5.2染色体变异课件高一下学期生物人教版必修2

第2节染色体变异第5章基因突变及其他变异新课引入栽培马铃薯野生祖先香蕉野生祖先马铃薯栽培香蕉多色黄色多籽无籽新课引入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。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1、为什么我们平时吃的香蕉没有种子？因为香蕉栽培品种体细胞中的染色体数目是33条，减数分裂时染色体联会紊乱，不能正常形成配子，因此无法形成受精卵，进而形成种子染色体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二、分类染色体数目的变异染色体结构的变异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一、概念：染色体数目的变异1、非整倍性变异：细胞内个别染色体增加或减少正常果蝇（2n=8）个别异常增加一条减少一条三体：2n+1单体：2n-1染色体数目的变异1、非整倍性变异：细胞内个别染色体增加或减少唐氏综合征/21三体综合征问题2:形成个别染色体的增加或减少原因是什么呢？病因：表现：智力低于常人特殊面容生长发育障碍多发畸形多了一条21号染色体染色体数目的变异21三体综合症的病因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染色体数目的变异21三体综合症的病因②减数第二次分裂后期姐妹染色单体未分离异常配子21号染色体染色体数目的变异2、整倍性变异：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。（以染色体组的形式增加或减少）正常果蝇（2n=8）成套异常增加二套减少一套染色体数目的变异——染色体组减数分裂细胞中的一套完整的非同源染色体（1）染色体组概念：（2）染色体组分组方法：显微摄影凡是大小形态相同的分开（同源染色体分开）大小形态不同的分到一组（都是非同源染色体）染色体数目的变异——染色体组（3）染色体组的特征：♂ⅡⅢⅣⅡⅢXYⅡⅢⅣXⅡⅢⅣY1）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染色体数目的变异——染色体组判断：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？染色体数目的变异——染色体组（4）染色体组数目的判断方法：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个每个染色体组有多少条染色体呢？3条5条2条3条2条染色体数目的变异——染色体组（4）染色体组数目的判断方法：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两个染色体组染色体数目的变异——染色体组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条染色体数目的变异——二倍体和多倍体四倍体三倍体二倍体1、二倍体由受精卵发育而来，体细胞中含有两个染色体组的个体。

2、多倍体由受精卵发育而来，体细胞中含有三个及以上染色体组的个体。

染色体数目的变异——二倍体（1）概念：由受精卵发育而来，体细胞中含有两个染色体组的个体。

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。例如：果蝇、玉米、洋葱就是二倍体

配子亲代×2N2NNN受精卵2N子代2N染色体数目的变异——二倍体（2）配子染色体组数：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？染色体数目的变异——三倍体（1）三倍体形成原因：减数分裂Ⅰ后期出现错误减数分裂Ⅱ后期出现错误含有两个染色体组的异常配子含有两个染色体组的异常配子染色体数目的变异——三倍体减数分裂Ⅰ出现错误异常配子正常的配子减数分裂Ⅱ出现错误异常配子正常的配子三倍体形成原因：含有两个染色体组的异常配子与含有一个染色体组的正常配子结合发育成个体（1）三倍体形成原因：染色体数目的变异——三倍体（2）三倍体是否可育：

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。染色体数目的变异——四倍体（1）四倍体形成原因：减数分裂出现错误有丝分裂出现错误①两个含有两个染色体组的配子结合。②二倍体在胚或幼苗时期受某种因素影响，体细胞在进行有丝分裂时，染色体只复制未分离。染色体数目的变异——四倍体（2）四倍体是否可育：马铃薯（4n=48）棉花（4n=52）山药（4n=40）香葱（4n=32）一般是可育的染色体数目的变异——多倍体（1）概念：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。

四倍体番茄葡萄（三/四倍体）野生草莓与加倍后的草莓三倍体无籽西瓜茎秆粗壮；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。优点缺点结实率低，晚熟海拔/m2100-30003000-40004000-5200草本植物多倍体频率29.4%-47.1%33.3%-53.3%55.6%-70.4%青藏高原东北部多年生草本植物多倍体频率染色体数目的变异——多倍体（2）如何获得多倍体？①自然条件下低温处理可诱导多倍体的形成染色体数目的变异——多倍体（2）如何获得多倍体？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）②人工诱导多倍体③秋水仙素作用机理：在有丝分裂前期抑制纺锤体的形成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

染色体数目的变异——低温诱导植物细胞染色体数目的变化（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。染色体数目的变异——低温诱导植物细胞染色体数目的变化（2）实验步骤①诱导培养和固定细胞待洋葱长出1cm长的不定根时，将整个装置放入冰箱冷藏室内，诱导培养48~72h。将蒜（或洋葱）放在装满清水的容器上，让洋葱底部接触水面，室温培养。培养方法低温诱导放入卡诺氏液中浸泡0.5~1h，以固定细胞形态。剪取诱导处理的根尖0.5~1cm取材固定用体积分数为95%的酒精冲洗2次冲洗诱导培养固定细胞染色体数目的变异——低温诱导植物细胞染色体数目的变化（2）实验步骤②制作装片制片染色漂洗解离染色体数目的变异——低温诱导植物细胞染色体数目的变化（2）实验步骤③观察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。染色体数目的变异——低温诱导植物细胞染色体数目的变化（2）实验步骤④实验结果及结论1、低温能诱导植物染色体数目的增多2、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。多倍体育种——三倍体无籽西瓜的形成柱头花柱珠被卵细胞（1个）极核（2个）胚囊胚珠果皮子房发育子房壁子房壁胚珠种皮发育胚+精子发育胚乳+精子发育种子二倍体授粉二倍体（父本）四倍体（母本）三倍体联会紊乱无子西瓜秋水仙素授粉第一年第二年多倍体育种——三倍体无籽西瓜的形成多倍体育种——三倍体无籽西瓜的形成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幼苗的芽尖？芽尖细胞分裂旺盛，更容易使染色体数目加倍2.处理后的植株，各个部位染色体数目是否都为4N？不一定，地上部分为4N，地下部分还为2N若处理种子呢？多倍体育种——三倍体无籽西瓜的形成四倍体植株去雄卵细胞……2N母本授粉……N……多倍体育种——三倍体无籽西瓜的形成四倍体植株去雄母本授粉……受精卵（3N）种子（3N）杂交获得三倍体3.获得的四倍体西瓜为何要与二倍体杂交？①多倍体花粉可育低；4.为什么要用四倍体植株做母本？②种子产量高③种皮薄，利于播种多倍体育种——三倍体无籽西瓜的形成四倍体植株去雄……母本授粉…………成熟后……第一年多倍体育种——三倍体无籽西瓜的形成……三倍体植株授粉二倍体（父本）联会紊乱无子西瓜第二年

5.三倍体西瓜为什么没有种子?授粉产生生长素刺激子房发育成果实。6.为什么要给三倍体西瓜授粉？三倍体西瓜在减数分裂过程中，同源染色体联会紊乱，不能产生正常配子，所以没有种子。多倍体育种——三倍体无籽西瓜的形成……三倍体植株授粉二倍体（父本）联会紊乱无子西瓜第二年

7.三倍体西瓜真的一颗种子也没有吗?①进行无性繁殖。②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8.每年都要制种，很麻烦，有没有替代方法？可能会产生少量正常的配子染色体数目的变异——单倍体自然界中还有一类特殊的生物，如雄蜂——未受精的卵细胞直接发育而来的，那它是几倍体呢？受精卵2n=32蜂王（雌性）工蜂（雌性）雄蜂n=162n=32蜂王卵n=16减数分裂受精作用持续获得蜂王浆获得普通蜂蜜未受精的卵染色体数目的变异——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：由配子（如卵细胞、花粉等）直接发育而成蜂王雄蜂工蜂染色体数目的变异——单倍体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注意：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。2、成因：由配子（如卵细胞、花粉等）直接发育而成染色体数目的变异——单倍体3、特点：植株弱小，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4、获得单倍体的方法：花药离体培养染色体数目的变异——单倍体育种过程：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原理：染色体变异注意：秋水仙素处理萌发的幼苗高秆：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。染色体数目的变异——单倍体育种单倍体育种：＝花药离体培养+秋水仙素处理加倍花药离体培养→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年单倍体（不育）染色体数目的变异——单倍体育种单倍体育种：＝花药离体培养+秋水仙素处理加倍3.优点：（1）明显缩短育种年限（2）纯合体，自交后代不会发生性状分离技术复杂，需与杂交育种配合4.缺点：单倍体育种与多倍体育种多倍体育种单倍体育种原理常用

方法优点

缺点举例染色体组成倍增加染色体组成倍减少，再加倍后得到纯种秋水仙素处理萌发的种子、幼苗花药的离体培养后，人工诱导染色体加倍器官大，提高产量和营养成分明显缩短育种年限①适用于植物，在动物方面难以开展；②发育延迟，结实率低技术复杂一些，须与杂交育种配合三倍体西瓜抗病植株的快速育成染色体结构变异（一）缺失染色体的某一片段缺失引起变异abcdefacdefbcdef②果蝇缺刻翅的形成举例：①人类的猫叫综合征:5号染色体部分缺失正常翅缺刻翅结果：基因数目减少染