5.2 染色体变异-2023-2024学年高一生物同步备课课件（人教版2019必修2）

5.2 染色体变异 野生祖先种VS栽培品种 栽培品种马铃薯 （一般都为黄色） 野生祖先种马铃薯 （多种颜色） （马铃薯） 香蕉 野生祖先种香蕉 （有籽） 栽培品种香蕉 （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 24 2 栽培品种 48 4 香蕉 野生祖先种 22 2 栽培品种 33 3 12 24 11 异常 无籽香蕉 为什么香蕉栽培种与野生种染色体数目有较大差异？平时吃的香蕉为何没有种子？ 因为香蕉栽培品种体细胞中的染色体数目是33条，减数分裂时染色体发生联会紊乱，不能形成正常的配子，因此无法形成受精卵，故无法形成种子。 1.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，称为染色体变异。 一、染色体变异 染色体数目的变异 染色体结构的变异 2.类型 （光学显微镜下可以观察到） 1.细胞内个别染色体的增加或减少 增加 减少 （一）染色体数目变异 举例：21三体综合征（唐氏综合征）45条＋XY（47条） 21-三体综合征患者的染色体组成 21-三体综合征患者舟舟 原因： 亲代减数分裂时同源染色体未分离（减Ⅰ后期）或姐妹染色单体未分离，移向同一级（减Ⅱ后期）。 条染色体 对同源染色体 对常染色体 对性染色体 8 4 3 1 Ⅱ号和Ⅱ号染色体是 ， Ⅲ号和Ⅳ号染色体是 。 同源染色体 非同源染色体 2、以染色体组的形式成倍增加或减少 像上图中Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y这样的一组非同源染色体，称为一个染色体组。 写出所有非同源染色体的集合？ （一）染色体数目变异 雄果蝇染色体组图解 X Ⅱ Ⅲ Ⅳ Y Ⅱ Ⅲ Ⅳ X Y Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅱ Ⅲ 定义： （1） 一组非同源染色体 （2） 染色体的形态、大小、功能各不相同 （3） 含有该物种生长、发育、遗传、变异的全套遗传信息 染色体组 一套形态、功能各不相同的非同源染色体 （1）根据染色体形态判断： 细胞内形态相同的染色体有几条，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。 图1 图2 图3 3个染色体组 1组3条染色体 图4 2个染色体组 1组3条染色体 1个染色体组 1组4条染色体 4个染色体组 1组2条染色体 染色体组数的判断 图1 图2 图3 Aaaa AABBDD AaaBBB abcd 图4 （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，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。 4个染色体组 每组1条染色体 2个染色体组 每组3条染色体 3个染色体组 每组2条染色体 1个染色体组 每组4条染色体 染色体组数的判断 （3）染色体组数＝染色体数/染色体形态数 ___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 3 2 2 3 4 1 牛刀小试 ☆图形题就看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 AAaBbb Ab AaBb 3个 2个 1个 ☆基因型题就看同种类型字母(不区分大小写)的个数 1.右图表示某植物正常体细胞的染色体组成，下列可能是该植物基因型的是 ( ) A．ABCd B．Aaaa C．AaBbCcDd D．AaaBbb 2.母马体细胞中有两个染色体组，染色体数目为64条；公驴体细胞中也有两个染色体组，染色体数目为62条。则母马与公驴杂交后代骡的体细胞中的染色体数组数和染色体数目分别是（ ） A．两个染色体组、63条染色体 B．四个染色体组、63条染色体 C．两个染色体组、64条染色体 D．四个染色体组、64条染色体 B A 3.二倍体 由 发育而来，其体细胞中含有 个染色体组的个体，叫作二倍体。 1.定义： 受精卵 2.举例： 人、果蝇、玉米等是二倍体。自然界几乎所有动物和过半数高等植物都是二倍体。 2 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。 4.多倍体 由 发育而来，其体细胞中含有 染色体组的个体，叫作多倍体。(多倍体在动物中极少见，植物中很常见） (1)定义： 受精卵 三个或三个以上 （2）形成原因： 二倍体 减数分裂 过程异常 染色体数目加倍的配子（2n） 结合 四倍体 染色体数目正常的配子（n） 三倍体 二倍体 （2n） 四倍体(4n) 二倍体(2n) 杂交 三倍体(3n) 有丝分裂异常 染色体只复制未分离 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。 （3）多倍体植株的特点： 四倍体葡萄的果实比二倍体的大得多 四倍体番茄的维生素C含量比二倍体的几乎增加了一倍 缺点： 生长发育延迟，结实率低。 （4）多倍体育种(人工诱导多倍体) 低温诱导、秋水仙素处理（最常用最有效）萌发的种子或幼苗。 ①原理： 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。 ②方法： 染色体数目变异 抑制纺锤体的形成，导致着丝粒分裂后染色体不能移向细胞两极，从而引起细胞内染色体数目加倍。 ③机理： 染色体复制 无纺缍体形成 着丝粒分裂 无纺缍丝牵引 不分裂 主要作用于有丝分裂的前期 ④作用时期: 二倍体西瓜幼苗 二倍体西瓜幼苗 秋水仙素处理 二倍体西瓜植株 四倍体西瓜植株 ♀ ♂ 联会紊乱 三倍体西瓜种子 无子西瓜 杂交 授粉 × 自然长成 二倍体西瓜植株 第一年 第二年 三倍体西瓜植株 用二倍体花粉：刺激子房产生生长素，促进子房发育为果实。 ⑤人工诱导多倍体实例——三倍体无籽西瓜 P91 5.单倍体 由 直接发育而来的生物个体。其体细胞中的染色体数目与本物种 染色体数目相同的个体，叫作单倍体。 （1）定义： 配子 配子 （2）成因： 由配子（如卵细胞、花粉等）直接发育而来的个体。 （3）代表生物： 蜜蜂中的雄蜂 （4）特点： 与正常植株相比，单倍体植株长得弱小，一般高度不育。 产卵 未受精的 卵细胞 特殊的减数分裂 产生精子 受精卵 发育 2N=32 雄峰 N=16 工峰 2N=32 蜂王 2N=32 正常物种二倍体 正常物种四倍体 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 单倍体（含1个染色体组） 单倍体（含2个染色体组） 单倍体生物不一定只含有一个染色体组 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。 由配子发育而来的生物个体，不管含有几个染色体组，都是单倍体。 应用——单倍体育种 (1) 方法： 花药（花粉）离体培养 + 人工诱导染色体加倍 (2) 流程： 花药 离体培养 单倍体 幼苗 秋水仙素处理 纯合体 筛选 优良性状 纯合体 (3) 原理： 染色体变异 现有纯合的高秆抗病小麦（DDTT）和矮秆感病小麦(ddtt)，怎样尽快得到矮秆抗病的优良品种(ddTT)？用遗传图解表示出来。 思考·讨论： P 高杆抗病 矮杆不抗病 DDTT ddtt × ↓ 高杆抗病 DdTt F1 ↓ F2 高杆抗病 9D_T_ 高杆不抗病 3D_tt 矮杆抗病 3ddT_ 矮杆不抗病 1ddtt （淘汰） （淘汰） （保留） （淘汰） 多次自交选种 矮杆抗病 ddTT 杂交 自交 选种 多次自交选种 优良性状的纯合子 杂交育种 纯种既矮杆抗病（ddTT）的小麦育种过程  第1年 第2年 第3-6年 花药 单倍 体幼苗 DDTT DDtt ddTT ddtt 花药离 体培养 秋水仙 素处理 DdTt DT Dt dT dt 纯种既矮杆抗病（ddTT）的小麦育种过程 杂交 高杆抗病 矮杆不抗病 DDTT ddtt × DT Dt dT dt 正常植株 第1年 第2年 单倍体育种 优点： ①能明显缩短育种年限 ②子代全是纯合子，自交后代不发生性状分离 缺点： 操作技术复杂 1.下列关于染色体组、单倍体、二倍体和多倍体的叙述中，不正确的是（ ） A.一个染色体组中不含同源染色体 B.由受精卵发育成的个体，体细胞中含有两个染色体组的叫二倍体 C.单倍体不一定含一个染色体组 D.生物的精子或卵细胞一定只有一个染色体组 D 课堂演练 2.(不定项)如图是四种不同生物体细胞的染色体组成情况，有关叙述错误的是(　　) AC A.图a含有2个染色体组，图b含有3个染色体组 B.由图b细胞组成的个体是单倍体或者三倍体 C.图c有2个染色体组，每个染色体组有2条染色体 D.由图d细胞组成的个体可能是由配子发育而来的 低温诱导植物细胞染色体数目的变化 1.实验原理： 低温抑制_________的形成，以致影响________被拉向两极，细胞不能分裂成两个子细胞，于是染色体数目改变。 纺锤体 染色体 2.实验步骤： (1)根尖的培养及诱导 ①低温处理：将蒜（或洋葱）在冰箱冷藏室内（4℃）放置一周 ②培养不定根：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（25℃）进行培养。 ③低温诱导：待蒜长出1CM的不定根时，将整个装置放入冰箱冷藏室内，诱导培养48-72h 探究实践 (2) 取材及固定 取材： 剪取诱导处理的根尖约_____________ 0.5cm—1cm 固定： 放入__________中浸泡0.5h—1h，以固定细胞的形态 卡诺氏液 冲洗： 用_________________________冲洗2次 体积分数为95%的酒精 (3)制片（同“观察植物的有丝分裂”） 解离 漂洗 染色(用__________染色) 制片 甲紫溶液 (4)观察 先低倍，再高倍。 1.下列关于“低温诱导植物细胞染色体数目的变化”实验的叙述，正确的是(　　) A.原理：低温和秋水仙素诱导染色体数目加倍的原理相同，都是抑制染色体着丝粒分裂 B.解离：盐酸酒精混合液可以使蒜根尖解离 C.冲洗：用卡诺氏液固定细胞形态后，用清水冲洗2次 D.观察：显微镜下可以看到大多数细胞的染色体数目发生改变，少数细胞染色体数目不变 B 课堂演练 （二）染色体结构变异 染色体的某一片段缺失引起变异 a b c d e f a c d e f b c d e f 猫叫综合征 1.缺失： 正常翅 缺刻翅 实例： 果蝇缺刻翅的形成 5号染色体部分片段缺失 染色体中增加某一片段引起的变异 a b c d e f b a c d e f b 增加的片段来自同源染色体，增加的一般是相同基因或等位基因，因此又叫做重复； 实例： 果蝇棒状眼的形成 2.重复： 正常眼 棒状眼 染色体某一片段移接到另一条非同源染色体上引起的； a b c d e f h i j k a b c d e f g h i j k g 该过程的关键在于，移接的片段来自非同源染色体。 实例： 果蝇花斑眼的形成 3.易位： 正常眼 花斑眼 比较染色体易位与染色体互换 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 染色体互换 染色体的某一片段位置颠倒。 a c d e f b a f c d e b c d e b *该过程一般不会改变基因的种类，只改变基因的顺序。 实例： 果蝇卷翅的形成 4.倒位： 正常翅 卷翅 染色体上基因的数 目或排列顺序改变 染色体结构变异 生物性状的变异 染色体结构变异对生物性状的影响： 多数不利，甚至致死 缺失 重复 染色体上基 因数目改变 易位 倒位 染色体上基因 排列顺序改变 染色体结构变异与基因突变的区别 “缺失或增添”：DNA分子上若干基因的缺失或重复(增添)，基因的数量发生改变属于染色体结构变异；DNA分子上基因中若干碱基的缺失、增添，基因数量不变，属于基因突变。 染色体结构变异： 基因突变： 均可在光学显微镜下观察到 均未产生新基因，但却发生了基因数目或排列顺序的变化 光学显微镜下不能观察到 基因数目和排列顺序均未变化（只是基因中的碱基序列改变） 1.如图所示为染色体结构变异，以下说法正确是（ ） A．甲乙丙丁依次为缺失、重复、易位、倒位 B．染色体变异在光学显微镜下可见 C．丁图发生在同源染色体之间， 导致基因重新进行了组合 D．染色体结构变异改变了基因的结构、数目、在染色体上排列顺序， 通常影响比较大 课堂演练 2.(不定项）如图①②③④分别表示不同的变异类型，其中③中的基因片段2由基因片段1变异而来。下列有关说法错误的是( ) A.图①表示互换，②表示易位 B.图③中的变异属于染色体结构变异中的缺失 C.图中4种变异能够遗传的是①③ D.图中4种变异均能在光学显微镜下观察到 BCD 3．(不定项)果蝇的一条X染色体正常的片段排列顺序为abc·defgh，“·”代表着丝粒。下列叙述错误的是( 　　) A．若异常染色体结构为abc·dfgh，则该变异可能是基因中的碱基对缺失引起的 B．若异常染色体结构为abc·deffgh，则果蝇的复眼由正常眼变成棒眼属于该变异类型 C．若异常染色体结构为abc·fghde，则基因数量未改变不会影响生物性状 D．若异常染色体结构为abc·defpq，则该变异是由同源染色体间的交叉互换造成的 ACD $$