2024-2025学年高中生物课件（人教版2019）必修二5-2染色体变异

§5-2染色体变异基因突变及其他变异根据前面所学减数分裂的知识试着完成表格。为什么平时吃的香蕉是没有种子的？分析表中数据你还能提出什么问题吗？能否发挥想象力做出一些推测呢？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他们的祖先大不相同，如马铃薯和香蕉（见右表）。讨论提示：因为香蕉裁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亲乱，不能形成正常的配子，因此无法形成受精卵，进而形成种子。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

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马铃薯和香蕉的染色体数目表提示：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？导言父方(2N)母方(2N)精子(N)卵子(N)受精卵(2N)新个体(2N)减数分裂减数分裂受精作用有丝分裂减数分裂和受精作用能够使生物体亲子代间的染色数目保持稳定。思考Thinking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24212

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香

蕉野生祖先种22211

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马铃薯和香蕉的染色体数目表马铃薯和香蕉的染色体数目为什么与他们的野生祖先有很大差别呢？染色体变异的定义和类型生物体的体细胞或生殖细胞内染色体数目或结构的变化，称为染色体变异。定义类型染色体变异结构变异数目变异细胞内个别染色体增加或减少细胞内染色体组成倍增加或成套减少二倍体和多倍体单倍体细胞内个别染色体增加或减少←21三体综合征患者的染色体组成21三体综合征21三体综合征就是患者比正常人多了一条21号染色体二倍体和多倍体果蝇体细胞中的染色体两两成对，且含有4对同源染色体，其中：3对常染色体：Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ各一对1对性染色体：♀是XX、♂是XYⅡ、Ⅲ、Ⅳ、X或Y构成一套非同源染色体（形态、功能不同）含有两套非同源染色体（两个染色体组）称为一个染色体组果蝇是二倍体♀XXXY♂雌雄果蝇体细胞染色体示意图果蝇二倍体和多倍体野生马铃薯的染色体组成（红色为荧光标记）野生马铃薯的体细胞中含有12对同源染色体，每个染色体组中包括12条形态和功能不同的非同源染色体。即体细胞中含有两个染色体组，为二倍体。配子(含1个染色体组)二倍体和多倍体二倍体(含2个染色体组)配子(含2个染色体组)配子(含1个染色体组)正常减数分裂异常减数分裂个体含3个染色体组（三倍体）配子(含2个染色体组)受精发育个体含4个染色体组（四倍体）受精发育二倍体的胚或幼苗有丝分裂染色体复制未分离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。定义：二倍体和多倍体四倍体可以通过减数分裂形成含有两个染色体组的配子。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。香蕉、三倍体无子西瓜的果实中没有种子，原因就在于此。多倍体的育性二倍体和多倍体在自然界，几乎全部动物和过半数的高等植物都是二倍体。多倍体在植物中很常见，在动物中极少见。在被子植物中，约有33%的物种是多倍体。例如，普通小麦、棉、烟草、菊、水仙等都是多倍体。某些品种的苹果、梨、葡萄也是多倍体。举例玉米是二倍体普通小麦是六倍体二倍体和多倍体与二倍体植株相比，多倍体植株常常是茎秆粗壮，叶片、果实和种子都比较大，糖类和蛋白质等营养物质的含量都有所增加。多倍体的特点四倍体葡萄的果实比二倍体的大的多四倍体番茄的维生素C含量比二倍体的几乎增加了一倍二倍体和多倍体方法：人工诱导多倍体的方法很多，如：低温处理：【探究·实践】低温诱导植物细胞染色体数目的变化秋水仙素诱导：方法：用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗秋水仙素作用：是抑制细胞分裂时纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞两极。是目前最常用且最有效的方法。举例：含糖量高的甜菜和三倍体无子西瓜等。多倍体育种【探究·实践】低温诱导植物细胞染色体数目的变化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。目的要求材料用具材料：蒜或洋葱（均为二倍体，体细胞中的染色体数目为16）用具：培养皿，滤纸，纱布，烧杯，镊子，剪刀，显微镜，载玻片，盖玻片，冰箱药品：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。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，植物细胞的染色体数目发生变化。实验原理【探究·实践】低温诱导植物细胞染色体数目的变化诱导培养将蒜（或洋葱）在冰箱冷藏室内（4℃）放置一周。取出后，将蒜放在装满清水的容器上方，让蒜的底部接触水面，于室温（约25℃）进行培养。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。材料处理剪取根尖：约0.5～1cm固定细胞形态：放入卡诺氏液中浸泡0.5～1h冲洗：用体积分数为95%的酒精冲洗2次制作装片解离、漂洗、染色、制片，方法同实验“观察植物细胞的有丝分裂”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。方法步骤【探究·实践】低温诱导植物细胞染色体数目的变化单倍体蜂王工蜂雄蜂举例（体细胞中32条染色体）（体细胞中32条染色体）（体细胞中16条染色体）单倍体体细胞：2N=32配子：减数分裂单倍体：发育N=16蜂王：二倍体(2N)体细胞中含中32条染色体雄蜂：单倍体(N)体细胞中含中16条染色体16（N）N=16（N）雄蜂的形成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，叫作单倍体。定义与正常植株相比，植株弱小，且高度不育。特点体细胞：2N=32配子：减数分裂单倍体：发育N=1616（N）N=16（N）染色体数相等单倍体应用——单倍体育种举例：已知小麦的高秆（D）对矮秆（d）为显性，抗锈病（R）对易染锈病（r）为显性，两对性状独立遗传。现有高秆抗锈病、矮秆易染锈病两纯系品种。要求用单倍体育种的方法培育出具有优良性状的新品种。PDDRRddrr×DdRrDR

Dr

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drDDRR

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ddrrF1花药(配子)单倍体杂交减数分裂秋水仙素诱导染色体加倍DR

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dR

dr离体培养（组织培养技术）纯合子选取ddRR（矮抗）即为所需类型单倍体单倍体育种方法常采用花药（或花粉）离体培养的方法来获得单倍体植株然后人工诱导使这些植株的染色体数目加倍，恢复到正常植株的染色体数目。特点明显缩短育种年限。原因：用这种方法培育得到的植株，不但能够正常生殖，而且每对染色体上成对的基因都是纯合的，自交的后代不会发生性状分离。染色体结构的变异——病例：猫叫综合征病因人的第5号染色体部分缺失引起的遗传病猫叫综合征患者的染色体组成染色体结构的变异——病例：猫叫综合征症状患病儿童哭声轻，音调高，像猫叫。生长发育迟缓，存在严重的智力障碍。染色体结构的变异——类型abcdefacdef染色体的某一片段缺失引起变异。例如，果蝇缺刻翅的形成。缺失正常翅缺刻翅染色体结构的变异——类型染色体中增加某一片段引起变异。例如，果蝇棒状眼的形成。重复abcdefbabcdef正常眼棒状眼染色体结构的变异——类型染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上引起变异。例如，果蝇花斑眼的形成。易位abcdef12345abcd12345