5.2染色体变异课件高一下学期生物人教版必修2

第2节染色体变异适配最新人教版高中生物必修二遗传与进化第五章·基因突变及其他变异思考：这些性状和哪种可遗传变异有关？唐氏综合征患者面容特征图三倍体无籽西瓜一、学习目标理解染色体变异的概念，区分染色体变异与基因突变、基因重组掌握染色体结构变异的四种类型及遗传效应掌握染色体数目变异的分类，理解染色体组、二倍体、多倍体、单倍体的概念了解染色体变异在育种中的实际应用二、知识回顾与概念梳理内容：‌可遗传变异的三个来源‌：基因突变（分子水平）→基因重组→染色体变异（细胞水平，显微镜可见）‌染色体变异核心概念‌：生物体的体细胞或生殖细胞内，染色体数目或结构发生改变，导致遗传信息改变，引发性状变异，属于可遗传变异三、核心知识点1——染色体数目变异内容：‌1.分类与典例‌：非整倍性变异（个别染色体增减）：21三体综合征（多1条21号）、特纳综合征（少1条X）整倍性变异（染色体组成倍增减）：单倍体（蜜蜂雄蜂）、多倍体（三倍体香蕉、四倍体马铃薯）三倍体香蕉四倍体番茄2.核心概念：染色体组‌本质：一组形态功能各不相同的‌非同源染色体‌特点：携带控制生物生长发育的全部遗传信息判断技巧：①数相同形态染色体的个数=染色体组数；②看染色体/基因型，字母出现几次=几个染色体组3.单倍体、二倍体、多倍体区分‌：判断核心：看发育起点！受精卵发育→含N个染色体组就是N倍体配子直接发育→不管含几个染色体组，都是单倍体实验拓展——低温诱导植物染色体数目的变化

内容：教材89页实验原理：低温抑制纺锤体形成，导致染色体数目加倍核心步骤：根尖培养→低温诱导→卡诺氏液固定→解离漂洗染色制片→显微镜观察结果：视野中既有正常二倍体细胞，也有染色体数目改变的细胞1.实验目的：验证低温状态下，能够抑制纺锤体的形成，以致影响细胞的有丝分裂中染色体被拉向两级，导致细胞不能分裂成两个子细胞，植物细胞的染色体数目发生变化。2.实验目的要求：学习低温诱导植物细胞染色体数目的变化理解低温诱导植物细胞染色体数目变化的作用机制。3.实验器材用具蒜（或洋葱，二倍体）、培养皿、滤纸、纱布、烧杯、镊子、剪刀、显微镜、载玻片、冰箱、卡诺氏液、质量分数为15%的盐酸、质量浓度为0.01g/ml的甲紫溶液，体积分数为95%的酒精。4.实验步骤：（1）将蒜（或洋葱）在冰箱冷藏室内（4℃）放置一周。取出后放在装满清水的容器上方让蒜的底部接触水面，于室温（约25℃）进行培养。待蒜长出约lcm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。（2）剪取诱导处理的根尖0.5~1cm，放入卡诺氏液中浸泡0.5~lh，以固定细胞的形态，然后用体积分数为95%的酒精冲洗2次。（3）制作装片，包括：解离、漂洗、染色和制片4个步骤，具体操作方法与观察植物细胞有丝分裂的实验相同。（4）先用低倍镜寻找染色体形态较好的分裂象。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。确认某个细胞发生染色体数目变化后，再用高倍镜观察。5.得出结论：低温抑制纺锤体的形成，影响细胞的有丝分裂。导致实验标的植物的细胞染色体数目发生变化。符合实验要求，验证了实验的结论。四、核心知识点2——染色体结构变异1.变异机理：染色体断裂后错误重接导致结构改变2.人类很多遗传疾病是由染色体结构改变引起的。猫叫综合征是人的5号染色体部分缺失引起的。3.在自然条件或人为因素的影响下，染色体发生的结构变异主要由以下几种类型：（1）染色体的某一片段缺失引起变异；（2）染色体中增加某一片段引起变异；（3）染色体的某一片段转移到另一条非同源染色体上引起变异；（4）染色体的某一片段位置颠倒也可引起变异。染色体结构的改变，大多数对生物体是不利的，有的甚至会导致生物体死亡核心知识点3——染色体变异在育种中的应用内容：1.多倍体育种‌：原理：染色体数目变异方法：秋水仙素处理‌萌发的种子或幼苗‌（抑制纺锤体形成，导致染色体加倍）优点：茎秆粗壮，果实种子大，营养含量高；缺点：结实率低、发育延迟典例：三倍体无子西瓜、八倍体小黑麦培育三倍体无籽西瓜的流程示意图课堂演练1.题目农业生产中，三倍体无子西瓜因果实含糖量高、无子易食用，深受消费者喜爱。传统三倍体无子西瓜培育需要年年制种，流程繁琐且成本较高；有育种者提出，可利用‌植物组织培养技术‌对三倍体植株进行无性繁殖，批量获得三倍体幼苗，从而省去年年杂交制种的步骤。请结合染色体变异与育种的相关知识，回答下列问题：（1）传统三倍体无子西瓜是以二倍体西瓜为基础培育而来，请结合染色体数目变异的原理，说明传统培育过程中，四倍体母本和二倍体父本杂交获得的种子为何种植后长出的植株不能产生可育配子？（6分）（2）针对“无性繁殖三倍体”的方案，有研究者提出质疑：植物组织培养过程中，体细胞多次分裂会积累突变，长期连续多代无性繁殖会导致后代出现性状退化。你是否支持该观点？请说明理由。（6分）（3）除了“无性繁殖三倍体”，还有育种者提出可以通过“将二倍体西瓜的染色体组加倍，再与二倍体杂交获得三倍体种子”之外的方案培育三倍体西瓜种子，请你结合染色体变异的知识，提出另一种能获得三倍体西瓜种子的可行思路，并说明育种原理。（6分）参考评分要点（1）三倍体西瓜的体细胞含有‌3个染色体组‌（2分）；减数分裂形成配子时，同源染色体联会发生紊乱，无法正常分离形成可育配子（3分），因此无法正常产生种子（1分）。

（2）示例1：支持。植物组织培养的原理是植物细胞的全能性，虽然培养过程一般不会改变染色体数目，但多次有丝分裂会发生基因突变或染色体结构变异，变异不断积累后，会导致优良性状发生退化（6分，表述合理即可）。

示例2：不支持。自然状态下基因突变频率很低，植物组织培养多代积累的突变大多为隐性突变，不会表现出性状改变，只要在每次无性繁殖后筛选保留优良性状的个体即可，不会出现明显性状退化（6分，表述合理即可）。（3）示例方案：‌用秋水仙素处理二倍体西瓜幼苗获得四倍体，再让四倍体作为父本与二倍体母本杂交，同样可以获得三倍体种子‌，原理依然是染色体数目变异，不改变三倍体的染色体组成，可获得无子西瓜（6分，合理即可）。

其他可行方案：利用染色体数目已经加倍的四倍体花药离体培养获得单倍体（含2个染色体组），再与正常二倍体（含1个染色体组）配子结合，可发育为三倍体种子。原理为染色体数目变异，也可满足要求。1）‌48‌（2分）；常用方法：用秋水仙素（或低温）处理萌发的水稻种子或幼苗（2分）；原理：秋水仙素（低温）能抑制细胞有丝分裂过程中纺锤体的形成，导致染色体复制后不能平均分配到两个子细胞中，最终使细胞内染色体数目加倍（2分）。（2）三倍体水稻体细胞含有3个染色体组，减数分裂过程中同源染色体联会紊乱，无法正常分离形成可育配子，因此高度不育（3分）；极少数可育后代的染色体组成为：二倍体（2个染色体组）或四倍体（4个染色体组