5.2染色体变异课件-高一下学期生物人教版（2019）必修2

第2节

染色体变异第5章基因突变及其他变异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。问题探讨马铃薯野生祖先种（多种颜色）马铃薯栽培品种（一般都为黄色）香蕉野生祖先种（有籽）香蕉栽培品种（无籽）生物种类体细胞染色体数/条体细胞非同源染色体/套配子染色体数/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异常根据前面所学减数分裂的知识，你能完成上表吗？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。然而，马铃薯和香蕉的染色体数目为什么与它们的野生袓先有很大差别？1.概念：体细胞或生殖细胞内染色体数目或结构的变化。2.分类：3.区别

染色体结构变异染色体数目变异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。基因重组个别染色体的增加或减少以一套完整的非同源染色体为基数成倍地增加或减少一、染色体变异的概念和类型一、

染色体数目变异1.细胞内个别染色体的增加或减少响誉世界的音乐指挥家舟舟先天性愚型（21三体综合征）：45条＋XY（47）实例：21三体综合征XXX综合征（超雌综合征）XYY综合征（超雄综合征）①减数分裂I后期同源染色体未分离

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

个别染色体的增加或减少形成原因：①同源染色体未分离--减Ⅰ后期

②姐妹染色单体移向细胞同一极--减Ⅱ后期（1）细胞内个别染色体的增加或减少的原因XbXbYXBYXBXb例1.一对表现正常的夫妇，生了一个色盲的儿子。如果异常的原因是夫妇中的一方减数分裂产生配子时发生了一次差错之故，则这次差错一定发生在

方减数第

次分裂的过程中。母二练习两套三套一套（1）染色体组：①一组非同源染色体（染色体的形态、大小、功能各不相同）②含有该物种生长、发育、遗传、变异的全套遗传信息2.以一套完整的非同源染色体为基数成倍的增加或成套的减少2N=242表示：

N表示：有两个染色体组每组有n条非同源染色体

3、染色体组的判断方法方法一：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。1个染色体组1组3条染色体3个染色体组1组5条染色体4个染色体组1组2条染色体4个染色体组1组4条染色体方法二：根据基因型判断同一英文字母（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。AAaaBbbb→同一字母出现4次→4个染色体组YyRrAABBDDAaaABCD2个染色体组1组2条染色体2个染色体组1组3条染色体3个染色体组1组1条染色体1个染色体组1组4条染色体

3、染色体组的判断方法有

个染色体组、每组有

条染色体现学现用：下面细胞分别处于什么时期，此时细胞中各有几个染色体组？减数分裂Ⅰ后期有丝中期有丝后期减数分裂Ⅱ后期4个2个2个2个

【

练

一

练

】二倍体：由受精卵发育而成的个体，体细胞中含有两个染色体组的个体二、

单倍体、二倍体、多倍体1.二倍体概念

在自然界，几乎全部动物和过半数的高等植物都是二倍体配子果蝇体细胞野生马铃薯人思考：一般情况下，二倍体通过减数分裂形成的配子有几个染色体组呢？玉米1）发育起点：

2）染色体组数：

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。思考：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，有会出现错误的吗？2.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。（有几个染色体组就是几倍体）三倍体：体细胞中含有三个染色体组的个体。四倍体：体细胞中含有四个染色体组的个体。小麦（六倍体，6N）菊花（六倍体，6N）葡萄（三/四倍体，3N/4N）多倍体在植物中很常见，在动物中极少见1）发育起点：2）染色体组数：

1）多倍体的特点

多倍体在植物中很常见，在动物中极少见。四倍体番茄的维生素C含量比二倍体几乎增加了一倍。四倍体葡萄的果实比二倍体的大得多。①多倍体优点：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。②缺点:生长发育延迟,结实率低。四倍体可以通过减数分裂形成含有两个染色体组的配子。三倍体因为原始生殖细胞中有三套非同源染色体，减数分裂时出现联会紊乱，不能形成可育的配子。香蕉、三倍体无子西瓜的果实中没有种子，原因就在于此。2）多倍体的育性偶数可育奇数不可育拓展：关于可育、可遗传二倍体生物可育异源二倍体不可育两个染色体组来自不同物种3N、5N高度不育、结实率低同源多倍体两个染色体组同源，即来自同一物种异源多倍体马铃薯（4N）可育小麦（6N）可育多倍体植物同源二倍体（如：骡子）原因：联会紊乱（1）方法：Ⅰ低温处理。染色体数加倍染色体复制着丝点分裂细胞无法正常分裂无纺缍丝牵引

Ⅱ秋水仙素诱发。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（3）原理：（4）作用时期：有丝分裂的前期或减数分裂I前期目前常用、最有效3.多倍体育种（人工诱导多倍体）（2）处理对象：萌发的种子或幼苗。萌发的种子秋水仙素幼苗生长、发育多倍体幼苗秋水仙素处理芽尖生长、发育多倍体思考1：为什么用秋水仙素处理的是萌发的种子或幼苗（芽尖）呢？萌发的种子或幼苗生长旺盛，细胞有丝分裂旺盛，此时处理效果较好。思考2：处理后的幼苗长大以后是否所有的器官染色体数目均加倍呢？不是。芽尖发育而来的茎叶花均加倍，但是未处理的根部细胞没有加倍人工诱导多倍体—多倍体育种秋水仙素四倍体（母本）二倍体（父本）二倍体杂交三倍体联会紊乱授粉实例：多倍体育种—三倍体无子西瓜（P91）第一年第二年二倍体幼苗四倍体幼苗长大四倍体植株第一年①为什么要用秋水仙素处理二倍体西瓜幼苗的芽尖？芽尖细胞有丝分裂旺盛，更容易使染色体数目加倍实例：多倍体育种—三倍体无子西瓜（P91）秋水仙素②获得的四倍体为什么与二倍体杂交？杂交可以获得三倍体植株。③两次传粉的作用有什么不同？第一次：杂交获得三倍体种子。第二次：刺激子房发育成果实。4、为什么要用四倍体植株做母本？多倍体花粉可育低种子产量高种皮薄，利于播种5、为什么有时可以看到三倍体西瓜有少量发育不成熟的种子？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。6、每年都要制种，很麻烦，有没有替代方法？Ⅰ.进行无性繁殖。将三倍体西瓜植株进行组织培养（细胞全能性）获取大量的组培苗，再进行移栽；Ⅱ.利用生长素或生长素类似物处理二倍体未受粉的雌蕊，以促进子房发育成无种子的果实。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。（1）成因：由配子（如卵细胞、花粉等）直接发育而来的个体。（2）代表生物：蜜蜂中的雄蜂蜂王雄蜂工蜂

32条

16条

32条4.单倍体(3)特点：植株长得弱小、高度不育单倍体、二倍体、多倍体的判断①由配子发育而来，不管有几个染色体组，都称为单倍体。②由受精卵发育而来，体细胞中有几个染色体组就是几倍体。③单倍体不一定只含有一个染色体组，只有一个染色体组的个体一定是单倍体。④二倍体一定含两个染色体组，含两个染色体组的不一定是二倍体。⑤单倍体并非都不育，如四倍体的配子含有2个染色体组，则发育成的单倍体含有同源染色体及等位基因，可育能产生后代；⑥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。1.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()2.未经受精的卵细胞发育成的植株，一定是单倍体(

)3.含有两个染色体组的生物体，一定是二倍体()4.生物的一个精子或卵细胞就是单倍体()5.基因型是aaaBBBCcc的植株一定不是单倍体()6.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()√√√×××练习：判断下列描述的正误，并说出理由①过程：二倍体植株花药离体培养单倍体幼苗秋水仙素处理二倍体植株（纯合子）②原理：染色体（数目）变异③优点：1）明显缩短育种年限2）所得个体均为纯合子注意：秋水仙素只能处理萌发的幼苗技术复杂④缺点：单倍体植株高度不育5.单倍体育种花药离体培养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优点：单倍体育种能明显缩短育种年限，子代均为纯合子。(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。(2)单倍体育种的选择时机：不能选择特定基因型的花粉，因为花粉不能表现出相关性状，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。染色体变异在育种上的应用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，高度不育二倍体、多倍体和单倍体的比较五、染色体的结构变异结构变异缺失重复倒位易位abcdefacdef

果蝇缺刻翅的形成

猫叫综合征（1）缺失：染色体的某一片段缺失，导致基因数目减少正常翅缺刻翅1.

类型五、染色体的结构变异B基因缺失联会

染色体的结构变异(1)缺失染色体的某一片段缺失引起变异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果蝇棒状眼的形成abcdefbabcdef正常眼棒状眼（2）重复：染色体增加了某一片段，导致基因数目增加B基因重复联会abcdef12345abcd12345efEF和JKL易位联会（3）易位：染色体某一片段移接到另一条非同源染色体上，导致基因排列顺序改变正常眼花斑眼染色体易位与染色体互换比较图解区别位置原理观察非同源染色体之间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互换defabcaedcbfBC和DE倒位联会（4）倒位：染色体的某一片段位置颠倒，导致基因排列顺序改变正常翅卷翅

果蝇卷翅的形成人9号染色体倒位导致习惯性流产缺失重复倒位类型易位基因数目增加结果：基因数目减少结果：基因排列顺序改变结果：基因排列顺序改变结果：染色体结构的变异染色体结构上的缺失、重复、易位和倒位染色体上的基因数量、排列顺序的改变生物性状的改变（变异）3.影响：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体死亡。2.结果三、染色体结构的变异变异类型项目基因突变基因重组染色体变异实质基因碱基序列的改变基因之间的重新组合染色体结构或数目变化适用范围任何生物均可发生（主要在间期）真核生物有性生殖减数分裂（减I前四分体时期、减I后期）真核生物核遗传产生结果产生新基因只改变基因型基因数量和顺序的变化意义生物变异的根本来源生物变异来源之一对生物进化有一定意义育种应用诱变育种杂交育种单倍体、多倍体育种基因突变、基因重组和染色体变异的比较方法原理原因实例优点无性繁殖有丝分裂遗传物质没有发生改变无核蜜桔保持优良性状杂交育种（有性生殖）基因重组非同源染色体上的非等位基因自由组合抗倒伏抗锈病小麦组合优良性状；育种时间最长，不能克服远缘杂交不亲和的障碍诱变育种基因突变人工使DNA复制过程发生差错青霉素高产菌株提高变异频率，出现新性状；有利变异少，需大量处理供试材料（盲目性大）单倍体育种基因重组和染色体变异秋水仙素处理单倍体使其染色体加倍小麦新品种缩短育种进程，得到纯合体；技术复杂，需与杂交育种配合多倍体染色体变异秋水仙素处理使染色体加倍无籽西瓜器官大，营养成分含量高；只适用于植物，获得的新品种发育延迟，结实率低育种方式的比较低温诱导植物染色体数目的变化探究.实验1.实验原理

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，于是植物细胞中的染色体数目发生变化。探究.实验2.实验步骤低温诱导植物染色体数目的变化观察装片先用低倍镜寻找染色体形态较好的分裂象。视野中既有正常的二倍体细胞，也有染色体数目发生改变的细胞。确认某个细胞发生染色体数目变化后，再用高倍镜观察。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。（二）方法步骤1.

诱导培养（1）将蒜（或洋葱）在冰箱冷藏室内（4℃）放置一周；（2）取出后，于室温（约25℃）进行培养；（3）蒜长出约1cm长的不定根时，将装置放入冰箱冷藏室诱导培养48-72h。2.

固定（1）剪取根尖0.5-1cm，放入卡诺氏液（无水乙醇和冰醋酸等混合）中浸泡0.5-1h，以固定细胞形态，然后用体积分数为95%的酒精冲洗2次；探究·实