5.2 染色体变异课件高一下学期生物人教版（2019）必修2

第5章基因突变及其他突变第2节染色体变异第1课时课堂导入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：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）野生祖先种栽培品种（马铃薯）野生祖先种香蕉（有籽）栽培品种香蕉（无籽）野生祖先种栽培品种

（香蕉）课堂导入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栽培品种333122411异常讨论：1.请根据所学的减数分裂的知识，试着完成该表格。2.为什么平时吃的香蕉是没有种子的?裁培品种香蕉的染色体数目为33条，在减数分裂时发生联会紊乱，不能形成正常的配子，因此无法形成受精卵，进而无法形成种子。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：染色体变异定义生物体的体细胞或生殖细胞内染色体数目或结构的变化。类型染色体结构的变异染色体数目的变异区别基因突变分子水平的变异，光学显微镜下不可见染色体变异细胞水平的变异，光学显微镜下可见基因重组染色体显微图一、染色体数目的变异正常雌果蝇的染色体（2n=8）类型一：细胞内个别染色体的增加或减少类型二：细胞内染色体数目以一套完整的非同源染色体(染色体组)为基数成套地增加或成套地减少增加一条减少一条增加一套减少一套一、染色体数目的变异1、细胞内个别染色体的增加或减少唐氏综合征患者（舟舟）唐氏综合征患者的染色体组成实例：唐氏综合征，又称21三体综合征病因：21号染色体有3条（患者比正常人多了一条21号染色体）减Ⅰ后期

异常21号同源染色体未分离减Ⅱ后期

异常姐妹染色单体分离后移向细胞的同一极21三体综合征形成的原因？先天性卵巢发育不全综合征，颈蹼，肘外翻。部分患者智力轻度低下。有的患者伴有心、肾、骨骼等先天畸形。外观表现为女性，但性腺发育不良，没有生育能力。实例：XO单体（Turner综合征）原因：①父方在减Ⅰ后期XY未分离，或减Ⅱ后期时两条X单体分离后进入同一个配子中，形成不含性染色体的异常精子。②或母方在减Ⅰ后期X和X未分离，或减Ⅱ后期时两条X单体分离后进入同一个配子中，形成不含性染色体的异常卵细胞。相同的餐具可看作

染色体，不同餐具可看作是

染色体，那么一套餐具就是一套

染色体，称为一个染色体组.同源非同源非同源×2类型二：细胞内染色体数目以一套完整的非同源染色体(染色体组)为基数成套地增加或成套地减少一、染色体数目的变异2、染色体组正常雌果蝇的染色体（2n=8）在大多数生物的体细胞中，染色体都是

的，也就是说含有两套非同源染色体，其中

称为一个染色体组。

两两成对每套非同源染色体①果蝇体细胞几对同源染色体？②Ⅲ号和Ⅳ号染色体是什么关系？③写出所有非同源染色体的集合？④果蝇体细胞几套非同源染色体？⑤果蝇体细胞有几个染色体组？⑥果蝇配子有几个染色体组？4对非同源染色体Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和X2套2个1个一、染色体数目的变异2、染色体组正常雌果蝇的染色体（2n=8）染色体组的特点：②一个染色体组所含的染色体大小、形态和功能各不相同；①一个染色体组中不存在同源染色体，不含等位基因；

在大多数生物的体细胞中，染色体都是

的，也就是说含有两套非同源染色体，其中

称为一个染色体组。

两两成对每套非同源染色体③一个染色体组中含有控制生物生长、发育、遗传和变异的全套遗传信息。染色体组在生活中的模拟类比2个染色体组一、染色体数目的变异2、染色体组染色体组数的判断方法（1）根据染色体形态判断：形态相同的染色体有几条，就含有几个染色体组。（2）根据基因型判断：控制同一性状的基因（同一英文字母，无论大小写）出现几次，就含几个染色体组。4个1个2个3个4个1个3个2个课堂小测1、判断细胞含几个染色体组？abcdefgh3个1个2个3个2个1个2个4个2、如图表示细胞中所含的染色体，①②③④的基因型可以表示为（）A．AABb、AAABBb、ABCD、AB．Aabb、AaBbCc、AAAaBBbb、ABC．AABB、AaBbCc、AaBbCcDd、ABCDD．AaBb、AaaBbb、AAaaBBbb、AbCDD课堂小测一、染色体数目的变异3、细胞内染色体数目以染色体组为基数成套地增加或减少（1）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。(记作2N，2：两个染色体组；N：一个染色体组中染色体数)在自然界，几乎全部动物和过半数的高等植物都是二倍体2N二倍体(♀)减数分裂N雌配子2N二倍体(♂)减数分裂N雄配子受精作用发育2N2N受精卵二倍体一、染色体数目的变异3、细胞内染色体数目以染色体组为基数成套地增加或减少（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。小麦是六倍体马铃薯是四倍体栽培香蕉是三倍体无子西瓜是三倍体为什么香蕉、三倍体无子西瓜的果实中没有种子？由于原始生殖细胞中有3套非同源染色体，减数分裂时会出现联会紊乱，不能形成可育的配子，进而不能形成种子。多倍体在植物中很常见，在动物中极少见。一、染色体数目的变异多倍体特点四倍体番茄的维生素C含量比二倍体的几乎增加了一倍。四倍体水稻平均粒重10克二倍体平均粒重6克优点缺点①茎秆粗壮；②叶片、果实和种子都比较大；③糖类和蛋白质等营养物质的含量都有所增加。①结实率低，②发育迟缓多倍体形成的原因帕米尔高原资料:帕米尔高原多倍体植物种类的比例高达65%。帕米尔高原属严寒的强烈大陆性高山气候，这里冬季漫长(10月至翌年4月)，在海拔3600米左右，1月平均气温-17.8℃，绝对最低气温-50℃，7月平均气温13.9℃，最高不超过20℃。二倍体低温等环境四倍体低温处理或秋水仙素诱发当秋水仙素作用于正在分裂的细胞时，能抑制纺锤体的形成，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。染色体复制着丝点分裂进入下一个周期无纺锤体形成无纺锤丝牵引染色体加倍的体细胞人工诱导多倍体的方法：用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗是目前最常用且最有效的方法。如图是三倍体无子西瓜的培育过程图解。据图回答下列问题：二倍体授粉二倍体（父本）四倍体（母本）三倍体联会紊乱无子西瓜秋水仙素授粉第一年第二年（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？芽尖有丝分裂旺盛，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）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？（3）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，但这种概率特别小。（4）无子西瓜每年都要制种，很麻烦，有没有别的替代方法？无性生殖：三倍体植株组织培养；促进子房发育成果实第一次传粉：获得三倍体种子第二次传粉：促进子房发育成果实一、染色体数目的变异3、细胞内染色体数目以染色体组为基数成套地增加或减少（3）单倍体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。代表生物：蜜蜂中的雄蜂蜜蜂蜂王工蜂雄蜂由受精卵发育而来由卵细胞发育而来二倍体单倍体蜂王

工蜂

雄蜂

2n=32条

2n=32条

n=16条特点：植株长得弱小，而且高度不育含偶数个染色体组：可育含奇数个染色体组：高度不育课堂小测判断题①单倍体的体细胞中只含一个染色体组（）②基因型为AAabbb的个体一定为三倍体（）③二倍体生物的配子发育而来的个体，其体细胞中只含一个染色体组（）④如果是四倍体、六倍体生物的配子发育而来的个体，其体细胞中就含有两个或三个染色体组，我们可以称它为二倍体或三倍体（）⑤个体的体细胞中含几个染色体组就是几倍体（）⑥单倍体一定不可育（）×××××√单倍体运用实例--单倍体育种花药离体培养：单倍体植株秋水仙素多倍体植株雄配子①过程：二倍体植株花药离体培养单倍体植株秋水仙素处理二倍体植株（纯合子）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第3~6年现有纯合的高秆抗病的小麦（DDTT）和矮秆不抗病的小麦（ddtt），怎样得到矮秆抗病的优良品种（ddTT）？单倍体运用实例--单倍体育种①过程：二倍体植株花药离体培养单倍体植株秋水仙素处理②原理：染色体变异③优点：明显缩短育种年限；技术复杂，需与杂交育种配合④缺点：二倍体植株（纯合子）注意：单倍体育种中，秋水仙素只能处理萌发的幼苗单倍体育种与多倍体育种的比较注：用秋水仙素处理植株使染色体数目加倍，若操作对象是单倍体植株，叫单倍体育种，若操作对象为正常植株，叫多倍体育种。单倍体育种多倍体育种原理常用方法优势缺点染色体变异染色体组成倍减少，再加倍后得到纯种染色体变异染色体组成倍增加花药离体培养+人工诱导染色体加倍秋水仙素处理萌发的种子、幼苗缩短育种年限，得到的植株是纯合子操作简单技术复杂一些，需与杂交育种配合适用于植物，在动物方面难以操作单倍体、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，一般由配子发育而来由受精卵发育而来，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一般是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(雄蜂例外)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)低温诱导植物细胞染色体数目的变化低温诱导植物细胞染色体数目的变化3.方法步骤：培养不定根低温诱导1.将洋葱在冰箱冷藏室内放置一周。取出后，放在装满清水的容器上方，让洋葱的底部接触水面，于室温(约25°C)进行培养。2.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。3.剪取诱导处理的根尖0.5~1cm，放入卡诺氏液中浸泡0.5~1h，以固定细胞的形态，然后用体积分数为95%的酒精冲洗2次。5.先用低倍镜寻找染色体形态较好的分裂象。

确认某个细胞发生染色体数目变化后，再用高倍镜观察。诱导培养固定细胞形态制作装片观察制片染色漂洗解离低温诱导植物细胞染色体数目的变化4.实验结果：5.实验结论：低温能诱导植物细胞染色体数目加倍。不是，只有部分细胞染色体数目加倍，绝大多数植物细胞染色体没有加倍。（1）该实验是使所有的植物细胞中染色体数目都加倍了吗？死的。因为植物细胞经过卡诺氏液固定后已经死亡。用低温处理植物的分生组织细胞，能够抑制纺锤体的形成，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了变化。不是，必须是“适当低温”(4℃)。温度过低会对植物细胞造成伤害。（3）低温能诱导植物细胞染色体数目发生变化的机理是什么？（4）低温诱导植物细胞染色体数目的变化时，是不是温度越低效果越好？（2）该实验中显微镜下观察到的植物细胞是死的，还是活的？低温诱导植物细胞染色体数目的变化6.实验易错提醒(1)选材：应选用能进行分裂的分生组织细胞。(2)视野中既有正常二倍体细胞（多），也有染色体数目改变的细胞（少）。(3)着丝粒分裂与纺锤体无关：着丝点到有丝分裂后期即分裂，无纺锤丝牵引，着丝点也分裂。(4)两次漂洗的对比：①时间不同：第一次漂洗在固定之后解离之前，第二次漂洗在解离之后染色之前；②试剂不同：第一次用95%酒精漂洗，第二次用清水漂洗；③目的不同：第一次是为了洗去多余的卡诺氏液，第二次是为了洗去多余的解离液。二、染色体结构的变异1、类型⑴缺失染色体的某一片段缺失引起变异。正常翅缺刻翅abcdefacdef结果：实例：基因数目减少，基因种类减少果蝇缺刻翅的形成；猫叫综合征的形成（5号染色体部分缺失）项目染色体变异：缺失基因突变：缺失图解实质结果观察染色体上基因的缺失基因中碱基对的缺失基因的数目减少碱基对的数目减少在光学显微镜下能观察到在光学显微镜下观察不到染色体结构变异1.猫叫综合征的变异属于哪种变异类型?

资料1：猫叫综合征是一种罕见的先天性疾病，该疾病由5号染色体部分缺失导致。典型症状为患儿特有的、类似猫叫的声音。症状表现因情况而异，具体取决于遗传物质缺失的多少和位置。二、染色体结构的变异1、类型⑵重复染色体中增加某一片段引起变异。正常眼棒状眼abcdef结果：实例：部分基因数目增加，基因种类不变果蝇棒状眼的形成abcdefb二、染色体结构的变异1、类型⑶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变异。正常眼花斑眼结果：实例：部分基因顺序改变果蝇花斑眼的形成abcdef12345abcd45123ef易位互换图解区别位置原理观察非同源染色体之间同源染色体的非姐妹染色单体之间染色体结构的变异基因重组可在光学显微镜下观察到在光学显微镜下观察不到二、染色体结构的变异比较易位与互换二、染色体结构的变异1、类型⑷倒位染色体的某一片段位置颠倒也可引起变异。正常翅卷翅abcdef结果：实例：部分基因顺序改变果蝇卷翅的形成aedcbf二、染色体结构的变异2、结果：染色体结构上发生缺失