5.2染色体变异课件-2024-2025学年高一下学期生物人教版（2019）必修2

5.2 染色体变异 第五章 基因突变及其他变异 问题探讨 作为野生植物的后代，许多栽培植物的染色体数目却与他们的祖先大不相同，如马铃薯和香蕉。 ： 生物种类 体细胞染色体数/条 马铃薯 野生祖先种 24 栽培品种 48 香蕉 野生祖先种 22 栽培品种 33 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。 染色体变异： 一、染色体数目的变异 （一）细胞内个别染色体的增加或减少 13三体综合征 特纳(Turner)综合征 一、染色体数目的变异 （一）细胞内个别染色体的增加或减少 （二）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地增加或成套的减少 一、染色体数目的变异 问题1：野生马铃薯体细胞中有几条染色体？ 问题2：野生马铃薯体细胞中有几对同源染色体？ 问题3：野生马铃薯配中有几条染色体？ 12 24 12 问题4：如果把配子中的染色体看作一组，野生马铃薯体细胞中有几个染色体组？ 2 野生马铃薯体细胞有两套非同源染色体。其中有每套非同源染色体称为一个染色体组。 1、染色体组：细胞中的每套非同源染色体。 一个染色体组中各条染色体的形态和功能均不相同，包含了该物种的全部遗传信息。 （二）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地增加或成套的减少 补充： 染色体组数的判断 ①：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。 1个染色体组 3个染色体组 4个染色体组 4个染色体组 ②：根据基因型判断 同一字母（无论大小写）出现几次，就含有几个染色体组。 YyRr AABBDD Aaa ABCD 2个染色体组 2个染色体组 3个染色体组 1个染色体组 补充： 染色体组数的判断 2、二倍体：由受精卵发育而来，体细胞中含有两个染色体组的个体叫作二倍体 （二）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地增加或成套的减少 3、多倍体：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统称为多倍体 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 多倍体在植物种很常见，动物中极少见 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。 受精 作用 二倍体正常的减数分裂（示两对同源染色体） 二倍体 减数 分裂Ⅰ ♀ 复制 减数 分裂Ⅱ ♂ 减数 分裂Ⅰ 复制 减数 分裂Ⅱ 受精作用 ♂ 减数分裂 ♀ 减数分裂 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 三倍体的成因： 三倍体 ♂ 减数分裂 受精作用 四倍体 ♀ 减数分裂 ①有2个含有两个染色体组的配子结合发育而来 四倍体的成因： ②二倍体在胚或幼苗时期受某种因素影响，体细胞在进行有丝分裂时，染色体只复制未分离，形成四倍体。 作为野生植物的后代，许多栽培植物的染色体数目却与他们的祖先大不相同，如马铃薯和香蕉。 ： 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 问题探讨 为什么平时吃的香蕉是没有种子的？ 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，不能形成种子。 问题探讨 多倍体的特点： 二倍体草莓 四倍体草莓 二倍体葡萄 四倍体葡萄 二倍体草莓 四倍体草莓 多倍体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的含量都有所增加。 低温处理、秋水仙素。 其中用秋水仙素来处理萌发的种子或幼苗是目前最常用且最有效的方法。 人工诱导多倍体的方法： 人工诱导多倍体的方法： ①低温处理萌发的种子或幼苗 四倍体 二倍体 作用机理：抑制纺锤体的形成 ②用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗 秋水仙素作用在细胞分裂的哪个时期？ 前期 人工诱导多倍体的方法： ①低温处理萌发的种子或幼苗 ： 无子西瓜的培育 二倍体 杂交 三倍体 第一年 第二年 四倍体 二倍体 ♀ ♂ 实例：无籽西瓜的培育 四倍体植株上结的西瓜就是无籽西瓜吗？ 四倍体植株上结的是有籽西瓜。 三倍体植株上结的是无籽西瓜。 由于三倍体原始生殖细胞中有3个染色体组，减数分裂时会出现联会紊乱，不能形成可育的配子。 联会紊乱 三倍体植株 ： 无子西瓜的培育 二倍体 杂交 三倍体 第一年 第二年 四倍体 二倍体 ♀ ♂ 实例：无籽西瓜的培育 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？ 芽尖细胞正在进行有丝分裂，当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两极，从而引起细胞内染色体数目加倍。 联会紊乱 三倍体植株 ： 无子西瓜的培育 二倍体 杂交 三倍体 第一年 第二年 四倍体 二倍体 ♀ ♂ 实例：无籽西瓜的培育 2、四倍体西瓜植株做母本产生的雌配子中含有几个染色体组？获得的四倍体西瓜为何要与二倍体杂交？ 2个；交可获得三倍体植株。 多倍体产生的途径有：秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。 联会紊乱 三倍体植株 ： 无子西瓜的培育 二倍体 杂交 三倍体 第一年 第二年 四倍体 二倍体 ♀ ♂ 实例：无籽西瓜的培育 3、有时可以看到三倍体西瓜中有少量发育并不成熟的种子，请推测产生这些种子的原因。 联会紊乱 三倍体植株不能进行正常的减数分裂，一般情况下不能形成配子，也有可能形成正常的配子。 三倍体植株 ： 无子西瓜的培育 二倍体 杂交 三倍体 第一年 第二年 四倍体 二倍体 ♀ ♂ 实例：无籽西瓜的培育 4、每年都要制种，很麻烦，有没有别的替代方法？ 联会紊乱 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。 三倍体植株 低温诱导植物细胞染色体数目的变化 探究与实践 一组大蒜根尖置于4℃冷藏冰箱培养，作为 ； 一组置于室温(约25℃)培养，作为 。 （1）如何设置对照实验？ 实验组 1.提出问题：低温能诱导植物染色体数目的变化吗？ 2.作出假设： 3.制订计划： 对照组 低温能诱导植物染色体数目的变化 原理：用低温处理植物的分生组织细胞，抑制纺锤体的形成 （4）制作根尖分生区有丝分裂临时装片的流程有哪些？ 解离 漂洗 染色 制片 低温诱导植物细胞染色体数目的变化 探究与实践 固定细胞：____________。 卡诺氏液 （3）如何固定细胞？ 解离：盐酸和酒精混合液（1：1混合），目的是： _________________________________。 漂洗：清水漂洗，目的是洗去药液，__________________。 染色：用 或 对染色体染色。 制片：放在载玻片上，加清水并用镊子把根尖弄碎，盖上盖玻片，用拇指轻轻地按压盖玻片完成制片。 用药液使组织中的细胞相互分离开来 防止解离过度 甲紫溶液 醋酸洋红液 临时装片 （5）如何用显微镜观察实验结果？ 先用低倍镜找到染色体形态较好的分裂象，再换高倍镜观察 低温诱导植物细胞染色体数目的变化 探究与实践 4.实施计划： 5.得出结论： 低温能诱导植物染色体数目的增多 受精卵 受精作用 未受精的卵 2n=32 n=16 2n=32 蜂王 工蜂 雄蜂 蜂王 卵 n=16 减数分裂 雌蜂 （二）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地增加或成套的减少 4、单倍体：由配子发育而来，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。如雄蜂 问题：普通小麦是六倍体，由其配子发育而来的单倍体有几个染色体组？ 3个 问题：单倍体生物细胞内只有一个染色体组。 × （1）单倍体植株的特点： 长得弱小，而且高度不育。 （2）单倍体育种： （二）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地增加或成套的减少 4、单倍体： 原理：染色体变异 单倍体育种 方法：花药离体培养 植株 花药离 体培养 单倍体植株 人工诱导 染色体加倍 正常植株 原理：染色体变异 与社会的联系 优点：明显缩短育种年限，后代全是纯合子（可稳定遗传） 33 例：高杆（D）对矮杆（d）为显性，抗病（R）对易染病（r）为显性。现有纯合高杆抗病和矮杆易染病植株，请写出快速繁育可以稳定遗传的抗倒伏抗病植株（用遗传图解表示） ddRR 杂交育种: D R 、 ddR 、 D rr、ddrr ddRR ddRr 将F2中矮抗植株选出来，连续自交，直至后代不再出现性状分离为止 DDrr × ddRR DdRr P × F1 F2 育种时间较长 DDRR × ddrr DdRr P F1 花粉 DR、Dr、dR、dr 花药离体培养 DR、Dr、dR、dr 单倍体幼苗 秋水仙素处理 DDRR、DDrr、ddRR、ddrr 正常纯合子 筛选所需的品种 育种时间只要两年 第2年 第1年 单倍体育种： 单倍体、二倍体和多倍体的比较 项目 二倍体 多倍体 单倍体 概念 发育起点 染色体组的数目 性状表现 归纳总结 体细胞中含有2个 染色体组的个体 体细胞中含有3个或3个 以上染色体组的个体 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 受精卵 受精卵 未受精的配子 2个 3个或3个以上 不一定 正常 茎秆粗壮，叶片、果实、种子较大，营养丰富 植株矮小，高度不育 染色体结构的变异 染色体数目的变异 个别染色体的增加或减少 以染色体组为基数成倍地增加或成套的减少 染色体变异 猫叫综合症 症状：两眼距离较远，耳位低下，生长发育缓慢，，存在着严重的智力障碍。患儿哭声轻，音调高，很像猫叫。 5号染色体部分缺失 二、染色体结构的变异 1、染色体结构的变异的类型 缺刻翅 正常翅 ①缺失：染色体的某一片段缺失引起变异。例如果蝇缺刻翅的形成 缺失 a b c d e f b a c d e f 正常眼 棒状眼 ②重复：染色体中增加某一片段引起变异。例如果蝇棒状眼的形成 重复 a b c d e f b b a b c d e f b 1、染色体结构的变异的类型 ③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，例如果蝇花斑眼的形成 正常眼 花斑眼 移接 a b c d e f g h i j k l g h i j k l a b c e f d a b c k l g h d e f j i 1、染色体结构的变异的类型 ④倒位：染色体的某一片段位置颠倒也可引起变异，例如果蝇卷翅的形成 正常翅 卷翅 a b c d e f a b c d e f b c d e a f 颠倒 1、染色体结构的变异的类型 染色体结构变异 染色体上的基因的数目和排列顺序改变 性状的变异 （多数不利） 2、染色体结构变异结果 染色体结构的变异 染色体数目的变异 染色体变异 缺失、重复、倒位、易位 个别染色体的增加或减少 以染色体组为基数成倍地增加或成套的减少 基因突变、基因重组和染色体变异的比较 项 目 基因突变 基因重组 染色体变异 本 质 观 察 适用范围 产生结果 共同点 归纳总结 基因结构的改变 光学显微镜下无法观察 任何生物 产生新的基因 基因的重新组合 光学显微镜下无法观察 有性生殖 只改变基因型 可遗传的变异 染色体结构或数目发生变化 光学显微镜下可以观察 真核生物 基因“数量”上发生变化 1、 已知某物种的一条染色体上依次排列着M、N、O、P、Q五个基因，如图列出的若干种变化中，不属于染色体结构发生变化的是 A． 已知染色体 M N O P Q M N O M N OO P Q M n O P Q PQ O M N B． C． D． 巩固练习 体细胞中染色体数 配子中染色体数 体细胞中染色体组数 配子中染色体组数 属于几倍体生物 豌 豆 7 2 普通小麦 42 3 小黑麦 28 八倍体 14 1 二倍体 六倍体 21 56 8 4 6 巩固练习 2、 根据所学知识，填写表格内容。 3．用马铃薯的花药离体培养出的单倍体植株，可以正常地进行减数分裂，用显微镜可以观察到染色体两两配对形成12对。据此现象可推知产生该花药的马铃薯是（  ） A．三倍体  B．二倍体  C．四倍体  D．六倍体 C 巩固练习 4．用基因型为DdTt一植株所产生的花粉粒，经分别离体培养成幼苗，再用秋水仙素处理，使其成为二倍体，这些幼苗长成后的自交后代（ ） A．全部为纯合体 B．全部为杂合体 C．1/16为纯合体 D．4/16为纯合体 A 巩固练习 $$