5.2染色体变异 ppt课件(8)-2023新人教版（2019）《高中生物》必修第二册.pptx

1、栽培品种栽培品种野生祖先种野生祖先种生物种类生物种类体细胞体细胞染色体数染色体数/条条体细胞非同源染色体体细胞非同源染色体/套套配子配子染色体数染色体数/条条马马铃铃薯薯野生祖先种野生祖先种24242 2栽培品种栽培品种48484 4香香蕉蕉野生祖先种野生祖先种22222 2栽培品种栽培品种33333 3122411异常异常 问题探讨香蕉栽培品种体细胞中含香蕉栽培品种体细胞中含3333条染色体，条染色体，减数分裂减数分裂时染色体发生时染色体发生联会紊乱联会紊乱，不能形成正常的配子；不能形成正常的配子；为什么平时吃的香蕉是没有种子的原因：为什么平时吃的香蕉是没有种子的原因：因此因此无法形成受精卵

2、无法形成受精卵，进而形成种子。，进而形成种子。一、染色体变异1.1.概念：生物体的概念：生物体的体细胞体细胞或或生殖细胞生殖细胞内内染色体数目染色体数目或或结构结构的变化，的变化，称为染色体变异。称为染色体变异。2.2.类型类型染色体染色体数目数目变异变异染色体染色体结构结构变异变异3.3.镜检：镜检：均能通过光学显微镜观察均能通过光学显微镜观察先天性卵巢发育不全先天性卵巢发育不全患者的染色体组成患者的染色体组成唐氏综合征唐氏综合征患者的染色体组成患者的染色体组成（21-21-三体三体综合征）综合征）（一）（一）个别个别染色体染色体的增加或减少的增加或减少正常人正常人的染色体组成的染色体组成二

3、、染色体数目变异（二）以（二）以一套完整的非同源染色体一套完整的非同源染色体为基数成倍地增加或成套地减少为基数成倍地增加或成套地减少二、染色体数目变异生物种类生物种类体细胞体细胞染色体数染色体数/条条体细胞非同源染色体体细胞非同源染色体/套套配子配子染色体数染色体数/条条马马铃铃薯薯野生祖先种野生祖先种24242 21212栽培品种栽培品种48484 42424香香蕉蕉野生祖先种野生祖先种22222 21111栽培品种栽培品种33333 3异常异常一套一套非同源染色体非同源染色体；染色体的染色体的形态、大小、功能形态、大小、功能各不相同各不相同；含有该物种含有该物种生长、发育、遗传、变异生长、

4、发育、遗传、变异的的全套遗传信息全套遗传信息。1.染色体组（1 1）概念理解）概念理解eg、X X或或、Y Y为为一个一个染色体组。染色体组。一个染色体组包含的一个染色体组包含的染色体数目用染色体数目用N表示。表示。(eg 果蝇果蝇 N=4，人，人 N=23等等)1.染色体组(2)(2)染色体染色体组数目组数目的确定方法的确定方法 根据根据“染色体形态染色体形态”判断判断 细胞中细胞中形态相同形态相同染色体有几条就含几个染色体组染色体有几条就含几个染色体组3个个4个个1个个2个个（N=3条条)（N=3条）条）（N=5条）条）（N=2条）条）1.染色体组(2)(2)染色体染色体组数目组数目的确定

5、方法的确定方法 根据根据“染色体形态染色体形态”判断判断 细胞中细胞中形态相同形态相同染色体有几条就含几个染色体组染色体有几条就含几个染色体组有丝分裂减减前期前期中期中期后期后期1.染色体组(2)(2)染色体染色体组数目组数目的确定方法的确定方法 根据根据“基因型基因型”判断判断 控制控制同一性状的基因同一性状的基因有几个，则含有几个染色体组有几个，则含有几个染色体组(包括同一字母的大、小写包括同一字母的大、小写)YyRrAABBDDAaaAAaaBBbb2个染色体组个染色体组2个染色体组个染色体组3个染色体组个染色体组1个染色体组个染色体组ABCD4个染色体组个染色体组2.二倍体(1)(1)

6、概念：由概念：由受精卵受精卵发育而来，体细胞中含有发育而来，体细胞中含有两个染色体组两个染色体组的的个体个体。(2)(2)种类：在自然界中，种类：在自然界中，几乎全部动物几乎全部动物和和过半数的高等植物过半数的高等植物。（记作（记作2N)（eg人、果蝇、豌豆、玉米等人、果蝇、豌豆、玉米等)受精卵发育发育个体受精受精作用作用减数分裂减数分裂出现错误出现错误二倍体（2N）配子（2N）二倍体（2N）减数分裂减数分裂配子（N）（3N）三倍体（3N）3.三倍体（eg香蕉香蕉)(1)概念：由概念：由受精卵受精卵发育而来，体细胞中含有发育而来，体细胞中含有三个染色体组三个染色体组的的个体个体。记作。记作3N

7、。(2)原因：原因：eg双亲一方减数分裂异常双亲一方减数分裂异常。受精受精作用作用受精卵 发育发育个体（4N）减数分裂减数分裂出现错误出现错误二倍体（2N）配子（2N）减数分裂减数分裂出现错误出现错误二倍体（2N）配子（2N）（4N）四倍体4.四倍体(1)概念：由概念：由受精卵受精卵发育而来，体细胞中含有发育而来，体细胞中含有四个染色体组四个染色体组的的个体个体。记作。记作4N。(2)原因：原因：eg双亲双方减数分裂异常双亲双方减数分裂异常；（eg马铃薯马铃薯)发育发育四倍体（4N）胚或幼苗（2N）染色体复制，着丝粒分裂，染色体复制，着丝粒分裂，但子染色体但子染色体未移向未移向细胞两极。细胞两

8、极。胚或幼苗（2N）发育发育二倍体（2N）正常正常分裂分裂异常异常分裂分裂未形成纺锤体未形成纺锤体(2)原因：原因：eg双亲双方减数分裂异常双亲双方减数分裂异常；有丝分裂异常。有丝分裂异常。5.多倍体(1)概念：由概念：由受精卵受精卵发育而来，体细胞中含有发育而来，体细胞中含有三个或三个以上三个或三个以上染色体组染色体组的的个体个体。(2)优点优点茎秆粗壮茎秆粗壮叶片、果实和种子都比较大叶片、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糖类和蛋白质等营养物质的含量都有所增加 方法方法 用用 处理、处理、诱发诱发等。等。低温低温秋水仙素秋水仙素有剧毒!5.多倍体(3)人工诱导多倍体人

9、工诱导多倍体原理原理 抑制抑制 的形成，导致染色体的形成，导致染色体 细胞两极。细胞两极。纺锤体纺锤体（有丝分裂前期）（有丝分裂前期）（有丝分裂后期）（有丝分裂后期）不能移向不能移向操作：低温或秋水仙素处理操作：低温或秋水仙素处理 或或 。萌发的种子萌发的种子幼苗幼苗（原因：细胞分裂旺盛）（原因：细胞分裂旺盛）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1.实验原理实验原理教材教材P89第一自然段第一自然段2.材料用具材料用具(1)(1)蒜、洋葱蒜、洋葱(2N=16)(2N=16)：染色体数目相对较少染色体数目相对较少；(2)(2)卡诺氏液：卡诺氏液：固定细胞的形态固定细胞

10、的形态；(3)(3)甲紫溶液：碱性染料，甲紫溶液：碱性染料，使染色体着色使染色体着色；(4)(4)质量分数质量分数15%15%盐酸：制备解离液；盐酸：制备解离液；(5)(5)体积分数体积分数95%95%酒精：制备解离液酒精：制备解离液;冲洗卡诺氏液冲洗卡诺氏液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实验步骤依次是：实验步骤依次是：。根尖培养根尖培养 低温诱导低温诱导 制作装片：解离、漂洗、染色、制作装片：解离、漂洗、染色、制片制片 固定细胞形态固定细胞形态 显微观察显微观察 95%95%酒精冲洗酒精冲洗2 2次次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

11、的变化3.3.实验步骤实验步骤 根尖培养根尖培养 低温低温诱导诱导 固定细胞形态固定细胞形态95%95%酒精冲洗酒精冲洗2 2次次 制作装片：制作装片：解离、漂洗、染色、制片解离、漂洗、染色、制片 显微观察显微观察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将将整个装置整个装置放入冷藏室放入冷藏室剪根尖剪根尖0.51cm分生区细胞：呈正方形，排列紧密分生区细胞：呈正方形，排列紧密4.4.实验结果实验结果 多数多数是是正常正常分裂二倍体细胞，分裂二倍体细胞，少数少数是染色体数目是染色体数目改变改变的细胞。的细胞。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

12、16 32 1616 32 1616 32 16 32 32 64 32 32 64 32 视野中含有视野中含有1616、3232、6464三种染色体数目的细胞。三种染色体数目的细胞。(1)(1)概念：体细胞中的染色体数目与概念：体细胞中的染色体数目与本物种配子本物种配子染色体数目染色体数目相同相同的个体。的个体。蜜蜜蜂蜂蜂王蜂王工蜂：无生育能力工蜂：无生育能力雄蜂雄蜂直接发育直接发育卵细胞卵细胞（N=16）减数分裂减数分裂（2N=32）（N=16）（2N=32）6.单倍体由未受精的配子发育而来的个体。由未受精的配子发育而来的个体。(1)(1)概念：体细胞中的染色体数目与概念：体细胞中的染色体

13、数目与本物种配子本物种配子染色体数目染色体数目相同相同的个体。的个体。6.单倍体由未受精的配子发育而来的个体。由未受精的配子发育而来的个体。(2)(2)易错辨析易错辨析单倍体的体细胞中只含有一个染色体组？单倍体的体细胞中只含有一个染色体组？（错，只要由配子发育而来的个体，无论含几个染色体组都是单倍体。）（错，只要由配子发育而来的个体，无论含几个染色体组都是单倍体。）体细胞中含有一个染色体组的个体一定是单倍体？体细胞中含有一个染色体组的个体一定是单倍体？（对，因为这个个体一定是由二倍体的配子发育而来的。）（对，因为这个个体一定是由二倍体的配子发育而来的。）体细胞中含有体细胞中含有2 2个染色体组

14、的个体一定是二倍体吗？个染色体组的个体一定是二倍体吗？（错，没有说明发育来源。）（错，没有说明发育来源。）单倍体、二倍体、多倍体的比较单倍体、二倍体、多倍体的比较一看一看“来源来源”未受精的配子未受精的配子单倍体受精卵受精卵含有含有2 2个个含有含有3 3个或个或3 3个以上个以上二倍体多倍体（二看体细胞中的（二看体细胞中的染色体组数）染色体组数）6.单倍体(3)(3)特点：与特点：与正常植株正常植株相比，相比，单倍体植株单倍体植株长得弱小，而且长得弱小，而且高度不育高度不育。（2N2N）（N N）二倍体水稻二倍体水稻单倍体水稻单倍体水稻（三）应用1.1.单倍体育种单倍体育种(1)(1)过程过

15、程二倍体植株花药（或花粉）花药（或花粉）离体离体培养培养单倍体幼苗秋水仙素秋水仙素处理处理二倍体植株(Aa)2N2N(2)(2)优点：优点：明显缩短育种年限明显缩短育种年限；得到的植株均是得到的植株均是纯合子纯合子，自交后代不发生性状分离。，自交后代不发生性状分离。(A/a)(AA/aa)N亲本亲本F1DDTTddtt（抗倒伏，不抗病）（抗倒伏，不抗病）（易倒伏，抗病）（易倒伏，抗病）DdTt连续自交连续自交，获得目标品种，获得目标品种(DDtt)优点：操作简单优点：操作简单杂交育种方式杂交育种方式缺点：耗时长缺点：耗时长（抗倒伏，不抗病）（抗倒伏，不抗病）（抗倒伏抗病）（抗倒伏抗病）花药（粉

16、）：花药（粉）：单倍体幼苗：单倍体幼苗：DT Dt dT dt正常植株：正常植株：DDTT DDtt ddTT ddtt新品种：新品种：DDtt方法：花药离体培养方法：花药离体培养秋水仙素处理秋水仙素处理缺点：操作复杂缺点：操作复杂优点：能明显缩短育种年限优点：能明显缩短育种年限DDTT（）（）ddtt（）（）第第一一年年第第二二年年筛选筛选DdTt（抗倒伏，不抗病）（抗倒伏，不抗病）（倒伏，抗病）（倒伏，抗病）二倍体生物二倍体生物（组织培养）（组织培养）DdTt植株植株DT Dt dT dt花药离体培养花药离体培养4、单倍体育种、单倍体育种1.1.单倍体育种单倍体育种(1)(1)过程过程二倍

17、体植株花药（或花粉）花药（或花粉）离体离体培养培养单倍体幼苗秋水仙素秋水仙素处理处理二倍体植株(Aa)2N2N(A/a)(AA/aa)N(3)(3)分析分析秋水仙素：秋水仙素：只能处理单倍体幼苗只能处理单倍体幼苗；原理：原理：植物细胞的全能性植物细胞的全能性；（因为没有单倍体种子存在）（因为没有单倍体种子存在）染色体数目变异染色体数目变异。（三）应用2.2.多多倍体育种倍体育种(eg(eg三倍体无子西瓜三倍体无子西瓜)秋水仙素处理幼苗或萌发的种子秋水仙素处理幼苗或萌发的种子2N4N2N2N4N3N4N果皮果皮_种子的胚种子的胚_种皮种皮_四倍体有子西瓜四倍体有子西瓜3N3N联会紊乱，不能形联会

18、紊乱，不能形成正常的卵细胞成正常的卵细胞3N无无3N果皮果皮_种子的胚种子的胚_种皮种皮_三倍体无子西瓜三倍体无子西瓜（三）应用三、染色体结构变异（一）主要类型（一）主要类型1.1.缺失缺失：染色体的染色体的某一片段某一片段 引起变异。引起变异。2.2.重复重复：染色体中染色体中 某一片段某一片段引起变异。引起变异。3.3.易位易位：染色体的染色体的某一片段某一片段移接到另一条移接到另一条 上上引起变异。引起变异。4.4.倒位倒位：染色体的染色体的某一片段某一片段 也可引起变异。也可引起变异。增加非同源染色体位置颠倒缺失缺失缺失倒位倒位易位易位重复重复下图中字母表示染色体的某一片段，请依次判断

19、图中的变异类型。下图中字母表示染色体的某一片段，请依次判断图中的变异类型。练一练染色体上基因的排染色体上基因的排列顺序发生改变列顺序发生改变染色体上基因的数目和排染色体上基因的数目和排列顺序均发生改变列顺序均发生改变染色体结构改变染色体结构改变染色体上的染色体上的基因基因数目数目或或排列顺序排列顺序发生改变发生改变性状的变异性状的变异三、染色体结构变异（二）结果和影响（二）结果和影响大多数是不利的，有的甚至大多数是不利的，有的甚至会导致生物体死亡。会导致生物体死亡。练一练(2009(2009年上海高考卷年上海高考卷)下图中和表示发生在常染色体上的变异。和下图中和表示发生在常染色体上的变异。和所

20、表示的变异类型分别属于（所表示的变异类型分别属于（）A.A.基因重组和基因重组基因重组和基因重组 B.B.基因重组和易位基因重组和易位 C.C.易位和基因重组易位和基因重组 D.D.易位和易位易位和易位B三、染色体结构变异（三）互换和易位的区别（三）互换和易位的区别交叉互换交叉互换易位易位变异类型变异类型发生时期发生时期发生部位发生部位镜检镜检同源染色体之间同源染色体之间非同源染色体之间非同源染色体之间基因重组基因重组染色体结构变异染色体结构变异减减前期前期有丝分裂、减数分裂有丝分裂、减数分裂不可见不可见可见可见四、三种可遗传变异的比较基因突变基因重组染色体变异实质类型发生时期适用范围产生结果

21、意义基因结构基因结构发生改变发生改变基因的基因的重新组合重新组合染色体的染色体的结构和数目结构和数目发生改变发生改变自然突变自然突变、诱发突诱发突变变自由组合自由组合、交叉互换交叉互换染色体结构变异染色体结构变异、染色体数目变异染色体数目变异有丝、减数有丝、减数（主要在（主要在间期间期）减减前期、前期、减减后期后期有丝、减数有丝、减数任何生物任何生物均可发生均可发生真核生物真核生物进行进行有性生殖有性生殖产产生配子时生配子时真核生物细胞增殖真核生物细胞增殖过过程中均可发生程中均可发生产生产生新的基因新的基因、新、新的基因型的基因型产生产生新的基因型新的基因型引起引起基因数目或顺序基因数目或顺序发生变化发生变化生物变异的生物变异的根本来根本来源源，提供生物进化，提供生物进化的的原材料原材料是生物变异的是生物变异的来源之一来源之一，对生物对生物的的进化进化具具有有重要意重要意义义对生物进化有对生物进化有一定的一定的意义意义课堂小结个别个别染色体数目的增加或减少染色体数目的增加或减少染色体染色体数目数目变异变异染色体染色体结构结构变异变异染色体变异以以一套完整的非同源染色体一套完整的非同源染色体为为基数成倍地增加或成套地减少基数成倍地增加或成套地减少（染色体组）（染色体组）：缺失、重复、易位、倒位缺失、重复、易位、倒位二倍体二倍体多倍体多倍体单倍体单倍体