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

第5章 基因突变及其他变异 第2节 染色体变异 表型 改变 可遗传的变异 不可遗传的变异 环境 改变 基因型 改变 来源 基因重组 基因突变 染色体变异 未改变 表观遗传 作为野生植物的后代，许多栽培植物与它们的祖先大不相同 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） 问题探讨 讨论课本P87上的问题1、2 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它们的祖先大不相同，如马铃薯和香蕉。 讨论 1、请根据所学的减数分裂的知识，试着完成该表格。 2、为什么我们平时吃的香蕉没有种子？ 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 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，进而无法形成种子。 3.减数分裂和受精作用能够使生物体亲子代间的染色体数目保持稳定，然而马铃薯和香蕉的染色体数目为什么与它们的野生祖先有这么大差别呢？ 生物体的体细胞或生殖细胞内染色体数目 的变化，称为染色体变异。 或结构 一、染色体变异 增加一条 整套增加 正常果蝇 （2n=8） 增加2个基因 染色体结构的变异 染色体数目的变异 细胞内个别染色体的增加或减少 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 类型 光学显微镜下都可以观察到吗？ 基因突变 分子水平的变异，光镜下不可见 染色体变异 细胞水平的变异，光镜下可见 基因重组 二、染色体数目变异 1.细胞内个别染色体的增加或减少 实例：唐氏综合征/21三体综合征 (先天愚型或Down综合征) 表现： P93正文 病因： 多一条21号染色体 44+1＋XY（47条） 根据减数分裂染色体变化过程，分析21三体综合征形成的原因？ 减I后期21号同源染色体未分离 减II后期姐妹染色单体未分离 二、染色体数目变异 2.以染色体组的形式成倍的增加或减少 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。 在形态和功能上 ，但又相互协调，共同控制生物的 的一组 染色体。 c 含有控制生物性状的一整套基因； b 所含的染色体形态、大小和功能各不相同； a 不含有同源染色体，不含相同的子染色体； 各不相同 生长、发育、遗传和变异 非同源 d 不含有相同基因或等位基因。 ①染色体组概念 ②染色体组的四个特点 项目 染色体组数 每个染色体组内非同源染色体数 二、染色体数目变异 3.判断染色体组数目的方法 细胞中同一形态的染色体有几条，则含有几个染色体组 规律： 3 细胞中有几种形态的染色体，一个染色体组中就有几条非同源染色体 3 2 3 1 4 2 2 4 2 ①根据“染色体形态”判断 二、染色体数目变异 3.判断染色体组数目的方法 ②根据“基因型”判断 控制同一性状的基因(包括同一字母的大、小写)出现几次，则含有几个染色体组 规律： 项目 ABCD AaaBBb AAbb AAaaBbbb 染色体组数 注：上述非等位基因均位于非同源染色体上。 A B C D A a a B B b A A b b AAaa Bbbb 等位基因或相同基因位于同源染色体相同位置 1 3 2 4 二、染色体数目变异 3.判断染色体组数目的方法 实战训练:判断细胞含几个染色体组？每组有几条染色体？ 　 3个；3条 1个；4条 2个；4条 3个；2条 4个；3条 4个；2条 1个；4条 2个；2条 二倍体？ 多倍体？ 单倍体？ 注：上述非等位基因均位于非同源染色体上。 二、染色体数目变异 4.二倍体 体细胞中有两个染色体组的生物称为二倍体。 由受精卵发育而来， 配子 亲代 × 2N 2N N N 受精卵 2N 子代 2N 在自然界，几乎全部动物和过半数植物都是二倍体。 二、染色体数目变异 5.多倍体 体细胞中有3个或3个以上染色体组的生物称为多倍体。 由受精卵发育而来， 配子 亲代 × 2N 2N N 2N 受精卵 子代 异常 3N 3N 三倍体 请借助上述模型分析四倍体的形成机理 还有别的方式形成四倍体吗？ P88第1段倒数第2句 与二倍体植株相比，多倍体植株具有哪些特点？ P88正文第3段 或某种因素导致染色体数目加倍， 二、染色体数目变异 5.多倍体 四倍体番茄VC含量比二倍体品种几乎增加一倍 四倍体平均粒重10克 二倍体平均粒重6克 　四倍体草莓 二倍体草莓 人工诱导产生多倍体的方法有哪些呢？ P88正文倒数第2段 方法 用 处理 或 。 秋水仙素或低温等 萌发的种子 幼苗 体细胞 有丝分裂 染色体数加倍的体细胞 染色体加倍的组织或个体 低温或秋水仙素等起作用 正常分裂分化发育 说明：着丝粒断裂是自发的，而细胞的分裂受纺锤体的牵引。低温或秋水仙素通过影响纺锤体的形成影响细胞分裂，从而导致染色体数目加倍。 秋水仙素或低温作用原理 二、染色体数目变异 5.多倍体 抑制正在分裂的细胞的纺锤体的形成。 多倍体植株都能形成种子吗？在农业生产上有什么应用？ P91拓展应用第2题 第一年 二倍体AA结红瓜 秋水仙素处理 四倍体AAAA（母本） 二倍体(父本) aa结黄瓜 传粉 第二年 三倍体西瓜子 三倍体 种植 AAa 花粉不能正常形成 二倍体 三倍体西瓜 无胚和胚乳，但有种皮 二、染色体数目变异 6.无子西瓜 传粉刺激果实发育 二、染色体数目变异 6.无子西瓜 据图回答下列问题： 1.为什么用一定浓度的秋水仙素溶液滴在二倍体西瓜幼苗的芽尖？ 芽尖细胞正在进行 分裂， 当秋水仙素作用于正在分裂的细胞时， 能够抑制 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 。 纺锤体 有丝 加倍 据图回答下列问题： 2.获得的四倍体西瓜为何要与二倍体杂交？联系第1问，你能说出产生多倍体的基本途径吗？ 杂交可获得三倍体植株。 产生多倍体的基本途径： 用秋水仙素处理萌发的幼苗或种子。 二、染色体数目变异 6.无子西瓜 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。 因为三倍体植株不能进行正常减数分裂，一般情况下不能形成配子，但也有极低概率形成正常的配子。 二、染色体数目变异 6.无子西瓜 4.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。 ⑤举例： ③优点： 操作简便、易行 ②原理： 染色体数目变异 有丝分裂 秋水仙素或低温等 抑制纺锤体形成 细胞内染色体 数目加倍 多倍体植株 发育 ① 过程： ④缺点： 二、染色体数目变异 7.多倍体育种 适用于植物，动物难开展 三倍体无籽西瓜的培育 二、染色体数目变异 8.低温诱导植物细胞染色体数目的变化 实验步骤： 4 ℃ 卡诺氏液 95% 漂洗 染色 二、染色体数目变异 8.低温诱导植物细胞染色体数目的变化 实验现象： 二、染色体数目变异 8.低温诱导植物细胞染色体数目的变化 视野中既有正常的二倍体细胞，也有染色体数目发生改变的细胞。 二、染色体数目变异 8.低温诱导植物细胞染色体数目的变化 实验中几种试剂的使用方法和作用 试剂 使用方法 作用 卡诺氏液 体积分数为95%的酒精 清水 甲紫溶液 固定细胞形态 将根尖放入卡诺氏液中浸泡0.5～1 h 洗去卡诺氏液 冲洗卡诺氏液处理过的根尖 解离根尖细胞 与质量分数为15%的盐酸等体积混合，浸泡经固定处理的根尖 洗去解离液 漂洗解离后的根尖约10 min 使染色体着色 把漂洗干净的根尖放进盛有甲紫溶液的玻璃皿中染色3～5 min 二、染色体数目变异 9.单倍体 生物以“染色体组”为单位成套地增加会形成 。 多倍体 生物以“染色体组”为单位成套地减少，含有与本物种配子染色体数目相同的个体，这样的个体称为 。 单倍体 蜜蜂的发育 与正常植株相比，单倍体植株有什么特点？ P89正文第1段 方法：花药离体培养 + 秋水仙素加倍 单倍体植株特点： 单倍体育种 植株弱小且高度不育。 花药 离体培养 秋水仙素处理 染色体加倍 纯合正常植株 二、染色体数目变异 9.单倍体 为什么？ 如何使之可育？ 二、染色体数目变异 9.单倍体 花药(或花粉）离体培养+秋水仙素加倍 （1）原理： 染色体数目变异 （2）方法： （3）过程： 二倍体植株 花药离体培养 单倍体幼苗 秋水仙素处理 恢复二倍体植株 （4）缺点： 过程复杂 （5）优点： 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 （5）优点： 明显缩短育种年限，所得个体均为纯合子 二、染色体数目变异 9.单倍体 为获得纯和矮抗品种 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 由受精卵发育而成，体细胞中含有2个染色体组的个体 由受精卵发育而成，体细胞中含有3个或3个以上染色体组的个体 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 受精卵 受精卵 未受精的配子 2个 3个或3个以上 不确定（是正常体细胞染色体组数目一半） 正常 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 植株矮小，且一般高度不育（雄蜂可育） 二、染色体数目变异 10.单倍体、二倍体、多倍体比较 三、染色体结构变异 1.染色体结构变异的分类 1.下图为显微镜观察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。 缺失 重复 易位 倒位 阅读教材P90回答下列问题： 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_________，导致性状的变异。 缺失 重复 易位 倒位 排列顺序 结果 3.上述变异会对个体造成怎样的影响呢？ 不利甚至导致生物体死亡 三、染色体结构变异 2.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 类别 基因突变 基因重组 染色体变异 适用范围 类型 发生时期 结果 光学显微镜观察 意义 育种中的应用 所有生物（包括病毒） 自然状态下，发生在真核生物的有性生殖过程中 真核生物 诱发突变、自发突变或（显性突变、隐性突变） 交叉互换型、自由组合型（基因工程、转化实验） 染色体结构变异、染色体数目变异 任何时期，主要发生在有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期 减数第一次分裂前期、减数第一次分裂后期 任何时期，主要发生在细胞分裂时 引起基因碱基序列的改变（产生了新基因） 产生了新基因型和性状组成、不能产生新的基因和性状 使排列在染色体上基因的数目或排列顺序发生改变，不产生新的基因， 不能观察到，属于分子水平 不能观察到，属于分子水平 能观察到，属于细胞水平 新基因产生的途径； 生物变异的根本来源； 为生物的进化提供了丰富的原材料； 生物变异的来源之一，对生物进化具有重要的意义 诱变育种 杂交育种 单倍体育种、多倍体育种 三种可遗传变异比较 生物变异的来源之一，对生物进化具有重要的意义 课堂小结 成因：未经受精的配子直接发育而成。 特点：器官较大、营养丰富，但发育延迟，结实率低。 染色体变异 数目变异 成倍增减 染色体组 分类 二倍体：由受精卵发育来，含两个染色体组的个体。 概念：由合子发育，含三个以上染色体组。 多倍体 应用：例：无子西瓜、香蕉、小麦。 成因：自然或人为(秋水仙素)使染色体加倍。 概念：配子直接发育来的个体。 应用：花药离体培养法 。 特征：一般较弱小、不育。 概念：含个体发育全部基因的一组非同源染色体。 特征： 结构变异 ： 缺失 (例 ：猫叫综合症) ，增加，倒位，易位。 (例：21三体综合征) 个别增减: 单倍体 能用显微镜观察 随堂小练 (　　)1.单倍体的体细胞中一定只含一个染色体组。 (　　)2.体细胞中含有两个染色体组的个体一定是二倍体。 (　　)3.单倍体育种中，可用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。 (　　)4.二倍体西瓜幼苗的基因型为Aa，则用秋水仙素处理后形成的四倍体为纯合子。 (　　)5.二倍体水稻和四倍体水稻杂交，可获得三倍体，稻穗和籽粒变小。 (　　)6.秋水仙素可抑制纺锤体的形成，导致有丝分裂后期着丝粒不能正常分裂，所以细胞不能分裂，从而使细胞染色体数目加倍。 × × × × × × 随堂小练 (　　)7.低温诱导时温度越低效果越显著。 (　　)8.用显微镜观察时发现所有细胞中染色体均已加倍。 (　　)9.制作根尖细胞的临时装片时，制作基本步骤是解离→漂洗→染色→制片。 (　　)10.低温处理和利用秋水仙素处理材料的原理是相同的。 (　　)11.固定细胞后所用的冲洗试剂与解离后所用的漂洗试剂是一样的。 × × √ √ × 随堂小练 12．普通小麦是六倍体，含有42条染色体，它的单倍体体细胞中的染色体组数及染色体形态种类依次是(　　) A．3、7 B．1、7 C．3、21 D．7、3 A 13．下列有关染色体组的说法，不正确的是(　　) A．X、Y染色体形态不同，可以存在于同一染色体组中 B．二倍体生物的配子中含有的染色体构成一个染色体组 C．构成一个染色体组的染色体在形态、功能上各不相同 D．果蝇在减数分裂Ⅰ后期移向细胞同一极的染色体构成一个染色体组 A 14.如图所示为果蝇细胞的染色体组成,以下说法正确的是(　　) A.染色体1、2、4、5组成果蝇的一个染色体组 B.染色体3、6之间的交换属于互换 C.控制果蝇红眼或白眼的基因位于2号染色体上 D.果蝇的基因组可由1、2、3、6、7的DNA分子组成 D $$