第五章基因突变及其他变异

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010203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）野生祖先种马铃薯（多种颜色）栽培品种马铃薯（一般都为黄色）野生祖先种香蕉（有籽）栽培品种香蕉（无籽）野生祖先种VS栽培品种问题探讨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242栽培品种484香蕉野生祖先种222栽培品种3331.请根据所学的减数分裂的知识，试着完成该表格。122411异常2.为什么我们平时吃的香蕉没有种子？问题探讨无籽香蕉提示：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。1.概念：体细胞或生殖细胞内染色体数目或结构的变化。染色体数目的变异a染色体结构的变异b2.分类：染色体变异3.区别

基因突变、基因重组：分子水平的变异，光镜下不可见染色体变异：细胞水平的变异，光镜下可见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增多减少正常个别增减成倍增减（1）

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。①同源染色体未分离②姐妹染色单体分离后移向细胞的同一极（1）

个别染色体的增加或减少的原因染色体组：细胞中的每套非同源染色体。（2）.以一套完整的非同源染色体为基数成倍地增加或成套地减少正常（8）增加一套（12）减少一套（4）染色体组：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322341染色体组数目的判断方法：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。3个（每组5条）4个（每组2条）1个（每组3条）4个（每组4条）染色体组数目的判断方法：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。染色体组数目的判断方法：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。AaBBAAaAaaaBBbb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条随堂练习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条二倍体自然界中，几乎全部的动物和过半数的高等植物都是二倍体。

通常由受精卵发育而成，体细胞中含两个染色体组的个体叫做二倍体。二倍体一般情况下，二倍体通过减数分裂形成的配子有几个染色体组呢？有一个染色体组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？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。减数分裂Ⅰ出现错误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。三无子西瓜香蕉马铃薯是四倍体香蕉是三倍体普通小麦是六倍体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。多倍体通常由受精卵发育而成，体细胞中含有三个染色体组的个体，叫三倍体。通常由受精卵发育而成，体细胞中含有四个染色体组的个体，叫四倍体。三倍体四倍体染色体组数是偶数可育，是奇数则不可育。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。生长缓慢，结实率低。优点缺点多倍体四倍体番茄的维生素C的含量比二倍体品种几乎增加了一倍如何获得多倍体人工低温可以诱导多倍体的形成秋水仙素可以诱导多倍体的形成自然帕米尔高原多倍体植物多达85%北极的柯尔古耶夫岛上多倍体植物多达92%多倍体人工诱导多倍体（多倍体育种）方法处理对象：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。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条染色体萌发的种子或幼苗作用原理：低温处理秋水仙素诱发等雄峰是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，叫做单倍体。单倍体成因：由配子（如卵细胞、花粉等）直接发育而来的个体。910111213141516

12345678

12345678910111213141516同源染色体非同源染色体蜂王雄蜂单倍体蜜蜂的性别决定雌蜂（蜂王）（2n=32）雄蜂（n=16）减数分裂配子n=16n=16雄峰（n=16）单倍体受精雌蜂（2n=32）二倍体n=16假减数分裂工蜂蜂王单倍体思考：体细胞中含有一个染色体组的生物一定是单倍体吗？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(3)单倍体特点：

大多数单倍体体细胞中染色体组数为奇数，减数分裂时联会紊乱，无法形成正常的配子，因此一般长得弱小且高度不育。①玉米的体细胞中2n=20，由离体的玉米花粉直接发育成的个体含有_____条染色体。该个体是单倍体还是二倍体？②普通小麦是六倍体，体细胞中有_____个染色体组，其配子中有____个染色体组。③由普通小麦的配子发育而成的个体，体细胞中有___个染色体组。该个体是单倍体还是二倍体？④如何判断单倍体和多倍体？10单倍体633单倍体看起点，由配子发育而成的个体是单倍体，由受精卵发育而成的个体是多倍体。随堂练习秋水仙素处理花药离体培养(1)方法：单倍体幼苗正常纯合子(3)优点：明显缩短育种年限两年(2)原理：染色体变异二倍体植株单倍体植株高度不育1.单倍体育种纯合体，自交后代不会发生性状分离技术复杂，需与杂交育种配合(4)缺点：花药离体培养→P高杆抗病DDTT×矮杆感病ddttF1高杆抗病

DdTt配子DTDtdTdtDTDtdTdtDDTTDDttddTTddtt↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓纯合体秋水仙素→↑需要的矮抗品种单倍体育种第1年第2年P：高杆抗病

DDTT×矮杆感病

ddttF1：高杆抗病

DdTt↓F2：D_T_D_ttddT_ddttddTT杂交育种第1年第2年第3~6年↓××↑需要的矮抗品种矮抗优点：明显缩短育种年限，子代均为纯合体，不发生性状分离单倍体无子西瓜的形成二倍体授粉二倍体（父本）四倍体（母本）三倍体联会紊乱无子西瓜秋水仙素授粉2.多倍体育种第一年第二年（以三倍体无子西瓜为例）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无子西瓜一定没有种子吗？(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探究·实践实验原理：用低温处理植物的分生组织细胞，能够抑制纺锤体的形成，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，于是植物细胞中的染色体数目发生变化（加倍）。实验目的：学习低温诱导植物细胞染色体数目变化的方法。理解低温诱导植物细胞染色体数目变化的作用机制。低温诱导植物细胞染色体数目的变化探究·实践材料用具实验材料：蒜或洋葱（均为二倍体，体细胞中的染色体数目为16）。实验仪器：培养皿，滤纸，纱布，烧杯，镊子，剪刀，显微镜，载玻片，盖玻片，冰箱等。实验试剂：卡诺氏液，质量浓度为0.01g/mL的甲紫（旧称龙胆紫）溶液，质量分数为15%的盐酸，体积分数为95%的酒精。探究·实践实验方法步骤还原糖是指具有还原性的糖，包括葡萄糖、果糖和麦芽糖等诱导培养将蒜（或洋葱）在冰箱冷藏室内（4℃）放置一周；取出后，于室温（约25℃）进行培养；蒜长出约1cm长的不定根时，将装置放入冰箱冷藏室诱导培养48-72h。取材固定剪取根尖0.5-1cm，放入卡诺氏液中浸泡0.5-1h，以固定细胞形态，然后用体积分数为95%的酒精冲洗2次。用药液使组织中的细胞相互分离开来。还原糖是指具有还原性的糖，包括葡萄糖、果糖和麦芽糖等解离目的：漂洗目的：染色目的：制片目的：包括______、______、______、_______4个步骤；解离漂洗染色制片使染色体着色使细胞分散开来，有利于观察。制作装片洗去药液，防止解离过度探究·实践结果与分析：视野中既有正常的二倍体细胞（多），也有染色体数目发生改变的细胞（少）。对照低温诱导72h蒜根尖细胞染色体数目加倍的显微照片（放大400倍）结论：低温可以诱导植物细胞染色体数目发生变化。注意事项：在进行实验的过程中，所观察的细胞已经被卡诺氏液等杀死，看到的是死细胞。因此不能观察到连续的变化。探究·实践抑制纺锤体的形成，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，而使得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相似之处？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。1．普通小麦成熟花粉粒中含有三个染色体组，用这种花粉粒培育成的植株是

A．单倍体

B．二倍体

C．六倍体

D．三倍体2．某品种水稻由受精卵发育而来，体细胞中含有48条染色体，具有四个染色体组。则此品种水稻属于

A．四倍体B．三倍体

C．二倍体D．单倍体实战训练

3．如图是果蝇细胞的染色体组成，以下说法正确的是()

A.染色体1、2、4、5组成果蝇的一个染色体组

B.果蝇的一个染色体组有8条染色体

C.控制果蝇红眼或白眼的基因位于2号染色体上

D.果蝇的体细胞内有2个染色体组。

染色体的某一片段缺失引起变异abcdefacdefbcdef1.缺失②果蝇缺刻翅的形成三染色体结构的变异类型举例：①人类的猫叫综合征:5号染色体部分缺失正常翅缺刻翅项目染色体片段缺失碱基对缺失图解区别原理观察合作探究：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？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染色体中增加某一片段引起的变异abcdefbacdefb果蝇棒状眼的形成正常眼棒状眼2.重复三染色体结构的变异类型举例：染色体某一片段移接到另一条非同源染色体上引起的abcdefhijkabcdefghijkg果蝇花斑眼的形成正常眼花斑眼3.易位举例：三染色体结构的变异类型人慢性粒细胞白血病项目染色体易位交叉互换图解区别位置原理观察三染色体结构的变异类型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合作探究：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？染色体的某一片段位置颠倒引起变异acdefbafcdebcdeb4.倒位三染色体结构的变异类型正常翅卷翅注意：倒位发生在一条染色体中缺失重复倒位类型易位基因数目增加结果：基因数目减少结果：基因排列顺序改变结果：基因排列顺序改变结果：三染色体结构的变异类型缺失重复

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）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。1.结果2.对生物体的影响染色体结构的变异结果和影响类别

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）交叉互换型、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3练习与应用.

3.1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D3.1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D3.1概念检测.

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。3.1概念检测生物种类豌豆普通小麦小黑麦体细胞中的染色体数/条配子中的染色体数/条728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21141二倍体六倍体4265684.

3.2拓展应用1.在二倍体的高等植物