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

1、第2节 染色体变异问题探讨野生祖先种（多种颜色）栽培品种（一般都为黄色）野生祖先种（有籽）栽培品种（无籽）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。问题探讨 讨论1、请根据所学的减数分裂的知识，试着完成该表格。2、为什么我们平时吃的香蕉没有种子？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异常因为香蕉栽培品种体细胞中的染色体数目是33条，减数分裂时染色体发生联会紊乱，不能形成正常的配子，因此无法形成受精卵，形成种子。3 3、减数分裂和受精作用，能够使生

2、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袓先有很大差别？发生了 染色体变异1.概念 生物体的体细胞或生殖细胞内染色体 或 的变化，称为染色体变异。染色体 的变异染色体 的变异。数目结构数目结构2.种类染色体变异在光学显微镜下可见（1）细胞内个别染色体增加或减少（2）以一套完整的非同源染色体为基数成倍的增加或成套的减少。（以染色体组的形式增加或减少）正常果蝇（2n=8）个别异常成套异常增加一条减少一条增加二套减少一套6病因：病因：2121号同源染色体由号同源染色体由2 2条增为条增为3 3条。条。症状：症状：智力低下，发育迟缓，眼间较宽，外眼角上斜，口常

3、半张，舌智力低下，发育迟缓，眼间较宽，外眼角上斜，口常半张，舌外伸，又叫伸舌样痴呆。外伸，又叫伸舌样痴呆。（一）细胞内个别染色体的增加或减少病因：缺少一条X染色体。症状：身体矮小，肘外翻，颈部皮肤松弛为蹼颈，外观为女性，但乳房不发育，无生育能力。性腺发育不良 超雄综合征（supermale syndrome）又称XYY综合征、波利综合征，1961年桑德伯格等首次报告此征，是一种较为常见的性染色体非整倍数异常。患者比正常男性多一条Y染色体，大部分患者性发育正常并有生育能力，可表现为身材高大，有攻击性行为、暴力倾向、学习障碍等，有时还伴躯干畸形。本病目前尚无有效治疗方法。小组探讨：21三体综合征形

4、成的原因？减数第一次分裂后期减数第一次分裂后期2121号号同源染色体同源染色体未分离未分离减数第二次分裂后期减数第二次分裂后期姐妹染色单姐妹染色单体体分离后移向细胞的同一极分离后移向细胞的同一极个别染色体的增加或减少形成原因11 条染色体 对同源染色体 对常染色体 对性染色体8431号和号染色体是 ，号和号染色体是 。同源染色体非同源染色体上图中、X或、Y这样的一组非同源染色体，称为一个染色体组（二）细胞内染色体数目以一套完整的非同源染色体为基数成倍地增加或成套的减少染色体组分组方法大小形态相同的分开（同源染色体分开）大小形态不同的分到一组（都是非同源染色体）在形态和功能上各不相同，但又相互协

5、调，共同控制生物的生长、发育、遗传和变异的一组染色体。12细胞中的一组非同源染色体染色体组染色体组特点：本质上:形态上：功能上：互为非同源染色体，即不含同源染色体，不含等位基因。所含染色体形态、大小、功能各不相同各不相同，含有控制生物生长、发育、遗传和变异的一整套遗传信息。1个染色体组3个染色体组4个染色体组4个染色体组判断染色体组数目的方法 细胞内同种形态染色体（即同源染色体）有几条就含几个染色体组；细胞中有几种形态的染色体，一个染色体组中就有几条染色体。(1)方法一：根据染色体形态判断染色体组数=“染色体数/染色体形态数”公式推断14(2)方法二：根据基因型判断AaaaAABBDDAaaA

6、BCD4个染色体组2个染色体组3个染色体组1个染色体组判断染色体组数目的方法 控制同一性状的基因（无论大小写）出现几次，就含有几个染色体组；有几种字母出现，一个染色体组中就有几条染色体。15练习：请判断下列的细胞含几个染色体组？每组有几条染色体？3个1个2个3个4个4个1个2个根据根据染色体数目和染色体形态染色体数目和染色体形态数判断：染色体数判断：染色体组的数目组的数目=染色体数染色体数/染色体形态数染色体形态数例：韭菜的体细胞中含有例：韭菜的体细胞中含有3232条染色体，这条染色体，这3232条染色体有条染色体有8 8种种形态结构，韭菜有（形态结构，韭菜有（）个染色体组。）个染色体组。A

7、2 B 4 C 6 D 8A 2 B 4 C 6 D 8B B根据名称，叫几倍体，则体细胞中就有几个染色体组根据名称，叫几倍体，则体细胞中就有几个染色体组例：马铃薯是四倍体，则其体细胞中有例：马铃薯是四倍体，则其体细胞中有 个染色体组，生个染色体组，生殖细胞中有殖细胞中有 个组，体细胞有丝分裂后期有个组，体细胞有丝分裂后期有 个组，减个组，减后期有后期有 个组。个组。4 42 28 84 4C2个4个1个2个1个（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。在自然界，在自然界，几乎全部动物几乎全部动物和和过半的植物过半的植物都是二倍体。都是二倍体。配子亲代 2N2NNN受精卵

8、2N子代 2N3.二倍体和多倍体（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。马铃薯是四倍体香蕉是三倍体普通小麦是六倍体3.二倍体和多倍体注意：二倍体和多倍体都是由受精卵发育而来的个体。体细胞中就有几个染色体组，就叫几倍体体细胞中就有几个染色体组，就叫几倍体（2）多倍体特点：与二倍体相比，多倍体的植株常常是茎秆粗壮，叶片、果实和种子都比较大，糖类和蛋白质等营养物质含量都有所增加。生长缓慢，结实率低。优点缺点四倍体玫瑰葡萄多倍体草莓普通二倍体草莓四倍体西红柿3.二倍体和多倍体多倍体是如何形成的呢？多倍体是如何形成的呢？自然帕米尔高原多倍体植物多达帕米尔高原多倍体植物多

9、达85%85%北极的柯尔古耶夫岛上多倍体植物多达北极的柯尔古耶夫岛上多倍体植物多达92%92%（2）多倍体：人工的呢？人工的呢？3.二倍体和多倍体 香蕉的祖先是二倍体的野生芭蕉，个小而多种子，无法食用，现代香蕉为三倍体，如何培育三倍体香蕉？三倍体香蕉为什么无籽？23（1）方法：染色体数加倍染色体复制着丝点分裂细胞无法正常分裂无纺缍丝牵引 处理萌发的种子或幼苗。（2）原理：作用时期：有丝分裂的前期目前常用、最有效3.多倍体育种（人工诱导多倍体）无子西瓜培育秋水仙素处理秋水仙素处理2N4N第一年第一年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？2.处理后的植株，各个部位染色体数目是

10、否都为4N？秋水仙素秋水仙素处理后的茎、叶、花的染色体数目茎、叶、花的染色体数目加倍，而，而未处理的根细胞中细胞中仍为两个染色体组。芽芽尖尖细胞分裂旺盛，当，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，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。倍。秋水仙素处理2N4N4N母本2N父本杂交杂交2N果皮_种子的胚_种皮_第第一一年年4N3N4N杂交获得三倍体3.获得的四倍体西瓜为何要与二倍体杂交？多倍体花粉可育低；种子产量高;种皮薄，利于播种4.为什么要用四倍体植株做母本？无子西瓜培育第二年假授粉联会紊乱3N2N果

11、皮_3N无子西瓜三倍体植株不能进行正常的减数分裂不能进行正常的减数分裂形成生殖细胞，因此不能形成种子。5.三倍体西瓜为什么没有种子？联会紊乱联会紊乱刺激子房产生生长素，促进子房发育为果实。母本父本假授粉无子西瓜培育6.6.为什么要给三倍体西瓜授粉？为什么要给三倍体西瓜授粉？第一次：杂交获得三倍体种子。第二次：刺激子房发育成果实。思考1.秋水仙素的作用？在细胞有丝分裂前期抑制纺锤体的形成，导致复制后的染色体不能移向细胞两极而使染色体数目加倍。2.为什么要进行两次传粉？3.为什么三倍体植株所结的果实为无子西瓜呢?减数分裂时出现联会紊乱减数分裂后期出现错误减数分裂后期出现错误含有两个染色体组的异常配

12、子含有两个染色体组的异常配子三倍体的形成的过程减数分裂出现错误异常配子正常的配子减数分裂出现错误异常配子正常的配子三倍体形成原因：含有两个染色体组的异常配子与含有一个染色体组的正常配子结合发育成个体三倍体的形成的过程30减数分裂出现错误有丝分裂出现错误两个含有两个染色体组的配子结合。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。四倍体形成原因：四倍体的形成的过程31（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。如：蜜蜂中的雄蜂3.二倍体和多倍体受精卵2n=32蜂王（雌性）工蜂（雌性）雄蜂 n=162n=32蜂王卵n=1

13、6减数分裂受精作用持续获得蜂王浆获得普通蜂蜜未受精的卵细胞32优点：概念：体细胞中的染色体数目与本物种 染色体数目相同的个体。配子特点：枝叶茎杆 ，一般高度 。弱小不育应用单倍体育种明显缩短育种年限技术方法：单倍体育种含偶数个染色体组：可育含奇数个染色体组：高度不育二倍体植株花药离体培养单倍体幼苗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年第3-6年高杆抗病 DDTT矮杆

14、感病 ddtt高杆抗病 DdTtDT DtdTdt单倍体植株第1年第2年DT DtdTdt需要的纯合矮抗品种3.二倍体和多倍体单倍体生物的体细胞中一定只含有一个染色体组吗？单倍体的体细胞不一定只含有一个染色体组，只有一个染色体组的个体一定是单倍体。单倍体并非都不育，如4倍体的配子含有2个染色体组，则发育成的单倍体含有同源染色体及等位基因，可育能产生后代；单倍体是生物个体，而不是配子；精子和卵细胞属于配子，但不是单倍体。二二单倍体易错分析单倍体二倍体多倍体概念发育起点染色体组数目性状表现体细胞中含有2个染色体组体细胞的染色体数目与本物种配子染色体数目相同体细胞中含有3个或3个以上染色体组未受精的

15、配子受精卵受精卵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（除雄蜂外）正常茎秆粗壮，叶片、果实、种子较大，营养丰富，但发育迟缓，结实率低单倍体、二倍体、多倍体单倍体育种多倍体育种原理常用方法优势缺点染色体数目变异染色体数目变异花药离体培养后人工诱导染色体数目加倍秋水仙素处理萌发的种子、幼苗明显缩短育种年限得到的植株是纯合体操作简单器官大，营养高技术复杂，需与杂交育种配合适用于植物，不适用于动物1.由受精卵发育而成，体细胞含有两个染色体组的个体叫二倍体()2.未经受精的卵细胞发育成的植株，一定是单倍体()3.含有两个染色体组的生物体，一定是二倍体 ()4.生物的一个精子或

16、卵细胞就是单倍体。()5.基因型是aaaBBBCcc的植株一定不是单倍体()6.含一个染色体组的个体是单倍体，但单倍体未必只含一个染色体组()练习：判断下列描述的正误，并说出理由三、实验三、实验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低温诱导植物细胞染色体数目的变化探究实践（一）实验原理 用低温处理植物的分生组织细胞，能够抑制纺锤体的形成，以致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。（二）方法步骤将蒜/洋葱在冰箱冷藏室内（4）放置一周。取出后将蒜/洋葱放在装 满清水的容器上方，让它的底部接触水面，于室温（约25）培养。待 蒜/洋葱长出约1cm长

17、的不定根时，将整个装置放入冰箱冷藏室内，诱导 培养4872h。（二）方法步骤剪取诱导处理的根尖0.51cm，放入卡诺氏液中浸泡0.51h。（卡诺氏液：固定细胞的形态），然后用体积分数为95%的酒精冲洗2次。制作装片（同有丝分裂实验）（1）解离（2）漂洗（3）染色（4）制片盐酸和酒精混合液（1：1混合），目的是使组织中的细胞相互分离开来。清水漂洗，目的是洗去药液，防止解离过度。用甲紫（龙胆紫）或醋酸洋红溶液对染色体染色。放在载玻片上，加清水并用镊子把根尖弄碎，盖上盖玻片，用拇指轻轻地按压盖玻片完成制片。观察先用 寻找染色体形态好的分裂象；视野中既有 ，也有 ；确认某个细胞发生染色体数目变化后，再

18、用 观察；低倍镜正常的二倍体细胞染色体数目发生改变细胞高倍镜试剂使用方法作用卡诺氏液体积分数为95%的酒精质量分数为15%的盐酸蒸馏水甲紫溶液将根尖放入卡诺氏液中浸泡0.51 h冲洗用卡诺氏液处理的根尖与质量分数为15%的盐酸等体积混合，作为解离液浸泡解离后的根尖约10 min把漂洗过的根尖放进盛有甲紫溶液的玻璃皿中染色35 min固定细胞形态洗去卡诺氏液漂洗根尖，洗去解离液使染色体着色解离根尖细胞，使细胞分离2.染色体数目的变异 低温诱导植物细胞染色体数目的变化低温诱导植物染色体数目变化的实验低温诱导植物染色体数目变化的实验1实验原理：低温抑制实验原理：低温抑制的形成，以致影响的形成，以致影

19、响没没有被拉向两极，细胞不能分裂成两个子细胞，于有被拉向两极，细胞不能分裂成两个子细胞，于是是 。2方法步骤：方法步骤：洋葱根尖培养洋葱根尖培养固定固定制作装片制作装片(解离解离制片制片)观察。观察。纺锤体纺锤体染色体染色体漂洗漂洗染色染色3试剂及用途试剂及用途(1)卡诺氏液：卡诺氏液：。(2)95%的酒精的酒精：。(3)解离液解离液15%的盐酸和的盐酸和95%的酒精混合液的酒精混合液(1 1):。(4)甲紫溶液：甲紫溶液：。固定细胞的形态固定细胞的形态 使染色体着色使染色体着色使组织细胞分离使组织细胞分离染色体数目加倍染色体数目加倍洗去多余的固定液洗去多余的固定液核心归纳1.低温诱导染色体数

20、目加倍实验中的理解误区(1)植物细胞经卡诺氏液固定后死亡，显微镜下观察到的是死细胞，观察不到到细胞分裂的连续变化。(2)选择材料使用低温处理“分生组织细胞”。染色体数目变化发生在细胞分裂时，处理其他细胞可能不会出现染色体加倍的情况。(3)低温处理的理解误区：误认为低温处理时间越长越好。低温处理的目的只是抑制纺锤体形成，使染色体不能被拉向两极。如果低温持续时间过长，会影响细胞的各项功能，甚至死亡。(4)着丝粒分裂不是纺锤丝牵引的结果。着丝粒是自动分裂，不需要纺锤丝牵引。纺锤丝牵引的作用是将染色体拉向两极。核心归纳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

21、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核心归纳 染色体的某一片段缺失abcdef结果：基因数目减少类型：缺失、重复、移接、颠倒类型：缺失、重复、移接、颠倒实例：猫叫综合征病因：人的5号染色体某一片段缺失引起症状：患儿哭声轻，音调高，像猫叫。四四、染色体结构变异、染色体结构变异 染色体增加了某一片段ab cdefb结果：基因数目增加棒状眼正常眼染色体增加某一片段引起变异。例如，果蝇棒状眼的形成（以上两图为电镜照片）ab cdefghijk染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上结果：染色体上基因的排列顺序发生改变正常眼花斑眼注意：注意：发生在两条发生在两条非

22、同源染色体非同源染色体上上细胞内个别染色体的增加或减少细胞内染色体数目以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二倍体和多倍体单倍体染色体易位染色体互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不可在显微镜下观察到cdefabafb cd eedbc染色体的某一片段位置颠倒引起的变异（同一条染色体上）结果：染色体上基因的排列顺序发生改变。正常翅卷翅非同源染色体之间相互交换片段；非同源染色体之间自由组合；同源染色体之间通过互换交换片段；染色体中DNA的碱基对增加或缺失发生改变；染色体缺失或增加片段；染色体变异染

23、色体变异基因重组基因重组基因重组基因重组基因突变基因突变染色体变异染色体变异1.辨辨析下列变异析下列变异属属哪种变异哪种变异染色体结构上的缺失、重复、易位和倒位染色体上的基因数量排列顺序生物性状的改变对生物体是不利的，甚至导致生物体死亡。染色体结构变异中基因的结构发生变化了吗？染色体结构变异染色体结构变异缺失重复染色体结构变异染色体结构变异倒位易位缺失重复倒位类型易位基因数目增加：基因数目减少：基因排列顺序改变：基因排列顺序改变：基因突变、基因重组和染色体变异的比较项 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DN

24、A复制时期减数分裂减数分裂、有丝分裂无法观察无法观察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”与“位置”上发生变化都是可遗传的变异1、B 是正常的两条同源染色体，则图示是指染色体结构的（）A.倒位 B.缺失 C.易位 D.重复课堂训练2.下列情况中不属于染色体变异的是()A.第5号染色体短臂缺失引起的遗传病B.第21号染色体多一条引起的唐氏综合征C.黄色圆粒豌豆自交后代出现绿色皱粒豌豆D.用花药培育出的单倍体植株C 3.下列关于染色体组、单倍体和二倍体的叙述，错误的是()A.一个染色体组中不含同源染色体B.由受精卵发育成的，体细胞中含有两个染色体组的个体叫二倍体C.单倍体生物体细胞中不一定只含有一个染色体组D.人工诱导多倍体的唯一方法是用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗D典例典例3 下列关于生物变异的叙述中错误的是()A.基因突变是随机的，可以发生在细胞分裂的任何时期B.原核生物和真核生物都可发生基因突变，而只有真核生物能发生染色体变异C.染色体变异、基因突变均可以用光学显微镜直接观察D.在有性生殖过程中发生基因重组C