生物人教版（2023）必修2 5.2染色体变异（共39张ppt）

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问题探讨

野生祖先种（多种颜色）

栽培品种（一般都为黄色）

野生祖先种（有籽）

栽培品种（无籽）

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。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？

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333

12

24

11

异常

染色体变异

3、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。然而，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？

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

变异

染色体数目的变异

01

染色体数目的变异

（1）细胞内个别染色体的增加或减少

（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地增加或成套的减少

（一）细胞内个别染色体的增加或减少

一、染色体数目的变异

实例：21三体综合征（先天性愚型）

21三体综合征原因？

3条21号染色体

精子

卵细胞

1条21号染色体

2条21号染色体

受精卵

+

→

+

1条21号染色体

2条21号染色体

3条21号染色体

母方减Ⅰ或减Ⅱ的问题

父方减Ⅰ或减Ⅱ的问题

一、染色体数目的变异

一、染色体数目的变异

特征：

1.外观表现为女性，但性腺发育不良，没有生育能力。

2.身高、体重落后，手、足背明显浮肿，颈侧皮肤松弛。

性腺发育不良（女性患者少了一条X染色体）

条染色体对同源染色体对常染色体对性染色体8431一套完整的非同源染色体：Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、XⅡ、Ⅲ、Ⅳ、Y一、染色体数目的变异（二）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地增加或成套的减少

染色体组：细胞中的每套非同源染色体。

1、染色体组的理解：

一个染色体组中不存在同源染色体

一个染色体组中各个染色体的形态和功能均不相同

一个染色染色体组中含有该物种的一整套完整遗传信息

一、染色体数目的变异

2、染色体组的判定方法：

方法一：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。

一、染色体数目的变异

方法二：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。

YyRr

AABBDD

Aaa

ABCD

一、染色体数目的变异

2、染色体组的判定方法：

（三）二倍体：

由受精卵发育来的个体，体细胞中含有两个染色体组的个体。

在自然界，几乎全部动物和过半的植物都是二倍体。

配子

亲代

×

2N

2N

N

N

受精卵

2N

子代

2N

一、染色体数目的变异

（四）多倍体：

体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体。

马铃薯是四倍体

香蕉是三倍体

普通小麦是六倍体

一、染色体数目的变异

（四）多倍体：

与二倍体相比，多倍体的植株常常是茎秆粗壮，叶片、果实和种子都比较大，糖类和蛋白质等营养物质含量都有所增加。

生长缓慢，结实率低。

优

点

缺

点

一、染色体数目的变异

四倍体玫瑰葡萄

多倍体草莓

普通二倍体草莓

四倍体西红柿

香蕉的祖先是二倍体的野生芭蕉，个小而多种子，无法食用，现代香蕉为三倍体，如何培育三倍体香蕉？三倍体香蕉为什么无籽？（四）多倍体：

技术方法：人工诱导多倍体

原理

低温或秋水仙素能够抑制细胞中纺锤体的形成，导致后期数目加倍后的染色体不能正常移向两极，细胞不能分裂。

方法

低温或秋水仙素处理萌发种子或幼苗

一、染色体数目的变异

（五）单倍体：

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、成因：由配子（如卵细胞、花粉等）直接发育而来的个体。

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

2、代表生物：蜜蜂中的雄蜂

蜂王雄蜂工蜂

32条16条32条

一、染色体数目的变异

单倍体生物的体细胞中一定只含有一个染色体组吗？

3、特点

植株长得弱小

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

一、染色体数目的变异

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

一、染色体数目的变异

技术方法：单倍体育种

优点

二倍体植株

花药离体培养

单倍体幼苗

秋水仙素处理

二倍体植株（纯合子）

缺点

方法

过程

植物组织培养、人工诱导染色体加倍

明显缩短育种年限

技术复杂，需与杂交育种配合。

一、染色体数目的变异

（五）单倍体：

单倍体二倍体多倍体

概念

发育起点

染色体组数目

性状表现

体细胞中含有2个染色体组

体细胞的染色体数目与本物种配子染色体数目相同

体细胞中含有3个

或3个以上染色体组

未受精的配子

受精卵

受精卵

正常体细胞染色体组数目的一半

2个

3个或3个以上

植株矮小，且高度不育

正常

茎秆粗壮，叶片、果实、种子较大，营养丰富，但发育迟缓，结实率低

单倍体、二倍体、多倍体

单倍体育种多倍体育种

原理

常用方法

优势

缺点

染色体数目变异

染色体数目变异

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

得到的植株是纯合体

操作简单

器官大，营养高

技术复杂，

需与杂交育种配合

适用于植物，

不适用于动物

无子西瓜培育

秋水仙素处理

2N

4N

第一年

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？

2.处理后的植株，各个部位染色体数目是否都为4N？

秋水仙素处理后的茎、叶、花的染色体数目加倍，而未处理的根细胞中仍为两个染色体组。

芽尖细胞正在进行有丝分裂，当秋水仙素作用于正在分裂的细胞时，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。

秋水仙素处理

2N

4N

4N

母本

2N

父本

杂交

2N

果皮____

种子____

第一年

4N

3N

杂交获得三倍体

3.获得的四倍体西瓜为何要与二倍体杂交？

无子西瓜培育

第二年

假授粉

联会紊乱

3N

2N

果皮____

3N

无子西瓜

①三倍体植株不能进行正常的减数分裂形成生殖细胞，因此不能形成种子。

5.三倍体西瓜为什么没有种子？真的一颗没有吗？

联会紊乱

②不是绝对一颗种子都没，其原因是在进行减数分裂时，有可能形成正常的卵细胞

刺激子房产生生长素，促进子房发育为果实。

母本

父本

假授粉

无子西瓜培育

低温诱导植物细胞染色体数目的变化

探究·实践

（一）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。

（二）方法步骤

①将蒜/洋葱在冰箱冷藏室内（4℃）放置一周。取出后将蒜/洋葱放在装

满清水的容器上方，让它的底部接触水面，于室温（约25℃）培养。待

蒜/洋葱长出约1cm长的不定根时，将整个装置放入冰箱冷藏室内，诱导

培养48~72h。

（二）方法步骤

②剪取诱导处理的根尖0.5~1cm，放入卡诺氏液中浸泡0.5~1h。

（卡诺氏液：固定细胞的形态），然后用体积分数为95%的酒精冲洗2次。

③制作装片（同有丝分裂实验）

（1）解离

（2）漂洗

（3）染色

（4）制片

盐酸和酒精混合液（1：1混合），目的是使组织中的细胞相互分离开来。

清水漂洗，目的是洗去药液，防止解离过度。

用甲紫（龙胆紫）或醋酸洋红溶液对染色体染色。

放在载玻片上，加清水并用镊子把根尖弄碎，盖上盖玻片，用拇指轻轻地按压盖玻片完成制片。

④观察

先用寻找染色体形态好的分裂象；

视野中既有，也有；

确认某个细胞发生染色体数目变化后，再用观察；

低倍镜

正常的二倍体细胞

染色体数目发生改变细胞

高倍镜

注意：观察不到染色体加倍的完整的过程

染色体结构的变异

02

染色体的某一片段消失

a

b

c

d

e

f

1.缺失

二、染色体结构的变异

指一条染色体断裂而失去一个片段，这个片段上的基因也随之丢失。在人类遗传中，猫叫综合征就是五号染色体缺失导致。

结果：基因数目减少

染色体增加了某一片段

a

b

c

d

e

f

b

2.重复

棒状眼

正常眼

二、染色体结构的变异

一条染色体的断裂片段接到同源染色体的相应部位，结果后者就有一段重复基因。

结果：基因数目增加

a

b

c

d

e

f

g

h

i

j

k

染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上

3.易位

正常眼

花斑眼

二、染色体结构的变异

染色体发生断裂，断裂片段接到非同源染色体上的现象。

结果：基因排列顺序变化

比较染色体易位与交叉互换

染色体易位交叉互换

图解

区别位置

原理

观察

发生于非同源染色体之间

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

二、染色体结构的变异

c

d

e

f

a

b

a

f

e

d

b

c

染色体的某一片段位置颠倒180度引起的变异

4.倒位

正常翅

卷翅

二、染色体结构的变异

一条染色体的断裂片段，位置倒过来后再接上去，造成这段染色体上的基因位置颠倒。

结果：基因排列顺序变化

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）

影响

结果

二、染色体结构的变异

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。

★归纳总结

基因突变、基因重组和染色体变异的比较

项目基因突变基因重组染色体变异

本质

观察

适用范围

产生结果

共同点基因结构的改变

基因的重新组合

染色体结构或数目发生变化

产生新的基因

只改变基因型

基因“数量”上发生变化

都是可遗传的变异

光学显微镜无法观察

光学显微镜无法观察

光学显微镜下可以观察

任何生物

真核生物、有性生殖

真核生物

总结

结构变异：缺失（例：猫叫综合症）、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：自然或人为（秋水仙素）使染色体加倍

概念：配子直接发育来的个体

成因：未经受精的配子直接发育而成

应用：单倍体育种；花药离体培养法

特点：植株一般较弱小、不育

单倍体

习题巩固

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

1.秋水仙素能诱导多倍体形成的原因是（）

D

2.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