5.2染色体变异课件-2024-2025学年高一下学期生物人教版必修2

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 (味道苦涩、有毒) 栽培品种马铃薯 (薯块硕大,结薯集中) 体细胞染色体:22条 体细胞染色体:33条 体细胞染色体:24条 体细胞染色体:48条 染色体变异 第二节 染色体变异 第五章 基因突变及其他变异 染色体数目变异 1 1.概念: 生物体的体细胞或生殖细胞内染色体数目或结构的变化。 (光学显微镜下可以观察到) (1)染色体数目的变异 (2)染色体结构的变异 2.变异类型: 3.发生时期: 4.适用范围: 个体生长发育的任何时期,主要发生在细胞分裂时 真核生物核基因的遗传 染色体变异 染色体数目变异 1、个别染色体的增加或减少 正常果蝇 (2n=8) 减少 增加 增加一条 减少一条 唐氏综合征又称21三体综合征,患者的智力低于常人,身体发育缓慢,并且表现出特殊的面容。对患者进行染色体检查,可以看到患者的21号染色体比正常人多了1条。 原因: 亲代减数分裂时同源染色体未分离,或姐妹染色单体未分离。 21-三体综合征患者舟舟 唐氏综合症 配子 原因:亲代减数分裂时同源染色体未分离,或姐妹染色单体未分离。 7 先天性卵巢发育不全综合征,颈蹼,部分患者智力轻度低下。有的患者伴有心、肾、骨骼等先天畸形。 病因: 染色体组成为XO,单一的X染色体来自母亲,失去的X染色体由于父亲的精母细胞性染色体未分离造成的。 Turner综合征 染色体数目变异 2、以染色体组的形式成倍的增加或减少 知识回顾 号和 号染色体是 , 号和 号染色体是 。 同源染色体 非同源染色体 写出所有非同源染色体的集合? 其中 、 、 、X或 、 、 、Y这样的一组非同源染色体,称为一个染色体组 、 、 、X或 、 、 、Y 雄果蝇染色体图解 X Y X Y 1) 一组非同源染色体 2) 染色体的形态、大小、功能各不相同 3) 含有该物种生长、发育、遗传、变异的全套遗传信息 染色体组 总结:一套形态、功能各不相同的非同源染色体 10 X Y X X 以染色体组的形式成倍的增加或减少 Y Y 11 思维拓展 染色体组数目的确定方法 (1)根据“染色体形态”判断 3个 4个 1个 2个 4个 总结:细胞内形状大小相同(不区分颜色)的染色体有几条,就有几个染色体组。 4个 A B C _个染色体组, _个染色体组, _个染色体组, 每1个染色体组有_条 每1个染色体组有_条 每1个染色体组有_条 3 2 2 3 4 1 快问快答 (2)根据“基因型”判断 二个染色体组 二个染色体组 三个染色体组 一个染色体组 YyRr AABBDD Aaa AABbDD ABCD 两个染色体组 总结: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。 根据“染色体数/染色体形态数”值——比值是几,即含几个染色体组。 小技巧 例:果蝇有8条染色体,4种形态,几个染色体组? 2个 14 1.右图表示某植物正常体细胞的染色体组成,下列可能是该植物基因型的是 ( ) A.ABCd B.Aaaa C.AaBbCcDd D.AaaBbb 2.母马体细胞中有两个染色体组,染色体数目为64条;公驴体细胞中也有两个染色体组,染色体数目为62条。则母马与公驴杂交后代骡的体细胞中的染色体数组数和染色体数目分别是( ) A.两个染色体组、63条染色体 B.四个染色体组、63条染色体 C.两个染色体组、64条染色体 D.四个染色体组、64条染色体 课堂检测 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 单倍体、二倍体与多倍体 体细胞中含有两个染色体组的个体叫做二倍体。 例:人和野生马铃薯等生物。 二倍体 减数分裂 减数分裂 受精 作用 减数分裂时同源染色体未分离,或姐妹染色单体未分离。 三倍体 减数分裂 受精 作用 四倍体 多倍体 多倍体 体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体统称为多倍体。 (多倍体在动物中极少见,植物中很常见) 与二倍体植株相比,多倍体植株的特点有: ①茎秆粗壮;②叶片、果实和种子都比较大; ③糖类和蛋白质等营养物质的含量都有所增加。 缺点:结实率低、生长发育迟缓 多倍体形成的原因是什么? 多倍体形成的原因: 1.二倍体减数分裂错误,形成具有两个染色体组的配子。 2.二倍体的胚或幼苗的体细胞在有丝分裂时,染色体只复制不分离。 复制 继续有丝分裂 四倍体 如何形成多倍体呢? 人工诱导多倍体(多倍体育种) 1.方法: 低温诱导、秋水仙素处理 用秋水仙素来来处理萌发的种子或幼苗,是目前最常用且最有效的方法。 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。 2.原理: 染色体变异 (作用机理:抑制纺锤体的形成,导致着丝粒分裂后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。) 无纺缍体形成 染色体复制 着丝粒分裂 无纺缍丝牵引 不分裂 **秋水仙素只影响纺锤体的形成,不影响着丝粒的分裂; **低温处理和秋水仙素诱发的原理是一样的; 主要作用于有丝分裂的前期 3.作用时期: 4.应用: 含糖高的甜菜、三倍体无子西瓜 观察无子西瓜的培育过程回答以下问题: 思考讨论 问1: 获得无子西瓜至少需要几年?图中两次传粉的目的分别是什么? 问2: 二倍体西瓜幼苗的芽尖滴加秋水仙素的目的是什么?依据的原理是什么? 问3: 四倍体植株上结的西瓜是无子西瓜吗?为什么三倍体西瓜是无籽的? 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 秋水仙素 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 三倍体西瓜种子 无子西瓜 杂交 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 无子西瓜培育过程 第一次授粉是为了获得三倍体杂交西瓜,第二次刺激子房产生生长素,促进子房发育为果实。 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 秋水仙素 问1: 获得无子西瓜至少需要几年?图中两次传粉的目的分别是什么? 至少需要2年; 第一次传粉是为了得到三倍体种子 第二次传粉目的是刺激三倍体植株的子房发育成果实 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 秋水仙素 问2: 使幼苗染色体数目加倍获得四倍体植株; 抑制纺锤体的形成 二倍体西瓜幼苗的芽尖滴加秋水仙素的目的是什么?依据的原理是什么? 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 秋水仙素 问3: 不是,得到是无子西瓜种子; 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。 四倍体植株上结的西瓜是无子西瓜吗?为什么三倍体西瓜是无籽的? 1.实验原理: 用低温处理植物分生组织细胞,能够抑制纺锤体的形成。 2.实验步骤: (2)固定细胞形态(卡诺氏液,95%的酒精冲洗2次) (3)制作装片 (4)观察 解离(盐酸和酒精混合液) 漂洗 染色(甲紫或醋酸洋红) 制片 (1)诱导培养(冰箱冷藏) 低温诱导植物细胞染色体数目的变化 先低倍再用高倍 探究实践 第一次漂洗用体积分数为95%的酒精,目的是为了洗去多于的卡诺氏液; 第二次漂洗用清水,目的是洗去多于的解离液。 卵 幼虫 受精卵 受精卵 持续获得蜂王浆 未受精的卵 2n=32 2n=32 n=16 n=16 2n=32 蜂王 工蜂 雄蜂 单倍体 28 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。 特点: 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 单倍体育种 花药离体培养、秋水仙素处理加倍 2.原理: 染色体变异 1.方法: 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 AB Ab aB ab AB AABB Ab aB ab AAbb aaBB aabb 花药离 体培养 获得 单倍体 秋水仙素处 理单倍体幼苗 减数 分裂 P AABB aabb F1 AaBb 现有两个品种的野生小麦,分别是高杆抗病(DDTT)和矮杆感病(ddtt),若想获得矮杆抗病的小麦,有哪些方法? 杂交育种 单倍体育种 (原理:基因重组) (原理:染色体变异) P 高杆抗病 DDTT 矮杆感病 ddtt ddTT F2 D_T_ D_tt ddT_ ddtt 矮抗 F1 高杆抗病 DdTt ⊗ 需要的纯合矮抗品种 连续⊗ 第1年 第2年 第3-6年 P F1 高杆抗病 DDTT 矮杆感病 ddtt 高杆抗病 DdTt 花药离体培养 DT Dt dT dt 单倍体植株 秋水仙素 第1年 第2年 配子 DT Dt dT dt ddTT 正常植株(纯合) 需要的纯合矮抗品种 单倍体育种的优点: 缺点: 操作复杂,需与杂交育种配合 明显缩短育种年限, 快速获得纯合体植株。 杂交育种 单倍体育种 单倍体育种得到的植株一定是纯合的吗? AAaa个体的配子有可能是Aa,通过花药离体培养获得的单倍体植株基因型为Aa,秋水仙素处理后加倍,AAaa为杂合子 类别 杂交育种 诱变育种 单倍体育种 多倍体育种 原理 常用 方法 优点 缺点 基因重组 杂交 自交 选优 自交 将不同品种的优良性状集中于同一个体上 不能产生新基因;育种进程缓慢、过程复杂; 基因突变 用物理或化学方法处理生物 提高突变率,可以在较短的时间内获得更多的优良变异类型 有利变异少,需大量处理实验材料(具有不定向性、低频性) 染色体变异 花药离体培养;秋水仙素处理幼苗;选择; 明显缩短育种年限;(得到的植株都是纯合子;) 技术性强,需结合杂交育种和人工诱导染色体加倍技术 染色体变异 用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗 茎秆粗壮,叶片、果实、种子都比较大,营养物质含量有所增加 发育延迟,结实率降低,一般只适用于植物 不同育种方法的比较 3. 下列有关叙述正确的是( ) A. 单倍体的染色体数是该物种体细胞的1/2 B. 体细胞含有两个染色体组的个体一定是二倍体 C. 六倍体小麦的花粉离体培养成的个体是三倍体 D. 无子西瓜是单倍体 课堂检测 课堂检测 4.观察下图的育种过程,回答下列问题: (1)①②的育种方式为 ,原理是 。该方式的优点是 。 (2)③过程是 ,该过程产生的植株特点是 。 (3)⑤⑥过程都用了 处理,作用机理是 ,其中⑥过程产生的植物优点是 。 (4)④的育种方式为 ,原理是 。 杂交育种 基因重组 操作简单 花药离体培养 植株矮小,一般高度不育 秋水仙素 抑制纺锤体的形成 茎秆粗壮,果实大,营养物质含量有所增加 诱变育种 基因突变 染色体结构变异 2 1.概念: 染色体结构变异是指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。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。 2.分类: 染色体结构变异 缺失 重复 倒位 易位 染色体的某一片段缺失引起变异。例如果蝇缺刻翅的形成。 正常翅 缺刻翅 缺失 猫叫综合征 5号染色体部分片段缺失 染色体中增加某一片段引起变异。例如果蝇棒状眼的形成。 正常眼 棒状眼 重复 染色体某一片段位置颠倒引起变异,例如果蝇卷翅的形成。 倒位 卷翅 正常翅 *该过程一般不会改变基因的种类,只改变基因的顺序。 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 易位 *该过程的关键在于,移接的片段来自非同源染色体。 移接的片段来自同源染色体 交叉互换 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 5.不是染色体结构变异的是( ) A 染色体缺失某一段 B 染色体中增加了某一片段 C 染色体中的DNA的碱基对位置的颠倒 D 染色体裁中的某一片段的位置的颠倒 6.韭菜的体细胞中含有32条染色体,这32条染色体有8种形态结构,韭菜是( ) A 二倍体 B 四倍体 C 六倍体 D 八倍体 课堂检测 A. ①~④的变异均未产生新基因 B. ①~④的变异依次是染色体倒位、缺失、重复与基因突变 C. ①~④的变异均可在光学显微镜下观察到 D. ①、②、③依次为染色体结构变异中的缺失、重复、倒位,④ 的变异应属于基因突变 7.如下图所示,已知染色体发生了①~④四种变异,则相关叙述正确的是( ) $$