高中生物(蘇教版必修)第三章教學.染色體變異及其應用(共張PPT)

關于高中生物(蘇教版必修)第三章教學.染色體變異及其應用(共張PPT)第1頁，共50頁，2023年，2月20日，星期日21三體綜合征（又稱先天智力障礙）患兒

智力低下，眼間距寬，外眼角上斜，口常半張，舌常伸出口外，約50%患者先天性早夭。第2頁，共50頁，2023年，2月20日，星期日一、染色體結構的變異1、原因：染色體斷裂以及斷裂后片段不正常的重新連接。2、類型：

缺失、重復、倒位、易位第3頁，共50頁，2023年，2月20日，星期日（1）缺失第4頁，共50頁，2023年，2月20日，星期日貓叫綜合征，是人的5號染色體部分缺失引起的遺傳病，病兒生長發(fā)育遲緩，頭部畸形，哭聲奇特，皮紋改變等特點，并有智能障礙，而其最明顯的特征是哭聲類似貓叫。

第5頁，共50頁，2023年，2月20日，星期日（2）重復第6頁，共50頁，2023年，2月20日，星期日果蠅的卵圓眼和棒狀眼野生型：卵圓眼變異型：棒狀眼第7頁，共50頁，2023年，2月20日，星期日（3）倒位第8頁，共50頁，2023年，2月20日，星期日（4）易位非同源染色體之間的片段交換第9頁，共50頁，2023年，2月20日，星期日種類：1缺失、2重復、3倒位和4易位第10頁，共50頁，2023年，2月20日，星期日(1)染色體結構的改變會導致染色體上基因的數(shù)目或排列順序發(fā)生改變，從而導致性狀的變異。(2)大多數(shù)染色體結構的變異對生物體是不利的，有時甚至導致生物體死亡。3、后果：4、特點：頻率很低5、誘導因素：電離輻射、病毒感染或化學物質誘導。第11頁，共50頁，2023年，2月20日，星期日染色體結構變異內(nèi)因——染色體上的基因的數(shù)目和排列順序改變結果：生物性狀的變異，甚至導致死亡原因：外因—自然條件或人為因素（電離輻射、病毒感染和化學物質的誘導）實質：改變基因的量，并沒有產(chǎn)生新基因特點：正常情況下，頻率很低病例、類型小結：第12頁，共50頁，2023年，2月20日，星期日課題研究：環(huán)境中化學物質對染色體結構變異的影響研究目的：

了解環(huán)境中化學物質對染色體結構變異的影響。推薦器材：

培養(yǎng)皿，試管，載玻片，蓋玻片，顯微鏡；蠶豆種子等；硫酸銅，改良堿性品紅染液等。第13頁，共50頁，2023年，2月20日，星期日研究指導：閱讀背景資料：

引起染色體變異的原因很多，其中輻射與化學藥物是導致染色體變異的重要原因。為了證實硫酸銅對染色體結構具有導致變異的影響，一位學生用硫酸銅溶液培養(yǎng)蠶豆種子，

發(fā)現(xiàn)萌發(fā)的幼苗根尖細

胞中出現(xiàn)微核，這是染

色體結構變異的結果。

生物科學工作者往往采

用微核研究的方法來分

析環(huán)境污染的程度。微核第14頁，共50頁，2023年，2月20日，星期日該學生實驗步驟：（1）將蠶豆種子洗凈，

25℃水培；（2）待根長到0.5~1.5cm，移入質量濃度為300mg/L的硫酸銅溶液中培養(yǎng)6h；（3）自來水沖洗后，再移入清水中培養(yǎng)24h；（4）剪取蠶豆根尖，制作臨時玻片標本，用改良堿性品紅染液染色；（5）每個根尖計數(shù)500~1000個細胞,

計算微核率。第15頁，共50頁，2023年，2月20日，星期日第16頁，共50頁，2023年，2月20日，星期日

例：某工廠污水流入河流中，使河中植物大批死亡。有同學認為是污水中的化學物質使植物細胞的染色體結構發(fā)生了變異，并準備對此進行研究。如果是你，你如何研究？作出假設：提出問題：污水中的化學物質對植物染色體結構變異的影響。污水中的化學物質會使植物染色體結構產(chǎn)生變異。探究實踐第17頁，共50頁，2023年，2月20日，星期日設計與實驗：①用污水培養(yǎng)②用蒸餾水培養(yǎng)（實驗組）（對照組）分析證據(jù)：（比較①、②兩組的微核率）得出結論：若①微核率＞②微核率，說明……若①微核率≈②微核率，說明……

若①微核率＜②微核率，說明……第18頁，共50頁，2023年，2月20日，星期日深入探究：

探究水質污染程度與生物細胞微核率高低的關系。第19頁，共50頁，2023年，2月20日，星期日二、染色體數(shù)目的變異正常情況下，每種生物的染色體數(shù)目是恒定的。第20頁，共50頁，2023年，2月20日，星期日

果蠅染色體顯微照片第21頁，共50頁，2023年，2月20日，星期日果蠅體細胞染色體圖解ⅡⅡⅢⅢⅣⅣ♀XX♂XYⅡⅡⅢⅢⅣⅣ第22頁，共50頁，2023年，2月20日，星期日雄果蠅染色體組圖解XYⅡⅡⅢⅢⅣⅣXⅡⅢⅣYⅡⅢⅣ第23頁，共50頁，2023年，2月20日，星期日雌果蠅染色體組圖解XⅡⅢⅣⅡⅢⅣXXⅡⅡⅢⅢⅣⅣX第24頁，共50頁，2023年，2月20日，星期日①一個染色體組中無同源染色體（互為非同源染色體），形態(tài)和功能各不相同；②一個染色體組攜帶著控制生物生長的全部遺傳信息。（1）概念：二倍體生物配子中所具有的全部染色體組成一個染色體組。（2）特點：第25頁，共50頁，2023年，2月20日，星期日例：以下各圖中，各有幾個染色體組？4個2個3個5個1個（3）染色體組數(shù)的判斷：第26頁，共50頁，2023年，2月20日，星期日1、非整倍性變異：個別染色體數(shù)目的增加或減少21三體綜合征（多1條21號染色體）性腺發(fā)育不全綜合征（XO）先天性睪丸發(fā)育不全綜合征（XXY）XYY綜合征響譽世界的著名“天才”音樂指揮家舟舟舟舟是一個先天智力障礙(21三體綜合癥)患者病因：常染色體變異,比正常人多了一條21號染色第27頁，共50頁，2023年，2月20日，星期日（1）減Ⅰ分裂后期，個別同源染色體沒有分開。（2）減Ⅱ分裂后期，個別姐妹染色單體分開后移向細胞同一極。形成原因：減數(shù)第一次分裂后期同源染色體不分離減數(shù)第二次分裂后期姐妹染色單體移向一極第28頁，共50頁，2023年，2月20日，星期日（1）一倍性變異和單倍性變異概念：體細胞只含有一個染色體組的個體特點：①存活率低；②一般不育(因為不能進行正常的減數(shù)分裂形成配子)。2、整倍性變異：以染色體組的形式成倍增加或減少

a、一倍體（N）第29頁，共50頁，2023年，2月20日，星期日b、單倍體：

①概念：

由配子直接發(fā)育而成，體細胞中含本物種配子染色體數(shù)目的個體。②存在③特點(植物)

：植株弱小，高度不育動物：

植物：如雄蜂偶爾出現(xiàn)第30頁，共50頁，2023年，2月20日，星期日由受精卵發(fā)育而成，體細胞中含有兩個染色體組的個體。幾乎全部動物，過半數(shù)的高等植物。人：2N=46果蠅：2N=8水稻：2N=24a、二倍體：①概念：②存在：（2N）（2）多倍性變異產(chǎn)生原因：自發(fā)產(chǎn)生，誘導產(chǎn)生概念：與正常的二倍體細胞相比，具有更多的染色體組的變異第31頁，共50頁，2023年，2月20日，星期日b、多倍體：①概念：由受精卵發(fā)育而成，體細胞中含有三個或三個以上染色體組的個體。（kN）②存在：主要是植物，動物極少見。香蕉：三倍體馬鈴薯：四倍體普通小麥：六倍體煙草：四倍體第32頁，共50頁，2023年，2月20日，星期日多倍體產(chǎn)生的原因染色體復制染色體加倍的體細胞多倍體有絲分裂體細胞條件適宜染色體復制染色體加倍的配子多倍體合子受精作用性原細胞多倍體紡錘體不能形成紡錘體不能形成③第33頁，共50頁，2023年，2月20日，星期日有關生物體倍數(shù)的判斷方法染色體組判斷方法： （1）一個染色體組中不含同源染色體 （2）一般形態(tài)、大小各不相同2.

染色體組數(shù)目的確定方法： （1）看同源染色體數(shù)目：

——細胞內(nèi)同樣形態(tài)的染色體由幾條就是幾個染色體組。

（2）看等位基因個數(shù)：

——同一種基因（不分顯隱）出現(xiàn)幾次就是幾個染色體組。AaaBbb第34頁，共50頁，2023年，2月20日，星期日3.生物體倍數(shù)的判斷： （1）首先看是由什么細胞發(fā)育來的： 如果是配子發(fā)育來的，不論是幾個染色體組，一定是單倍體。 如果是由受精卵（合子）發(fā)育來的，則要看有幾個染色體組了。 （2）兩個染色體組，則是二倍體 （3）大于等于三個染色體組，則是多倍體。第35頁，共50頁，2023年，2月20日，星期日1、單倍體育種：實例：花粉(藥)秋水

仙素正常純合子單倍體幼苗離體

培養(yǎng)優(yōu)點：后代是純合子，明顯縮短了育種年限。缺點：技術較復雜方法：花粉(藥)離體培養(yǎng)原理：染色體變異矮桿抗病水稻的培育三、染色體變異在育種上的應用第36頁，共50頁，2023年，2月20日，星期日花粉單倍體純合二倍體優(yōu)良品種離體

培養(yǎng)人工誘導

染色體加倍選擇單倍體育種圖解返回第37頁，共50頁，2023年，2月20日，星期日

例：在水稻中，高桿(D)對矮桿(d)是顯性，抗病(R)對不抗病(r)是顯性。現(xiàn)有純合矮桿不抗病水稻ddrr和純合高桿抗病水稻DDRR兩個品種,要想得到能夠穩(wěn)定遺傳的矮桿抗病水稻ddRR

，應該怎么做？PDDRR×ddrrF1DdRr配子DRDrdRdr花粉(藥)離體培養(yǎng)幼苗DRDrdRdr秋水仙素處理DDRRDDrrddRRddrr正常植株（單倍體）（純合子）高桿

抗病高桿

不抗病矮桿

抗病矮桿

不抗病返回第38頁，共50頁，2023年，2月20日，星期日2、多倍體育種：

與二倍體相比，莖桿粗壯，葉片、果實種子都比較大，糖類和蛋白質等營養(yǎng)物質的含量比較高，結實率低。多倍體的特征：第39頁，共50頁，2023年，2月20日，星期日

方法：用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗。

實例：三倍體無子西瓜的培育（原理：能夠抑制紡錘體的形成,導致染色體不分離,從而引起細胞內(nèi)染色體數(shù)目加倍）

原理：

優(yōu)點：可培育出自然界中沒有的新品種，且培育出的植物器官大，產(chǎn)量高，營養(yǎng)豐富。

缺點：結實率低，成熟遲（晚熟）染色體變異第40頁，共50頁，2023年，2月20日，星期日2N4N胚:3N秋水仙素處理2N2N♀♂3N2N三倍體無子西瓜的培育返回第一年第二年

種植

種植

傳粉傳粉刺激

果實發(fā)育3N果皮、種皮：4N染色體聯(lián)會紊亂

無生殖細胞形成第41頁，共50頁，2023年，2月20日，星期日雜交育種多倍體育種單倍體育種方法原理優(yōu)點缺點3、育種方法小結：雜交用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗花藥(粉)離體培養(yǎng)基因重組染色體變異染色體變異方法簡便可培育出新種，器官大，產(chǎn)量高，營養(yǎng)豐富后代都是純合子，明顯縮短育種年限要長年限選擇才可獲得結實率低，成熟遲（晚熟）技術較復雜第42頁，共50頁，2023年，2月20日，星期日低溫誘導植物染色體數(shù)目的變化原理

用低溫處理植物分生組織細胞，能夠抑制紡錘體的形成，以至影響染色體被被拉向兩極，細胞也不能分裂成兩個子細胞，于是，植物細胞染色體數(shù)目發(fā)生變化。材料用具

洋蔥或大蔥、蒜（均為二倍體，體細胞中的染色體數(shù)為16），培養(yǎng)皿，濾紙，紗布，燒杯，鑷子，剪刀，顯微鏡，載玻片，蓋玻片，冰箱，卡諾氏液，改良苯酚品紅染液，體積分數(shù)為15%的鹽酸溶液，體積分數(shù)為95%的酒精溶液。實驗第43頁，共50頁，2023年，2月20日，星期日方法步驟1、將洋蔥或（大蔥、大蒜）放在裝滿清水的廣口瓶上，讓洋蔥的底部接觸水面。待洋蔥長出約1cm的不定根時，將整個裝置放入冰箱的低溫室內(nèi)（4℃），誘導培養(yǎng)36h。2、剪取誘導處理的根尖0.5-1cm，放入卡諾氏液中浸泡0.5-1h，以固定細胞的形態(tài)，然后用體積分數(shù)為95%的酒精沖洗2次。3、制作裝片，包括：解離、漂洗、染色和制片4個步驟，具體操作方法與實驗“觀察植物細胞的有絲分裂”相同。4、先用低倍鏡尋找染色體形態(tài)較好的分裂相。視野中既有正常的二倍體細胞，也有染色體數(shù)目發(fā)生改變的細胞。確認某個細胞發(fā)生染色體數(shù)目變化后，再用高倍鏡觀察。第44頁，共50頁，2023年，2月20日，星期日

秋水仙素與低溫都能誘導染色體數(shù)目加倍，這兩種方法在原理上有什么相似之處？結論低溫能誘導植物染色體數(shù)目發(fā)生變化。討論

都能抑制紡錘體的形成,導致染色體不分離,從而引起細胞內(nèi)染色體數(shù)目加倍。第45頁，共50頁，2023年，2月20日，星期日1.果蠅的體細胞中有三對常染色體，一對性染色體。因此，果蠅體細胞中的染色體有（）

A.一個染色體組B.兩個染色體組

C.四個染色體組D.六