3.1染色体变异及其应用（第1课时）课件-2025-2026学年高一下学期生物苏教版必修2

PLANT 染色体变异及其应用 第三章 生物的变异 【学习目标】 1.说出染色体结构变异的常见类型 2.说出染色体组的概念，能区分整倍体变异与非整倍体变异 课堂导入 染色体是DNA的主要载体，每一种生物细胞中的染色体数量一般都是恒定的。从20世纪初开始，科学家就不断地发现生物细胞中染色体的结构和数量会发生各种异常。染色体的各种异常其实就是变异。科学家对染色体结构变异的认识，最早是从观察果蝇幼虫唾腺染色体开始的。那么，在观察果蝇幼虫唾腺染色体的过程中，科学家发现了什么样的染色体变异呢？ 目 录 01 染色体结构会发生变异 02 染色体数量会发生变异 积极思维：果蝇幼虫唾腺染色体的异常说明了什么？ 事实1 果蝇幼虫唾腺染色体一般长约400μm，宽约5μm，比普通的染色体粗大很多。这是因为唾腺染色体（染色质）经过多次复制后并不分开。在光学显微镜下观察到的一条染色体，实际上是由数千条染色质丝组成的 事实2 在光学显微镜下，一位科学家观察到唾腺染色体某些部位呈现异常形态，如图A所示。经过思考，他推测染色体发生了一种如图B 所示的结构变异 积极思维：果蝇幼虫唾腺染色体的异常说明了什么？ 【思考】 1.如果我们观察到了上述现象，会考虑这是染色体发生了变异吗？ 2.科学家的上述推测对我们有什么启发呢？由此联想一下，染色体还可能发生哪些结构变异？ 现在已知，在一些因素的作用下，染色体的结构和数量有可能发生一定的变异。这些变异会影响生物体或细胞的生命活动。那么，染色体一般会发生哪些变异呢？ 边做边学：模拟染色体的结构变异 实践1 染色体结构变异主要是由染色体断裂所形成的片段不正常地重新连接所致，包括缺失、重复、倒位和易位四种类型。观察下图，小组交流观察结果 实践2 设计模拟染色体结构变异的方案 实践3 按照方案，模拟染色体的各种结构变异 染色体结构会发生变异 1.染色体结构变异的类型 （1）缺失 原因：染色体的某一片段缺失引起变异 结果：基因数目减少 【例】果蝇缺刻翅的形成 正常翅 缺刻翅 a b c d e f b a c d e f 染色体结构会发生变异 （2）重复 原因：染色体中增加某一片段引起变异 结果：基因数目增加 【例】果蝇棒状眼的形成 正常眼 棒状眼 a b c d e f b b a b c d e f b 染色体结构会发生变异 （3）易位 原因：染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上引起变异 结果：基因排列顺序变化 【例】果蝇花斑眼的形成 正常眼 花斑眼 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 移接 染色体结构会发生变异 （4）倒位 原因：染色体的某一片段位置颠倒也可引起变异 结果：基因排列顺序变化 【例】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 染色体结构会发生变异 比较染色体易位与染色体互换 图解 区别 位置 原理 观察 染色体易位 染色体互换 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 染色体结构会发生变异 【思考】为什么染色体结构的改变会导致性状的发生改变? 缺失 重复 易位 倒位 染色体上基因数目、排列顺序发生改变 结果：性状变异（改变） 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体死亡 染色体数量会发生变异 在正常情况下，每种生物体细胞的染色体数量都是恒定的。不同物种之间，染色体数量差别很大，少的只有几对，多的可达数百对。例如：马蛔虫的体细胞中只含两对染色体，而瓶尔小草的体细胞含510对染色体。 细胞中的一组非同源染色体，形态和功能各不相同，但又互相协调，共同控制生物的生长、发育、遗传和变异，称为一个染色体组。 染色体数量会发生变异 一些生物体细胞中的染色体数量与染色体组数 动物 染色体/条 染色体组/个 植物 染色体/条 染色体组/个 金丝猴 44 2 普通小麦 42 6 黄牛 60 2 陆地棉 52 4 猪 38 2 烟草 48 4 狗 78 2 大麦 14 2 猫 38 2 玉米 20 2 马 64 2 番茄 24 2 驴 62 2 豌豆 14 2 兔 44 2 蚕豆 12 2 鸡 78 2 甘蓝 18 2 家蚕 56 2 拟南芥 10 2 染色体数量会发生变异 （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 染色体数量会发生变异 判断染色体组数目的方法 （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；细胞中有几种形态的染色体，一个染色体组中就有几条染色体 1个染色体组 1组2条染色体 3个染色体组 1组5条染色体 4个染色体组 1组2条染色体 4个染色体组 1组3条染色体 染色体数量会发生变异 （2）根据基因型判断 同一英文字母（无论大小写）出现几次，就含有几个染色体组；有几种字母出现，一个染色体组中就有几条染色体。 Aaaa 4个染色体组 1组2条染色体 AABBDD 2个染色体组 1组3条染色体 Aaa 3个染色体组 1组1条染色体 ABCD 1个染色体组 1组4条染色体 染色体数量会发生变异 （3）根据染色体数目和染色体形态数确定染色体组的数目 染色体组数=细胞内染色体数目/染色体形态数；比值是几，即含几个染色体组 16条 ÷4种形态 = 4个染色体组 染色体数量会发生变异 1.概念 染色体数量以染色体组的方式成倍地增加或减少，或个别染色体增加或减少，都称为染色体数量的变异 2.类型 （1）细胞内个别染色体的增加或减少（非整倍性变异） 增加一条X染色体（8+1） 减少一条X染色体（8-1） 正常果蝇 （2n=8） 染色体数量会发生变异 【实例】 唐氏综合征即21三体综合征 多了一条21号染色体 XXX综合征（超雌综合征） 多了一条X染色体 染色体数量会发生变异 【思考】21三体综合征形成的原因？ 减Ⅰ后期 异常 21号同源染色体未分离 减Ⅱ后期 异常 姐妹染色单体分离后移向细胞的同一极 染色体数量会发生变异 （2）以染色体组的方式成倍地增加或减少（整倍性变异） 正常果蝇 （2n=8） 增加一套 减少一套 整倍性变异 单倍性变异 多倍性变异 染色体数量会发生变异 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，叫作单倍体 成因 由配子（如卵细胞、花粉等）直接发育而成 特点 植株弱小，且高度不育 代表生物：蜜蜂 蜜蜂 蜂王 工蜂 雄峰 由受精卵发育而来 二倍体 由卵细胞发育而来单倍体 蜂王 雄蜂 工蜂 32条 16条 32条 染色体数量会发生变异 单倍体生物特点 单倍体在动物中比较少见，植物种较多，单倍体植株长势弱小、一般高度不育 【注意】单倍体不一定只含一个染色体组 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 染色体数量会发生变异 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 ♀ ♂ 果蝇体细胞 2N=8 野生马铃薯 2N=24 人类 2N=46 N代表：某物种的一个染色体组 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，记作2N 染色体数量会发生变异 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 3n=33 4n=48 6n=42 多倍体在植物中很常见，动物中极少见 染色体数量会发生变异 多倍体的特点 多倍体草莓 普通二倍体草莓 四倍体番茄 四倍体水稻 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 ①结实率低 ②晚熟 优点 缺点 染色体数量会发生变异 单倍体、二倍体和多倍体的判断方法 看发育起点 课堂小结 染色体变异 染色体数目变异 染色体结构变异 个别染色体增减 以染色体组的形式增减 定义 辨别 单倍体 二倍体 多倍体 定义 形成原因 育性 特点 多倍体育种 课堂练习 1.下图为某种生物的部分染色体发生了变异的示意图，图中①和②、③和④互为同源染色体，相关叙述错误的是( ) A.该变异为染色体结构变异 B.该变异属于可遗传变异 C.该变异只能发生在减数分裂过程中 D.大多数该变异对生物体是不利的 解析：A、图中染色体片段的转移发生在非同源染色体之间，属于染色体结构变异中的易位，A正确；B、染色体结构的变异引起了遗传物质的改变，属于可遗传变异，B正确；C、易位可以发生在减数分裂的过程中，也可发生在个体生命过程的其他时期，C错误；D、染色体结构变异大多对生物体有害，有些甚至会导致个体死亡，D正确。 C 课堂练习 2.下列关于染色体变异概念图的分析，错误的是( ) A.图中①为染色体结构变异，②为染色体数量变异 B.猫叫综合征的变异类型属于图中③,图中倒位和③均改 变染色体中基因的排列顺序 C.人类21三体综合征和克氏综合征(XXY个体)均属于②中个别染色体数量变化的变异类型 D.单倍体和多倍体的形成均与④“以染色体组为单位变化”直接相关 解析：染色体变异包含染色体结构变异和染色体数量变异，染色体结构变异包含缺失、重复、倒位、易位，染色体数量变异分为整倍性变异和非整倍性变异，染色体整倍性变异又分为单倍性变异和多倍性变异。根据以上分析，图中①为染色体结构变异，②为染色体数量变异，A正确；猫叫综合征是由人第5号染色体部分缺失导致的，其变异类型属于图中染色体结构变异中的缺失，图中倒位和③易位均改变染色体中基因的排列顺序，B错误；人类21三体综合征和克氏综合征(XXY个体)均属于染色体数量变异中个别染色体增加的变异类型，C正确；图中④为染色体数目以染色体组的方式变化，单倍体和多倍体的形成均与④直接相关，D正确。 B 课堂练习 3.下列关于染色体组和染色体组型的叙述，正确的是( ) A.不同物种，一个染色体组中含有的染色体数目一定不同 B.对比分析染色体组型可以辅助某些遗传病的诊断 C.染色体组整倍性的变化必然会导致基因数量的增加 D.显微镜下观察有丝分裂中期细胞可观察到染色体组型图 解析：不同物种，一个染色体组中含有的染色体数目可能相同，A错误；染色体组整倍性的变化包括增加和减少，若整倍性的减少会导致基因数量减少，C错误；当细胞处于有丝分裂中期时，对染色体进行显微摄影，再根据它们的大小、形状以及着丝粒的位置等进行排列整理，才可以得到染色体组型图，D错误。 B PLANT 谢谢观看 THANKS $