5.2 染色体变异课件-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 细胞中的一组非同源染色体在形态和功能上各不相同，携带着控制生物生长发育的全部遗传信息，其中每套非同源染色体称为一个染色体组。 什么是染色体组？ __________ 方法三： 染色体组数= 染色体数目 染色体形态数 3个染色体组 每组2条 2个染色体组 每组3条 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。 例. AAaaBbbb→同一字母出现4次→4个染色体组 YyRr AABBDD Aaa ABCD 2个染色体组 每组有2条 2个染色体组 每组有3条 3个染色体组 每组有1条 1个染色体组 每组有4条 染色体组的判断方法 野生祖先种VS栽培品种 野生祖先种香蕉 （有籽） 栽培品种香蕉 （无籽） 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） 基因内部碱基对的改变，光学显微镜下不可见。 染色体变异: 染色体结构变异 染色体数目变异 个别染色体增减 染色体组成倍增减 基因突变： 基因突变和染色体变异的区别 这种变异可用显微镜直接观察到比较明显的染色体变化。 染色体变异类型: 生物体的体细胞或生殖细胞内染色体 或_____ 的变化，称为染色体变异。可用显微镜直接观察到 数目 结构 二、染色体数目变异 1.染色体数目变异的类型 （1）细胞内个别染色体增加或减少 （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。（以染色体组的形式增加或减少） 正常果蝇 （2n=8） 个别异常 成套异常 （1）个别染色体增加或减少 举例：21三体综合征（唐氏综合征） 原因：亲代减数分裂I后期同源染色体未分离， 或减数分裂II后期姐妹染色单体未分离。 21-三体综合征患者舟舟 21三体综合征的异常染色体（P93） 阅读课本P87的内容，思考并回答以下问题： 1.什么是二倍体和多倍体、单倍体？ 2.多倍体植株、单倍体植株的特点？ 3.如何获得多倍体？具体方法？实例？ 二倍体、多倍体和单倍体 三、二倍体、多倍体和单倍体 如：人：2N=46 果蝇：2N=8 1.二倍体： 2.多倍体： 如：香蕉（三倍体）、马铃薯（四倍体） 由 发育而来的个体， 中含有 的个体，记作2N（N表示一个染色体组所包含的染色体数目）。 由 发育而来的个体,体细胞中含有 染色体组。 受精卵 体细胞 两个染色体组 受精卵 三个或三个以上 多倍体植株的特点： 1.多倍体在植物中广泛存在，而在动物中则较少见 2.茎杆粗壮，叶片、果实和种子都比较大；糖类、蛋 白质等含量增高. 3.但发育延迟，结实率低。 秋水仙素 秋水仙 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。它是白色或淡黄色的粉末或针状结晶，有剧毒，使用时应当特别注意。 多倍体育种 一、染色体数目的变异 利用低温处理、用秋水仙素诱发等方法来诱导多倍体的产生。 方法 原理 作用于正在分裂的细胞，抑制纺锤体的形成，导致染色体不分离，数目加倍。 用低温处理或秋水仙素来处理萌发的种子或幼苗。 最常用最有效 人工诱导多倍体 低温处理、秋水仙素诱发 2N 4N 三倍体西瓜种子 秋水仙素处理 2N 2N ♀ ♂ 3N 2N 第一年 第二年 种植 种植 传粉 传粉刺激 果实发育 3N 果皮、种皮4N 染色体联会紊乱 无生殖细胞形成 实例:三倍体无子西瓜的培育 P91 自然长成 因为芽尖生长点细胞正在进行有丝分裂，秋水仙素作用于分裂细胞抑制纺锤体的形成，导致染色体加倍，变成四倍体。 1.为什么以一定浓度的秋水仙素滴在二倍体西瓜幼苗的芽尖？ 2.两次以二倍体传粉的目的分别是什么？ 第一次传粉是为了杂交得到三倍体种子 第二次传粉是为了刺激子房发育成果实 3.三倍体西瓜为什么没有种子？ 三倍体植物在减数分裂中同源染色体联会紊乱， 不能形成正常的配子而无子。 三倍体无籽西瓜的培育过程相关思考 诱导多倍体的育种方法可以克服远缘杂交不育的障碍，培育新品种 （1）成因：由配子（如卵细胞、花粉等）直接发育而来的个体。 蜜蜂 蜂王 工蜂 雄峰 由卵细胞发育而来 单倍体 （2）代表生物：蜜蜂中的雄蜂 二、染色体数目变异 5. 单倍体：有些生物的配子(生殖细胞)能发育成新个体，这些生物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，叫做单倍体。 蜂王 雄蜂 工蜂 32条 16条 32条 （3）特点 植株长得弱小 一般高度不育 由受精卵发育而来 二倍体 含偶数个染色体组：可育 含奇数个染色体组：高度不育 单倍体： 一、染色体数目的变异 技术方法： 单倍体育种 优点 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） 缺点 方法 过程 植物组织培养、人工诱导染色体加倍 明显缩短育种年限 技术复杂，需与杂交育种配合。 纯合正常植株 一、染色体数目的变异 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 性状 表现 植株弱小， 一般高度不育 茎秆粗壮，叶片、果实、种子较大，营养丰富，但发育迟缓，结实率低 正常（作为参照物） 与本物种正常配子染色体组数相同 三个或三个以上 两个 体细胞染色体组的数目 单倍体 多倍体 二倍体 发育起点 受精卵 受精卵 配子 阅读P87-88,完成以下表格 发育 单倍体、二倍体、多倍体的区别 二倍体 多倍体 生物体 受精卵 直接发育成生物体：单倍体 雌配子 直接发育成生物体：单倍体 雄配子 ①由受精卵发育来的个体，细胞中含有几个染色体组，就叫几倍体； ②而由配子直接发育来的，不管有几个染色体组，都叫单倍体 。 探究实验：低温诱导植物染色体数目的变化（P89） 1.原理： 抑制纺锤体的形成，导致染色体不分离，数目加倍。 根冠 分生区 伸长区 成熟区(根毛区) 根尖、茎尖等分生区 (1)高等植物的分生组织有丝分裂较旺盛。 (2)高等植物细胞有丝分裂过程分为分裂间期和分裂期（前、中、后、末）。可在高倍显微镜下根据各个时期内染色体的变化情况。 (3)染色体易被碱性染料染成深色。 醋酸洋红\龙胆紫\改良苯酚品红染液 2.选材：洋葱或蒜（均为二倍体，体细胞中染色体数目为16） 实验：低温诱导植物细胞染色体数目的变化 先用低倍镜确认某个细胞发生染色体数目变化后，再用高倍镜观察。 1.解离 2.漂洗 3.染色 4.制片 1．实验中几种溶液的作用 (1)卡诺氏液： (2)改良苯酚品红染液： (3)15%的盐酸溶液： (4)95%的酒精： 固定细胞形态 细胞核染色，便于观察染色体的形态。 解离，使细胞分散开。 冲洗附着在根尖表面的卡诺氏液， 还可与15%的盐酸溶液混合解离、分散细胞。 醋酸洋红或龙胆紫均可染色 四、低温诱导染色体数目的变化实验 二、染色体结构的变异 阅读、分析教材P90，总结染色体变异的类型。 a c d e f b a b c d e f 缺失 1.缺失： 染色体中某一片段缺失。 变异例子： 人的猫叫综合征、果蝇缺刻翅的形成。 二、染色体结构的变异 基因数目减少 基因排列顺序改变 结果 ： a c d e f b a b b c d e f 重复 2.重复： 二、染色体结构的变异 染色体中增加某一片段。 变异例子： 果蝇棒状眼的形成。 棒状眼 正常眼 基因数目增加 结果 ： 基因排列顺序改变 c d e f g h i j k a b c d e f g h i j k a b 易位 3.易位 二、染色体结构的变异 染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上 正常眼 花斑眼 基因排列顺序改变 结果 ： a c d e f b a c d e b d c b e 倒位 二、染色体结构的变异 4.倒位 f 染色体的某一片段位置颠倒引起的变异 正常翅 卷翅 基因排列顺序改变 结果 ： 比较染色体易位与交叉互换 染色体易位 交叉互换 图解 区别 位置 原理 观察 发生于非同源染色体之间 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 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 ： 二、染色体结构的变异 基因突变 染色体结构变异 图解 变化 的 对象 基因内一个或多个碱基对的改变 一个或多个染色体片段的改变 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） 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 二、染色体结构的变异 小结 1．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导致。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 C 2．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2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（ ） X X X 练一练 B 练一练 B 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 练一练 C 关于高等植物细胞中染色体组的叙述,错误的是(　　) A.二倍体植物的配子只含有一个染色体组 B.每个染色体组中的染色体均为非同源染色体 C.每个染色体组中都含有常染色体和性染色体 D.每个染色体组中各染色体DNA的碱基序列不同 Lavf57.41.100 $$