染色体变异课件高一下学期生物人教版必修2-1

第2节

染色体变异问题探讨野生祖先种VS栽培品种野生祖先种香蕉（有籽）栽培品种香蕉（无籽）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）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（见下表）。1.根据前面所学减数分裂的知识，试着完成该表格。2.为什么平时吃的香蕉是没有种子的？122411异常提示：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，进而形成种子。一、染色体变异的概念及类型染色体结构变异染色体数目变异个别染色体的增加或减少染色体组形式成套地增加或减少生物体的体细胞或生殖细胞内染色体数目或结构的变化。正常果蝇（2n=8）增加一条减少一条增加一套减少一套1.概念2.类型结构缺失基因突变、基因重组：染色体变异：光镜下不可见光镜下可见个别染色体数目增加或减少

唐氏综合征（21-三体综合征）

45条＋XY（47条）根据减数分裂染色体变化过程，分析21-三体综合征形成的原因？减数第一次分裂后期21号同源染色体未分离减数第二次分裂后期姐妹染色单体分离后移向细胞的同一极一、染色体变异的概念及类型染色体结构变异染色体数目变异个别染色体的增加或减少染色体组形式成套地增加或减少生物体的体细胞或生殖细胞内染色体数目或结构的变化。正常果蝇（2n=8）增加一条减少一条增加一套减少一套1.概念2.类型结构缺失何为一套？特点：3.染色体组细胞中的一组

，在

上各不相同，但又相互协调，共同控制生物的

的一组染色体。（每套非同源染色体称为一个染色体组）非同源染色体形态和功能生长、发育、遗传和变异果蝇体细胞中有几个染色体组？人呢？两组c含有控制生物性状的全套基因b所含的染色体形态、大小和功能各不相同；a不含有同源染色体，无相同、等位基因；4.染色体组数的判断（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3323144222相同形态的染色体有几条=有几个染色体组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2214（2）根据基因型判断染色体组数。同一英文字母（无论大小写）出现几次=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YyRrAABBDDAaaABCD2个染色体组每组有2条2个染色体组每组有3条3个染色体组每组有1条1个染色体组每组有4条5.二倍体由受精卵发育而来，体细胞中含有两个染色体组的个体。配子亲代×2N2NNN受精卵2N子代2N几乎全部动物+大多数高等植物。如：人(2N=46)、果蝇(2N=8)玉米(2N=20)含有两个染色体组的异常配子减Ⅰ后期出现错误同源染色体不分离减Ⅱ后期出现错误含有两个染色体组的异常配子着丝粒分裂后，姐妹染色单体未分离6.多倍体异常配子（2个染色体组）异常配子与正常的配子结合后，发育成的个体的体细胞中有几个染色体组？＋异常配子与含有一个染色体组的正常配子结合发育成的个体的体细胞中含有三个染色体组，称作三倍体。正常配子（1个染色体组）三倍体（3个染色体组）6.多倍体异常配子（2个染色体组）异常配子与异常的配子结合后，发育成的个体的体细胞中有几个染色体组？如果两个含有两个染色体组的配子结合，发育成的个体的体细胞中就含有四个染色体组，称作四倍体。异常配子（2个染色体组）四倍体（4个染色体组）+=?6.多倍体由受精卵发育而来，体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体。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。例：四倍体葡萄的果实比二倍体的大得多；四倍体番茄的维生素C含量比二倍体的几乎增加了一倍。特点思考：1、该细胞经减数分裂，得到的每个子细胞中有多少条染色体？

2、子细胞中有没有同源染色体？

3、子细胞中有几个染色体组？

4、每个染色体组由几条染色体构成？

10条有2个5个1.下列有关染色体组的说法，不正确的是A.X、Y染色体形态不同，可以存在于同一染色体组中B.二倍体生物的配子中含有的染色体构成一个染色体组C.构成一个染色体组的染色体在形态、功能上各不相同D.果蝇在减数分裂Ⅰ后期移向细胞同一极的染色体构成一个染色体组√2.普通小麦是六倍体，含有42条染色体，它的单倍体体细胞中的染色体组数及染色体形态种类依次是A.3、7B.1、7C.3、21D.7、3√二、人工诱导多倍体及其应用方法处理对象原理实例用秋水仙素诱导、用低温处理萌发的种子或幼苗能够抑制纺锤体（前期）的形成，导致染色体不能移向细胞的两极，从而使细胞内染色体数目加倍含糖量高的甜菜和三倍体无子西瓜的培育种子是三倍体联会紊乱四倍体（母本）二倍体（父本）滴加秋水仙素授粉杂交授粉杂交花粉刺激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？芽尖是有丝分裂旺盛的地方，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。2.四倍体西瓜植株作母本产生的雌配子中含有几个染色体组？获得的四倍体西瓜为何要与二倍体杂交？雌配子中含有两个染色体组。杂交可获得三倍体植株。3.三倍体无子西瓜的果实中没有种子的原因是什么？减数分裂受精作用减数分裂四倍体复制三倍体四倍体二倍体配子（二倍体）秋水仙素处理配子（单倍体）进行减数分裂时出现联会紊乱，不能形成可育的配子。4.在无子西瓜培育的过程中用二倍体给三倍体传粉的目的是什么？5.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。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，但概率特别小。6.无子西瓜每年都要制种，很麻烦，有没有别的替代方法？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。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多倍体育种（以无子西瓜为例）原理：染色体加倍：秋水仙素/低温诱导优点：缺点：染色体数目变异可培育自然界没有的新品种，且培育出的植物器官大，产量高，营养丰富结实率低，发育迟缓3.(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(♀)

无籽西瓜不能结出种子，因此是不可遗传变异√▌基因型为AAbb和aaBB的植物杂交得到F1，对其幼苗用适当浓度秋水仙素来处理，该植物的基因型和染色体倍数分别是（）A.AAaaBBbb四倍体B.AaBb二倍体

C.AAbb二倍体D.AAaaBBbb八倍体A

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。材料：洋葱或者蒜。剪取上述根尖0.5~1cm→放人卡诺氏液中浸泡0.5~1h,用体积分数为95%的酒精冲洗2次先用低倍镜寻找,再用高倍镜观察解离→漂洗→染色→制片2.实验步骤诱导培养固定细胞形态培养不定根制作装片观察低温诱导待蒜长出约1cm长的不定根→放人冰箱冷藏室培养48~72h将蒜在冰箱冷藏室内(4℃)放置一周→取出后,将蒜置于装满清水的容器上方→蒜的底部接触水面,于室温25℃进行培养现象:视野中既有正常的二倍体细胞，也有染色体目发生改变的细胞洗去卡诺氏液清水洗去多余的解离液固定细胞形态解离根尖细胞甲紫:使染色体着色3.实验结果核心探讨探讨点实验注意事项1.本实验是否温度越低效果越显著？为什么？提示不是；必须为“适当低温”，以防止温度过低对根尖细胞造成伤害。2.观察时是否所有细胞中染色体均已加倍？为什么？提示不是；只有少部分细胞实现“染色体加倍”，大部分细胞仍为二倍体分裂状况。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)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(

)(5)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(

)(6)可用新鲜的菠菜叶肉细胞作为实验材料诱导染色体加倍(

)(7)低温诱导植物细胞染色体数目变化的实验处于分裂间期的细胞最多(

)××√×××√2.低温诱导染色体数目加倍实验中的理解误区(1)显微镜下观察到的是死细胞，而不是活细胞。(2)选择材料不能随意：误将低温处理“分生组织细胞”等同于“任何细胞”。因为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：误将“抑制纺锤体形成”等同于“着丝粒不分裂”。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。三、单倍体1.单倍体：像蜜蜂的雄蜂这样，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叫做单倍体。单倍体二倍体二倍体单倍体生物的体细胞中一定只含有一个染色体组吗？4N→2N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：高度不育原因：体细胞染色体组数一般为奇数，当其进行减数分裂形成配子时，由于同源染色体联会紊乱，不能产生正常的配子。三、单倍体1AA∶4Aa∶1aa2.单倍体育种减数分裂育种工作者常采用花药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，恢复到正常植株染色体数目。PDDTT×ddttDTdTDtdtDTDDTTdTDtdtddTTDDttddtt花药离体培养获得单倍体秋水仙素处理单倍体幼苗F1DdTt用高秆抗病(DDTT)和矮秆不抗病(ddtt)小麦品种，培育矮秆抗病小麦的过程原理过程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⊗连续⊗第1年第2年第3-6年花药离体培养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DTDtdTdt3.单倍体育种的优点优点：明显缩短育种年限；得到的都是纯合子缺点：操作相对复杂，需要和杂交育种相结合(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注意①单倍体植株一定不育吗？

不一定；如雄蜂，可以通过假减数分裂形成正常的精子，则是可育的；如某些藻类植物、苔藓植物、蕨类植物的单倍体，可以通过无性生殖繁衍后代；如体细胞中染色体组数为偶数的单倍体，减数分裂中可以正常联会，也可以产生正常的配子，也是可育的；②一般情况下，单倍体植株高度不育，原因是什么？③体细胞中染色体组数为偶数的一定可育吗？大多数单倍体体细胞中染色体组数为奇数，减数分裂时联会紊乱，无法形成正常的配子，因此一般表现出高度不育；不一定；由上面两题可知，除无性生殖的生物外，判断一个真核生物可育与否的关键是能否形成正常的配子，而形成正常配子的关键是同源染色体能够正常联会；如大多数异源二倍体，染色体无法联会，也会造成不育，例如骡子；思考·讨论普通小麦的形成过程(拓展)这里的A、B、D代表的是染色体组，而不是基因八倍体小黑麦的培育过程第1步：杂交异源四倍体（4N）（ABDR）第2步：染色体加倍注意：这里的A、B、D、R代表的是染色体组，而不是基因。所以，异源四倍体（ABDR）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）秋水仙素处理异源多倍体育种单粒小麦野山羊草二粒小麦×2N=142N=142N=14粗山羊草×4N=282N=143N=216N=42面包小麦单倍体、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（除雄蜂外）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）(1)一个染色体组中可能有同源染色体()(2)单倍体是由配子不经受精直接发育而成()(3)二倍体指的是体细胞中有两个染色体组的个体()(4)单倍体的体细胞中一定只含一个染色体组()

(5)体细胞中含一个染色体组的生物，一定是单倍体。（）

(6)六倍体小麦的花粉离体培养成的个体是三倍体(7)单倍体的染色体数是该物种体细胞的1/2××××√×√3.下列是对a~d所示的生物体细胞图中各含有几个染色体组的叙述,正确的是A.a图细胞中含有三个染色体组,该个体是单倍体B.b图细胞中含有三个染色体组,该个体未必是三倍体C.c图细胞中含有四个染色体组,该个体是四倍体D.d图细胞中含有四个染色体组,该个体一定是四倍体√4.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中，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√6.(2023·黑龙江大庆高一月考)为获得果实较大、含糖量较高的四倍体葡萄(4n＝76)，常用一定浓度的秋水仙素溶液处理二倍体葡萄茎段上的芽，然后将茎段扦插栽培成新植株。研究结果显示：新植株中约40%的细胞染色体被诱导加倍。这种植株同时含有2n细胞和4n细胞，称为“嵌合体”。有关“嵌合体”的叙述，正确的是A.秋水仙素诱导染色体数目加倍的原理是抑制间期纺锤体的形成B.在生命活动中，4n细胞内染色体组数目最多出现在有丝分裂后期C.“嵌合体”根尖分生区的部分细胞含19条染色体D.若该个体自交，后代中不可能出现三倍体√染色体的某一片段消失正常翅缺刻翅实例：果蝇缺刻翅的形成

人类猫叫综合征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，智力严重障碍四、染色体的结构变异与基因突变中缺失区别？染色体增加了某一片段正常眼棒状眼实例：果蝇棒状眼的形成2.重复染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上实例：果蝇花斑眼的形成

人慢性粒细胞白血病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染色体的某一片段位置颠倒引起的变异实例：果蝇卷翅的形成

女性9号染色体倒位后造成习惯性流产4.倒位卷翅正常翅四、染色体的结构变异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。倒位辨析染色体结构变异的类型易位

重复

缺失

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数量和排列顺序发生变化了吗？项目基因突变基因重组染色体变异本质发生时期观察适用范围产生结果意义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DNA复制时期减数分裂Ⅰ减数分裂

、有丝分裂光学显微镜下无法观察光学显微镜下无法观察光学显微镜下可以观察任何生物真核生物、有性生殖真核生物产生新的基因只改变基因型基因“数量”和排列顺序上发生变化都是可遗传的变异基因突变、基因重组和染色体变异的比较生物变异的根本来源，新基因产生的途径，生物进化的原始材料生物变异的主要来源,对生物的进化有重要意义生物变异的来源,对生物的进化有重要意义染色体变异染色体数目变异染色体结构变异个别染色体增减以染色体组的形式增减定义

辨别

二倍体

多倍体

单倍体类型

结果缺失重复易位倒位定义形成原因特点

应用课后总结√1．(2023·河北邢台期末)下列关于染色体结构变异的叙述，正确的是(

)A.染色体之间的交换属于染色体结构变异B．只有在有丝分裂过程中才能发生染色体结构变异C．猫叫综合征是人的5号染色体部分缺失引起的一种遗传病D．染色体结构变异对生物体都是不利的，甚至会导致生物死亡E.基因突变和染色体变异不一定都能遗传给后代√4.下列关于染色体变异的叙述，正确的是A.除病毒外，所有生物都能发生染色体变异B.非同源染色体之间交换部分片段属于染色体结构变异C.脱氧核苷酸数目和排列顺序发生改变必然导致染色体结构变异D.

二倍体水稻花粉经离体培养，可得到单倍体水稻，稻穗、米粒变小√2.(2022·陕西汉中高一期末)如图①②③④分别表示不同的变异类型，其中③中的基因片段2由基因片段1变异而来。下列有关说法正确的是A.图①表示互换，②表示易位B.图③中的变异属于染色体结构变异中的缺失C.图中4种变异能够遗传的是①③D.图中4种变异均能在光学显微镜下观察到√一、概念检测4.填表比较豌豆、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5684二、拓展应用1.在二倍体的高等植物中，偶然会长出些植株弱小的单倍体，这些单倍体一般不能通过有性生殖繁殖后