5.2染色体变异第1课时课件高一下学期生物人教版必修2

染色体变异人教版必修二《遗传与进化》

第五章基因突变及其他变异第二节（第一课时）问题讨论香蕉和香蕉的祖先——野生香蕉野生祖先种VS栽培品种（马铃薯）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）问题讨论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（见下表）122411异常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?3.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？染色体数目的变异——三倍体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。三倍体任务1：探索无籽西瓜的培育过程西瓜内富含人体必需的次生代谢物质,如番茄红素、1-瓜氨酸、维生素C(Vc)等，下表为集品肿甲、乙、丙西瓜成熟果实中各种成分的数值，图为甲、乙、丙细胞核中染色体的组成情况(核型)注:可溶性固形物是指果实汁液中所含能溶于水的糖类、有机酸、纤维素、可性蛋白、色素和矿物质等物质。任务1：探索无籽西瓜的培育过程(1)综合表格中的数据，你会选择购买哪种西瓜食用?(2)观察甲、乙、丙三种西瓜核型，回答以下问题:①三者体细胞中染色体组成有什么相同、不同之处?②根据染色体组成情况推测:甲、乙、丙细胞中营养物质含量不同的原因是什么?

学生从表中可知，丙西瓜中的营养物质含量及甜度相对较高，是食用的首选对象。相同点：三者体细胞均含有相同成套的非同源染色体；多倍体中营养物质含量增加的原因是当染色体组成倍增加之后、产生了两种效应：一种是同一位点基因剂量加倍导致表达增强，另外一种是遗传杂合性增加导致的杂种优势。不同点：甲含有两套非同源染色体，乙含有三套，丙含有四套。染色体组的概念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。杂交三倍体（母本）联会紊乱无子西瓜第一年第二年三倍体植株三倍体无籽西瓜的培育过程三倍体无籽西瓜的培育过程1、在二倍体西瓜幼苗的芽尖滴加秋水仙素的目的是什么？依据的原理是什么？2、四倍体西瓜植株做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？3、四倍体植株上结的西瓜是无籽西瓜吗？当秋水仙素作用于芽尖时,它能渗入分生组织正在进行有丝分裂的细胞里面,抑制纺锤丝的形成,导致染色体不能移向细胞两极。但不影响染色体的复制,复制后的染色体共存于该细胞中,进而经有丝分裂形成染色体加倍的细胞。2个；杂交可以获得三倍体植株。有籽西瓜任务1：探索无籽西瓜的培育过程(4)

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。无籽西瓜属同源三倍体植株(3n=33),共有11种非同源染色体,在减数分裂过程中,遵循自由组合规律,产生的生殖细胞的染色体数大多在2n=22与n=11之间。由于生殖细胞没有完整的染色体组,具有不平衡性,它是不育性的,从而决定了胚珠具有高度不孕性。这就是三倍体西瓜一般不结种子(瘪子)的原因。从表中我们也能看出,极少数生殖细胞里的染色体数为2n=22或n=11,具有完整的染色组数,唯此是可育性的。三倍体二倍体的减数分裂出现错误，形成含有两个染色体组的配子，这样的配子与含有一个染色体组的配子结合，发育成的个体的体细胞中就含有三个染色体组，称作三倍体。减数分裂Ⅰ出现错误什么是四倍体？它是如何形成的？由2个含有两个染色体组的配子结合发育成的个体，体细胞中含有4个染色体组，称为四倍体。四倍体的成因有两种：一是有2个含有两个染色体组的配子结合发育而来的；二是，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，也会形成四倍体。四倍体减数分裂II出现错误多倍体【多倍体】体细胞中含有3个或3个以上染色体组的个体统称为多倍体。【特点】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；也存在结实率低，晚熟等缺点。因此人们常常采用人工诱导多倍体的方法来获得多倍体植株培育新品种。【人工诱导多倍体的方法】低温处理、用秋水仙素诱发。其中用秋水仙素来处理萌发的种子或幼苗是目前最常用且最有效的方法；染色体数目的变异——多倍体秋水仙素使染色体数目加倍的基本原理：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，染色体数目加倍的细胞继续进行，有丝分裂就可能发育成多倍体植株。用低温诱导植物细胞染色体数目变化的基本原理：进行正常有丝分裂的植物分生组织细胞，在有丝分裂后期，染色体的着丝粒分裂，子染色体在纺锤丝的作用下，分别移向细胞两极，最终被平均分配到两个子细胞中去。用低温处理植物分生组织细胞，能够抑制纺锤体的形成，染色体不能被正常拉向细胞的两极，细胞也不能分裂成两个子细胞，结果导致植物细胞的染色体数目发生变化。单倍体由配子发育而来，体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体。（即含有本物种体细胞染色体数一半的个体）。受精卵发育卵细胞发育32条32条16条蜂王工蜂雄蜂花药单倍体植株花药离体培养技术染色体数目变异的应用：成因生殖细胞未受精，直接发育而成。技术①方法：②原理：③技术：④优点：细胞的全能性。花药离体培养。植物组织培养。a.后代是纯合子b.明显缩短育种年限。外植体单倍体植株纯合正常植株离体培养秋水仙素染色体数目加倍过程植株弱小，高度不孕。单倍体育种ddtt

DDTTddtt第1年高杆抗病

DdTt第2年ddT_第3年ddT_第4年

杂交育种单倍体育种花药离体培养→DTDTDDTT↓↓DtDtDDtt↓↓dTdTddTT↓↓dtdtddtt↓↓秋水仙素→↑

需要的矮抗品种第2年PF1高杆抗病DDTT矮杆抗病ddtt第1年高杆抗病DdTt配子纯合体用DDTT和ddtt经单倍体育种培育纯种普通小麦ddTT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）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任务2：染色体结构变异的实例分析黑腹果蝇的眼睛通常呈红色卵圆形，由近800只小眼组成。在遗传学家的实验中，偶然发现了一种眼型为棒状的果蝇，其小眼以棒状集中分布，复眼中仅有68只小眼存在。是什么原因导致果蝇出现棒眼性状呢？果蝇的遗传物质发生了什么变化？任务2：染色体结构变异的实例分析在光学显微镜下无法直接观察到基因结构的改变，但某些染色体结构的变异有可能被观察到。1.重复：染色体中增加某一片段引起变异。例如果蝇棒状眼的形成。正常眼棒状眼任务2：染色体结构变异的实例分析2.缺失：染色体的某一片段缺失引起变异。例如果蝇缺刻翅的形成。正常翅缺刻翅3.易位：染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上引起的变异，例如果蝇花斑眼的形成。正常眼花斑眼染色体结构变异1、概念：染色体结构变异是指排列在染色体上的基因数目或排列顺序发生改变，这会导致性状的变异。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死亡。2、分类：缺失、重复、易位、倒位染色体结构变异的实例资料4：人的ABL酪氨酸激酶基因位于9号染色体长臂上，与正常代谢包括黑色素合成等有关。当9号染色体的长臂与22号染色体易位后，ABL基因会与22号染色体上的BCR基因相连，导致ABL基因的表达增强。这会使得细胞内酪氨酸激酶活性异常升高，从而造成白细胞异常增殖，引发慢性粒细胞白血病。资料3：人体伤口愈合需要多种凝血因子共同作用，其中包括凝血因子Ⅷ。血友病患者由于缺乏某种凝血因子，止血和伤口愈合能力受到障碍，严重情况下会导致患者死亡。在临床上，50%以上的重度甲型血友病是由于染色体倒位引起的，这会使得凝血因子Ⅷ无法正常表达。资料2：人类遗传病猫叫综合征是由于第5号染色体短臂缺失引起的，其主要特征是患儿发出类似猫叫一样的特殊哭声，并伴有智力和身体的严重损害，导致多数患者在幼年时期不幸去世。资料1：果蝇X染色体上某个区段发生二次重复时，果蝇的复眼由正常的椭圆形变成条形的“棒眼”，某片段发生三次重复时则形成重棒眼。重复缺失倒位易位自主阅读教材P90，小组合作思考讨论完成以下问题：染色体结构变异中的缺失现象与基因突变中的碱基对的缺失现象很相似，他们对生物的影响一样吗？01不一样。1、染色体结构缺失的影响：（1）影响范围广且严重：多数情况下对生物体有害，甚至导致死亡。（2）可能产生新性状：极少数情况下，若缺失的片段无重要功能，可能不产生明显影响，或偶然出现新性状。2、基因突变中碱基对缺失的影响：影响范围小且多样：仅发生在单个基因内部，可能导致该基因编码的蛋白质结构或功能改变，但通常不影响其他基因。自主阅读教材P90，小组合作思考讨论完成以下问题：染色体结构变异中的易位现象与基因重组中的交换很相似，有何不同？02染色体易位非姐妹染色单体的交换图解区别位置原理观察发生于非同源染色体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自主阅读教材P90，小组合作思考讨论完成以下问题：染色体的结构变异的结果是什么？对生物的生存有何影响？03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。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。自主阅读教材P90，小组合作思考讨论完成以下问题：请列表归纳比较基因突变、基因重组、染色体变异的异同。04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”上发生变化都是可遗传的变异染色体结构变异的应用家蚕的性别决定方式是ZW型，雄性家蚕和性染色体分别为ZZ和ZW。雄蚕的吐丝量较高，卵壳颜色的基因在10号染色体，若想要专门选育出吐丝量高的雄蚕，请思考如何通过卵壳判断雌雄。科学家将10号染色体上带有标记基因片段易位到W染色体上，从而使得雌蚕体现斑纹特征。再通过蚕幼虫是否具有斑纹来进行筛选，迅速识别雄性个体，获得高品质、高产量蚕丝。实验：低温诱导染色体数目的变化(1)低温处理:低温处理植物的____________,能够抑制________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______。(2)染色体染色:染色体容易被__________染成深色,用质量浓度为0.01g/mL的______(旧称龙胆紫)溶液染色。分生组织细胞纺锤体加倍碱性染料甲紫1、实验原理：实验：低温诱导染色体数目的变化2、实验步骤：实验：低温诱导染色体数目的变化3、实验结果：实验：低温诱导染色体数目的变化实验：低温诱导染色体数目的变化实验中几种试剂的使用方法和作用试剂使用方法作用卡诺氏液将根尖放入卡诺氏液中浸泡0.5～1h固定细胞形态体积分数为95%的酒精冲洗卡诺氏液处理过的根尖洗去卡诺氏液与质量分数为15%的盐酸等体积混合，浸泡经固定处理的根尖解离根尖细胞清水漂洗解离后的根尖约10min洗去解离液甲紫溶液把漂洗干净的根尖放进盛有甲紫溶液的玻璃皿中染色3～5min使染色体着色实验：低温诱导染色体数目的变化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判