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

该高中生物学课件聚焦染色体变异，系统涵盖数目变异（个别增减、染色体组、二倍体、多倍体、单倍体）和结构变异（缺失、重复、易位、倒位）及育种应用，通过“问题探讨”中马铃薯与香蕉染色体数目差异导入，联系减数分裂知识搭建学习支架。 其亮点是融合科学思维与探究实践，用对比表格辨析三种可遗传变异，结合低温诱导染色体数目变化实验培养探究能力，实例丰富如三倍体无子西瓜培育，助力学生形成生命观念，提升知识应用能力，也为教师提供系统教学资源。

生物变异 不可遗传的变异 可遗传的变异 基 因 突 变 基 因 重 组 染色体变异 碱基对的替换 碱基对的增添 碱基对的缺失 自由组合型 染色体互换型 染色体结构变异 染色体数目变异 光学显微镜不可见 光学显微镜可见 再回首 改变遗 传物质 不改变遗传物质 表观遗传 人教版必修二 第五章 基因突变及其他变异 第二节 染色体变异 学习目标 科学思维 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。 科学探究 通过低温诱导染色体的实验，理解染色体数目变化的机制。 生命观念 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。 社会责任 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(见右表)。 讨论：1.请根据所学的减数分裂的知识，试着完成该表格。 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 5 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(见右表)。 讨论：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 提示：因为香蕉栽培品种体细胞中的染色体数目是33条，减数分裂时染色体配对联会发生紊乱，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。 12 24 11 异常 问题探讨 6 讨论：3.分析表中数据，你还能 提出什么问题吗？能否发挥想 象力作出一些推测呢？ 提示：能形成种子的植物细胞中，染色体数目一定是偶数吗？香蕉体细胞中的染色体数目不是偶数，它是怎样形成的呢？又是如何繁殖下一代的？ 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 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(见右表)。 问题探讨 7 染色体变异（chromosomal variation）：生物体的体细胞或生殖细胞内染色体数目或结构的变化。 染色体数目变异 染色体结构变异 基因突变 基因重组 染色体变异 分子水平的变异，光镜下不可见。 细胞水平的变异，光镜下可见。 区别 【重点突破一】染色体变异 类型 8 细胞内个别染色体数目的增加或减少 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的增加或成套的减少 分类 正常雌果蝇体细胞 染色体（2n=8） 个别异常 增加一条 减少一条 成套异常 增加二套 减少一套 【重点突破二】染色体数目变异 9 1.细胞内个别染色体的增加或减少 唐氏综合征/21三体综合征—多了一条21号染色体 Turner综合征/性腺发育不良—少了一条X染色体 姓名：胡一舟 出生：1978.4.1 智商：30 （正常人的最低70） 病因：比正常人多了一条21号染色体 简介：自1999年1月在保利剧场进行第一场指挥表演以来，至今已演出20场，与国内外十余家交响乐团进行过合作。 患者比正常人多一条染色体——21号染色体是三条。其症状表现为智力低下，身体发育缓慢等。 患者比正常人少一条染色体——性染色体是一条X。症状表现为颈蹼[pǔ]，肘外翻、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。外观表现为女性，但性腺发育不良，没有生育能力。 【重点突破二】染色体数目变异 10 实例1：21三体综合征（唐氏综合征） 视频源于网络 1.细胞内个别染色体的增加或减少 导致个别染色体的增加或减少原因是什么呢？ 原因分析 减数分裂Ⅰ后期：同源染色体未分离 减数分裂Ⅱ后期：姐妹染色单体分离后移向细胞的同一极 【重点突破二】染色体数目变异 12 2.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增加或成套地减少 X Y Ⅱ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅳ 雄果蝇染色体组成 Ⅲ X Ⅱ Ⅲ Ⅳ Y Ⅱ Ⅲ Ⅳ 雄配子染色体组成 雄配子染色体组成 减数 分裂 思考以下问题，展示学习成果： 雄果蝇的体细胞中有几条染色体？共有几对同源染色体？常染色体、性染色体几对？ 一个精原细胞减数分裂产生几个配子？多少种类？ 8条；4对；3对常染色体、一对性染色体。 4个；2种。 思考讨论 【重点突破二】染色体数目变异 13 两种精子中的染色体数相等吗？精子中的染色体组成各是什么？ 一个精子中，各染色体形态、大小相同吗？为什么？ 相等；Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅹ或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y。 不同，因为减数分裂Ⅰ后期同源染色体分离，每个配子内的染色体是所有非同源染色体的组合。 X Y Ⅱ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅳ 雄果蝇染色体组成 Ⅲ X Ⅱ Ⅲ Ⅳ Y Ⅱ Ⅲ Ⅳ 雄配子染色体组成 雄配子染色体组成 减数 分裂 思考讨论 2.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增加或成套地减少 【重点突破二】染色体数目变异 14 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，其中每套非同源染色体称为一个染色体组。 X Y Ⅱ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅳ 雄果蝇染色体组成 X Ⅱ Ⅲ Ⅳ Y Ⅱ Ⅲ Ⅳ （1）染色体组： ①概念： 2.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增加或成套地减少 【重点突破二】染色体数目变异 15 ②特点： 本质上：是一组非同源染色体，无同源染色体，无等位基因。 形态上：一个染色体组中的染色体形态、大小各不相同。 功能上：一个染色体组中染色体功能各不相同；一个染色体组携带着该生物生长、发育、遗传和变异的一整套遗传信息。 （1）染色体组： 2.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增加或成套地减少 【重点突破二】染色体数目变异 16 根据对染色体组的学习，尝试完成下表： 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 2.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增加或成套地减少 【重点突破二】染色体数目变异 17 ③染色体组数目的判断方法： a.根据染色体的形态判断：细胞内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。 3个 （每组5条） 4个 （每组2条） 1个 （每组3条） 4个 （每组4条） （1）染色体组： 2.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增加或成套地减少 【重点突破二】染色体数目变异 18 （1）染色体组： 即时练： 2个 （每组2条） 4个 （每组2条） 1个 （每组2条） 2个 （每组2条） 1个 （每组2条） 2.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增加或成套地减少 【重点突破二】染色体数目变异 ③染色体组数目的判断方法： a.根据染色体的形态判断：细胞内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。 19 ③染色体组数目的判断方法： b.根据基因型判断：在生物体基因型中，相同基因或等位基因出现几次，则有几个染色体组；有几种字母（不分大小写）出现，一个染色体组中就有几条染色体。 AaBB AAa AaaaBBbb 同一字母不分大小写重复出现几次，就含有几个染色体组。 2个 每组2条 3个 每组1条 4个 每组2条 （1）染色体组： 2.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增加或成套地减少 【重点突破二】染色体数目变异 20 即时练: 请判断下列的几个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 2.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增加或成套地减少 【重点突破二】染色体数目变异 （2）二倍体：通常由受精卵发育而成，体细胞中含有2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。 野生马铃薯 ♀ ♂ 果蝇体细胞 人类 玉米 2.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增加或成套地减少 【重点突破二】染色体数目变异 22 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。 （2）二倍体：通常由受精卵发育而成，体细胞中含有2个染色体组的个体。 思考讨论 2.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增加或成套地减少 【重点突破二】染色体数目变异 23 体细胞中有无三个染色体组的生物？参考二倍体有性生殖过程，思考三倍体生物形成原因？ 含有两个染色体组的异常配子 时间：减数分裂Ⅰ后期出现错误 含有两个染色体组的异常配子 思考讨论 （3）多倍体： 2.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增加或成套地减少 【重点突破二】染色体数目变异 生物种类 体细胞染色体/条 体细胞非同源染色体/套 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 24 时间：减数分裂Ⅱ后期出现错误 含有两个 染色体组 的异常配子 体细胞中有无三个染色体组的生物？参考二倍体有性生殖过程，思考三倍体生物形成原因？ 思考讨论 （3）多倍体： 2.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增加或成套地减少 【重点突破二】染色体数目变异 25 正常的配子 受精作用 含有两个染色体组的异常配子 三倍体 ①三倍体概念：二倍体的减数分裂出现错误，形成含有两个染色体组的配子，这样的配子与含有一个染色体组的配子结合，发育成的个体的体细胞中就含有三个染色体组，称作三倍体。 （3）多倍体： 2.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增加或成套地减少 【重点突破二】染色体数目变异 26 三倍体的生物可育吗？参考二倍体生物有性生殖过程回答 无子西瓜 香蕉 由于原始生殖细胞中有3套非同源染色体，减数分裂时会出现联会紊乱，不能形成可育的配子。所以三倍体的生物一般不可育。 思考讨论 （3）多倍体： 2.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增加或成套地减少 【重点突破二】染色体数目变异 27 体细胞中有无四个染色体组的生物？思考四倍体生物形成原因？ 生物种类 体细胞染色体/条 体细胞非同源染色体/套 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 时间：减数分裂出现错误 受精作用 四倍体 含有两个染色体组的异常配子 两个含有两个染色体组的配子结合。 （3）多倍体： 思考讨论 2.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增加或成套地减少 【重点突破二】染色体数目变异 28 二倍体在胚或幼苗时期受某种因素影响，体细胞在进行有丝分裂时，染色体只复制未分离。 时间：有丝分裂出现错误 也叫四倍体 （3）多倍体： 体细胞中有无四个染色体组的生物？思考四倍体生物形成原因？ 思考讨论 ②四倍体概念：通常由受精卵发育而来，体细胞中含有四个染色体组，称作四倍体。 2.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增加或成套地减少 【重点突破二】染色体数目变异 29 四倍体的生物可育吗？ （3）多倍体： 思考讨论 可育 2.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增加或成套地减少 【重点突破二】染色体数目变异 30 马铃薯（4n=48） 棉花（4n=52） 山药（4n=40） 香葱（4n=32） （3）多倍体： ③多倍体概念：通常由受精卵发育而成，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。 2.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增加或成套地减少 【重点突破二】染色体数目变异 31 ④多倍体的特点 优点： 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。 缺点： 结实率低，晚熟等缺点。 多倍体植物具有很多优点，那该如何获得多倍体植株呢？ （3）多倍体： 思考讨论 四倍体平均粒重10克 二倍体平均粒重6克 四倍体玫瑰葡萄 2.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增加或成套地减少 【重点突破二】染色体数目变异 染色体数目加倍的草莓(左)和野生草莓(右) 32 ⑤多倍体育种 a.人工诱导多倍体（多倍体育种）方法： 低温处理 秋水仙素诱发等 b.处理对象： c.作用原理： 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，从而引起细胞内染色体数目加倍。染色体数目加倍的细胞继续进行有丝分裂，将来就可能发育成多倍体植株。 （3）多倍体： 2.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增加或成套地减少 【重点突破二】染色体数目变异 33 d.作用时期： f.实例一：多倍体育种 着丝点分裂 染色体复制 染色体数加倍 细胞无法正常分裂 无纺缍丝牵引 4条染色体 无纺缍体形成 8条染色体 ⑤多倍体育种 有丝分裂前期 ——三倍体无子西瓜的培育 （3）多倍体： e.原理： 染色体数目变异 2.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增加或成套地减少 【重点突破二】染色体数目变异 34 f.实例一：多倍体育种——三倍体无子西瓜培育过程 三倍体植株 杂交 三倍体 （母本） 联会紊乱 无子西瓜 第一年 第二年 第一次传粉：杂交获得可长成三倍体植株的种子 第二次传粉：刺激子房发育成果实 （3）多倍体： 2.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增加或成套地减少 【重点突破二】染色体数目变异 35 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？ 西瓜幼苗的芽尖是有丝分裂旺盛的地方，用秋水仙素处理可以抑制细胞有丝分裂时形成纺锤体，导致细胞内染色体数目加倍，从而得到四倍体植株。 2．四倍体西瓜植株作母本产生的雌配子中含有几个染色体组？获得的四倍体西瓜为何要与二倍体杂交？ 雌配子中含有两个染色体组。杂交可获得三倍体植株。 3．三倍体无子西瓜的果实中没有种子的原因是什么？ 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。 f.实例一：多倍体育种——三倍体无子西瓜培育过程 （3）多倍体： 思考讨论 2.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增加或成套地减少 【重点突破二】染色体数目变异 4．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。 三倍体植株一般不能进行正常的减数分裂形成配子，因此，不能形成种子。但是，也有可能在减数分裂时形成正常的卵细胞，从而形成正常的种子，但这种概率特别小。 5．无子西瓜每年都要制种，很麻烦，有没有别的替代方法？ 有其他方法可以替代。方法一，进行无性生殖，将三倍体植株进行组织培养获取大量的组培苗，再进行移栽；方法二，利用生长素或生长素类似物处理二倍体植株未受粉的雌蕊，以促进子房发育成无种子的果实，同时，在花期全时段要进行套袋处理，以避免受粉。 f.实例一：多倍体育种——三倍体无子西瓜培育过程 （3）多倍体： 思考讨论 2.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增加或成套地减少 【重点突破二】染色体数目变异 实例 2 ：多倍体育种——普通小麦的培育 低温 诱导 低温 诱导 普通小麦是异源六倍体，含有六个染色体组， 这些染色体组来自三个物种：一粒小麦 ( AA,A表示一个染色体组，含 7 条染色体) 、山羊草 ( BB,B 表示一个染色体组，B含有 7条染色体)和节节草 [ 另一种山羊草 ] ( DD,D 表示一个染色体组，D含有7条染色体) 。 同源多倍体：所有的基本染色体组都来自同一物种的多倍体。 异源多倍体：染色体组来自不同物种的多倍体。 异源四倍体 同源四倍体 【重点突破二】染色体数目变异 实例 3 ：多倍体育种——八倍体小黑麦的培育 八倍体小黑麦 (AABBDDRR) 普通小麦 (AABBDD) 八倍体小黑麦的培育过程 异源四倍体 ( ABDR ) 小黑麦 ( RR ) 素处理 秋水仙 注意：这里的字母表示染色体组 （4） 单倍体 自然界中还有一类特殊的生物，如雄蜂——未受精的卵细胞直接发育而来的，其体细胞含有几个染色体组？ 受精卵 2n=32 卵细胞 n=16 减数分裂 受精作用 持续获得蜂王浆 获得普通蜂蜜 未受精的卵 雄蜂 n=16 2n=32 蜂王 工蜂（雌性） 蜂王（雌性） 【重点突破二】染色体数目变异 2.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增加或成套地减少 41 ①概念：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。 由配子（如卵细胞、花粉等）直接发育而成。 ②单倍体成因： 与正常植株比，单倍体植株长得弱小，而且高度不育。 ③单倍体特点（二倍体产生的单倍体）： （4） 单倍体 2.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增加或成套地减少 【重点突破二】染色体数目变异 42 单倍体的体细胞不一定只含有一个染色体组，如四倍体的配子形成的单倍体的体细胞中含有2个染色体组；只有一个染色体组的个体一定是单倍体。 单倍体并非都不育，二倍体的配子发育成的单倍体表现为高度不育；多倍体的配子如果含有偶数个染色体组，则发育成的单倍体含有同源染色体及等位基因，可育能产生后代； 单倍体是生物个体，而不是配子；精子和卵细胞属于配子，但不是单倍体。 ④单倍体易错分析： （4） 单倍体 2.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增加或成套地减少 【重点突破二】染色体数目变异 43 高秆：D 矮秆：d 抗病：T 不抗病：t 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。 ⑤实例——单倍体育种 （4） 单倍体 2.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增加或成套地减少 【重点突破二】染色体数目变异 44 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实例——单倍体育种 【重点突破二】染色体数目变异 b 原理： c优点 ： a 方法 ： 单倍体植株高度不育 单倍体育种 = 花药离体培养＋秋水仙素处理 正常纯合子 二倍体植株 单倍体幼苗 花药离 体培养 秋水仙素处理 细胞的全能性、染色体变异 明显缩短育种年限 ，得到的植株都是纯合子（限亲本为二倍体） 两年 一般应用于二倍体植物 ⑤实例——单倍体育种 【重点突破二】染色体数目变异 秋水仙素或低温处理 aB ab 高杆抗病 (AABB) 高杆抗病 ( AaBb) 矮秆感病 (aabb) 花药离体培养法 高杆抗病 ( AABB) 矮杆抗病 (aaBB) 矮杆感病 (aabb) 高杆感病 (AAbb) d 过程： 单倍体育种 单倍体 Ab AB ⑤实例——单倍体育种 【重点突破二】染色体数目变异 (1) 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 。 (2) 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。 (3) 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。 染色体变异在育种上的应用 注意 【重点突破二】染色体数目变异 多倍体育种和单倍体育种的比较 单倍体育种 多倍体育种 原理 常用方法 优势 缺点 染色体组成倍增加 染色体数目变异 染色体数目变异 染色体组成倍减少 花药离体培养后 人工诱导染色体数目加倍 秋水仙素处理萌发的种子、幼苗 明显缩短育种年限 得到的植株是纯合子 操作简单；多倍体植株器官大，营养物质含量高 技术复杂一些，需与杂交育种配合；成活率较低且高度不育 适用于植物，在动物方面难以操作；发育迟缓，结实率低 【重点突破二】染色体数目变异 探究●实践：实验——低温诱导植物细胞染色体数目的变化 50 1. 将洋葱在冰箱冷藏室内放置一周。取出后 , 放在装满清水 的容器上方 , 让洋葱的底部接触水面 , 于室温 ( 约 25°C) 进 行培养。 (一) 诱导培养 用低温处理植物的分生组织细胞 ，能够抑制纺锤体的形成 ，以致影响细胞有丝分裂中染色体被拉向两极，导致细胞不能分裂成两个子细胞，染色体数目加倍。 用体积分数为 95% 的酒精冲洗 2 次 2. 待蒜长出约 1 cm 长的不定根时，将整个装置放入冰箱冷藏室内，诱导培养 取材 固定 冲洗 (二) 固定细胞形态 低温诱导 培养不定根 实验原理 实验过程 48~72 h 。 剪取诱导处理的根尖 0.5~1 cm。 放入卡诺氏液中浸泡 0.5~1h ，以固定细胞形态。 探究●实践：实验——低温诱导植物细胞染色体数目的变化 包括：解离、漂洗、染色和制片 4 个步骤，具体操作方法与观察植物细胞 有丝分裂的实验相同。 (三) 制作装片 解离目的：使组织中的 细胞相互分离开来 漂洗目的：洗去解离液， 防止解离过度 解离液 (盐酸：酒精 =1:1 ) 解离 3~5min 压片目的 ：使细胞分 散开来，有利于观察 甲紫溶液染色 3~5min 清水漂洗约 10min 制片 探究●实践：实验——低温诱导植物细胞染色体数目的变化 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。 (四)观察 探究●实践：实验——低温诱导植物细胞染色体数目的变化 抑制细胞有丝分裂过程中纺锤体的形成，影响染色体不能被拉向两极，细胞也不能分裂成两个子细胞，结果植物细胞染色体数目发生变化。 讨论：秋水仙素与低温都能诱导染色体数目加倍，这两种方法在原理上有什么异同？ 不同：低温条件容易创造和控制，成本低、对人体无害、易于操作。 探究●实践：实验——低温诱导植物细胞染色体数目的变化 1. 低温诱导染色体数目加倍实验中的理解误区 (1) 植物细胞经卡诺氏液固定后死亡，显微镜下观察到的是死细胞，观察不到细胞 分裂的连续变化。 (2) 低温处理的理解误区：误认为低温处理时间越长越好。低温处理的目的只是抑 制纺锤体形成，使染色体不能被拉向两极。如果低温持续时间过长，会影响细胞的 各项功能， 甚至死亡。 (3) 着丝粒分裂不是纺锤丝牵引的结果。着丝粒是自动分裂，不需要纺锤丝牵引。 纺锤丝牵引的作用是将染色体拉向两极。 实验归纳 探究●实践：实验——低温诱导植物细胞染色体数目的变化 2.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 将根尖放入卡诺氏液中浸泡0.5～1 h 固定细胞形态 体积分数为95%的酒精 冲洗卡诺氏液处理过的根尖 洗去卡诺氏液 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 解离根尖细胞 清水 漂洗解离后的根尖约10 min 洗去解离液 甲紫溶液 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 使染色体着色 实验归纳 探究●实践：实验——低温诱导植物细胞染色体数目的变化 项目 第一次冲洗 第二次漂洗 3.两次清洗的比较 时间不同 试剂不同 目的不同 在固定之后解离之前 在解离之后染色之前 用 95% 酒精冲洗 用清水漂洗 洗去多余的卡诺氏液 洗去多余的解离液 实验归纳 探究●实践：实验——低温诱导植物细胞染色体数目的变化 课前必背 1.与二倍体植株相比，多倍体植株常常是茎秆粗壮，叶片、果实和种子比较大 ，糖类和蛋白质等营养物质的含量增加。 2.人工诱导多倍体用 低温或秋水仙素(最常用且最有效)处理 萌发的种子或幼苗 。原理是上述处理作用于细胞分裂的前期，能够抑制纺锤体的形成 ，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加倍 。 3.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称为单倍体。 4.单倍体体细胞中含有一个或多个染色体组；体细胞中含有一个染色体组的一定是 单倍体。 5.单倍体植株特点：植株长得弱小 ，且高度不育 。 6.常用花药(花粉)离体培养的方法获得单倍体植株，再经过人工诱导使染色体数目 加倍，恢复到正常植株的染色体数目。 个别增减 (例： 21 三体综合征) 染色体组 二倍体： 概念： 特点： 成因： 应用： 概念： 特点： 成因： 应用： 小结 概念：含个体发育全部基因的一组非同源染色体 由受精卵发育来，含两个染色体组的个体 由受精卵发育，含三个以上染色体组 器官较大、营养丰富，但发育延迟，结实率低 低温诱导或秋水仙素使染色体加倍 多倍体育种(例：无籽西瓜、香蕉、小麦) 配子(生殖细胞) 直接发育来的个体 植株一般长得弱小、高度不育 未经受精的配子直接发育而成 单倍体育种 染色体数目变异 成倍增减 分类 多倍体 单倍体 无子西瓜的形成 拓展：被子植物的双受精过程 雌蕊柱头 1 花开放以后，通过传粉，花粉粒被传送到雌蕊的柱头上。 花粉管 2 花粉粒萌发并长出花粉管，里面的两个精子通过花粉管到达胚囊。 极核 （2个） 卵细胞 （1个） 3 一个精子和卵细胞结合形成受精卵；另一个精子和两个极核结合形成受精极核。 胚囊 这种受精方式—双受精 胚珠 拓展：被子植物的双受精过程 被子植物的种子和果实的形成 1个卵细胞 2个极核 1个精子 + 1个精子 + 受精极核 受精卵 胚 子房壁 胚珠 珠被 胚囊 子房 子叶 胚芽 胚轴 胚根 胚乳 种皮 果皮 种子 果实 2N 2N N 2N + N 2N + N 2N 2N 2N 3N 3N 三倍体无子西瓜的培育 二倍体西瓜幼苗或萌发的种子2n 四倍体植株4n♀ 秋水仙素处理 × 二倍体西瓜2n♂ 抑制纺锤体的形成，使染色体数目加倍 减数分裂 减数分裂 加倍的配子2n 二倍体花粉n 受精作用 结出果实 果肉4n 种子：胚3n 萌发 生长 三倍体植株3n × 花粉刺激子房发育成果实 无子西瓜3n 果肉3n 不是真正的受精，真正的目的是刺 激子房发育成果实，由于没有真正的受精，所以果实中一般没有种子。 【注意】如果以二倍体为母本，四倍体为父本进行杂交，也能得到三倍体的种子，但是这种种子结的西瓜，因珠被发育成厚硬的种皮，播种时这样的三倍体种子难以突破种皮萌发。 1.缺失：染色体的某一片段消失引起的变异。 a b c d e f 正常翅 缺刻翅 实例： a.果蝇缺刻翅的形成 b.人类的猫叫综合征（5号染色体部分缺失） 【重点突破三】染色体结构变异变异 染色体结构变异中的缺失现象与基因突变中的碱基对的缺失现象很相似，他们对生物的影响一样吗？ 项目 染色体片段缺失 碱基对缺失 图解 区别 原理 观察 染色体结构变异 基因突变 在光学显微镜下观察到 在光学显微镜下观察不到 【重点突破三】染色体结构变异变异 2.重复：染色体增加了某一片段引起的变异。 实例： a.果蝇棒状眼的形成 a b c d e f b 正常眼 棒状眼 【重点突破三】染色体结构变异变异 **增加的片段来自同源染色体，增加的一般是相同基因或等位基因，因此又叫做重复； 3.易位：染色体某一片段移接到另一条非同源染色体上引起的变异。 a b c d e f g h i j k 实例： 果蝇花斑眼的形成 人慢性粒细胞白血病 正常眼 花斑眼 c.夜来香一花两色 【重点突破三】染色体结构变异变异 *该过程的关键在于，移接的片段来自非同源染色体。 染色体结构变异中的易位现象与基因重组中的交叉互换区别？ 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 【重点突破三】染色体结构变异变异 4.倒位：染色体的某一片段位置颠倒引起变异。 a.果蝇卷翅的形成 正常翅 卷翅 c d e f a b a f b c d e 注意：倒位发生在一条染色体中 【重点突破三】染色体结构变异变异 e d c b a f 实例： *该过程一般不会改变基因的种类，只改变基因的顺序。 染色体结构变异中基因的结构发生变化了吗？ 结果： 对生物体的影响： 染色体结构上的缺失、重复、易位和倒位 染色体上的基因数量、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，甚至导致生物体死亡。 【重点突破三】染色体结构变异变异 结构变异 ：缺失 、重复、易位、倒位 染色体变异 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 课堂小结 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） 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表 生物变异的来源之一，对生物进化具有重要的意义 杂交育种 诱变育种 多倍体育种 单倍体育种 基因工程育种 方法 杂交 射线、激光、化学药品处理，生物处理 秋水仙素处理萌发的种子或幼苗 花药离体培养后再加倍 将一种生物特定基因转移到另一种生物细胞中 原理 基因重组 基因突变 染色体变异 染色体变异 基因重组 优点 操作简单，目的性强 提高变异频率，大幅度改良某些性状，后代变异性状较快稳定 器官大，营养物质含量高 缩短育种年限(二年) 定向改造生物的遗传性状，克服远缘杂交不亲合障碍 举例 高秆抗病和矮秆易感病小麦杂交产生矮秆抗病品种 高产青霉素菌株的育成 三倍体西瓜和甜菜、八倍体小黑麦 抗病植株的育成 抗虫棉 超级细菌 范围 有性生殖的动植物 几乎所有生物 植物 有性生殖的植物 微生物 动植物 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。 C 倒位 缺失 重复 易位 学以致用 2. 下图中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.重组和易位 B.易位和易位 　　C.易位和重组 D.重组和重组 3. 如图表示某生物细胞中两条染色体及其上面的部分基因，下列选项的结果中，不属于染色体畸变引起的是（ ） A C 学以致用 4、图1、图2表示两种染色体变异类型。图2中的染色体桥是由断裂的两条染色体中含着丝粒的部分拼接而成，在细胞分裂时染色体桥会在两个着丝粒间发生随机的断裂，甲部分会丢失。下列分析错误的是（    ） A．图1中的变异发生在非同源染色体间，不改变两条染色体上基因总数 B．图2中的染色体变异会改变基因的数目和排列顺序 C．图1、图2两种染色体变异均不会改变染色体的数目 D．图2中变异的程度更大，对生物的影响比图1中的变异更大 D 学以致用 5、如图所示，甲、乙、丙、丁分别表示不同的生物变异类型，其中丙中的基因2由基因1变异而来。下列有关说法正确的是( ) A.图甲、乙都表示交叉互换，发生在减数分裂的四分体时期 B.图丙中的变异会使基因所在的染色体发生结构变异 C.图丁中的变异属于染色体结构变异中的缺失 D.图甲、乙、丁中的变异都不会产生新基因 甲是交换，乙是易位 丙是基因突变 丁可能缺失，也可能重复 D 学以致用 6、基因型为AaBbDd的二倍体生A物，其体内某精 原细胞减数分裂时同源染色体变化示意图如右图。 叙述正确的是 ( ) A.三对等位基因的分离均发生在次级精母细胞中 B.该细胞能产生AbD、ABD、abd、aBd四种精子 C.B(b)与D(d)间发生重组，遵循基因自由组合定律 D.非姐妹染色单体发生交换导致了染色体结构变异 Aa和Dd两对等位基因的分离发生在减Ⅰ，Bb等位基因的分离发生在减Ⅰ和减Ⅱ Bb和Dd之间发生了重组，但属于同源染色体上的非等位基因，不遵循自由组合 同源染色体的非姐妹染色单体发生交换 不属于染色体结构变异 B 学以致用 8. 下列相关叙述正确的是 (　　) A. 马和驴杂交的后代骡高度不育，是单倍体 B. 对六倍体普通小麦的花药进行离体培养，长成的植株是三倍体 C. 单倍体幼苗经秋水仙素处理后得到的植株不一定是纯合的二倍体 D. 二倍体番茄和二倍体马铃薯的体细胞融合后形成的杂种植株含两个染色体组 C 异源二倍体 单倍体 异源四倍体 7. 关于植物染色体变异的叙述，正确的是 (　 　) A. 染色体组整倍性变化必然导致基因种类的增加 B. 染色体组非整倍性变化必然导致新基因的产生 C. 染色体片段的缺失和重复必然导致基因种类的变化 D. 染色体片段的倒位和易位必然导致基因排列顺序的变化 D 学以致用 79 9、曼陀螺是四倍体，紫花（G）对白花（g）为显性，一紫花植株（GGgg）与白花植株进行人工授粉，则其后代性状分离比为（假设曼陀螺减数分裂正常）（ ） A． 35紫：1白 B． 3紫：1白 C． 5紫：1白 D． 1紫：1白 C g G G 2 g 1 3 4 4Gg 1GG 1gg g g g 2 g 1 3 4 紫花GGgg 紫花gggg × 配子 配子 1gg 4Gggg 1GGgg 1gggg 5紫 1白 学以致用 80 10、某植株的一条染色体发生缺失突变，获得该缺失染色体的花粉不育，缺失染色体上具有红色显性基因B，正常染色体上具有白色隐性基因b(如图)。若以该植株为父本，测交后代中部分表现为红色性状。下列解释最合理的是(　　 ) 减数分裂时染色单体1或2上的基因b突变为B 减数第二次分裂时姐妹染色单体3与4自由分离 减数第二次分裂时非姐妹染色单体之间自由组合 减数第一次分裂时非姐妹染色单体之间交叉互换 D 基因突变频率很低，即使有，也只是个别现象 学以致用 81 11.科学家将培育的异源多倍体的抗叶锈病基因转移到普通小麦中，育成了抗叶锈病的小麦，育种过程见图。图中A、B、C、D表示4个不同的染色体组，每组有7条染色体，C染色体组中含携带抗病基因的染色体。请回答下列问题： （1）异源多倍体是由两种植物AABB与CC远源杂交形成的后代，经_____________________________方法培育而成。 （2）杂交后代①染色体组的组成为 ，进行减数分裂时形成 个四分体，体细胞中含有_____条染色体。 秋水仙素诱导染色体数目加倍 AABBCD 14 42 “汉水丑生的生物同行”超级群大型公益活动：历年高考题PPT版制作。本课件为公益作品，版权所有，不得以任何形式用于商业目的。2012年1月15日，汉水丑生标记。 AABBCD 学以致用 82 11.科学家将培育的异源多倍体的抗叶锈病基因转移到普通小麦中，育成了抗叶锈病的小麦，育种过程见图。图中A、B、C、D表示4个不同的染色体组，每组有7条染色体，C染色体组中含携带抗病基因的染色体。请回答下列问题： “汉水丑生的生物同行”超级群大型公益活动：历年高考题PPT版制作。本课件为公益作品，版权所有，不得以任何形式用于商业目的。2012年1月15日，汉水丑生标记。 AABBCD （3）杂交后代②中C组的染色体减数分裂时易丢失，这是因为减数分裂时这些染色体 。 （4）为使杂交后代③的抗病基因稳定遗传，常用射线照射花粉，使含抗病基因的染色体片段转接到小麦染色体上，这种变异称为 。 无同源染色体配对 染色体结构变异 学以致用 83 一、概念检测 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。 （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（ ） （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。 （ ） 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 课后习题 一、概念检测 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 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。 C 14 1 二倍体 21 6 六倍体 56 8 4 课后习题 二、拓展应用 1．在二倍体的高等植物中，偶然会长出一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？ 提示：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。 P91 课后习题 三倍体无子西瓜培育过程 三倍体植株 杂交 三倍体 （母本） 联会紊乱 无子西瓜 第一年 第二年 第一次传粉：杂交获得可长成三倍体植株的种子 第二次传粉：刺激子房发育成果实 P91 课后习题 87 （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？ 提示：西瓜幼苗的芽尖是有丝分裂旺盛的地方，用秋水仙素处理可以抑制细胞有丝分裂时形成纺锤体，导致细胞内染色体数目加倍，从而得到四倍体植株。 （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？ 提示：杂交可以获得三倍体植株。 多倍体产生的途径为：用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。 三倍体无子西瓜培育过程 P91 课后习题 （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。 提示：三倍体植株一般不能进行正常的减数分裂形成配子，因此，不能形成种子。但是，也有可能在减数分裂时形成正常的卵细胞，从而形成正常的种子，但这种概率特别小。 （4）无子西瓜每年都要制种，很麻烦，有没有别的替代方法？ 提示：有其他方法可以替代。方法一，进行无性生殖，将三倍体植株进行组织培养获取大量的组培苗，再进行移栽；方法二，利用生长素或生长素类似物处理二倍体植株未受粉的雌蕊，以促进子房发育成无种子的果实，同时，在花期全时段要进行套袋处理，以避免受粉。 三倍体无子西瓜培育过程 P91 课后习题 Lavf58.45.100 Lavf58.29.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf58.20.100 $