5.2染色体变异（第1课时）教学课件-2023-2024学年高一下学期生物人教版（2019）必修2

5.2 染色体变异 第5章 基因突变及其他变异 1 问题探讨 野生祖先种马铃薯 （多种颜色） 栽培品种马铃薯 （一般都为黄色） 野生祖先种 栽培品种（马铃薯） 野生祖先种香蕉 （有籽） 栽培品种香蕉 （无籽） 野生祖先种 栽培品种（香蕉） 问题1: 作为野生植物的后代，栽培品种马铃薯和它们的祖先颜色却大不相同，这是为什么呢？ 问题2: 作为野生植物的后代，为什么平时吃的香蕉是没有种子的？ 问题3: 野生品种是如何演化成栽培品种的？ 这些性状都可以遗传给后代吗？为什么？ 你能提出哪些问题？ 2 生物种类 体细胞染色体总数/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 任务一：根据前面所学减数分裂的知识，试着完成该表格 2、野生祖先种和栽培品种性状差异的原因是什么？ 细胞内发生了染色体数目变异。 1、为什么平时吃的香蕉是没有种子的？ 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。 栽培种香蕉的染色体 3n=33 染色体数目变化有没有什么规律/ 以什么规律在增加 3 生物体的体细胞或生殖细胞内染色体数目或结构的变化。 2.染色体变异： 3.类型 染色体数目的变异 染色体结构的变异 （光学显微镜下可以观察到） 染色体变异 1. 染色体 染色体显微图 染色体与DNA和蛋白质的关系示意图 基因突变是分子水平的变异，这种变异类型无法通过显微镜观察。 4 21三体综合征/唐氏综合征 病因：21号同源染色体由2条增为3条 症状：智力低下，发育迟缓，眼间较宽，外眼角上斜，口常半张，舌外伸，又叫伸舌样痴呆。 一、染色体变异——数目变异 类型一：个别染色体数目的增加或减少 2+1 5 病因： 表现： 少了一条X染色体 身材较矮 性腺发育不良 实例：女性Turner综合征 细胞内个别染色体的增加或减少 一、染色体变异——数目变异 类型一：个别染色体数目的增加或减少 减Ⅰ后期 异常 21号同源染色体未分离 减Ⅱ后期 异常 姐妹染色单体分离后移向细胞的同一极 21三体综合征形成的原因？ 一、染色体变异——数目变异 7 正常果蝇 （2n=8） 增加一套 （3n=12） 减少一套 （n=4） 类型二：以染色体组的形式成倍地增加或减少 2个染色体组 1个染色体组 3个染色体组 一、染色体变异——数目变异 8 若用餐具模拟细胞内的染色体： 相同的餐具可看作 染色体， 不同餐具可看作是 染色体，那么一套餐具就是一套 染色体，称为一个染色体组。 同源 非同源 非同源 ×2 特征 本质上 1 形态上 2 功能上 3 一整套非同源染色体 各不相同 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。 什么是染色体组？ 一、染色体变异——数目变异 生活中也有很多“套”或“组”的概念 假如人的手指是10条染色体，每只手5条染色体都可以代表一个染色体组 一个染色体组中的染色体具有什么样的特点呢? 9 像上图中Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X这样的一组非同源染色体，称为一个染色体组。 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。 减数 分裂 果蝇的一个染色体组 Ⅱ Ⅱ Ⅱ Ⅳ Ⅳ Ⅳ Ⅲ Ⅲ Ⅲ X X X 一、染色体变异——数目变异 X Y Ⅱ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅳ X Ⅱ Ⅲ Ⅳ Y Ⅱ Ⅲ Ⅳ 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。每套非同源染色体称为一个染色体组。 染色体组特点：(笔记) 1. 不含同源染色体 2. 染色体形态、大小、功能各不相同 3. 含有控制该生物的一整套遗传信息 一、染色体变异——数目变异 项目 染色体组数 每个染色体组中染色体数 3 3 2 3 1 4 4 2 2 2 一、染色体组数的判断 1．请根据染色体的形态判断染色体组的数量，并完成表格的填写 ①看染色体的形态： 细胞内同一形态的染色体有几条，则含有几个染色体组。 一、染色体变异——数目变异 12 染色体组数目的判断 A B C ___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 形态相同数目 几种形态 一、染色体变异——数目变异 2．请根据基因型判断染色体组数 项目 染色体组数 2 3 1 4 ②看同一字母出现的次数： 同一字母（不分大小写）重复出现几次，则含有几个染色体组。 一、染色体变异——数目变异 14 请思考： 雄果蝇产生的精子有几条染色体？ 精子中染色体在形态、结构和功能上有什么特点？这些染色体互为什么关系？ 结论：果蝇体细胞有 个染色体组，每个染色体组有 条形态不同的染色体。 2 4 X Y Ⅱ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅳ X Ⅱ Ⅲ Ⅳ Y Ⅱ Ⅲ Ⅳ 一、染色体变异——数目变异 （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 2N=8 2N=24 2N=46 N代表： 某物种的一个染色体组 一、染色体变异——数目变异 果蝇、马铃薯、人类的染色体有什么共同点？ 16 （2）多倍体：由受精卵发育而来，体细胞中有三个或三个以上染色体组的生物，统称为多倍体。（有几个染色体组就叫几倍体） 4n=48 3n=33 6n=42 多倍体在植物中很常见，动物中极少见。 一、染色体变异——数目变异 多倍体在植物中很常见，动物中极少见 为什么栽培品种一般都是多倍体，多倍体有什么优势呢 17 四倍体番茄的维生素C含量比二倍体的几乎增加了一倍。 四倍体水稻平均粒重10克 二倍体平均粒重6克 多倍体的特点： 优点 缺点 ①茎秆粗壮； ②叶片、果实和种子都比较大； ③糖类和蛋白质等营养物质的含量都有所增加。 ①结实率低， ②晚熟 一、染色体变异——数目变异 育种过程中，为什么要把二倍体培育出多倍体 18 多倍体植物的诱导方法有哪些？作用原理是什么？ 资料1：自然界中的高等植物，较容易形成多倍体，特别是一些环境条件剧烈变化的地方，如帕米尔高原的高山植物，有65%的种类是多倍体。形成多倍体的主要原因是低温能抑制纺锤体的形成，使这些植物幼苗的体细胞在进行有丝分裂时受阻，使细胞内染色体数目加倍。 资料2: 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。能够抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞的两极，从而使细胞内染色体数目加倍。 1、低温等极端环境→抑制纺锤丝形成，阻止细胞分裂 2、秋水仙素→抑制纺锤丝形成，阻止细胞分裂 一、染色体变异——数目变异 抑制纺锤丝的形成，不处于分裂期的细胞不受影响 19 一、染色体数目变异 多倍体育种 一、染色体数目变异 多倍体育种 秋水仙素 秋水仙 注：秋水仙素（C22H25O6N）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。 人工诱导多倍体----多倍体育种 低温处理 2. 秋水仙素处理萌发的种子或幼苗(最常用、最有效） 前期：抑制纺锤体的形成 有丝分裂旺盛 方法： 原理：当秋水仙素作用于正在______的细胞时，能够抑 制________的 形成，导致________不能_________， 从而引起细胞内染色体 __________。染色体数目加倍的细胞继续进行_______分裂，将 来就可能发育成_________植株。 分裂 纺锤体 染色体 移向两极 数目加倍 有丝 多倍体 作用时期： 有丝分裂前期 （笔记） 秋水仙素处理萌发的种子或幼苗 间期 4条染色体 8条染色体 4条染色体 8条染色体 无纺缍体形成 无纺缍丝牵引 着丝粒正常分裂 细胞不能分裂 正常 异常 染色体加倍原因： 抑制有丝分裂前期纺锤体形成 着丝粒的分裂是水解酶作用结果，不是纺锤丝牵引的结果（先分裂后牵引） 笔记：即使没有纺锤丝，着丝点依旧会分裂 情景视频：无子西瓜的培育 如何利用二倍体（2N）西瓜获得三倍体（3N）无籽西瓜？ 应该用秋水仙素处理什么材料？你的思路是什么？ 亲本： 配子： 后代： 2N 3N 多倍体育种 P91 一、染色体变异——数目变异 25 如图是三倍体无子西瓜的培育过程图解。据图回答下列问题：P91 1、为什么用一定浓度的秋水仙素滴在二倍体西瓜幼苗的芽尖？ 芽尖有丝分裂旺盛，秋水仙素能够抑制纺锤体的形成，引起细胞内染色体数目加倍。 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 2、在无子西瓜培育的过程中用二倍体给三倍体传粉的目的是什么？ 促进子房发育成果实。 3、无子西瓜每年都要制种，很麻烦，有没有别的替代方法？ 进行无性繁殖，将三倍体西瓜植株进行组织培养获得大量的组织苗，再进行移栽。 一、染色体变异——数目变异 26 蜂王的染色体 雄蜂的染色体 减数分裂 n=16 卵细胞 直接发育 单倍体 由 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。 配子 2n=32 n=16 一、染色体变异——数目变异 世界之大，无奇不有，还有这样的生物 27 单倍体育种 4N（四倍体） 配子 2N （2个染色体组） 花药离体培养 某植物 个体 它是几倍体？ 单倍体 原因：由配子（如卵细胞、花粉等）直接发育而成。 单倍体生物的体细胞中一定只含有一个染色体组吗？ 一、染色体变异——数目变异 28 单倍体育种 花药离体培养： 单倍体植株 单倍体植株特点 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 秋水仙素 多倍体植株 雄配子 一、染色体变异——数目变异 29 实例： 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）？ 花药离体培养 P F1 配子 DDTT DDtt ddTT ddtt 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 ddtt F1 高杆抗病 DdTt F2 D_T_ D_tt ddT_ ddtt ddTT 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 DdTt DT Dt dT dt 单倍体植株 第1年 第2年 DT Dt dT dt 需要的纯合矮抗品种 单倍体育种 优点：能明显缩短育种年限，得到的植株是纯合子 30 单倍体、二倍体和多倍体的判断方法 看发育起点 单倍体、二倍体和多倍体的判断方法 (1)如果生物体由受精卵(或合子)发育而成，体细胞中含有几个染色体组，该生物 就称为几倍体。 (2)如果生物体是由生殖细胞——卵细胞或花粉直接发育而成，无论体细胞中含有 几个染色体组，都称为单倍体。 关于单倍体的三个易错点 (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及等位基因，可育并能产生后代。 (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。 笔记：含有1个染色体组的个体一定是单倍体 单倍体不一定只含一个染色体组（1—n个） 一、染色体数目的变异 １～n个 1.一倍体（体细胞中含一个染色体组的个体）一定是单倍体。 2.单倍体的体细胞中只含一个染色体组。 √ × 3.基因型为AAabbb的个体一定为三倍体。 × 判断： 发育起点(有性生殖） 染色体组数目 单倍体 　 二倍体 　 多倍体 　 受精卵 受精卵 配子 ２个 ≥3个 Lavf57.25.100 $$