第五章第二节 染色体变异课件-高一下学期生物人教版必修2

高中生物人教版第五章第二节染色体变异01思维导图02知识剖析考点01染色体数目的变异1.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；染色体结构的变异2.染色体数目变异的类型考点01染色体数目的变异3.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，也就是说含有两套非同源染色体，其中每套非同源染色体称为一个染色体组。对染色体组可以从以下三个层面理解。从本质上看→是一组非同源染色体从形态上看→一个染色体组中染色体形态、大小各不相同从功能上看→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考点01染色体数目的变异4.二倍体、多倍体和单倍体项目单倍体二倍体多倍体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体细胞中含有两个染色体组的个体体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体发育起点配子多数为受精卵多数为受精卵植株特点①植株弱小；②高度不育正常可育①茎秆粗壮；②叶片、果实和种子较大；③营养物质的含量有所增加体细胞染色体组数≥12≥3形成过程

形成原因自然原因孤雌生殖正常的有性生殖外界环境条件剧变(如低温等)人工诱导花药离体培养秋水仙素处理单倍体幼苗秋水仙素处理萌发的种子或幼苗举例蜜蜂中的雄蜂几乎全部的动物和过半数的高等植物香蕉(三倍体)、马铃薯(四倍体)、八倍体小黑麦考点01染色体数目的变异5.人工诱导多倍体(1)方法：低温处理、用秋水仙素诱发等。用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，是目前最常见且最有效的方法。(2)机理：低温或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的两极，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。(3)实例：目前世界各国利用人工诱导多倍体的方法已经培育出不少新品种，如含糖量高的甜菜和三倍体无子西瓜等。考点02低温诱导植物细胞染色体数目的变化1.实验中的试剂、使用方法及其作用试剂使用方法作用卡诺氏液将诱导处理的根尖0.5～1cm放入卡诺氏液中浸泡0.5～1h固定细胞形态体积分数为95%的酒精冲洗用卡诺氏液处理的根尖洗去卡诺氏液与质量分数为15%的盐酸等体积混合，浸泡已固定的根尖解离根尖细胞质量分数为15%的盐酸与体积分数为95%的酒精等体积混合，作为解离液清水浸泡解离后的根尖约10min漂洗根尖，去除解离液质量浓度为0.01g/mL的甲紫溶液把漂洗干净的根尖放进盛有质量浓度为0.01g/mL的甲紫溶液的培养皿中染色使染色体着色考点02低温诱导植物细胞染色体数目的变化2.实验原理、步骤、现象和结论(1)原理①用低温处理植物的分生组织细胞，能够抑制分裂前期纺锤体的形成，以致影响细胞有丝分裂后期染色体被拉向两极，导致细胞不能分裂成两个子细胞，使细胞中染色体数目加倍。②当温度恢复正常后，染色体数目加倍的细胞又通过正常的有丝分裂产生更多染色体数目加倍的子细胞。考点02低温诱导植物细胞染色体数目的变化步骤：培养诱导：将冷藏(4℃)一周后的蒜置于→培养不定根装满清水的容器上方→蒜的底部接触瓶中的水面低温诱导：待蒜长出约1cm长的不定根→将→整个装置放入冰箱(4℃)→诱导培养48～72h固定细胞形态：剪取诱导处理的根尖0.5~1cm→放入卡诺氏液中浸泡0.5~1h→用体积分数为95%的酒精冲洗2次制作装片：解离→漂洗→染色→制片观察比较：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，再用高倍镜观察现象：视野中既有正常的二倍体细胞,也有染色体数目发生改变的细胞结论：低温处理植物的分生组织细胞，能抑制有丝分裂前期纺锤体的形成，从而使染色体数目加倍考点03染色体结构的变异1.原因：主要是染色体的断裂以及断裂后片段在同一染色体内或不同染色体之间的重新连接。考点03染色体结构的变异2.类型及举例类型图解变化举例缺失

染色体b片段缺失

果蝇缺刻翅的形成重复

染色体b片段增加

果蝇棒状眼的形成易位

染色体的某一片段(d、g)移接到另一条非同源染色体上果蝇花斑眼的形成倒位

同一条染色体上某一片段(a、b)位置颠倒果蝇卷翅的形成考点03染色体结构的变异提醒(1)四种染色体结构变异的结果分析如下。①缺失——导致染色体上的基因减少；②重复——导致同一条染色体上出现等位基因或相同基因；③易位——发生在非同源染色体之间，改变染色体上基因的数目或排列顺序；④倒位——基因数目没有变化，基因排列顺序发生变化。(2)缺失引起的遗传效应随着缺失片段大小和细胞所处发育时期的不同而不同。缺失发生越早，缺失片段越大，对个体的影响越大。重复引起的遗传效应较缺失小。(3)重复对生物进化有重要作用，这是因为“多余的”基因可向多方向突变而不损害细胞和个体的正常功能，并有可能产生新的功能基因，使个体能更好地适应新环境。考点03染色体结构的变异3.结果：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。4.影响：人类的许多遗传病是由染色体结构改变引起的。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。考点04三种可遗传的变异的比较1.不遗传变异与可遗传的变异(1)变异的概念生物的亲子代之间及同一亲代的各子代之间，均有或多或少的差异，这种差异就是变异。(2)类型①不遗传变异原因：环境变化引起的,遗传物质未发生改变考点04三种可遗传的变异的比较(3)特点①不遗传变异的特点：一般只在当代表现出来；一般不能遗传给后代；这种变异一般是定向的，例如，个体摄入过多的糖可能导致肥胖。②可遗传的变异的特点：可以在当代表现，也可以在后代中出现；变异一旦发生，就有可能遗传给后代；这种变异是不定向的。考点04三种可遗传的变异的比较2.基因突变、基因重组、染色体变异的区别项目基因突变基因重组染色体变异变异实质基因碱基序列的改变控制不同性状的基因重新组合染色体结构或数目变化适用范围任何生物均可发生(包括病毒)自然状态下，真核生物有性生殖产生配子时发生真核生物核遗传中发生产生结果产生新的基因，但基因数目和位置不变产生新的基因型，未发生基因的改变可引起基因数目或排列顺序的变化鉴定方法光学显微镜下均无法检出，可根据性状进行判断光学显微镜可检出类型①自发突变；②诱发突变①自由组合型；②互换型①染色体结构的变异；②染色体数目的变异意义产生新基因的途径，生物变异的根本来源，为生物的进化提供了丰富的原材料生物变异的主要来源之一，对生物进化具有重要的意义对生物进化有一定意义实例镰状细胞贫血、细胞癌变黄圆与绿皱豌豆杂交，后代产生黄皱与绿圆个体八倍体小黑麦、雄蜂考点05染色体变异在育种中的应用1.多倍体育种与单倍体育种的比较考点05染色体变异在育种中的应用提醒(1)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，属于单倍体育种；若操作对象为正常植株，属于多倍体育种。(2)单倍体育种和多倍体育种都需用秋水仙素处理，使染色体数目加倍。单倍体育种只能处理幼苗，多倍体育种可处理萌发的种子或幼苗。考点05染色体变异在育种中的应用2.实例分析(1)多倍体育种——三倍体无子西瓜的培育考点05染色体变异在育种中的应用(2)单倍体育种——培育矮秆抗病(ddTT)小麦考点05染色体变异在育种中的应用提醒有关单倍体育种的4点提醒(1)若亲本为二倍体，则经花药离体培养和人工诱导后获得的品种为纯合子；若亲本为多倍体，则经花药离体培养和人工诱导后获得的品种不一定为纯合子。(2)用秋水仙素处理的是单倍体幼苗而不是萌发的种子，所以一般都是地上部分细胞内染色体数目加倍，地下部分细胞内染色体数目不变。(3)常常需要先通过杂交将两种优良性状的基因重组到同一个个体中。(4)单倍体体细胞中含有奇数个染色体组一般不可育，有偶数个染色体组一般可育。03综合训练科学家发现红眼雄果蝇（XBY）和白眼雌果蝇（XbXb）杂交所产生的大量子一代中出现了一只白眼雌果蝇（注：XXY的个体为雌果蝇，XO的个体为雄果蝇），下列关于该白眼雌果蝇出现原因分析错误的是（）A．该现象的原因可能是亲本雄果蝇减数分裂过程中发生了基因突变

B．该现象的原因可能是染色体数目异常，则该果蝇体内最多有18条染色体

C．该现象的原因是亲本中白眼雌果蝇减数第一次分裂异常

D．检查染色体数目异常最简便的方法是显微镜观察法C考点01染色体数目的变异【答案】C【解答】解：A、红眼雄果蝇（XBY）和白眼雌果蝇（XbXb）杂交，正常情况下子一代雌果蝇应为红眼（XBXb）。若父方XB在减数分裂时发生基因突变为Xb，形成Xb精子，与母方Xb结合可产生XbXb白眼雌果蝇，A正确；B、若染色体数目异常（如XXY），体细胞染色体数为9条，有丝分裂后期染色体加倍至18条，B正确；C、母方为XbXb，若产生XbXb卵细胞，需减数第二次分裂姐妹染色单体未分离，而非第一次分裂异常，C错误；D、染色体数目异常可通过显微镜直接观察，为最简便方法，D正确。故选：C。考点01染色体数目的变异蜜蜂的孤雌生殖是指卵细胞未经受精直接发育为雄蜂。若研究蜜蜂的两对等位基因（A、a和B、b）的遗传，一只蜂王（2N＝32）与一只雄蜂（N＝16）交配产生的后代中，雄蜂有4种表现型，雌蜂有1种表现型，根据以上杂交结果，下列判断不合理的是（）A．亲本雄蜂的基因型为AB B．亲本蜂王的两对基因都是杂合 C．雄蜂为单倍体，产生的雄配子含8条染色体 D．蜜蜂精子和卵细胞结合形成的受精卵染色体数目为32C考点02染色体组的概念及单倍体、二倍体、多倍体【答案】C【解答】解：A、结合分析可知，亲本雄蜂的基因型为AB，A正确；B、亲本蜂王的两对基因都是杂合，即为AaBb，因为该基因型可产生四种配子，因而子代雄蜂可有四种表现型，B正确；C、雄蜂是通过孤雌生殖产生的，为单倍体，其产生雄配子的方式是假减数分裂，含16条染色体，C错误；D、蜜蜂精子中有16条染色体，卵细胞中也有16条染色体，二者结合形成的受精卵染色体数目为32，D正确。故选：C。考点02染色体组的概念及单倍体、二倍体、多倍体二倍体植物洋葱的体细胞中有16条染色体，用洋葱根尖可以作为“低温诱导植物细胞染色体数目的变化”实验材料。下列关于该实验的叙述，正确的是（）A．用低温诱导根尖的分生区和成熟区细胞都可以让一部分细胞中的染色体数目加倍 B．为了提高实验的成功率，处理洋葱根尖的温度越低越好、时间越长越好 C．剪取诱导处理的根尖0.5～1cm，放入解离液中浸泡0.5～1h可以固定细胞的形态 D．在显微镜下观察装片，可能会在视野中找到染色体数为16、32、64的细胞D考点03低温诱导染色体加倍实验【答案】D【解答】解：A、低温处理能诱导染色体数加倍的原理是低温能抑制纺锤体的形成，以致影响细胞有丝分裂后期染色体被拉向两极，进而导致一个细胞不能分裂成两个子细胞，于是，细胞中的染色体数目发生加倍。洋葱根尖的分生区细胞经过低温诱导后可能有一部分细胞中的染色体数目加倍，而成熟区细胞不分裂故染色体数不会加倍，A错误；B、处理洋葱根尖所用的温度太低会使细胞死亡从而不会分裂，诱导时要用零上低温（如4℃），B错误；C、固定细胞的形态用的是卡诺氏液而不是解离液，C错误；D、在显微镜下观察装片，视野中大部分细胞是没有加倍、染色体数为16的细胞，有少量加倍成功、染色体数为32的细胞，这些加倍成功的细胞进入下一次分裂，到有丝分裂后期时染色体数为64，D正确。故选：D。考点03低温诱导染色体加倍实验图①～④表示二倍体生物细胞中染色体可能发生的一系列状况，①中字母表示染色体上对应的基因。下列对图示的有关分析正确的是（）A．发生①染色体变化的细胞中只有一条染色体发生了变异 B．②中异常染色体所在细胞中基因数量减少，基因种类减少 C．③中“凸环”的形成原因是联会中的一条染色体上增加了某一片段 D．④染色体结构没有改变，仍属于可遗传的变异D考点04染色体结构的变异【答案】D【解答】解：A、①中发生了染色体结构变异的易位，说明细胞中两条染色体发生了变异，A错误；B、②中异常染色体所在细胞中基因数量减少，但由于同源染色体的存在，基因种类不一定减少，B错误；C、③中“凸环”的形成原因是联会中的一条染色体上增加了某一片段或者是一条染色体上减少了某一片段，C错误；D、④中同源染色体的非姐妹染色单体之间发生了交叉互换，属于基因重组，染色体结构没有改变，仍属于可遗传的变异，D正确。故选：D