【课件】染色体变异课件高一下学期生物人教版必修2

第2节

染色体变异第5章基因突变及其他变异目录CONTENTS什么是单倍体、二倍体和多倍体？一二染色体结构的变异有哪些类型?三染色体数目的变异有哪些类型？问题探讨野生祖先种马铃薯（多种颜色）栽培品种马铃薯（一般都为黄色）野生祖先种栽培品种（马铃薯）野生祖先种香蕉（有籽）栽培品种香蕉（无籽）野生祖先种栽培品种（香蕉）作为野生植物的后代，许多栽培植物的染色体数目却与他们的祖先大不相同，如马铃薯和香蕉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333122411异常1.为什么平时吃的香蕉是没有种子的？2.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祖先有这么大差别呢？

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，进而无法形成种子。1.概念：体细胞或生殖细胞内染色体数目或结构的变化。2.分类：3.区别

染色体结构变异染色体数目变异基因突变分子水平的变异，光镜下不可见。染色体变异：细胞水平的变异，光镜下可见。基因重组

染色体变异个别染色体的增加或减少以以一套完整的非同源染色体为基数成倍地增加或减少以雌果蝇的染色体组成为例增多正常减少唐氏综合征即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染色体一、

染色体数目变异响誉世界的音乐指挥家舟舟1.细胞内个别染色体的增加或减少45条＋XY（47）44条＋X（45）21三体综合征患者智力低下，身体发育缓慢。患儿面容特殊，眼间距宽，外眼角上斜，舌头常露出口外，故又叫伸舌样痴呆症。50%的患儿有先天性心脏病，部分发育过程中死亡。特征：外观表现为女性，但性腺发育不良，没有生育能力。身材矮小，成年后身高极少超过150cm，颈部发际低，呈蹼颈，胸部宽。21三体综合征（先天性愚型）产生的原因减数分裂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问题1：野生马铃薯体细胞中有几条染色体？

几对同源染色体？问题2：标记为3号的两条染色体是什么关系？3号与4号染色体又是什么关系？问题3：野生马铃薯配子中有几条染色体？3号的两条染色体是同源染色体；3号与4号染色体是非同源染色体24条；12对问题4：配子中染色体在形态和功能上有什么特点？这些染色体之间是什么关系？形态和功能各不相同的非同源染色体细胞中的一组非同源染色体，在形态和功能上各不相同，但又相互协调，共同控制生物的生长、发育、遗传和变异的一组染色体，每套非同源染色体称为一个染色体组（共12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地增加或成套的减少问题5：栽培马铃薯有几个染色体组？（一）细胞内染色体数目以一套完整的非同源染色体（染色体组）为基数成倍地增加或成套地减少。4个一组非同源染色体染色体的形态、大小和功能各不相同含有该物种的全套遗传信息不含等位基因染色体组的特点：正常增多减少2N=24：2表示：

N表示：有两个染色体组每组有n条非同源染色体1.根据染色体的形态判断染色体组的数量，并完成表格。项目染色体组数每个染色体组内染色体数3323144335活动1细胞中染色体组数的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。方法一：根据染色体形态判断下面细胞分别处于什么时期，此时细胞中各有几个染色体组？减数分裂Ⅰ后期有丝中期有丝后期减数分裂Ⅱ后期4个2个2个2个

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练

一

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】2.

根据基因型判断染色体组数。4231活动1细胞中染色体组数的判断同一英文字母（无论大小写）出现几次，就含有几个染色体组。有几种字母出现，一个染色体组中就有几条染色体。方法二：根据基因型判断YyRr项目染色体组数每个染色体组内染色体数213342③根据染色体数目和染色体形态数判断：染色体组的数目=染色体数/染色体形态数例：韭菜的体细胞中含有32条染色体，这32条染色体有8种形态结构，韭菜有（）个染色体组。

A2B4C6D8B④根据名称，叫几倍体，则体细胞中就有几个染色体组例：马铃薯是四倍体，则其体细胞中有

个染色体组，生殖细胞中有

个组，体细胞有丝分裂后期有

个组，减Ⅱ后期有

个组。4284二倍体植株经减数分裂产生的配子中应该有几个染色体组？一个染色体组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。减数分裂正常减数分裂异常还有哪种情况也可能形成含有两个染色体组的配子？两个染色体组若减数分裂时同源染色体未分离，也可能形成含有二个染色体组的配子减数分裂异常减数分裂正常两个染色体组若该异常配子(含2个染色体组）与正常配子(含1个染色体组）结合后发育成个体，其体细胞中应该含有几个染色体组？三个染色体组含两个染色体组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，称作三倍体。三倍体：若含两个染色体组的配子相互结合，发育成个体，其体细胞中应该含有几个染色体组？四个染色体组由两个含两个染色体组的配子结合发育成的个体，体细胞中含有四个染色体组，称作四倍体。四倍体：若二倍体的胚或幼苗时期受到某种因素的影响，体细胞在有丝分裂时，染色体只复制未分离（姐妹染色单体未分离），也会形成四倍体。有丝分裂异常（姐妹染色单体未分离）四个染色体组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：体细胞二倍体：由受精卵发育而成的个体，体细胞中含有两个染色体组的个体四倍体三倍体多倍体：由受精卵发育而成的个体，体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体二倍体二、

单倍体、二倍体、多倍体1.二倍体、多倍体概念

在自然界，几乎全部动物和过半数的高等植物都是二倍体如：普通小麦（6n=42）、棉花（四倍体）、马铃薯（4n=48）2.多倍体的特点

多倍体在植物中很常见，在动物中极少见。四倍体番茄的维生素C含量比二倍体几乎增加了一倍。四倍体葡萄的果实比二倍体的大得多。

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，但发育迟缓，结实率低。（1）方法：Ⅰ低温处理。染色体数加倍染色体复制着丝点分裂细胞无法正常分裂无纺缍丝牵引

Ⅱ秋水仙素诱发。处理萌发的种子或幼苗。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（2）原理：作用时期：有丝分裂的前期目前常用、最有效3.多倍体育种（人工诱导多倍体）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第一年第二年（以三倍体无子西瓜为例）2、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1、为什么用四倍体作母本？阅读P91，请尝试说出三倍体西瓜培育的过程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？4、无子西瓜每年都要制种，很麻烦，有没有别的替代方法？三倍体在进行减数分裂时有可能形成了正常的卵细胞，从而形成正常的种子，但这种概率特别小。进行无性繁殖。将三倍体西瓜植株进行组织培养获得大量的组织苗，再进行移栽。1.(2022·贵州铜仁高一期末)二倍体西瓜的染色体组成是2n＝22，如图是培育三倍体无子西瓜的流程图。下列分析正确的是A.西瓜细胞一个染色体组含有11条同源染色体B.①②③表示杂交过程，杂交过程发生基因重组C.四倍体(♀)提供的生殖细胞含有两个染色体组D.三倍体(♀)因不能进行减数分裂而不能结出种子√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。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代表生物：蜜蜂中的雄蜂蜂王雄蜂工蜂

32条

16条

32条4.单倍体单倍体生物的体细胞中一定只含有一个染色体组吗？1.

玉米是二倍体，体细胞中含有20条染色体。由离体的玉米花粉直接发育成的

个体体细胞中含有多少条染色体？该个体是单倍体还是二倍体？含有10条染色体；该个体是单倍体。2.普通小麦是六倍体，体细胞中有几个染色体组？其配子中有几个染色体组？体细胞中有6个染色体组；其配子中有3个染色体组。3.由普通小麦的配子发育而成的个体，体细胞中有几个染色体组？由普通小麦的配子发育而成的个体，体细胞中有3个染色体组；该个体是几倍体？该个体是单倍体。活动1深度理解单倍体的概念高秆：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。花药离体培养PF1配子DDTTDDttddTTddtt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

ddttF1高杆抗病

DdTtF2D_T_D_ttddT_ddttddTT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

DdTtDTDtdTdt单倍体植株第1年第2年DTDtdTdt需要的纯合矮抗品种优点：单倍体育种能明显缩短育种年限，子代均为纯合子。花药(或花粉）离体培养、人工诱导加倍二倍体植株花药离体培养单倍体幼苗人工诱导秋水仙素处理恢复二倍体植株（3）优点：（1）原理：

染色体数目变异（2）方法：明显缩短育种年限，所得个体均为纯合子单倍体植株高度不育两年一般应用于二倍体植物5.单倍体育种(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单倍体、二倍体、多倍体的比较项目单倍体二倍体多倍体概念发育起点染色体组的数目性状表现由配子发育而来，体细胞的染色体数目与本物种配子染色体数目相同的个体由受精卵发育而来，体细胞中含有2个染色体组的个体由受精卵发育而来，体细胞中含有3个或3个以上染色体组的个体未受精的配子受精卵受精卵不确定（是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，结实率低正常（作为单倍体、多倍体的参照物）2.如图所示细胞中所含的染色体，下列叙述正确的是A.图a含有2个染色体组，图b含有3个染色体组B.如果图b表示体细胞，则图b代表的生物一定是三倍体C.如果图c代表由受精卵发育成的生物的体细胞，则该生物一定是二倍体D.图d代表的生物一定是由卵细胞发育而成的单倍体√解析由题图可知，图a大小形态相同的染色体有4条，含有4个染色体组，图b含有3个染色体组，A错误；图b含有3个染色体组，如果图b表示体细胞，则该生物可能是三倍体，也可能是单倍体，B错误；图c含有2个染色体组，如果图c代表由受精卵发育成的生物的体细胞，则该生物一定是二倍体，C正确；图d含有一个染色体组，可能是由卵细胞发育而来的单倍体，也可能是由精子发育而来的单倍体，D错误。3.用纯种的高秆抗锈病(DDTT)小麦与矮秆易染锈病(ddtt)小麦培育矮秆抗锈病小麦新品种的方法如图所示。下列有关此育种方法的叙述，正确的是A.过程①的作用原理为染色体变异B.过程③必须经过受精作用C.过程④必须使用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗D.此育种方法选出的符合生产要求的品种占1/4√解析题图中过程①表示杂交，其原理为基因重组；过程③常用的方法为花药离体培养；过程④可使用秋水仙素或低温处理幼苗，单倍体高度不育，不产生种子；F1可产生4种雄配子，基因型分别为DT、Dt、dT、dt，经秋水仙素处理后染色体数目加倍，符合生产要求的品种(ddTT)占1/4。

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、高度不育单倍体课堂小结三、实验——低温诱导植物细胞染色体数目的变化探究实验：低温诱导植物细胞染色体数目的变化

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。实验原理实验过程（一）诱导培养（二）固定细胞形态培养不定根低温诱导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。2.待蒜长出约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。取材剪取诱导处理的根尖0.5~1cm固定放入卡诺氏液中浸泡0.5~1h，以固定细胞形态。冲洗用体积分数为95%的酒精冲洗2次包括：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）制作装片解离液（盐酸：酒精=1:1）解离3~5min清水漂洗约10min甲紫溶液染色3~5min制片解离目的：使组织中的细胞相互分离开来漂洗目的：洗去解离液，防止解离过度压片目的：使细胞分散开来，有利于观察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）观察小试牛刀-判断正误(1)低温诱导时温度越低效果越显著(

)(2)用显微镜观察时发现所有细胞中染色体均已加倍(

)(3)低温处理和利用秋水仙素处理材料的原理是相同的(

)(4)在高倍显微镜下可以观察到细胞从二倍体变为四倍体的过程(

)(5)固定细胞后所用的冲洗试剂与解离后所用的漂洗试剂是一样的(

)××√××活动3低温诱导植物细胞染色体数目变化4.将洋葱(2n＝16)放在装满清水的广口瓶上，让洋葱底部接触水面。待洋葱长出约1cm左右的不定根时，再将整个装置放入4℃的环境下继续培养48h，然后取根尖制作成临时装片在显微镜下观察。下列与此相关的叙述，正确的是A.卡诺氏液的作用是使洋葱根尖的组织细胞相互分离开来B.本实验需要制作根尖细胞的临时装片，制作步骤是解离→漂洗→染色→制片C.本实验可以观察到一个细胞完整的染色体数目16→32加倍的过程D.与秋水仙素作用的原理相同，低温是通过抑制着丝粒的分裂而使细胞染色体数目

加倍√1.两次漂洗的比较项目第一次漂洗第二次漂洗时间不同在固定之后解离之前在解离之后染色之前试剂不同用95%酒精漂洗用清水漂洗目的不同洗去多余的卡诺氏液洗去多余的解离液2.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，观察不到到细胞分裂的连续变化。(2)选择材料使用低温处理“分生组织细胞”。染色体数目变化发生在细胞分裂时，处理其他细胞可能不会出现染色体加倍的情况。(3)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。(4)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。><目标一染色体结构的变异染色体的某一片段消失正常翅缺刻翅abcdef实例：果蝇缺刻翅的形成

人类猫叫综合征2.1染色体结构变异1.缺失人的5号染色体部分缺失引起的遗传病，患儿哭声轻，音调高，生长发育迟缓，智力严重障碍染色体增加了某一片段正常眼棒状眼abcdefb实例：果蝇棒状眼的形成2.1染色体结构变异2.重复染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上正常眼花斑眼abcdefghijk实例：果蝇花斑眼的形成

人慢性粒细胞白血病2.1染色体结构变异3.易位比较染色体易位与染色体互换图解区别位置原理观察发生于非同源染色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染色体易位染色体互换2.1染色体结构变异染色体的某一片段位置颠倒引起的变异正常翅卷翅cdefabafbcdebcde实例：果蝇卷翅的形成

女性9号染色体倒位后造成习惯性流产abcdefabcdefbcdeaf位置颠倒2.1染色体结构变异4.倒位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。缺失

重复

易位

倒位活动2辨析染色体结构变异的类型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，有的甚至导致生物体死亡。影响结果2.染色体结构变异中基因的结构发生变化了吗？活动2辨析染色体结构变异的类型①非同源染色体之间相互交换片段；②非同源染色体之间自由组合；③同源染色体之间通过互换交换片段；④染色体中DNA的碱基对增加或缺失发生改变；⑤染色体缺失或增加片段；染色体变异基因重组基因重组基因突变染色体变异1.辨析下列变异属哪种变异类别

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（基因工程型）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