5.2 染色体变异课件-2025-2026学年高一下学期生物人教版必修2

第五章基因突变及其他变异 第2节 染色体变异 教学目标 目标 01 02 03 通过低温诱导染色体的实验，理解染色体数目变化的机制。（科学探究） 通过分析染色体组的概念，理解二倍体、多倍体和单倍体的特点和生产中的应用。 （生命观念、社会责任） 结合染色体结构变异的示意图，了解染色体结构变异的常见类型。（科学思维） 2 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？ 【提示】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，进而形成种子。 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 问题探讨 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？ 12 24 11 异常 一、染色体变异 染色体结构变异 染色体数目变异 个别染色体的增加或减少 染色体组形式成套地增加或减少 生物体的体细胞或生殖细胞内染色体数目或结构的变化。 正常果蝇 （2n=8） 增加一条 减少一条 增加两套 减少一套 1.概 念 2.类 型 结构缺失 基因突变、基因重组： 染色体变异： 光镜下不可见 光镜下可见 二、染色体数目的变异 1、个别染色体的增加或减少 XYY综合征（超雄综合征），主要表现为身材特别高，易于兴奋，自我克制力差，易产生攻击行为，有狂暴倾向。 XXX综合征（超雌综合征），可能特别漂亮，但智力迟钝，大部分患者表现为身体发育正常、有生育能力或稍差 二、染色体数目的变异 1、个别染色体的增加或减少 21三体综合征：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。 特纳氏综合征：先天性卵巢发育不全综合征，颈蹼，部分患者智力轻度低下。 2、以染色体组形式成倍的增加或减少 二、染色体数目的变异 （1)染色体组概念： 细胞中的一组非同源染色体，在形态和功能上各不相同，携带着控制生物生长发育的全部遗传信息。 野生马铃薯配子中染色体 4组 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组染色体？ （2）染色体组特点： ①本质上: ②形态上： ③功能上： 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。 二、染色体数目变异 2、以染色体组形式成倍的增加或减少 ①看染色体形态，相同形态有几条就是几组 3组 1组 4组 3组 2个染色体组 1个染色体组 4个染色体组 2个染色体组 (3)染色体组数目的判定 二、染色体数目的变异 ②看基因型，同一字母，不分大小写，出现几次就是几组 2组 4组 3组 1组 ③染色体组数=染色体数/形态数 实例：玉米的体细胞中共有20条染色体，10种形态，则玉米含有______个染色体组。 2 (3)染色体组数目的判定 二、染色体数目的变异 3、二倍体 二、染色体数目的变异 几乎全部的动物和过半的高等植物都是二倍体。 由受精卵发育而来，体细胞中含有两个染色体组的个体。 4、多倍体 二、染色体数目的变异 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 菊花 六倍体 葡萄 三/四倍体 四倍体番茄 例：四倍体葡萄的果实比二倍体的大得多；四倍体番茄的维生素C含量比二倍体的几乎增加了一倍。 普通小麦 六倍体 （1）优点： （2）缺点： 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。 发育迟缓，结实率低。 合作探究：多倍体植物有这么优点，那该如何获得多倍体植株呢？ 12 （3）、人工诱导多倍体及其应用 方法 处理对象 原理 实例 用秋水仙素诱导、用低温处理 萌发的种子或幼苗 能够抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞的两极，从而使细胞内染色体数目加倍 含糖量高的甜菜和三倍体无子西瓜的培育 二、染色体数目的变异 （有丝分裂旺盛） 有丝分裂前期 为什么秋水仙素/低温处理时，要选择萌发的种子或幼苗？ 分裂旺盛 13 (4)实例：三倍体无子西瓜 联会紊乱 第一年 杂交 三倍体 （母本） （父本） 无子西瓜 三倍体 （母本） 二倍体（父本） 授粉 第二年 抑制纺锤体的形成 杂交获得三倍体种子 刺激子房发育为果实 ②用秋水仙素处理幼苗后，分生组织分裂产生的茎、叶、花染色体数目 ，而未经处理部分(如根部细胞)的染色体数 。 加倍 不变 ③三倍体西瓜无子的原因（重点）： 三倍体西瓜在减数分裂过程中，由于 染色体联会紊乱，不能产生正常配子。 ①两次传粉 第一次：杂交获得___________ 第二次：刺激子房发育成_____ 三倍体种子 果实 ④.无子西瓜一定没有种子吗？ 14 由配子直接发育而来，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。 （1）概念： （2）成因： 5、单倍体 二、染色体数目的变异 单倍体 二倍体 二倍体 由配子（如卵细胞、花粉等）直接发育而来的个体。 思考：①体细胞中含有一个染色体组的生物一定是单倍体吗？ ②单倍体的体细胞中一定只含有一个染色体组吗？ 一定 不一定 15 二、拓展应用 1.在二倍体的高等植物中，偶然会长出些植株弱小的单倍体，这些单倍体一般不能通过有性生殖繁殖后代。单倍体是如何形成的?为什么不能繁殖后代? 可能的原因是，二倍体植株经减数分裂形成配子后，一些配子可以在离体条件下发育成单倍体。这些单倍体一般不能通过有性生殖繁殖后代，是因为它们的体细胞中只含有一个染色体组，减数分裂时没有同源染色体的联会，就会造成染色体分别移向细胞两极的紊乱，不能形成正常的配子，因此，就不能繁殖后代。 练习与应用（P91） （3）特点： 枝叶茎杆弱小，一般高度不育。 （4）应用： 5、单倍体 二、染色体数目的变异 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 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） 连续自交 DDTT DDtt 需要的矮抗品种 单倍体育种 ②原理： 。 ③方法步骤(高杆抗病DDTT× 矮杆感病ddtt→矮杆抗病ddTT为例） P 高杆抗病 DDTT × 矮杆感病 ddtt F1 高杆抗病 DdTt ↓ 配子 DT Dt dT dt ↓ 花药离体培养→ ↓ ↓ ↓ ↓ DT Dt dT dt 单倍体幼苗 秋水仙素→ ↓ ↓ ↓ ↓ ddTT ddtt 纯合子 染色体(数目)变异和植物细胞的全能性 第1年 第2年 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 ↓ 第1年 第2年 第3~6年 × × 需要的矮抗品种 矮抗 ④优点：单倍体育种能明显缩短育种年限，子代均为纯合子。 ⑤缺点：操作技术复杂 基因突变 染色体变异 基因重组 染色体变异 杂交→自交→选优 →自交 物理或化学的方法处理生物 花药离体培养后再用秋水仙素加倍 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 类 型 杂交育种 诱变育种 单倍体育种 多倍体育种 育种原理 育种法 优点 应用 实例 归纳总结2： 19 1、实验原理：用低温处理植物的分生组织细胞，能够抑制纺锤体的形成，导致细胞不能分裂成两个子细胞，于是植物细胞中的染色体数目发生变化。 三、实验--低温诱导植物染色体数目的变化 步 骤 诱导 培养 培养不定根 低温诱导 待洋葱长出约1 cm长的不定根→____ →培养36 h 固定细 胞形态 剪取上述根尖0.5~1 cm→ 浸泡 0.5~1 h,用体积分数为 冲洗2次 制作装片 解离→ → →____ 先 倍镜→再 倍镜 2.实验步骤 洋葱底部 冰箱 洋葱→置于广口瓶→ 接触瓶中的水面 观察，比较 (4 ℃) 卡诺氏液 95%的酒精 漂洗 染色 制片 低 高 固定细胞形态 冲洗附着在根尖表面的卡诺氏液 3 、 实验结果： 先用低倍镜寻找染色体形态较好的分裂象。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。确认某个细胞发生染色体数目变化后，再用高倍镜观察。 看不到细胞的动态变化过程 三、实验--低温诱导植物染色体数目的变化 a b c d e f ①缺失: 染色体的某一片段缺失引起变异。 基因数目减少，基因种类减少 四、染色体结构变异 类型：缺失、重复、易位、倒位 联会形状 ②果蝇缺刻翅的形成 ①人类的猫叫综合征: 5号染色体部分缺失 正常翅 缺刻翅 正常眼 棒状眼 a b c d e f b 实例：果蝇棒状眼的形成 ②重复: 染色体中增加某一片段引起变异。 部分基因数目增加，基因种类不变 四、染色体结构变异 联会形状 实例：果蝇花斑眼的形成、人慢性粒细胞白血病 a b c d e f g h i j k 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变异。 部分基因顺序改变 四、染色体结构变异 正常眼 花斑眼 项目 染色体易位 交叉互换 图解 区别 位置 原理 观察 非同源染色体之间 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 在光学显微镜下观察到 在光学显微镜下观察不到 四、染色体结构变异 思考：染色体结构变异中的易位现象与基因重组中的交叉互换很相似，他们一样吗？ 正常翅 卷翅 c d e f a b a f b c d e b c d e 实例：果蝇卷翅的形成 位置颠倒 ④倒位: 染色体的某一片段位置颠倒引起变异。 基因排列顺序改变 四、染色体结构变异 2、结果： 缺失 重复 易位 倒位 染色体上基因 数量的改变 染色体上基因 排列顺序的改变 生物性状的改变(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体死亡。 3、影响： 五、染色体结构变异 课堂小结 染色体结构变异 ：缺失 、重复、易位、倒位 染色体变异 染色体数目变异 个别增减 （例：21三体综合征） 成倍增减 染色体组 概念：含个体发育全部基因的一组非同源染色体 分类 二倍体：由受精卵发育来，含两个染色体组的个体 概念：由受精卵发育，含三个以上染色体组 多倍体 特点：器官较大、营养丰富，但发育延迟，结实率低 应用：多倍体育种（例：无籽西瓜、香蕉、小麦） 成因：低温诱导或秋水仙素使染色体加倍 概念：配子（生殖细胞）直接发育来的个体 成因：未经受精的配子直接发育而成 应用：单倍体育种 特点：植株一般长得弱小、高度不育 单倍体 (1)只有生殖细胞中的染色体数目或结构的变化才属于染色体变异。 （ ） ✘ 1.染色体变异包括染色体数目的变异和结构的变异。 判断下列相关表述是否正确。 (2)体细胞中含有两个染色体组的个体就是二倍体。（ ） （3）用秋水仙素处理单倍体植株后得到的一定是二倍体。（ ） ✘ ✘ 练习与应用（P91） 30 2.秋水仙素能诱导多倍体形成的原因是（ ） A.促进细胞融合 B.诱导染色体多次复制 C.促进染色单体分开,形成染色体 D.抑制细胞有丝分裂时纺锤体的形成 D 练习与应用（P91） 31 C 3.慢性髓细胞性白血病是一种恶性疾病，患者骨髓内会出现大量恶性增殖的白细胞。该病是由于9号染色体和22号染色体互换片段所致。这种变异属于 （ ） A.基因突变 B.基因重组 C.染色体结构变异 D.染色体数目变异 练习与应用（P91） 32 4.填表比较豌豆、普通小麦、小黑麦的体细胞和配子中的染色体数目、 染色体组数目，并且注明它们分别属于几倍体生物。 14 1 21 6 56 8 4 二倍体 六倍体 生物种类 豌豆 普通小麦 小黑麦 体细胞中的染色体数/条 42 配子中的染色体数/条 7 28 体细胞中的染色体组数 2 配子中的染色体组数 3 属于几倍体生物 八倍体 练习与应用（P91） 33 Lavf57.41.100 $