5.2 染色体变异-【优质课堂】2024-2025学年高一生物下学期精品课件（人教版2019必修2）

5.2 染色体变异 1 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（见下表）。 讨论 1、请根据所学的减数分裂的知识， 试着完成该表格。 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 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。 讨论 2、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。 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，称为染色体变异。 包括染色体结构的变异和染色体数目的变异两种类型。 一、染色体数目的变异 1、类型 2、染色体组 3、二倍体和多倍体 4、单倍体 5、低温诱导植物染色体数目变化 1、类型 染色体数目变异 细胞内个别染色体的增加或减少，例如，多一条染色体称为三体，少一条称为单体。 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的增加或成套的减少。 增加一条 减少一条 正常雌果蝇体细胞 染色体（2n=8） 2、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，也就是含有两套非同源染色体，其中把每套非同源染色体称为一个染色体组。 X Y Ⅱ Ⅱ Ⅲ Ⅲ Ⅳ Ⅳ X Ⅲ Ⅳ Y Ⅱ Ⅲ Ⅳ 2、染色体组 染色体组的特征 (1) 一个染色体组不含同源染色体，不含等位基因。 (2) 一个染色体组所含的染色体大小、形态和功能各不相同，均为非同源染色体。 (3) 一个染色体组中含有控制生物生长、发育、遗传和变异的全套遗传信息。 2、染色体组 染色体组数目的判断方法 ①同源染色体有几条，就有几个染色体组； ②相同基因或等位基因有几个，就有几个染色体组。 2、染色体组 染色体组数目的判断方法 ③表示染色体数目n的系数即为染色体组的个数。 2、染色体组 一个染色体组中染色体数目的判断方法 染色体总数÷染色体组数=一个染色体组中染色体数目 染色体组和基因组的关系 二倍体生物，如果无性染色体，那么一个染色体组就等于该物种的基因组，即配子中的染色体既是染色体组又是基因组；如果有性染色体，那么一个染色体组不等于基因组，基因组等于一套非同源常染色体加两条性染色体，例如，人的基因组 22+X+Y，果蝇 3+X+Y。 3、二倍体和多倍体 体细胞中含有两个染色体组的个体叫做二倍体。 二倍体 多倍体 如果二倍体的减数分裂出现错误，形成含有两个染色体组的配子，这样的配子与含有一个染色体组的配子结合，发育成的个体的体细胞中就含有三个染色体组，称作三倍体。 如果两个含有两个染色体组的配子结合，发育成的个体的体细胞中就含有四个染色体组，称作四倍体。如果二倍体在胚或幼苗期受某种因素影响，体细胞在进行有丝分裂时，染色体只复制未分离，也会形成四倍体。 体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体叫做多倍体。 3、二倍体和多倍体 多倍体生物种类 在自然界，几乎全部动物和过半数的高等植物都是二倍体。 多倍体在植物中很常见，在动物中极少见。 普通小麦 六倍体 菊花 六倍体 葡萄 三/四倍体 香蕉 三倍体 相关信息 在被子植物中，约有33%的物种是多倍体。例如，普通小麦、棉、烟草、菊、水仙等都是多倍体。某些品种的苹果、梨、葡萄也是多倍体。 3、二倍体和多倍体 四倍体可以通过减数分裂形成含有两个染色体组的配子。 三倍体因为原始生殖细胞中有三套非同源染色体，减数分裂时出现联会紊乱，因此不能形成可育的配子，即无法产生种子。 一般情况下，奇数倍体都联会紊乱，高度不育。 多倍体的育性 3、二倍体和多倍体 与二倍体相比，多倍体的植株常常是茎秆粗壮，叶片、果实和种子都比较大，糖类和蛋白质等营养物质含量都有所增加。 例如，四倍体葡萄的果实比二倍体的大得多，四倍体番茄维生素C含量比二倍体的几乎增大了一倍。 因此，人们常常采用人工诱导多倍体的方法来获得多倍体植株，培育新品种。 多倍体植株的特点 3、二倍体和多倍体 人工诱导多倍体 方法：低温处理、用秋水仙素诱发等 最常用且最有效的方法：用秋水仙素来处理萌发的种子或幼苗 原理：秋水仙素作用于正在分裂的细胞时，能够抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞的两极，从而引起细胞内染色体数目加倍（染色体数目变异）。 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 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 人工诱导多倍体实例——三倍体无籽西瓜P91 第二次传粉：刺激子房产生生长素，促进子房发育为果实。 授粉 第一次传粉：获得三倍体种子 注意：如果以二倍体为母本，四倍体为父本进行杂交，也能得到三倍体的种子，但是这种种子结的西瓜，因珠被发育成厚硬的种皮，达不到“无籽”的目的。 人工诱导多倍体实例——三倍体无籽西瓜P91 相关信息 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。它是白色或淡黄色的粉末或针状结晶，有剧毒，使用时应当特别注意。 4、单倍体 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。 单倍体不一定是一倍体，一倍体一定是单倍体。 雄蜂是单倍体。 自然状态下，玉米、高粱、水稻、番茄等二倍体植株，偶尔也会出现单倍体。 概念 单倍体植株特点 与正常植株相比，单倍体长得弱小，且高度不育。 4、单倍体 单倍体育种 单倍体育种的优点 ①明显缩短育种年限，加速育种进程。 ②单倍体育种每对染色体上的基因都是纯合的，自交后代不会发生性状分离。 单倍体育种包括两个过程：花药离体培养和人工诱导染色体加倍。 花药 花药离体培养 单倍 体幼苗 秋水仙素处理 纯合体 优良性 状纯合体 筛选 4、单倍体 单倍体育种实例 5、低温诱导植物染色体数目变化 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。 5、低温诱导植物染色体数目变化 步骤 （1）将蒜（或洋葱）在冰箱冷藏室内（4℃）放置一周；取出后，于室温（约25℃）进行培养；蒜长出约1cm长的不定根时，将装置放入冰箱冷藏室诱导培养48~72h。 （2）剪取诱导处理的根尖约0.5~1cm，放入卡诺氏液中浸泡0.5~1h，以固定细胞形态，然后用体积分数为95%的酒精冲洗２次。 5、低温诱导植物染色体数目变化 步骤 （3）制作装片包括：解离、漂洗、染色、制片。 （4）先低倍镜观察，视野中有二倍体也有四倍体细胞。确认某个细胞发生染色体数目变化后，再用高倍镜观察。 5、低温诱导植物染色体数目变化 5、低温诱导植物染色体数目变化 讨论 秋水仙素与低温都能诱导染色体数目加倍，这两种方法在原理上有什么相似之处？ 秋水仙素与低温都能诱导染色体数目加倍，可能都与抑制纺锤体的形成有关，着丝粒分裂后没有纺锤体的牵引作用，因而不能将染色体拉向细胞的两极，导致细胞中的染色体数目加倍。 二、染色体结构的变异 1、类型 2、缺失 3、重复 4、易位 5、倒位 6、结构变异的减数分裂联会 7、染色体结构变异的本质 8、染色体结构变异的影响 1、类型 人类的许多遗传病是由染色体结构改变引起的。 例如，猫叫综合征是人的5号染色体部分缺失引起的遗传病，因为患儿哭声轻，音调高，很像猫叫而得名。猫叫综合征患者的生长发育迟缓，而且存在严重的智力障碍。 在自然条件或人为因素的影响下，染色体发生的结构变异主要有四种类型：缺失、重复、易位、倒位。 2、缺失 染色体的某一片段缺失引起的变异。 概念 a b c d e f a b c d e f 实例 果蝇缺刻翅的形成、猫叫综合征。 正常翅 缺刻翅 3、重复 染色体增加某一片段引起的变异。 概念 实例 果蝇棒状眼的形成。 a b c d e f b a b c d e f 棒状眼 正常眼 4、易位 染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上引起的变异。 概念 实例 果蝇花斑眼的形成。 a b c d e f g h i j k 正常眼 花斑眼 易位和交叉互换的区别 易位发生于非同源染色体之间；交叉互换发生于同源染色体的非姐妹染色单体之间。 5、倒位 染色体的某一片段位置颠倒引起的变异。 概念 实例 果蝇卷翅的形成。 c d e f a b a f b c d e b c d e 正常翅 卷翅 6、结构变异的减数分裂联会 缺失 重复 易位 倒位 染色体结构变异会使排列在染色体上的基因数目或排列顺序发生改变，这会导致性状的变异。 7、染色体结构变异的本质 8、染色体结构变异的影响 大多数染色体结构变异对生物体是不利的，有的甚至会导致生物死亡。 9、染色体结构变异的检测 染色体变异可以通过光学显微镜观察来确定，基因突变不能。 帮范儿 再会 37 桃源仙居 骆集益 在水一方, track 30, disc 1 107418.18 XXX - 163 key(Don't modify):L64FU3W4YxX3ZFTmbZ+8/QfUoMJ6Rg4VDnu6/rhNalqp/2ALjZYEiRtG1rVSt06NAPVBisr10xPT+wf135pXvWXXBoG4e6lMYzjYZHyvgfv1wKX8JP3mTqafVFtoLCIgFXyh6Qf3JTO7OWhE0xfTuXgpovVsDV7aLQ4y+WhcFj2nSnJPSCcWmau1lq0zvcQYK8FAVTsxRuLzhLz+xSLtDA9f1HylF9UtQJQEWhRokooFFvNwQy2UHy9AFzKTVV0mTIEI9LXpQeDuNxcSpSRVF7rC0sditLThl33SZCZKsiU3IL4R2D//IJ4RD0X1dPc5NbURWk2yKWVR7/NINRcgZaFNgfQ2GbBU0XkSO3HrdBGsIMygOqy3xb4bojcTSknzi9MajM4ldupyQJhWWk8dZEDiWacaflsrzS69LgnRlHXQ+HG+Pu6w42XfA631hz4Bp4dnJzeHMbiVVVqmheX9TZy99WAipW2e4kThczg25R0= Lavf58.30.100 $$