5.2 染色体变异课件高一下学期生物人教版（2019）必修2

第2节染色体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染色体结构变异染色体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一、染色体变异果蝇正常（8）增加（8+1）减少（8-1）单体：2n-1三体：2n+1二、染色体数目的变异（一）个别染色体的增加或减少（2n=8）个别染色体增加21三体综合征（先天性愚型）多了一条21号染色体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212121212121212121212121212121三体综合征原因？减数分裂Ⅰ后期减数分裂II后期21号同源染色体未分离姐妹染色单体分离后移向细胞的同一极染色体数目成倍地增加或成套地减少正常（8）增加一套（12）减少一套（4）2n=83n=12n=4在大多数生物的体细胞中，染色体都是两两成对的，也就是说含有两套非同源染色体。每套非同源染色体称为一个染色体组。果蝇1.染色体组：野生马铃薯配子中染色体两组如果把配子中的染色体看作一组，野生马铃薯体细胞中有几组染色体？（二）染色体数目成倍地增加或成套减少（以非同源染色体为基数）一个染色体组的特点：①不含同源染色体，不含等位基因。②所含的染色体大小、形态和功能各不相同，均为非同源染色体。③含有控制生物生长、发育、遗传和变异的全套遗传信息。④同种生物具有相同的染色体组，不同物种的染色体组不同。1套1套=1个染色体组=1个染色体组例：雌雄果蝇体细胞的染色体图解以人的染色体为例，人总共23对，46条，每号染色体都有其特定功能！感知“套”所以染色体组中每一号染色体都要有一条，这样才能包含全套遗传信息！问题：假如给你一副牌（除去大小王），你会分成几组？感知“套”2套感知“套”2套感知“套”方法一：根据形态判断

1个染色体组1组3条染色体3个染色体组1组5条染色体4个染色体组1组2条染色体4个染色体组1组3条染色体2.染色体组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。判断下图中分别有几个染色体组，每个染色体组有几条染色体？

思考：分裂图染色体组数判断：判断下图中分别有几个染色体组？132个2个4个2个2个2个2个1个1个方法二：根据基因型判断

YyRrAABBDDAaaABCD2个染色体组1组2条染色体2个染色体组1组3条染色体3个染色体组1组1条染色体1个染色体组1组4条染色体同一英文字母（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。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。

A2B4C6D8B马铃薯体细胞中有4个染色体组，生殖细胞中有

个染色体组，体细胞有丝分裂后期有

个染色体组，减数分裂Ⅱ后期有

个染色体组。284补充：表示染色体数目n的系数即为染色体组的个数练习与应用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。生物种类豌豆普通小麦小黑麦体细胞中的染色体数/条配子中的染色体数/条728体细胞中的染色体组数2配子中的染色体组数3属于几倍体生物八倍体21141二倍体六倍体4265684(1)二倍体3.二倍体与多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。几乎全部的动物和过半的高等植物都是二倍体。(2)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菊花六倍体葡萄三/四倍体四倍体番茄例：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。普通小麦六倍体优点：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。缺点：发育迟缓，结实率低。二倍体与多倍体多倍体在植物中广泛存在，而在动物中则较少见。减数分裂Ⅰ后期出现错误减数分裂Ⅱ后期出现错误含有两个染色体组的异常配子含有两个染色体组的异常配子三倍体的形成的过程减数分裂Ⅰ出现错误异常配子正常的配子减数分裂Ⅱ出现错误异常配子正常的配子三倍体形成原因：含有两个染色体组的异常配子与含有一个染色体组的正常配子结合发育成个体三倍体的形成的过程减数分裂出现错误有丝分裂出现错误①两个含有两个染色体组的配子结合。②二倍体在胚或幼苗时期受某种因素影响，体细胞在进行有丝分裂时，染色体只复制未分离。四倍体形成原因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。多倍体的育性偶数可育奇数不可育形成纺锤体内外因素的影响下不形成纺锤体细胞分裂异常，导致子细胞染色体加倍XXXXXXXXvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvv细胞分裂正常，染色体平均分配到两个子细胞中多倍体形成的原因温度、湿度等自然条件剧变，导致细胞分裂受阻，纺锤体的形成受到抑制，着丝粒分裂后，染色体不能拉向两极，细胞不能分裂为两个子细胞。植物细胞进行有丝分裂时（染色体已完成复制）多倍体细胞（核内染色体加倍）多倍体植物正常分裂分化发育（1）外因：温度等骤变是产生多倍体的主要诱因。（2）内因：植物细胞分裂过程中，纺锤体的形成受抑制。自然界多倍体植物产生的原因：人工诱导多倍体人工诱导多倍体—多倍体育种（1）人工诱导多倍体的方法很多：目前最常用且最有效的方法是——用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。有时用低温诱导（2）原理——秋水仙素（教材P88相关信息）的作用：

秋水仙素能抑制细胞分裂时纺锤体的形成，导致着丝粒分裂后,染色体不能移向细胞的两级，从而导致细胞内染色体数目加倍。①秋水仙素作用的时期：有丝分裂前期。②在诱导染色体加倍时，秋水仙素对染色体的复制和着丝粒的分裂无影响。③使用方法：涂在萌发种子或幼苗练习与应用2.秋水仙素能诱导多倍体形成的原因是（）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D二倍体秋水仙素处理四倍体三倍体西瓜植株多倍体育种—三倍体无子西瓜的培育二倍体自然长成二倍体（父本）一次传粉（母本）种子(三倍体)1、为什么以一定浓度的秋水仙素滴在二倍体西瓜幼苗的芽尖？2、秋水仙素处理过芽尖之后，得到的四倍体植株，整个植株的所有细胞都是四个染色体组吗？6、秋水仙素处理后，分生组织分裂产生的茎、叶、花的细胞中染色体数目加倍，变成四个染色体组；而未处理的如根部细胞中染色体数仍为两个染色体组。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。二倍体秋水仙素处理四倍体三倍体西瓜植株多倍体育种—三倍体无子西瓜的培育二倍体自然长成二倍体（父本）一次传粉（母本）种子(三倍体)进行杂交得到三倍体种子3、第一次传粉的目的是？4、四倍体植株结的西瓜，其瓜皮，瓜瓤，种皮，种子的胚分别含几个染色体组？瓜皮，瓜瓤，种皮都是直接由母本的细胞发育而来，都含4个染色体组；胚由受精卵发育而来，含3个染色体组只有胚由受精卵发育而来，含3个染色体组，其他都含4个。二倍体秋水仙素处理四倍体三倍体西瓜植株多倍体育种—三倍体无子西瓜的培育二倍体自然长成二倍体（父本）一次传粉（母本）种子(三倍体)无子西瓜二次传粉二倍体同源染色体联会紊乱5、第二次传粉目的：提供生长素刺激子房发育成果实6、获取三倍体种子是在第几年什么植株上？获取无子果实是在第几年什么植株上？第一年四倍体植株上、第二年三倍体植株上第一年第二年7、三倍体西瓜为什么没有种子？真的一颗都没有吗？同源染色体联会紊乱，一般情况下不能形成配子，也有可能形成正常的配子。8、每年都要制种，很麻烦，有没有别的替代方法？三倍体植株细胞进行植物组织培养无性繁殖理论上三倍体Aaa产生配子的种类及比例：A：aa：Aa：a=1：1：2：2⑤举例：三倍体无籽西瓜的培育③优点：操作简便、易行②原理：染色体数目变异有丝分裂秋水仙素抑制纺锤体形成细胞内染色体

数目加倍多倍体植株发育①过程：④缺点：适用于植物，动物难开展。多倍体育种：总结无子西瓜的培育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，于是植物细胞中的染色体数目发生变化。【探究·实践】低温诱导植物细胞染色体数目的变化解离→____→_____→制片剪取0.5-1cm根尖→_________浸泡0.5~1h→用体积分数为___________冲洗2次。培养不定根低温诱导卡诺氏液95%的酒精漂洗染色视野中大多数是正常的二倍体细胞，少部分是染色体数目加倍的细胞先低倍镜再高倍镜将1cm长的不定根→冰箱(4℃)→培养48~72h→室温再培养12h以上培养诱导固定制作装片观察2.实验步骤试剂使用方法作用卡诺氏液体积分数为95%的酒精质量分数为15%的盐酸蒸馏水甲紫溶液将根尖放入卡诺氏液中浸泡0.5～1h冲洗用卡诺氏液处理的根尖与质量分数为15%的盐酸等体积混合，作为解离液浸泡解离后的根尖约10min把漂洗过的根尖放进盛有甲紫溶液的玻璃皿中染色3～5min固定细胞形态洗去卡诺氏液漂洗根尖，洗去解离液使染色体着色解离根尖细胞，使细胞分离低温诱导植物细胞染色体数目的变化核心探讨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。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：植物细胞经卡诺氏液固定后死亡。(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。(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(

)判断实验注意事项蜜蜂雄蜂和蜂王体细胞中染色体数相同吗2N=32N=162N=32蜂王雄蜂工蜂精子卵细胞受精卵蜂王工蜂雄蜂单倍体2N=32N=162N=32

像蜜蜂的雄蜂这样，由配子直接发育而成，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由受精卵发育来的个体，细胞中含有几个染色体组，就叫几倍体；②而由配子直接发育来的,不管含有几个染色体，都只能叫单倍体。总结含有两个染色体组的是否都是二倍体？思考：单倍体是否都只有一个染色体组？4、单倍体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5.在二倍体的高等植物中，偶然会长出一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代。单倍体是如何形成的？为什么不能繁殖后代？可能原因是，二倍体植株经减数分裂形成配子后，一些配子可以在离体条件下发育成单倍体。这些单倍体一般不能通过有性生殖繁殖后代，是因为它们的体细胞中只含有一个染色体组，减数分裂时没有同源染色体的联会，就会造成染色体分别移向细胞两极时的紊乱，不能形成正常的配子，因此，就不能繁殖后代。单倍体育种花药(或花粉）离体培养二倍体植株花药离体培养单倍体幼苗秋水仙素处理恢复二倍体植株（1）原理：

染色体数目变异（2）方法：与社会的联系

（P.89）（3）过程：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（4）优点：明显缩短育种年限，所得个体均为纯合子单倍体、二倍体和多倍体总结项目二倍体多倍体单倍体概念发育起点染色体组的数目性状表现

由受精卵发育而成，体细胞中含有2个染色体组的个体由受精卵发育而成，体细胞中含有3个或3个以上染色体组的个体由配子发育而来，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受精卵受精卵未受精的配子2个3个或3个以上不确定（是正常体细胞染色体组数目一半）正常茎秆粗壮，叶片、果实、种子较大，营养丰富，但发育迟缓，结实率低植株矮小，且一般高度不育（雄蜂可育）染色体的某一片段消失abcdef1.缺失实例：果蝇缺刻翅的形成

人类猫叫综合征5号染色体部分片段缺失三、染色体结构的变异(基因数目减少)5号染色体缺失猫叫综合症染色体增加了某一片段abcdefb2.重复棒状眼正常眼实例：果蝇棒状眼的形成(基因数目增加)abcdefghijk染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上3.易位正常眼花斑眼实例：果蝇花斑眼的形成

人慢性粒细胞白血病（非等位基因的重排）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大本P.96

下图①②③④分别表示不同的变异类型，其中图③中的基因2由基因1变异而来。据此分析：深化探究1.图①和图②的变异分别发生在哪种染色体之间？属于哪类变异？提示图①发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间，属于基因重组；

图②发生在非同源染色体之间，属于染色体结构变异中的易位。2.图②和图③相比，二者对染色体上基因的数目或排列顺序的影响有什么不同？

提示图②是易位，排列在染色体上的基因的数目或排列顺序发生改变；图③是基因突变，只是改变基因的结构，不改变染色体上的基因的数目或排列顺序。3.能确定图④中的变异具体属于哪种染色体结构变异吗？

提示不能。若染色体3正常，染色体4则发生染色体结构变异中的缺失；若染色体4正常，染色体3则发生染色体结构变异中的重复。cdefabafbcde染色体的某一片段位置颠倒引起的变异4.倒位cdefabafbcde染色体的某一片段位置颠倒引起的变异4.倒位正常翅卷翅实例：果蝇卷翅的形成

女性9号染色体倒位后造成习惯性流产（染色体上的基因位置颠倒）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，甚至导致生物体死亡。影响结果

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