5.2染色体变异（第2课时）课件 2024-2025学年高一下学期生物人教版必修2

5.1染色体变异 第2课时 1 受精卵 2n=32 蜂王（雌性） 工蜂（雌性） 雄蜂 n=16 2n=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 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？ 染色体数目的变异 二倍体 二倍体 单倍体 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）概念： （2）成因： 蜜蜂 蜂王 工蜂 雄峰 由受精卵发育而来 二倍体 由卵细胞发育而来单倍体 （3）代表生物：蜜蜂中的雄蜂 蜂王 雄蜂 工蜂 32条 16条 32条 由配子（如卵细胞、花粉等）直接发育而来的个体。 单倍体生物的体细胞中一定只含有一个染色体组吗？ （4）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 原因：体细胞染色体组数一般为奇数，当其进行减数分裂形成配子时，由于同源染色体联会紊乱，不能产生正常的配子。 单倍体 1. 玉米是二倍体，体细胞中含有20条染色体。由离体的玉米花粉直接发育成的 个体体细胞中含有多少条染色体？该个体是单倍体还是二倍体？ 含有10条染色体；该个体是单倍体。 2.普通小麦是六倍体，体细胞中有几个染色体组？其配子中有几个染色体组？ 体细胞中有6个染色体组；其配子中有3个染色体组。 3. 由普通小麦的配子发育而成的个体，体细胞中有几个染色体组？ 由普通小麦的配子发育而成的个体，体细胞中有3个染色体组； 该个体是几倍体？ 该个体是单倍体。 深度理解单倍体的概念 单倍体生物的体细胞中一定只含有一个染色体组吗？ (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。 关于单倍体的三个易错点 易错辨析—步步高P87 单倍体、二倍体和多倍体的判断方法 看发育起点 (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 单倍体、二倍体和多倍体的判断方法 单倍体、二倍体、多倍体的比较 项目 单倍体 二倍体 多倍体 概念 发育起点 染色体组的数目 性状表现 由配子发育而来，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 由受精卵发育而来，体细胞中含有2个染色体组的个体 由受精卵发育而来，体细胞中含有3个或3个以上染色体组的个体 未受精的配子 受精卵 受精卵 不确定（是正常体细胞染色体组数目的一半） 2个 3个或3个以上 植株矮小，且高度不育（除雄蜂外） 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（作为单倍体、多倍体的参照物） (1)由配子发育而来的个体，一定是单倍体( ) (2)体细胞中含一个染色体组的生物，一定是单倍体( ) (3)单倍体的体细胞中一定只含有一个染色体组( ) (4)基因型为AAabbb的个体一定为三倍体( ) (5)单倍体一定不育（ ） 判断正误—步步高P87 10 典题应用—步步高P87 1.如图所示细胞中所含的染色体，下列叙述正确的是 A.图a细胞含有2个染色体组，图b细胞含有3个染色体组 B.如果图b表示体细胞，则图b代表的生物一定是三倍体 C.如果图c代表由受精卵发育成的 生物的体细胞，则该生物一定是 二倍体 D.图d代表的生物一定是由卵细胞 发育而成的单倍体 √ 中国杂交水稻的育种栽培技术是国际一流的。杂交水稻在目前国家粮食安全中扮演重要角色，中国人口大概一半吃稻米，一半是吃以小麦为主的面食，水稻稻米中大概一半是杂交水稻，另外一半是常规水稻。所以杂交水稻产量的增加解决了中国许多人的吃饱问题。 单倍体育种 杂交育种 原理：基因重组 优点：操作简单 缺点：育种年限长 （1）方法： 减数 分裂 DDTT × ddtt DT dT Dt dt DT DDTT dT Dt dt ddTT DDtt ddtt 花药离体培养 秋水仙素处理幼苗 DdTt P F1 配子 单倍体幼苗 纯合子 （2）过程： 单倍体育种 育种工作者常采用花药（或花粉）离体培养的方法来获得单倍体植株，然后人工诱导使这些植株的染色体数目加倍，恢复到正常植株染色体数目。 用高秆抗病(DDTT)和矮秆不抗病(ddtt)小麦品种，培育矮秆抗病小麦的过程，见下图： （3）原理： 染色体数目变异 单倍体植株高度不育 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 ⊗ 连续⊗ 第1年 第2年 第3-6年 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 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 1.3 单倍体育种的优点 需要的纯合矮抗品种 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。 单倍体育种 (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，不能简单地认为花药离体培养就是单倍体育种的全部。 (2)可遗传的变异≠可育：三倍体无子西瓜、骡子、二倍体的单倍体等均表现“不育”，但它们均属于可遗传的变异——其遗传物质已发生变化，若将其体细胞培养为个体，则可保持其变异性状——这与仅由环境引起的不可遗传变异有着本质区别。 核心归纳 (3)秋水仙素处理的对象 多倍体育种：萌发的种子或幼苗。 单倍体育中—单倍体可育：萌发的种子或幼苗 单倍体不可育：萌发的幼苗 (4)用秋水仙素处理单倍体植株后得到的不一定是纯合子。二倍体植株的花药离体培养得到的单倍体植株用秋水仙素处理后得到一定是纯合子。 核心归纳 单倍体育种 多倍体育种 原理 常用方法 优势 缺点 多倍体育种和单倍体育种的比较 染色体数目变异 染色体数目变异 花药离体培养后 人工诱导染色体数目加倍 秋水仙素处理萌发的种子、幼苗 明显缩短育种年限 得到的植株是纯合子 操作简单 技术复杂一些， 需与杂交育种配合 适用于植物， 在动物方面难以操作 典题应用—步步高P88 2.用纯种的高秆抗锈病(DDTT)小麦与矮秆易染锈病(ddtt)小麦培育矮秆抗锈病小麦新品种的方法如图所示。下列有关此育种方法的叙述中，正确的是 A.过程①的作用原理为染色 体变异 B.过程③必须经过受精作用 C.过程④必须使用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗 D.此育种方法选出的符合生产要求的品种占1/4 √ 染色体的某一片段消失 正常翅 缺刻翅 a b c d e f 实例：果蝇缺刻翅的形成 人类猫叫综合征 染色体结构变异 1.缺失 人的5号染色体部分缺失引起的遗传病，患儿哭声轻，音调高，生长发育迟缓，智力严重障碍 “猫叫综合征”为最常见的缺失综合征，因婴儿时有猫叫样啼哭而得名 染色体增加了某一片段 正常眼 棒状眼 a b c d e f b 实例：果蝇棒状眼的形成 2.重复 染色体结构变异 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 a b c d e f g h i j k 实例：果蝇花斑眼的形成 人慢性粒细胞白血病 3.易位 染色体结构变异 1、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 核心归纳—步步高P89 染色体的某一片段位置颠倒引起的变异 正常翅 卷翅 c d e f a b a f b c d e b c d e 实例：果蝇卷翅的形成 女性9号染色体倒位后造成习惯性流产 a b c d e f a b c d e f b c d e a f 位置颠倒 4.倒位 染色体结构变异 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） 大多数染色体结构变异对生物体是不利的，有的甚至导致生物体死亡。 影响 结果 染色体结构变异中基因的结构发生变化了吗？ 染色体结构变异 染色体结构变异后出现的联会异常分析 缺失 重复 缺失环 重复环 倒位 易位 染色体结构变异后出现的联会异常分析 任务：辨析染色体结构变异的类型 1.如图为显微镜观察到的变异杂合子染色体联会异常现象，通过图示辨析染色体结构变异的类型。 核心探讨—步步高P88 缺失 重复 易位 倒位 2.上述变异类型中，_____和_____改变了染色体上基因的数量，_____和_____改变了基因在染色体上的_________。 缺失 重复 易位 倒位 排列顺序 项 目 基因突变 基因重组 染色体变异 本 质 发生时期 观 察 适用范围 产生结果 共同点 基因突变、基因重组和染色体变异的比较 基因结构的改变 基因的重新组合 染色体结构或数目发生变化 DNA复制时期 减数分裂Ⅰ 减数分裂 、有丝分裂 光学显微镜下无法观察 光学显微镜下无法观察 光学显微镜下可以观察 任何生物 真核生物、有性生殖 真核生物 产生新的基因 只改变基因型 基因“数量”上发生变化 都是可遗传的变异 2.染色体结构变异与基因突变的比较 项目 基因突变 染色体结构变异 变化实质 基因发生碱基的替换、缺失、增添 染色体上的基因片段缺失、重复、倒位及易位 对象 碱基 基因 结果 碱基排列顺序改变 基因数目或排列顺序改变 镜检 不可见 可见 核心归纳—步步高P89 (1)DNA分子内的变异 “三看法”判断可遗传变异类型 (2)DNA分子间的变异 “三看法”判断可遗传变异类型 (1)染色体之间发生的片段互换属于染色体结构变异( ) (2)X射线可引起基因突变，也可引起染色体变异( ) (3)染色体增加某一片段可提高基因表达水平，是有利变异( ) 判断正误—步步高P88 32 3.下列关于染色体变异的叙述，正确的是 A.除病毒外，所有生物都能发生染色体变异 B.非同源染色体之间交换部分片段属于染色体结构变异 C.脱氧核苷酸数目和排列顺序发生改变必然导致染色体结构变异 D.用光学显微镜能直接观察到染色体数目变异而不能观察到染色体结构 变异 √ 典题应用—步步高P89 4.生物体染色体上的等位基因部位可以进行配对联会，非等位基因部位不能配对。某二倍体生物细胞中分别出现如图中①～④系列状况，则对该图的解释正确的是 A.①为基因突变，②为倒位 B.③可能是重复，④为染色体组加倍 C.①为易位，③可能是缺失 D.②为基因突变，④为染色体结构变异 √ 典题应用—步步高P89 网络构建 练习与应用—教材P91 1、可能的原因是，二倍体植株经减数分裂形成胚子后，一些配子可以在减数分裂后，一些胚子可以在离体条件下发育成单倍体。这些单倍体一般不能通过有性生殖繁殖后代，因为它们的体细胞中只含有一个染色体组，减数分裂时没有同源染色体的联会，造成染色体分别移向细胞两极时的紊乱，不能形成正常的配子，因此，不能繁殖后代。 $$