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2节 染色体变异 S z L w h 珠珠的电脑 (珠) - 野生祖先种（多种颜色） 栽培品种（一般都为黄色） 野生祖先种（有籽） 栽培品种（无籽） 问题∙探讨 S z L w h 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（见右表）。 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 马铃薯和香蕉的染色体数目表 12 24 11 异常 问题∙探讨 问题1：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袓先有很大差别？ 问题2：作为野生植物的后代，为什么平时吃的香蕉是没有种子的？ S z L w h 一、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。 定 义 类 型 染色体变异 结构变异 数目变异 细胞内个别染色体增加或减少 细胞内染色体组成倍增加或成套减少 二倍体和多倍体 单倍体 S z L w h 形成个别染色体的增加或减少原因是什么呢？ 2 3 4 1 合作探究一：请同学们自主阅读教材P87-88，小组合作思考讨论完成问题。 什么是染色体组？有什么特征？判断染色体组的方法有哪些？ 什么是二倍体？有几个染色体组？什么是三倍体？有几个染色体组？三倍体可育吗？ 什么是“多倍体”成因是什么？多倍体植株的特点是什么？ 一、染色体数目变异 S z L w h 正常：8 增多：8+1 减少：8-1 三体 单体 举例：21三体综合征（唐氏综合征） （一）个别染色体的增加或减少 问题3: 形成个别染色体的增加或减少原因是什么呢？ 唐氏综合征/21三体综合征 病因：21号同源染色体由2条增为3条。 症状：智力低下，发育迟缓，眼间较宽，外眼角上斜，口常半张，舌外伸，又叫伸舌样痴呆。 一、染色体数目变异 S z L w h （一）个别染色体的增加或减少 同源染色体未分离 姐妹染色单体分离后移向细胞的同一极 一、染色体数目变异 S z L w h Turner综合征、性腺发育不良—少了一条X染色体 （一）个别染色体的增加或减少 一、染色体数目变异 S z L w h （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 增加一倍 减少一套 正常果蝇 （2n=8） 染色体组：细胞中的一套完整的非同源染色体。 一、染色体数目变异 S z L w h 特征 本质上 1 形态上 2 功能上 3 一个染色体组不含同源染色体，不含等位基因。 各不相同 各不相同，但携带生物生长、发育、遗传和变异的一整套遗传信息。 染色体组：细胞中的一套完整的非同源染色体。 一、染色体数目变异 S z L w h 图示 染色体组数 每1个染色体组的染色体条数 1个染色体组的图示 3 2 2 3 4 1 问题4: 根据我们刚才所学的知识，请完成下表。 一、染色体数目变异 S z L w h 练习∙反馈 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 1.判断细胞含几个染色体组？每组有几条染色体？ S z L w h 2.指出下面细胞分别处于什么时期，此时细胞中各有几个染色体组？ 练习∙反馈 减Ⅰ后期 有丝中期 有丝后期 减Ⅱ后期 4个 2个 2个 2个 S z L w h （三）二倍体 （1）概念： 由受精卵发育而来，体细胞中含有两个染色体组的个体。 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。例如：果蝇、玉米、洋葱就是二倍体 配子 亲代 × 2N 2N N N 受精卵 2N 子代 2N 问题5: 一般情况下，二倍体通过减数分裂形成的配子有几个染色体组呢？ 一、染色体数目变异 S z L w h 一、染色体数目变异 （2）配子染色体组数： 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。 问题6: 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，有会出现错误的吗？ （三）二倍体 S z L w h 一、染色体数目变异 （四）多倍体： 由受精卵发育而来，体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体。 马铃薯是四倍体 香蕉是三倍体 普通小麦是六倍体 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。 生长缓慢，结实率低。 优 点 缺 点 S z L w h 一、染色体数目变异 以三倍体、四倍体为例 二倍体 四倍体 二倍体 杂交 三倍体 二倍体 减数分裂过程异常 染色体数目加倍的配子 染色体数目正常的配子 三倍体 四倍体 结合 有丝分裂过程染色体加倍 多倍体形成的过程 （四）多倍体： S z L w h 一、染色体数目变异 合作探究二：请同学们自主阅读教材P88,小组合作思考讨论完成人工诱导多倍体的方法、处理对象、原理及应用等问题。 方法 处理对象 原理 应用 S z L w h 一、染色体数目变异 （五）多倍体育种： Q1：可否人工诱导多倍体的形成呢？常用方法有哪些？ 低温和秋水仙素处理法 Q2：秋水仙素处理法的具体做法是什么？原理又是什么？ 处理对象： 原理：当秋水仙素作用于正在 的细胞时，能够抑制 的形成，导致 不能 ，从而引起细胞内染色体 。染色体数目加倍的细胞继续进行_______分裂，将来就可能发育成_________植株。 萌发的种子或幼苗 分裂 纺锤丝 染色体 移向两极 数目加倍 有丝 多倍体 什么时期？ 有丝分裂的前期 染色体数加倍 染色体复制 着丝点分裂 细胞无法正常分裂 无纺缍丝牵引 S z L w h 一、染色体数目变异 （五）多倍体育种： 无子西瓜的培育 合作探究三：请自主阅读教材P91，请尝试说出三倍体西瓜培育的过程。 二倍体 授粉 二倍体 （父本） 四倍体 （母本） 三倍体 联会紊乱 无子西瓜 秋水仙素 授粉 第一年 第二年 为什么要进行两次传粉？ 第一次： 杂交获得三倍体植株的种子 第二次： 刺激子房发育成果实 为什么用四倍体作母本？ S z L w h 三倍体的原始生殖细胞中有三套非同源染色体，减数分裂时出现同源染色体联会紊乱，因此不能形成可育的配子。 三倍体不育的原因 （四）多倍体： 一、染色体数目变异 S z L w h 一、染色体数目变异 S z L w h 一、染色体数目变异 S z L w h 一、染色体数目变异 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，叫作单倍体。 定 义 与正常植株相比，植株弱小，且高度不育。 特 点 体细胞：2N=32 配　子： 减数分裂 单倍体： 发育 N=16 16（N） N=16（N） 染色体数相等 （六）单倍体： S z L w h 一、染色体数目变异 （六）单倍体： 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 蜂王 工蜂 雄蜂 S z L w h （六）单倍体育种： 一、染色体数目变异 合作探究四：请自主阅读教材P89，请尝试构建出单倍体育种的过程。 1.过程： 二倍体植株 花药离体培养 单倍体植株 秋水仙素处理 二倍体植株（纯合子） 2.原理： 染色体变异 注意：秋水仙素只能处理萌发的幼苗 S z L w h 合作探究五：现有纯合的高秆抗病的小麦（DDTT）和矮秆不抗病的小麦（ddtt），怎样得到矮秆抗病的优良品种（ddTT）？用遗传图解表示出来。 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 一、染色体数目变异 S z L w h （六）单倍体育种： 一、染色体数目变异 合作探究四：请自主阅读教材P89，请尝试构建出单倍体育种的过程。 1.过程： 二倍体植株 花药离体培养 单倍体植株 秋水仙素处理 二倍体植株（纯合子） 2.原理： 染色体变异 3.优点： （1）明显缩短育种年限 （2）纯合体，自交后代不会发生性状分离 注意：秋水仙素只能处理萌发的幼苗 技术复杂，需与杂交育种配合 4.缺点： S z L w h 一、染色体数目变异 注意 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。 单倍体育种的选择时机 不能选择特定基因型的花粉，因为花粉不能表现出相关性状，应在秋水仙素处理后获得的纯合子中选择具有所需性状的个体。 单倍体育种与多倍体育种的操作对象不同 ①由于单倍体往往高度不育，育种操作的对象一般是单倍体幼苗，通过组织培养得到纯合子植株。 ②多倍体育种操作的对象是正常萌发的种子或幼苗。 1 2 3 S z L w h 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 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 不确定 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 二倍体、多倍体和单倍体的比较 S z L w h 二倍体、多倍体和单倍体的比较 S z L w h 实战训练　 1.右图为果蝇体细胞染色体组成示意图，以下说法正确的是（ ） A．果蝇的一个染色体组含有的染色体是Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X、Y B．X 染色体上的基因均与性别决定有关 C．果蝇体内的细胞，除生殖细胞外都只含有两个染色体组 D．Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X（或 Y）四条染色体携带了控制果蝇生长发育所需的全部遗传信息 D S z L w h 实战训练　 2.二倍体西瓜的染色体组成是2n＝22，如图是培育三倍体无子西瓜的流程图。下列分析正确的是（ ） A.西瓜细胞一个染色体组含有11条同源染色体 B.①②③表示杂交过程，杂交过程发生基因重组 C.四倍体(♀)提供的生殖细胞含有两个染色体组 D.三倍体(♀)因不能进行减数分裂而不能结出种子 C S z L w h 二、染色体结构变异 1、缺失：指染色体上某一区段缺失，从而引起变异的现象。 如：果蝇缺刻翅的形成、 猫叫综合症（人类5号染色体部分缺失） a c d e f a c d e f b 类型：缺失、重复、倒位、易位 缺刻翅 正常翅 S z L w h 二、染色体结构变异 2、重复：指染色体上增加某一相同片段而引起的变异现象。例如：果蝇棒状眼的形成。 a c d e f b a c d e f b b 正常眼 棒状眼 类型：缺失、重复、倒位、易位 S z L w h 二、染色体结构变异 3、倒位：染色体中某一片段位置颠倒（一条染色体上） 例如：果蝇卷翅的形成 a c d f b e a d c f b e a b c d e f 颠倒 正常翅 卷翅 S z L w h 二、染色体结构变异 4、易位：指一条染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上，从而引起变异的现象。例如：果蝇花斑眼的形成。 g h i j l k a b c f d e g h i j k l a b c e f d g h i j l a c f b 正常眼 花斑眼 S z L w h 二、染色体结构变异 缺失 重复 易位 猫叫综合征 果蝇棒状眼 慢性粒细胞白血病 倒位 S z L w h 染色体结构变异与基因突变的区别？ DNA中碱基对的变化导致“新基因”的产生 原有基因数目或 排列顺序发生改 变未形成新的基因 二、染色体结构变异 S z L w h 易位与交叉互换的区别？ 非同源染色体 同源染色体 二、染色体结构变异 S z L w h 3.右图中①和②表示发生在常染色体上的变异。①和②所表示的变异类型分别属于（ ） A A.重组和易位 B.易位和易位 C.易位和重组 D.重组和重组 练习∙反馈 S z L w h 4.下列表示某种农作物①和②两种品种分别培育出④⑤⑥三种品种，根据上述过程,回答下列问题： 实战训练　 Ⅳ ① AABB ② aabb ③ AaBb ④ Ab ⑥ AAaaBBbb ⑤ AAbb Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅴ （1）用①和②培育⑤所采用的方法Ⅰ称为____________，方法Ⅱ称为 ______________，由Ⅰ和 Ⅱ培育⑤所依据的原理是______________。 （2）用③培育出④的常用方法Ⅲ是_ ____________，由④培育成⑤的过程中用化学药剂____________处理④的幼苗，方法Ⅲ和Ⅴ合称为______________育种，其优点是_________________________。 （3）由③培育出⑥的常用方法是____________________，形成的⑥叫____________。依据的原理是____________。 杂交 自交 基因重组 花药离体培养 秋水仙素 单倍体 明显缩短育种年限 用秋水仙素处理 多倍体 染色体变异 S z L w h 5.运用不同生物学原理，可培育出各种符合人类需要的生物品种。下列叙述错误的是（ ） A．培育青霉素高产菌株是利用基因突变的原理 B．培育无子西瓜是利用基因重组的原理 C．培育八倍体小黑麦利用的是染色体变异的原理 D．培育无子番茄利用的是生长素促进果实发育的原理 B 练习∙反馈 S z L w h 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 交叉互换型、自由组合型 染色体结构变异、 染色体数目变异 任何时期，主要发生在间期 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； 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，基因工程育种 单倍体育种、多倍体育种 生物变异的来源之一，对生物进化具有重要的意义 三种变异类型的比较 S z L w h 四种育种方法的比较 类 型 杂交育种 诱变育种 单倍体育种 多倍体育种 育种原理 育种方法 优 点 应用实例 基因突变 染色体组成倍增加（染色体变异） 基因重组 染色体组成倍减少（染色体变异） 杂交→自交→选优→自交（至纯种） 物理或化学的方法处理生物 花药离体培养 染色体数目加倍 使不同亲本的优良性状集中于同一个体上 提高变异频率加速育种进程 明显缩短 育种年限 器官大型， 营养含量高 培育矮抗小麦 培育青霉 素高产菌株 培育矮抗小麦 三倍体无子 西瓜的培育 用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗 S z L w h 6.基因突变和染色体变异的一个重要区别是（ ）　　　　　　　　　　　　　　 A．基因突变在光镜下看不见 B．染色体变异是定向的，基因突变是不定向的 C．基因突变是可以遗传的 D．染色体变异是不能遗传的 A 练习∙反馈 S z L w h 7.下面有关单倍体的叙述中，不正确的是（ ）　　　　　　　　　　　　　　　　　　 A．由未受精的卵细胞发育而成的个体 B．花药经过离体培养而形成的个体 C．凡是体细胞中含有奇数染色体组的个体 D．普通小麦含6个染色体组，42条染色体， 它的单倍体含3个染色体组，21条染色体 A 练习∙反馈 S z L w h 谢谢观看! 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