5.2 染色体变异课件-高一下学期生物人教版（2019）必修2

染色体变异（一）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(见下表)。讨论1.根据前面所学减数分裂的知识，试着完成表格。2.为什么平时吃的香蕉是没有种子的?香蕉野生种122411异常【染色体变异】的概念和类型概念:生物体的体细胞或生殖细胞内染色体数目或结构的变化。类型:染色体数目的变异和染色体结构的变异。一、染色体数目变异1.染色体数目变异的类型(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地减少。2.染色体组

在大多数生物的体细胞中，染色体都是两两成对的，也就是说含有两套同源染色体，其中每套非同源染色体称为一个染色体组。雄果蝇体细胞示意图雄果蝇配子示意图21三体综合征（唐氏综合征）点石成金①本质上:是一组非同源染色体。无同源染色体，无相同染色体。②形态上:一个染色体组中的染色体形态、大小各不相同。③功能上:一个染色体组中染色体功能各不相同;一个染色体组携带着生物生长、发育、遗传和变异的全部遗传信息。对染色体组的理解雄果蝇体细胞示意图雄果蝇配子示意图染色体组和基因组是不同的两个概念点石成金染色体组数目的判断方法(1)根据染色体形态、大小、数目判断(2)根据基因型判断（体细胞）321242细胞内同种形态的染色体数有几条就有几个染色体组3241控制同一性状的基因有几个就有几个染色体组4.二倍体(1)概念:通常由受精卵发育而来，体细胞中含有两个染色体组的个体。(2)实例:自然界中，几乎全部动物和过半数的高等植物(如人2n=46)5.多倍体(1)概念:通常由受精卵发育而来，体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体。(2)实例:在植物中很常见，在动物中极少见，如香蕉是三倍体、马铃薯是四倍体、普通小麦是六倍体。(3)特点: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，也存在结实率低、晚熟等缺点。●含奇数个(1除外)染色体组的生物不育的原因:减数分裂时出现同源染色体联会紊乱，因此不能形成可育的配子。6.单倍体(1)概念: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。(2)实例:蜜蜂中的雄蜂、单倍体农作物。(3)特点:与正常植株相比，单倍体植株长得弱小，而且高度不育。蜂王雄蜂工蜂一般来说，由配子发育得到的个体是单倍体。●含1个染色体组的生物不育的原因:原始生殖细胞中无同源染色体。（雄蜂是个特例）点石成金(1)单倍体的体细胞中并不一定只有一个染色体组，如四倍体的配子形成的单倍体的体细胞中含有两个染色体组。(2)单倍体并非都不育:二倍体的配子发育成的单倍体，表现为高度不育；多倍体的配子如含有偶数个染色体组，则发育成的单倍体含有同源染色体及等位基因，可育并能产生后代。(3)单倍体是生物个体，而不是配子;精子和卵细胞属于配子，但不是单倍体。1.单倍体的体细胞中一定只含一个染色体组()2.体细胞中只含有一个染色体组的个体一定是单倍体（）3.体细胞中含有两个染色体组的个体一定是二倍体()×易错提醒×√二、单倍体育种和多倍体育种1.多倍体育种2.单倍体育种（1）方法：花粉/花药离体培养技术(2)优点:能明显缩短育种年限。(3)缺点:技术难度大，操作复杂。花粉单倍体幼苗染色体数目加倍，得到正常纯合子人工诱导用秋水仙素处理离体培养3.实例分析（1）多倍体育种——三倍体无子西瓜的培育第一次传粉:杂交获得可长成三倍体植株的种子。第二次传粉:刺激子房发育成果实。花蕾期去雄雌配子：2N雄配子：N问题探究1.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?2.无子西瓜每年都要制种，很麻烦，有没有别的替代的办法?含有奇数个染色体组的生物，在进行减数分裂产生配子的时候，会发生同源染色体联会紊乱，导致不能产生可育配子，但是在极少数的情况下也可能会产生正常配子。①植物组织培养②直接用生长素或生长素类似物直接处理二倍体西瓜的雌蕊能否用四倍体作父本（♂）二倍体作母本（♀）来培养无子西瓜呢？点石成金拓展——普通六倍体小麦的进化史(M、N、P表示染色体组)●同源多倍体:同一物种经过染色体加倍形成的多倍体。●异源多倍体:指不同物种杂交产生的杂种后代经过染色体加倍形成的多倍体。(2)单倍体育种——培育矮杆抗病（ddTT）玉米1.单倍体育种中，可用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗()2.二倍体西瓜幼苗的基因型为Aa,则用秋水仙素处理后形成的四倍体为纯合子()3.二倍体水稻和四倍体水稻杂交，可获得三倍体，稻穗和籽粒变小（）4.秋水仙素可抑制纺锤体的形成，导致有丝分裂后期着丝粒不能正常分裂，所以细胞不能分裂，从而使细胞染色体数目加倍()5.单倍体经一次秋水仙素处理，可得到二倍体或多倍体()×易错提醒×××√总了个结染色体变异（二）多倍体育种:用秋水仙素或低温处理萌发的种子或幼苗，会得到染色体数目加倍的个体。多倍体植株常表现出茎秆粗壮，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，等特点。染色体数目加倍的草莓(上)与普通二倍体草莓(下)一、低温诱导植物细胞染色体数目的变化1.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，植物细胞的染色体数目发生变化。2.实验步骤诱导培养作用于有丝分裂前期影响有丝分裂后期用低温处理植物的分生组织细胞，诱导培养取材固定制作装片观察将洋葱（或蒜）放在冰箱（4℃）→冰箱(4℃)→培养48~72h→盛满水的容器上室温（25℃）培养1cm长的不定根第一次冲洗用的是酒精，第二次漂洗用的是清水固定细胞时，细胞死亡，卡诺氏液具有毒害细胞的作用。3.实验现象视野中既有正常的含有两个染色体组的细胞，也有染色体数目发生改变的细胞。点石成金看不到染色体数目加倍的细胞的常见原因分析①没有剪取分生区。②低温诱导时间不足。③解离不充分或漂洗不彻底。④染色时间控制不当，看不清染色体。⑤直接用高倍镜观察。………大部分是染色体正常的细胞少部分是染色体加倍的细胞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.制作根尖细胞的临时装片时，制作基本步骤是解离→漂洗→染色→制片（）4.低温处理和利用秋水仙素处理材料的原理是相同的()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()×易错提醒×√√×二、染色体结构的变异1.类型①缺失:染色体某一片段缺失引起的变异。例如，果蝇缺刻翅的形成。猫叫综合征②重复:染色体中增加某一片段引起的变异。例如，果蝇棒状眼的形成。abcdef果蝇正常翅果蝇缺刻翅abcdefb果蝇正常眼果蝇棒眼是内因和外因共同作用的结果③易位:染色体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。④倒位:染色体中某一片段位置颠倒也可引起变异。例如，果蝇卷翅的形成。2.结果:染色体结构的改变，会使排列在染色体上的基因数目或排列顺序发生改变，导致性状的变异。3.影响: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。abcdefghijk果蝇正常眼果蝇花斑眼果蝇正常翅果蝇卷翅cdefabafbcdebcde染色体变异可以在显微镜下观察到，基因突变和基因重组观察不到点石成金染色体易位与互换的比较1.染色体之间发生的片段互换属于染色体结构变异()2.X射线可引起基因突变，也可引起染色体变异()3.染色体增加某一片段可提高基因表达水平，是有利变异()×易错提醒√×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。()×即学即练××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C即学即练4.填空比较豌豆、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。141二倍体216六倍体5684总了个结染色体变异（三）染色体结构变异后出现的联会异常分析：缺失重复倒位易位一、生物变异类型的辨析1.变异类型根据遗传物质是否改变，变异可分为可遗传变异和不遗传变异。2.关系辨析3.利用四个“关于”区分三种变异(1)关于“互换”:同源染色体上的非姐妹染色单体之间的互换，属于基因重组;非同源染色体之间的交换，属于染色体结构变异中的易位。(2)关于“缺失或增加”:DNA分子上若干基因的缺失或增加属于染色体结构变异;DNA分子上若干碱基的缺失、增添，属于基因突变。(3)关于变异的“质”和“量”:基因突变改变基因的质，不改变基因的量;基因重组不改变基因的质，也不改变基因的量;染色体变异不改变基因的质，会改变基因的量或基因的排列顺序。点石成金三种可遗传变异的比较vvvvvvvvvvv基因突变、基因重组在光学显微镜下不可见，染色体变异在光学显微镜下可见即学即练例1.图甲、乙、丙、丁分别表示不同的变异类型，其中图丙中的基因2由基因1变异而来。下列有关说法，正确的是()A.图甲、乙都表示染色体结构变异中的易位，发生在减数分裂I的前期B.图丙表示染色体结构变异中的缺失C.图丁可能表示染色体结构变异中的缺失或重复D.如图所示的4种变异中能够遗传的是图甲和图乙所示的变异C即学即练例2.下列有关变异的叙述，错误的是()A.非同源染色体上的非等位基因之间可发生基因重组B.相对于DNA病毒，RNA病毒更容易发生基因突变C.染色体结构变异均可导致基因的种类和数目发生改变D.有丝分裂和减数分裂过程中均可发生染色体数目变异C二、细胞分裂异常与生物变异1.配子中染色体出现异常的原因(1)体细胞是纯合子AABB，若形成的配子是AAB类型，则形成的原因是含A的同源染色体未分离进入同一子细胞或含A的姐妹染色单体分开后进入同一子细胞。(2)体细胞是AaBb杂合类型发生异常①若形成的配子是AaB或Aab或ABb或aBb类型，则形成的原因是

减数分裂I时，同源染色体未分离进入同一子细胞。②若形成的配子是AAB或AAb或ABB或aBB或aaB或aab或Abb或abb类型，则形成的原因是

减数分裂I时，姐妹染色单体分开后进入同一子细胞。(3)亲代为AaXBY，产生配子时发生异常。①若配子中出现Aa或XY在一起，则减数分裂I异常。②若配子中A-a分开，X-Y分开，出现两个AA/aa或两个XX/YY，则是减数分裂II异常。③若配子中无性染色体或无A也无a，则是减数分裂I或II异常。2.姐妹染色单体上出现等位基因的原因分析(1)一定源自基因突变①体细胞中发生②发生时间在间期③亲代基因纯合(2)一定源自互换①姐妹染色单体的其中一条有两种颜色②发生时间是减数分裂I前期3.三体、三倍体与单体(1)概念①三体:二倍体生物体细胞核中的一对同源染色体多了一条染色体的个体。②三倍体:通常由受精卵发育而成的体细胞中含有三个染色体组的个体。③单体:二倍体生物体细胞核中的一对同源染色体少了一条染色体的个体。(2)单体与三体产生的配子分析(普通二倍体基因型Aa)即学即练例3.下列关于配子基因型异常发生时期的判断，正确的是()C即学即练例4.下图中甲、乙为一个基因型为AaBb的精原细胞在减数分裂过程中产生的两个细胞，下列叙述正确的是()A.甲图细胞中存在A、a基因可能是因为同源染色体非姐妹染色单体发生交换或基因突变B.甲图细胞分裂结束形成的每个子细胞中各含有两个染色体组C.乙图细胞处于减数分裂II后期，其子细胞为精细胞或极体D.乙图细胞已开始胞质分裂，细胞中染色体数与体细胞的相同D三、有关变异类型的实验探究1.判定突变性状是否为可遗传的遗传(1)判定方法