加。

发育迟缓，结实率低。缺点：优点：茎秆粗壮；叶片、果实和种子都比较大；

四倍体草莓二倍体草莓方法：Ⅰ低温处理：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缍丝牵引

③多倍体育种（人工诱导多倍体）Ⅱ秋水仙素诱发:(目前常用、最有效)处理萌发的种子或幼苗。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原理：作用时期：有丝分裂的前期注：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。**秋水仙素只影响纺锤体的形成，不影响着丝粒的分裂；**低温处理和秋水仙素诱发的原理是一样的；阅读课本88页第5段：多倍体育种的实例二倍体的幼苗秋水仙素四倍体二倍体（母本）（父本）杂交三倍体第一年第二年联会紊乱传粉无籽西瓜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，从而得到四倍体植株。途径：用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。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获得的四倍体为什么与二倍体杂交？联系第1问，能说出产生多倍体的基本途径吗？问题：杂交可以获得三倍体植株。

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。③有时可以看到三倍体西瓜有少量发育不成熟的种子，请推测产生这些种子的原因？减数分裂过程中，两组染色体移向一极，另一组移到另一极，这样就可以产生含两个染色体组和含一个染色体组的生殖细胞，那么它在接受二倍体植物产生的花粉以后，就可以完成受精作用，形成含三个染色体组和含两个染色体组的受精卵，将来就可以形成三倍体和二倍体的种子方法二：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。④无籽西瓜每年都要制种，很麻烦，有没有别的替代方法？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；第一次杂交，得到三倍体种子。第二次：提供生长素，刺激子房发育成果实。秋水仙素处理过芽尖之后，得到的四倍体植株，整个植株的所有细胞都是四个染色体组吗？

秋水仙素处理后，分生组织分裂产生的茎、叶、花的细胞中染色体数目加倍，变成四个染色体组；而未处理的如根部细胞中染色体数仍为两个染色体组；再思考：两次传粉的作用有什么不同？秋水仙素萌发的种子或幼苗

萌发的种子或幼苗人工诱导染色体数目加倍人工选育新品种（5）优点: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。（6）缺点：只适用于植物，所得多倍体一般发育延迟，结实率低。1．如图表示某植物正常体细胞的染色体组成，A/a、B/b、C/c、D/d代表四对同源染色体。下列可能是该植物染色体组成的是(

)A．ABCdB．Aaaa

C．AaBbCcDdD．AaaBbb

2．韭菜的体细胞中含有32条染色体，这32条染色体有8种不同的形态结构，韭菜是(

)A．二倍体B．四倍体C．六倍体D．八倍体BB练一练：3．下列有关多倍体的叙述，正确的是(

)A．体细胞中含有3个或3个以上染色体组的个体就是多倍体B．人工诱导多倍体的方法很多，目前最常用最有效的方法是用低温处理植物分生组织细胞C．人工诱导多倍体最常用的是用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗D．秋水仙素诱导多倍体形成的原因是促使染色单体分离，从而使染色体数目加倍C4．下列关于染色体组、单倍体和二倍体的叙述，错误的是(

)A．一个染色体组中不含同源染色体B．由受精卵发育而来，体细胞中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，单倍体不一定含一个染色体组D．由六倍体普通小麦花药离体培育出来的个体是三倍体D小麦高秆（D）对矮秆（d）为显性，抗锈病（T）对不抗锈病（t）为显性。现有高秆抗锈病和矮秆不抗锈病的两种纯合体，要想获得矮秆抗锈病的良种，可用杂交育种与单倍体育种的方法，请运用遗传图解进行描述，并比较两种方法的优缺点）思考：花药离体培养PF1配子DDTTDDttddTTddtt正常植株（纯合）秋水仙素诱导单倍体育种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单倍体育种举例：培育矮杆抗病小麦秋水仙素处理，染色体加倍花药离体培养单倍体育种（1）方法：单倍体植株正常纯合体植株（3）优点：

明显缩短育种年限染色体变异（染色体组成倍增加）（2）依据原理：用单倍体育种得到的植株，不仅能正常生殖，而且每对染色体上成对的基因都是纯合的，自交产生的后代不会发生性状分离，因此与杂交育种相比，单倍体育种明显缩短了育种年限；（4）缺点：技术性强，需结合杂交育种和人工诱导染色体加倍技术类别

杂交育种诱变育种单倍体育种多倍体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；秋水仙素处理幼苗（非种子）；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，一般只适用于植物小结：各种育种方式：5.低温诱导植物细胞染色体数目的变化实验（1）原理

____处理植物的________细胞，能够________________，以致影响细胞________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试剂作用卡诺氏液95%酒精解离液0.01g/mL的甲紫溶液固定细胞形态冲洗附着在根尖表面的卡诺氏液使组织中的细胞相互分离开使染色体(染色质)着色，便于观察染色体(染色质)的形态、数目和行为体积分数为95%的酒精溶液和质量分数为15%的盐酸溶液1:1混合解离液：（2）（3）方法步骤①蒜根尖的培养②固定将蒜（或洋葱）在冰箱冷藏室内（__℃）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____℃）进行培养；待蒜长出约___cm长的不定根时，将_________放入冰箱冷藏室内，诱导培养________h；4251整个装置48-72剪取诱导处理的根尖_____cm，放入_______

中浸泡______h，以__________

，然后用________________

冲洗____次；0.5-1卡诺氏液0.5-1固定细胞形态体积分数为95%的酒精2③制作装片包括______、______、______、_______4个步骤；解离漂洗染色制片诱导培养→固定（卡诺氏液）→制片→观察。④观察先用______寻找染色体形态好的分裂象；再用______观察；低倍镜高倍镜③制作装片包括______、______、______、_______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）结果：

诱导率不是百分之百，因此视野中既有二倍体细胞，也有染色体数目发生改变的细胞，且前者数目多于后者；

秋水仙素与低温都能诱导染色体数目加倍，都与抑制纺锤体的形成有关，着丝粒分裂后，没有纺锤体的牵引作用，因而不能将染色体拉向细胞的两极，导致细胞中的染色体数目加倍。讨论：秋水仙素与低温都能诱导染色体数目加倍，这两种方法在原理上有什么相似之处？染色体的某一片段缺失消失1、缺失：abcdefbacdef果蝇缺刻翅的形成举例：人类的猫叫综合征：5号染色体部分缺失三、染色体结构的变异猫叫综合征症状：两眼距离较远，耳位低下，生长发育缓慢，存在着严重的智力障碍。患儿哭声轻，音调高，很像猫叫。病因：5号染色体片段缺失增加２、重复：abcdefbbabcdefb果蝇棒状眼的形成例如：染色体增加了某一片段染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上。3、易位abcdefghijklghijklabcefdabcklghdefji例如：果蝇花斑眼的形成移接

注意：是非同源染色体之间的染色体交换，同源染色体之间的交叉互换属于基因重组，对生物的变异是有利的。染色体的某一片段位置颠倒4、倒位：abcdefabcdefbcdeaf位置颠倒例如：果蝇卷翅的形成缺失重复易位倒位5.结果染色体结构的改变，会使排列在染色体上的基因____或_______发生改变，导致性状的变异；数目排列顺序**大多数染色体结构变异对生物体是不利的，有的甚至导致生物体死亡C倒位缺失重复易位大本P85下图甲为某正常染色体,①~④为显微镜观察到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5.结果染色体结构的改变，会使排列在染色体上的基因____或_______发生改变，导致性状的变异；数目排列顺序**大多数染色体结构变异对生物体是不利的，有的甚至导致生物体死亡例1：下图①②③④分别表示不同的变异类型,其中图③中的基因2由基因1变异而来。有关说法正确的是(

)A.图①②都表示易位,发生在减数分裂的四分体时期B.图③中的变异属于染色体结构变异中的缺失C.图④中的变异属于染色体结构变异中的缺失或重复D.图中4种变异能够遗传的是①③C基因突变（缺失）染色体变异（缺失）图解实质光学显微镜观察基因数目是否改变能否产生新基因某基因内部一个或多个碱基对的缺失染色体片段（DNA中碱基对缺失的数量达到一个或几个基因）观察不到观察到改变，基因数目减少易混点提醒1：能不能不改变项目染色体易位互换图解区别位置发生于

染色体之间发生于

之间原理属于

变异属于

观察

（可以/不可以）在光学显微镜下观察到

（可以/不可以）在光学显微镜下观察到非同源同源染色体染色体基因重组可以不可以易混点提醒2：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、自发突变或（显性突变、隐性突变）互换型、自由组合型（基因工程、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，但不改变基因的数量和位置）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总结：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四、课堂小结结构变异：缺失、重复、易位、倒位染色体变异

数目变异

个别增减（例：21三体综合征）成倍增减染色体组概念：含个体发育全部基因的一组非同源染色体分类二倍体：由受精卵发育来，含两个染色体组的个体概念：由受精卵发育，含三个以上染色体组

多倍体特点：器官较大、营养丰富，但发育延迟，结实率低应用：多倍体育种（例：无籽西瓜、香蕉、小麦）成因：低温诱导或秋水仙素使染色体加倍概念：配子（生殖细胞）直接发育来的个体成因：未经受精的配子直接发育而成应用：单倍体育种特点：植株一般长得弱小、高度不育单倍体小结：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、自发突变或（显性突变、隐性突变）互换型、自由组合型（基因工程、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