【课件】5.2染色体变异（第1课时）课件高一（人教版2019必修2）

1、5.2 染色体变异-1新教材人教版必修二【教学过程】Teaching Process1.概念图3.教学总结、综合2.课堂教 学内容4.课堂练习巩固典型习题规律总结染色体数目变异探究实践染色体结构变异 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.根据前面所学减数分裂的知识，试着完成该表格。122411异常问题探讨 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)。122411异常问题探讨讨论：2.为什么平时吃的香蕉是没有种子的?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

2、联会紊乱，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。 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)。122411异常问题探讨讨论：3.分析表中数据，你还能提出什么问题吗?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?染色体变异发生在包括体细胞生殖细胞染色体数目变异染色体结构变异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。持稳定。【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

3、变化，称为染色体变异。问题探讨细胞内染色体数目以细胞内染色体数目以一套完整的非同源染色体为一套完整的非同源染色体为基数基数成倍地增加或成套地减少。成倍地增加或成套地减少。细胞内个别染色体的增加或减少细胞内个别染色体的增加或减少染色体数目变异非整倍变异整倍变异一.染色体数目的变异1.非整倍变异（1）定义：正常染色体组中,丢失或添加了一条或几条完整的染色体。单体：2n-1三体：2n+1注意：单体和三体也是二倍体，均可进行减数分裂，产生配子，配子育单体和三体也是二倍体，均可进行减数分裂，产生配子，配子育 性情况，见具体实例。性情况，见具体实例。一.染色体数目的变异21三体综合征唐氏综合征 (21三体

4、综合征)，又称先天愚型，由于多了一条21号染色体而导致的疾病。存活者有明显的智能落后、特殊面容、生长发育障碍和多发畸形。1.非整倍变异（2）举例：一.染色体数目的变异胡一舟胡一舟, ,在在20002000年年前后曾经感动全前后曾经感动全国甚至世界无数国甚至世界无数观众的智力残障观众的智力残障“天才指挥家天才指挥家”.”.原因：减数第一次分裂后期减数第一次分裂后期2121号号同同源染色体源染色体未分离未分离或减数第二次分裂后期姐妹染色或减数第二次分裂后期姐妹染色单体单体分离后移向细胞的同一极分离后移向细胞的同一极21三体综合征1.非整倍变异（2）举例：一.染色体数目的变异4444条条XOXO（4

5、545条）条）Turner综合征症状：症状：颈蹼，肘外翻、部分患者智力轻度低下。有的患者伴有心、肾、骨骼等先天畸颈蹼，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。形。外观表现为女性，但外观表现为女性，但性腺发育不良，性腺发育不良，没有生育没有生育能力能力。(先天性卵巢发育不全综合征)性染色体数目异常1.非整倍变异（2）举例：一.染色体数目的变异【A】: XO单体原因: 父方在M时X和Y未分离，进入同一个配子中，形成不含性染色体的异常精子。或母方在M时X和X未分离，或M时两条X单体分离后进入同一个配子中，形成不含性染色体的异常卵细胞。性染色体数目异常1.非整倍变异（2）举例

6、：一.染色体数目的变异【A】: XO单体一种人类男性的性染色体疾病，比正常的男性多出一一种人类男性的性染色体疾病，比正常的男性多出一条条Y Y染色体，所以又称染色体，所以又称“超雄综合征超雄综合征”原因：父方在M时两条Y染色单体分离后，进入同一个配子中，产生YY的异常精子。性染色体数目异常1.非整倍变异（2）举例：一.染色体数目的变异【B】: XYY三体原因:父方在M时X和Y未分离，进入同一个配子中，形成XY的异常精子。具有具有XXYXXY染色体的人通常表现为染色体的人通常表现为XYXY男性的生理特征，同时男性的生理特征，同时可能出现不同程度的女性化第二性征。可能出现不同程度的女性化第二性征。

7、或母方在M时X和X未分离，或M时两条X单体分离后进入同一个配子中，形成XX的异常卵细胞。性染色体数目异常1.非整倍变异（2）举例：一.染色体数目的变异【C】: XXY三体大多数大多数X X三体个体表型正常，但发育较早，平均身高较正常三体个体表型正常，但发育较早，平均身高较正常女性高，平均智商比正常人群低女性高，平均智商比正常人群低10-15.10-15.原因:父方在M时两条X染色单体分离后，进入同一个配子中，产生XX的异常精子。或母方在M时X和X未分离，或M时两条X单体分离后进入同一个配子中，形成XX的异常卵细胞。性染色体数目异常1.非整倍变异（2）举例：一.染色体数目的变异【D】: XXX三

8、体雌果蝇染色体组成雌果蝇染色体组成定义：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。一个染色体组一个染色体组2.整倍变异一.染色体数目的变异（1）染色体组：果蝇的一个染色体组是果蝇的一个染色体组是_或或_。、X X、Y Y果蝇的一个基因组是果蝇的一个基因组是_。、X X、Y Y（3+XY3+XY）2.整倍变异一.染色体数目的变异（1）染色体组：二倍体马铃薯：（二倍体马铃薯：（2n=24)2n=24)果蝇的一个染色体组含果蝇的一个染色体组含_条条染色体，染色体，果蝇的一个基因组果蝇的一个基因组含含_条条染色体染色体。12121

9、2122.整倍变异一.染色体数目的变异（1）染色体组：特征：A.一个染色体组不含同源染色体，不含等位基因。B.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。C.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。雌果蝇染色体组成雌果蝇染色体组成一个染色体组一个染色体组A.据染色体的形态判断染色体组的数量，并完成表格的填写。项目染色体组数_每个染色体组内染色体数_规律：染色体组数 ，一个染色体组中的染色体数 。3214233422形态相同的染色体的条数不同形态染色体的种类数2.整倍变异一.染色体数目的变异（1）染色体组：判断方法：B.请根据基因型判断染色体组数：

10、项目染色体组数_规律：染色体组数 。1324控制同一性状的基因的个数2.整倍变异一.染色体数目的变异（1）染色体组：判断方法： 人和野生马铃薯等生物的体细胞中都有两个染色体组。像这样体细胞中含有两个染色体组的个体叫做二倍体。野生马铃薯的染色体组成野生马铃薯的染色体组成人体内染色体组成人体内染色体组成2.整倍变异一.染色体数目的变异（2）二倍体和多倍体：【思考1】二倍体植株经减数分裂产生的配子中应该有几个染色体组？一个2.整倍变异一.染色体数目的变异（2）二倍体和多倍体：【思考2】若减数分裂时姐妹染色单体未分离，配子中应该有几个染色体组？可能形成含有两个染色体组的配子 减数分裂异常减数分裂异常2

11、.整倍变异一.染色体数目的变异（2）二倍体和多倍体：【思考3】若该异常配子与正常的配子结合后发育成个体，其体细胞中应该含有几个染色体组？三个这样的配子与含有一个染色体组的正常配子结合发育成的个体体细胞中含有三个染色体组，称作。2.整倍变异一.染色体数目的变异（2）二倍体和多倍体：无子西瓜无子西瓜香蕉香蕉2.整倍变异一.染色体数目的变异（2）二倍体和多倍体：【思考4】若两个正常的配子结合后形成的幼苗受到外界环境的影响，进行有丝分裂时，姐妹染色单体未分离，则子细胞中有几个染色体组？ 四个由2个含有两个染色体组的配子结合发育成的个体，体细胞中含有4个染色体组，称为。有丝分裂异常2.整倍变异一.染色体

12、数目的变异（2）二倍体和多倍体：马铃薯马铃薯（4n=484n=48）棉花棉花（4n=524n=52）2.整倍变异一.染色体数目的变异（2）二倍体和多倍体：山药（山药（4n=404n=40）2.整倍变异一.染色体数目的变异（2）二倍体和多倍体：香葱（香葱（4n=324n=32）2.整倍变异一.染色体数目的变异（2）二倍体和多倍体：四倍体形成过程：四倍体形成过程：一种可能性一种可能性2n二倍体二倍体( () )2n二倍体二倍体( () )受精受精作用作用4n受精卵受精卵发育发育2n四倍体四倍体有丝分裂有丝分裂2n雌配子雌配子减数减数分裂分裂出错出错雄配子雄配子2n减数减数分裂分裂出错出错2.整倍变

13、异一.染色体数目的变异（2）二倍体和多倍体：四倍体形成过程：四倍体形成过程：另一种可能性另一种可能性2n二倍体二倍体( () )雌配子雌配子n减数减数分裂分裂2n二倍体二倍体( () )受精受精作用作用2n受精卵受精卵雄配子雄配子n减数减数分裂分裂4n四倍体四倍体有丝分裂有丝分裂出错出错染色体复制，未分离2.整倍变异一.染色体数目的变异（2）二倍体和多倍体：六倍体小麦（六倍体小麦（6N=426N=42） 体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体统称为。2.整倍变异一.染色体数目的变异（2）二倍体和多倍体：1.染色体加倍的机理低温或秋水仙素染色体不能移向细胞的两极导致抑制纺锤体的形成染色体数目加

14、倍导致多倍体继续分裂一.染色体数目的变异一般是可育的：2.四倍体的生物可育吗？一.染色体数目的变异 下面两张图展示的是香蕉和香蕉的祖先下面两张图展示的是香蕉和香蕉的祖先野生香蕉，两者野生香蕉，两者差异很大。我们可以清晰地看到野生香蕉其实是有籽的，而且籽差异很大。我们可以清晰地看到野生香蕉其实是有籽的，而且籽还很大。还很大。 你在吃香蕉时是否有过这样的疑惑：香蕉为什么没有你在吃香蕉时是否有过这样的疑惑：香蕉为什么没有籽，没有籽它是如何进行繁殖的？籽，没有籽它是如何进行繁殖的？：3.三倍体的生物可育吗？一.染色体数目的变异三价体二价体单价体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

15、紊乱，不能形成可育的配子。所以三倍体的生物一般不可育。：3.三倍体的生物可育吗？一.染色体数目的变异与二倍体植株相比，与二倍体植株相比，多倍体植株的特点有多倍体植株的特点有： A. A.茎秆粗壮；茎秆粗壮； B. B.叶片、果实和种子都比较大；叶片、果实和种子都比较大； C. C.糖类和蛋白质等营养物质的含量都有所增加。糖类和蛋白质等营养物质的含量都有所增加。2.整倍变异一.染色体数目的变异（2）二倍体和多倍体：人工诱导多倍体：利用低温处理、用秋水仙素诱发等方法来诱导多倍体的产生。进行正常有丝分裂的植物分生组织细胞，在有丝分裂后期，染色体的着丝粒分裂，子染色体在纺锤丝的作用下，分别移向细胞两极

16、，最终被平均分配到两个子细胞中去。用低温处理植物分生组织细胞，能够抑制纺锤体的形成，染色体不能被正常拉向细胞的两极，细胞也不能分裂成两个子细胞，结果导致植物细胞的染色体数目发生变化。对照对照低温诱导低温诱导72h72h2.整倍变异一.染色体数目的变异秋水仙素秋水仙 秋水仙素是从百合科植物秋水仙的种子和球茎中提取秋水仙素是从百合科植物秋水仙的种子和球茎中提取的一种植物碱。它是白色或淡黄色的粉末或针状结晶，有的一种植物碱。它是白色或淡黄色的粉末或针状结晶，有剧毒，使用时应当特别注意。剧毒，使用时应当特别注意。2.整倍变异一.染色体数目的变异人工诱导多倍体：实例1：练习与应用（P91）2.2.人们平

17、常食用的西瓜是二倍体。在二倍体人们平常食用的西瓜是二倍体。在二倍体西瓜的幼苗期，用秋水仙素处理，可以得到四倍体植株。然后，用四倍西瓜的幼苗期，用秋水仙素处理，可以得到四倍体植株。然后，用四倍体植株作母本，体植株作母本，用二倍体植株作父本，进行用二倍体植株作父本，进行杂交，得到的种子细胞中含有三个染色体组。杂交，得到的种子细胞中含有三个染色体组。把这些种子种下去，就会长出三倍体植株。把这些种子种下去，就会长出三倍体植株。下图是三倍体无子西瓜的培育过程图解。据下图是三倍体无子西瓜的培育过程图解。据图回答下列问题。图回答下列问题。一.染色体数目的变异人工诱导多倍体实例：2.整倍变异在二倍体西瓜幼苗的

18、芽尖在二倍体西瓜幼苗的芽尖滴加秋水仙素的目的是什滴加秋水仙素的目的是什么？依据的原理是什么？么？依据的原理是什么？抑制纺锤体的形成实例1：练习与应用（P91）2.2.人们平常食用的西瓜是二倍体。在二倍体人们平常食用的西瓜是二倍体。在二倍体西瓜的幼苗期，用秋水仙素处理，可以得到四倍体植株。然后，用四倍西瓜的幼苗期，用秋水仙素处理，可以得到四倍体植株。然后，用四倍体植株作母本，体植株作母本，用二倍体植株作父本，进行用二倍体植株作父本，进行杂交，得到的种子细胞中含有三个染色体组。杂交，得到的种子细胞中含有三个染色体组。把这些种子种下去，就会长出三倍体植株。把这些种子种下去，就会长出三倍体植株。下图是

19、三倍体无子西瓜的培育过程图解。据下图是三倍体无子西瓜的培育过程图解。据图回答下列问题。图回答下列问题。(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。一.染色体数目的变异2.整倍变异人工诱导多倍体实例：(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?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。一.染色体数目的变异2.整倍变异实例1：练习与应用（P91）2.人工诱导多倍体实例：(3)有

20、时可以看到三倍体西瓜中有少量发育并成熟的种子，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。一.染色体数目的变异2.整倍变异实例1：练习与应用（P91）2.人工诱导多倍体实例：(4)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。一.染色体数

21、目的变异2.整倍变异实例1：练习与应用（P91）2.人工诱导多倍体实例：实例2：香蕉的培育香蕉的祖先为野生芭香蕉的祖先为野生芭蕉，个小而多种子，蕉，个小而多种子，无法食用。香蕉的培无法食用。香蕉的培育过程如下：育过程如下：野生芭蕉2n有籽香蕉4n加倍加倍野生芭蕉无籽香蕉3n受精作用受精作用2n减数分裂减数分裂2nn无籽香蕉3n无性生殖无性生殖一.染色体数目的变异2.整倍变异人工诱导多倍体实例：这里的这里的A A、B B、D D代表的是代表的是染色体组，而不是基因染色体组，而不是基因实例3：普通小麦的形成过程一.染色体数目的变异2.整倍变异人工诱导多倍体实例：第1步：杂交异源四倍体（4N）（AB

22、DR）第2步：染色体加倍注意：这里的注意：这里的A A、B B、D D、R R代表的是染色体组，而不代表的是染色体组，而不是基因。所以，异源四倍是基因。所以，异源四倍体（体（ABDRABDR）是不可育的。）是不可育的。 第一年第二年普通小麦（6N） 小黑麦（2N） （RR） （AABBDD）八倍体小黑麦（8N ）（AABBDDRR）秋水仙素秋水仙素处理处理 实例4：八倍体小黑麦的培育过程一.染色体数目的变异2.整倍变异人工诱导多倍体实例：卵卵幼虫幼虫受精卵受精卵受精卵受精卵持续获得蜂王浆持续获得蜂王浆未受精的卵未受精的卵2n=322n=322n=322n=32n=16n=16n=16n=162

23、n=322n=32蜂王蜂王工蜂工蜂雄蜂雄蜂2.整倍变异一.染色体数目的变异(3)单倍体： 像蜜蜂的雄蜂这样，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。特点：与正常二倍体植株比较，单倍体植株长得弱小，而且高度不育。概念：2.整倍变异一.染色体数目的变异(3)单倍体：单倍体育种A.过程：花药离体培养P PF F1 1配子配子DDTTDDTTDDttDDttddTTddTTddttddtt秋水仙素处理高杆抗病高杆抗病 DDTT DDTT矮杆感病矮杆感病 ddtt ddtt高杆抗病高杆抗病 DdTtDdTtDTDTDtDtdTdTdtdt单倍体植株单倍体植株DTDTDtDtdTdTdt

24、dt需要的纯合需要的纯合矮抗矮抗品种品种杂交（诱导染色体数加倍）【思考1】单倍体育种中秋水仙素处理萌发的种子吗？不能，因为单倍体往往高度不育，不能，因为单倍体往往高度不育，育种操作的对象一般是单倍体幼苗育种操作的对象一般是单倍体幼苗筛选 注意：单倍体育种和多倍体育种中都用单倍体育种和多倍体育种中都用到秋水仙素，但单倍体育种中是用秋水到秋水仙素，但单倍体育种中是用秋水仙素处理单倍体幼苗，而多倍体育种中仙素处理单倍体幼苗，而多倍体育种中是用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。是用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。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，不能简

25、单地认为花药离体培养就是单倍体育种的全部。一.染色体数目的变异2.整倍变异B.原理： 染色体数目变异C.优点:a.明显缩短育种年限 得到的植株不仅能够正常生殖，而且每对染色体上成对的基因都是纯合的，自交后代不发生性状分离。b.快速获得纯合子【思考2】用秋水仙素处理单倍体一定能够获得纯合子吗？不一定，若亲本为二倍体，则获得的品种一定为纯合子，如：不一定，若亲本为二倍体，则获得的品种一定为纯合子，如： 如果单倍体体细胞中基因型为AB，经秋水仙素处理后基因型为AABB，是纯合子；单倍体育种一.染色体数目的变异2.整倍变异D.缺点： 技术复杂，需与杂交育种配合。如果单倍体体细胞中基因型为Aa，经秋水仙素处理后基因型为AAaa，是杂合子。若亲本为多倍体，则获得的品种不一定为纯合子，如：若亲本为多倍体，则获得的品种不一定为纯合子，如：【思考2】用秋水仙素处理单倍体