5.2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节染色体变异一.生物的变异变异类型概述目标010203通过低温诱导染色体的实验，理解染色体数目变化的机制。（科学探究）通过分析染色体组的概念，理解二倍体、多倍体和单倍体的特点和生产中的应用。（生命观念、社会责任）结合染色体结构变异的示意图，了解染色体结构变异的常见类型。（科学思维）学习目标马铃薯野生祖先种（多种颜色）野生祖先种和栽培品种性状差异的原因是什么呢？野生祖先种（有籽）问题探讨野生祖先种VS栽培品种香蕉野生祖先种VS栽培品种

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。讨论1、请根据所学的减数分裂的知识，试着完成该表格。2、尝试回答野生祖先种和栽培品种性状的差异的原因？生物种类体细胞染色体数/条体细胞非同源染色体/套每套非同源染色体数/条配子染色体数/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【提示】细胞内发生了染色体数目变异。问题探讨12121111染色体变异P871.概念：生物体的体细胞或生殖细胞内染色体数目或结构的变化

——染色体变异所有生物都能发生染色体变异吗？染色体变异可在显微镜下观察到吗？只有真核生物才发生染色体变异；原核生物、病毒无染色体不发生光学显微镜下可观察（细胞水平变异）3.种类：染色体数目的变异染色体结构的变异2.发生对象：染色体一.染色体数目的变异(1)概念：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(2)举例：①21三体综合征唐氏综合征,又称先天愚型，由于多了一条21号染色体而导致的疾病。存活者有明显的智能落后、特殊面容、生长发育障碍和多发畸形。1.个别染色体的增加或减少一、染色体数目的变异1.个别染色体的增加或减少原因一原因二减Ⅰ后同源染色体未分离减Ⅱ后姐妹染色单体分开形成的子染色体移向细胞的同一极形成原因：一.染色体数目的变异(2)举例：②性染色体数目异常【A】:XO单体Turner综合征(先天性卵巢发育不全综合征)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。44条＋XO（45条）原因:①父方在MⅠ时X和Y未分离,进入同一个配子中,形成不含性染色体的异常精子。②或母方在MⅠ时X和X未分离，或MⅡ时两条X单体分离后进入同一个配子中，形成不含性染色体的异常卵细胞。一、染色体数目的变异相同的餐具可看做

染色体，不同的餐具可看做是

染色体，那么一套餐具就是一套

染色体，称为一个

。

若将餐具看做细胞中的染色体：同源非同源非同源染色体组2.以一套完整的非同源染色体为基数成倍地增加或成套地减少一、染色体数目的变异1.个别染色体的增加或减少

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）一、染色体数目的变异一套非同源染色体（不含同源染色体，不含等位基因）各不相同特征本质上1形态上2功能上3一个染色体组的染色体有哪些特征（本质？形态？功能？）？各不相同但携带生物生长、发育、遗传和变异的一整套遗传信息结合染色体组概念，说一说以下细胞图中有几个染色体组？每个组几条？3个，3条1个，4条3个，2条1234111222333112233441122111222（1）根据“染色体形态”判断

4个，2条2个，2条2个，2条2个，2条2个，2条染色体组的判定方法：2个，4条相同形态的染色体有几条=有几个染色体组有几种形态的染色体=一个染色体组中就有几条染色体AaaaAABBDDAaaABCD4个染色体组2个染色体组3个染色体组1个染色体组（2）根据“基因型”判断

染色体组的判定方法：同一英文字母（无论大小写）出现几次=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

（1）二倍体：由受精卵发育而来，体细胞中有两个染色体组的生物。在自然界中，几乎全部动物和过半数的高等植物都是二倍体，记作2N。野生马铃薯♀♂果蝇体细胞人类玉米2N=82N=242N=462N=20一、染色体数目的变异重要概念2：二倍体一般情况下，二倍体通过减数分裂形成的配子只有一个染色体组。牛刀小试1.下列有关染色体组的说法，不正确的是A.X、Y染色体形态不同，可以存在于同一染色体组中B.二倍体生物的配子中含有的染色体构成一个染色体组C.构成一个染色体组的染色体在形态、功能上各不相同D.果蝇在减数分裂Ⅰ后期移向细胞同一极的染色体构成一个染色体组A多倍体：4n=483n=33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（有几个染色体组就叫几倍体）6n=42多倍体在植物中很常见，动物中极少见一、染色体数目的变异菊花（6n=54）葡萄（三/四倍体）番茄（4n=48）棉花（4n=52）在被子植物中，约有33%的物种是多倍体，如：相关信息：山药（4n=40）葱（4n=32）水仙（3n=30）无籽西瓜（3n=33）二倍体葡萄四倍体葡萄二倍体草莓四倍体草莓多倍体特点：多倍体与二倍体植株相比，有哪些优、缺点？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缺点：生长发育迟缓；结实率低

“养份多”“成熟迟、结实少”（染色体组数为奇数的多倍体的植物通常高度不育）受精卵受精卵未受精的卵2n=322n=32n=162n=32蜂王工蜂雄蜂蜂王卵n=16减数分裂重要概念4：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)实例：雄蜂二倍体单倍体（3）特点植株长得弱小一般高度不育含偶数个染色体组：可育含奇数个染色体组：高度不育个体雌配子受精卵单倍体个体二倍体/多倍体雄配子

由生殖细胞直接发育而来，无论体细胞中含有几个染色体组一律称为单倍体。是否含有两个染色体组的都是二倍体。单倍体都只有一个染色体组。××判断题单倍体“两看法”判断单倍体、二倍体和多倍体一看发育来源二看体细胞染色体组数二倍体多倍体配子受精卵二个三个或以上单倍体

关于单倍体的3个易错点(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。(2)单倍体并非都不育：二倍体的配子发育成的单倍体，表现为高度不育；多倍体的配子如含有偶数个染色体组，则发育成的单倍体含有同源染色体能进行正常的减数分裂并产生后代。(3)单倍体是生物个体，而不是配子，精子和卵细胞属于配子，但不是单倍体。杂交三倍体（母本）联会紊乱p88无子西瓜第一年第二年三倍体植株多倍体育种——三倍体无子西瓜培育过程P91阅读课本，思考：1.多倍体育种的方法？2.多倍体育种的作用原理？3.三倍体无子西瓜培育的过程？染色体复制着丝粒自动断裂1.多倍体育种（1）方法：低温诱导、秋水仙素处理萌发的种子或幼苗（最常用）（2）作用机理：在有丝分裂前期抑制纺锤体的形成，使染色体数目加倍多倍体育种无子西瓜培育过程视频2．下图是三倍体无子西瓜的培育过程图解。据图回答下列问题。（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？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,从而得到四倍体植株。杂交可以获得三倍体植株。产生多倍体的基本途径为:用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。（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。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的组培苗,再进行移栽;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。（4）无子西瓜每年都要制种，很麻烦，有没有别的替代方法？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。单倍体育种用高秆抗病(DDTT)和矮秆不抗病(ddtt)小麦品种，培育矮秆抗病小麦的过程，如下图所示：单倍体育种单倍体育种的核心步骤为①花药离体培养

②秋水仙素处理诱导染色体数目加倍。①与杂交育种相比，单倍体育种能明显缩短育种年限②子代均为纯合子，优良性状能稳定遗传。优点：缺点：技术复杂且需与杂交技术结合使用。杂交育种诱变育种单倍体育种多倍体育种原理基因重组基因突变染色体变异染色体变异常用方法杂交→自交→选优→连续自交用物理（辐射、激光诱变）或化学方法处理花药离体培养→单倍体→秋水仙素处理使染色体数目加倍→纯种秋水仙素处理萌发的种子或幼苗优点集优良性状于一体，操作简便提高变异频率加速育种进程明显缩短育种年限各种器官大、营养成分高、抗性强缺点育种时间最长，不能克服远缘杂交不亲和的障碍有利变异少，需大量处理供试材料（盲目性大）技术复杂，需与杂交育种配合只适用于植物，获得的新品种发育延迟，结实率低知识回顾与拓展实验：低温诱导植物染色体数目变化的实验2．实验流程及结论剪取上述根尖0.5~1cm→放人卡诺氏液中浸泡0.5~1h,用体积分数为95%的酒精冲洗2次先用低倍镜寻找,再用高倍镜观察解离→漂洗→染色→制片实验流程诱导培养固定细胞形态培养不定根制作装片观察低温诱导待蒜长出约1cm长的不定根→放人冰箱冷藏室培养48~72h将蒜在冰箱冷藏室内(4℃)放置一周→取出后,将蒜置于装满清水的容器上方→蒜的底部接触水面,于室温25℃进行培养现象:视野中既有正常的二倍体细胞，也有染色体目发生改变的细胞

结论：低温可以诱导植物细胞染色体数目发生变化低温诱导植物细胞染色体数目的变化实验注意事项：①选材：应选择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。④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。⑤着丝点分裂与纺锤体无关：着丝点到有丝分裂后期即分裂，无纺锤丝牵引，着丝点也分裂。二、染色体结构的变异abcdef实例1：果蝇缺刻翅的形成实例2：猫叫综合征正常翅缺刻翅人的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。①缺失:类型：染色体的某一片段缺失引起变异。二、染色体结构的变异abcdefb棒状眼正常眼实例：果蝇棒状眼的形成②重复:染色体中增加某一片段引起变异。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变异。abcdefghijk正常眼花斑眼实例：果蝇花斑眼的形成二、染色体结构的变异染色体易位与交叉互换的比较图解区别位置原理观察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染色体易位交叉互换二、染色体结构的变异cdefabafbcdeedbc正常翅卷翅实例：果蝇卷翅的形成

女性9号染色体倒位后造成习惯性流产④倒位:染色体的某一片段位置颠倒引起变异。二、染色体结构的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。影响结果思考4：染色体结构变异中基因的结构发生变化了吗？缺失重复易位倒位染色体上基因数量的改变染色体上基因排列顺序的改变生物性状的改变(变异)基因突变基因重组染色体变异本质时期观察范围结果共同点比较基因突变、基因重组和染色体变异基因结构的改变基因的重新组合染色体结构或数目发生变化DNA复制时期减数分裂I减数分裂、有丝分裂光学显微镜下无法观察光学显微镜下无法观察光学显微镜下可以观察任何生物真核生物有性生殖的真核生物产生新的基因只改变基因型基因“数量”上发生变化都是可遗传的变异归纳总结X1、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)体细胞中含有两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。（

）XX概念检测2、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D3、慢性髓细胞性白血病是一种恶性疾病，患者骨髓内会出现大量恶性增殖

的白细胞。该病是由于9号染色体和22号染色体互换片段所致。这种变

异属于（）A.基因突变B.基因重组C.染色体结构变异D.染色体数目变异C4、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42配子中的染色体数/条728体细胞中的染色体组数2配子中的染色体组数3属于几倍体生物八倍体1456216814二倍体六倍体1.在二倍体的高等植物中，偶然会长出一些植株弱小的单倍体。这些单倍体一般不能通过有性生殖繁殖后代。单倍体是如何形成的？为什么不能繁殖后代？

可能原因是，二倍体植株经减数分裂形成配子后，一些配子可以在离体条件下发育成单倍体。这些单