染色體變異課件 【知識精講精研】 高一下學(xué)期生物人教版（2019）必修2

第五章

基因突變及其他變異第二節(jié)

染色體變異（第1課時）問題探討作為野生植物的后代，許多栽培植物的染色體數(shù)目卻與它們的祖先大不相同野生祖先種馬鈴薯（多種顏色）栽培品種馬鈴薯（一般都為黃色）野生祖先種栽培品種（馬鈴薯）野生祖先種香蕉（有籽）栽培品種香蕉（無籽）野生祖先種栽培品種（香蕉）生物種類體細胞染色體數(shù)/條體細胞非同源染色體/套配子染色體數(shù)/條馬鈴薯野生祖先種242栽培品種484香蕉野生祖先種222栽培品種333122411異常2.為什么平時吃的香蕉是沒有種子的？1.根據(jù)前面所學(xué)減數(shù)分裂的知識，試著完成該表格。香蕉栽培品種體細胞中的染色體數(shù)目是33條，減數(shù)分裂時染色體發(fā)生聯(lián)會紊亂，不能形成正常的配子，因此無法形成受精卵，進而無法形成種子。問題探討3.分析表中數(shù)據(jù)，你還能提出什么問題嗎?香蕉體細胞中染色體數(shù)目不是偶數(shù),是怎樣形成的?又是如何繁殖的?體細胞或生殖細胞內(nèi)染色體數(shù)目或結(jié)構(gòu)的變化，叫染色體變異概念：類型個別染色體數(shù)目的增加或減少以一套完整的非同源染色體為基數(shù)成倍的增加或或成套的減少染色體數(shù)目變異染色體結(jié)構(gòu)變異區(qū)別基因突變基因重組染色體變異染色體變異分子水平的變異，光鏡下不可見。細胞水平的變異，光鏡下可見。缺失、重復(fù)、倒位、易位病毒、原核生物會發(fā)生染色體變異嗎?一、染色體數(shù)目的變異①細胞內(nèi)

染色體增加或減少②以

為基數(shù)成倍的增加或成套的減少。（以染色體組的形式增加或減少）正常果蠅（2n=8）個別異常成套異常增加一條減少一條增加兩套減少一套一套完整的非同源染色體個別①21三體綜合征唐氏綜合征,由于多了一條21號染色體而導(dǎo)致的疾病。存活者有明顯的智能落后、特殊面容、生長發(fā)育障礙和多發(fā)畸形。思考形成的原因？

親代減數(shù)分裂時同源染色體未分離（減Ⅰ后期）

或姐妹染色單體未分離，移向同一級（減Ⅱ后期）。①減數(shù)分裂Ⅰ后期21號同源染色體未分離②或減數(shù)分裂Ⅱ后期姐妹染色單體分離后移向細胞的同一極性染色體數(shù)目異常XYY三體:原因：父方在MⅡ時兩條Y染色單體分離后，進入同一個配子中，產(chǎn)生YY的異常精子。XXY三體:原因：①父方在MⅠ時X和Y未分離，進入同一個配子中，形成XY的異常精子。②或母方在MⅠ時X和X未分離，或MⅡ時兩條X單體分離后進入同一個配子中，形成XX的異常卵細胞。XXX三體:原因：①父方在MⅡ時兩條X染色單體分離后，進入同一個配子中，產(chǎn)生XX的異常精子。②或母方在MⅠ時X和X未分離，或MⅡ時兩條X單體分離后進入同一個配子中，形成XX的異常卵細胞。在大多數(shù)生物的體細胞中，染色體都是

的，也就是說含有

，其中

稱為一個染色體組。兩兩成對兩套非同源染色體每套非同源染色體（1）染色體組概念：(1)一個染色體組的特征①一個染色體組染色體大小、形態(tài)、功能均

。

②一個染色體組

同源染色體，

等位基因

③一個染色體組含有該物種全部的

。

不相同不存在不含有遺傳信息思考：如何通過染色體的形態(tài)和基因型判斷染色體組的數(shù)量?方法一、通過染色體形態(tài)判斷:不分顏色、形態(tài)大小完全相同的染色體有幾個，就有幾個染色體組1個染色體組4個染色體組2個染色體組2個染色體組方法二、通過基因型判斷:不分大小寫、同一個英文字母有幾個，就有幾個染色體組AAaaBBbbAaBbABCD4個染色體組2個染色體組1個染色體組1組4條染色體1組2條染色體1組4條染色體1組4條染色體下列細胞分裂圖像中含有2個染色體組的是（

）

A.①③B.②④C.①④D.③⑤C2個染色體組4個染色體組1個染色體組2個染色體組1個染色體組隨堂演練由

發(fā)育而來，體細胞中含有

的個體。二倍體：

貓咪2N=38受精卵兩個染色體組在自然界,幾乎全部動物和過半數(shù)植物都是二倍體。二倍體生物有性生殖過程如下：2N二倍體(♀)減數(shù)分裂N雌配子2N二倍體(♂)減數(shù)分裂N雄配子受精作用發(fā)育2N2N受精卵二倍體一般來說含有幾個染色體組就叫幾倍體。由

發(fā)育而來，體細胞中含有

的個體。多倍體：受精卵三個或三個以上染色體組馬鈴薯是四倍體普通小麥?zhǔn)橇扼w香蕉、無子西瓜是三倍體優(yōu)點:莖稈粗壯，葉片、果實和種子都比較大；糖類和蛋白質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)的含量都有所增加。缺點：生長發(fā)育延遲，結(jié)實率低。4.

填表比較豌豆、普通小麥、小黑麥的體細胞和配子中的染色體數(shù)目、染色體組數(shù)目，并且注明它們分別屬于幾倍體生物。141二倍體六倍體2165684那三倍體和四倍體是如何形成的呢?多倍體育種(人工誘導(dǎo)多倍體)低溫誘導(dǎo)、秋水仙素處理①方法：注：秋水仙素是從百合科植物秋水仙的種子和球莖中提取的一種植物堿，它是白色或淡黃色粉末或針狀結(jié)晶，有劇毒。②對象：抑制紡錘體的形成，導(dǎo)致著絲粒分裂后染色體不能移向細胞兩極，從而引起細胞內(nèi)染色體數(shù)目加倍。（作用于有絲分裂前期）③機理：含糖量高的甜菜、三倍體無子西瓜④例子:萌發(fā)的種子或幼苗(進行有絲分裂)無子西瓜的培育二倍體授粉二倍體（父本）四倍體（母本）三倍體聯(lián)會紊亂無子西瓜秋水仙素授粉第一年第二年為什么要進行兩次傳粉？第一次：雜交獲得三倍體植株的種子第二次：刺激子房發(fā)育成果實無子西瓜一定沒有種子嗎？三倍體無子西瓜的果實中沒有種子的原因是什么？為什么三倍體西瓜中有少量發(fā)育并成熟的種子？在減數(shù)分裂時形成正常的卵細胞，從而形成正常的種子,但概率極小。無子西瓜每年都要制種,有沒有別的替代方法?進行無性生殖，將三倍體植株進行組織培養(yǎng)獲取大量培苗，再進行移栽；因為三倍體的原始生殖細胞中有三套非同源染色體，減數(shù)分裂時出現(xiàn)聯(lián)會紊亂，因此不能形成可育的配子。三倍體無子西瓜的果實中沒有種子的原因是什么？一、染色體數(shù)目的變異③實例：無子西瓜(三倍體)

二倍體授粉二倍體（父本）四倍體（母本）三倍體聯(lián)會紊亂無子西瓜秋水仙素授粉第一年第二年Q2.用秋水仙素處得到植株是各個部分的細胞都含有4個染色體組嗎？根部細胞未變，未用秋水仙素處理Q6.第一年得到的三倍體西瓜是不是所有的地方都是三倍體？果皮種皮都是由西瓜體細胞發(fā)育來的,所以是有4個染色體組;所以第一年得到的西瓜應(yīng)是四倍體西瓜,其中的種子是三倍體的柱頭珠被胚囊胚珠果皮發(fā)育子房壁種皮發(fā)育胚+精子胚乳種子補充子房的結(jié)構(gòu)卵細胞極核果實一、染色體數(shù)目的變異總結(jié)：奇數(shù)個染色體組的個體不育。偶數(shù)個染色體組的個體可育。異源二倍體由于聯(lián)會紊亂也不可育思考：①為什么三倍體西瓜、三倍體香蕉是無籽的？

②四倍體能通過減數(shù)分裂形成可育的配子嗎？

若能，配子中有幾個染色體組？

因為三倍體的原始生殖細胞中有三套非同源染色體，減數(shù)分裂時出現(xiàn)聯(lián)會紊亂，因此不能形成可育的配子。能。配子中含有2個染色體組。③某個體是由四倍體生物的配子直接發(fā)育而來的，它屬于幾倍體？6.單倍體（1）概念：由配子直接發(fā)育而來，其體細胞中的染色體數(shù)目與本物種配子染色體數(shù)目相同的個體，叫作單倍體。

如：蜜蜂中的雄峰蜜蜂蜂王工蜂雄峰由受精卵發(fā)育而來二倍體由卵細胞發(fā)育而來單倍體蜂王雄蜂工蜂2N=32

N=16

2N=32（2）特點植株長得弱小一般高度不育含偶數(shù)個染色體組：可育含奇數(shù)個染色體組：高度不育注意：由配子直接發(fā)育來的，不管有幾個染色體組，都叫單倍體。5.單倍體育種①過程：二倍體植株花藥離體培養(yǎng)單倍體植株秋水仙素處理二倍體植株（純合子）②原理：染色體數(shù)目變異③優(yōu)點：1.明顯縮短育種年限2.純合體，自交后代不會發(fā)生性狀分離技術(shù)復(fù)雜，需與雜交育種配合。缺點：一.染色體數(shù)目的變異整倍變異1.染色體組(4)類型：③單倍體單倍體育種1.方法:花藥(花粉)離體培養(yǎng)+人工誘導(dǎo)染色體加倍花藥離體培養(yǎng)PF1配子DDTTDDttddTTddtt正常植株(純合)秋水仙素單倍體育種高桿抗病

DDTT×矮桿感病

ddtt高桿抗病

DdTtDTDtdTdt單倍體植株第1年第2年DTDtdTdt需要的純合矮抗品種2.流程:雜交3.優(yōu)點:明顯縮短育種年限，子代均為純合子單倍體育種中秋水仙素處理萌發(fā)的種子嗎？不能，因為單倍體往往高度不育，育種操作的對象一般是單倍體幼苗.用秋水仙素處理單倍體一定能夠獲得純合子嗎？花藥離體培養(yǎng)單倍體幼苗秋水仙素純合體優(yōu)良性狀純合體篩選不一定，若親本為二倍體，則獲得的品種一定為純合子.

AB秋水仙素若親本為多倍體，則獲得的品種不一定為純合子AABB(純合子)Aa秋水仙素AAaa(雜合子)花藥離體培養(yǎng)PF1配子DDTTDDttddTTddtt正常植株（純合）秋水仙素單倍體育種P高桿抗病

DDTT×矮桿感病

ddttF1高桿抗病

DdTtF2D_T_D_ttddT_ddttddTT雜交育種矮抗?需要的純合矮抗品種連續(xù)?第1年第2年高桿抗病

DDTT×矮桿感病

ddtt高桿抗病

DdTtDTDtdTdt單倍體植株第1年第2年DTDtdTdt需要的純合矮抗品種第36年二倍體多倍體單倍體來源概念舉例植株

特點由受精卵發(fā)育成體細胞中含有兩個染色體組的個體體細胞中含有三個或三個以上染色體組的個體體細胞中的染色體數(shù)目與本物種配子染色體數(shù)目相同的個體由配子直接發(fā)育植株弱小、高度不育莖稈粗壯，器官大，營養(yǎng)含量高人、幾乎全部動物、大多數(shù)高等植物三倍體香蕉、四倍體馬鈴薯雄蜂由受精卵發(fā)育成精子、卵細胞、花粉屬于配子，不是單倍體?！秷蟆?8期P36、7類別

雜交育種誘變育種單倍體育種多倍體育種原理常用方法優(yōu)點缺點基因重組雜交→自交→選優(yōu)→自交將不同品種的優(yōu)良性狀集中于同一個體上不能產(chǎn)生新基因；育種進程緩慢、過程復(fù)雜；基因突變用物理或化學(xué)方法處理生物提高突變率，可以在較短的時間內(nèi)獲得更多的優(yōu)良變異類型有利變異少，需大量處理實驗材料（具有不定向性、低頻性）染色體變異花藥離體培養(yǎng)；秋水仙素處理幼苗；選擇；明顯縮短育種年限；(得到的植株都是純合子；)技術(shù)性強，需結(jié)合雜交育種和人工誘導(dǎo)染色體加倍技術(shù)染色體變異用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗莖稈粗壯，葉片、果實、種子都比較大，營養(yǎng)物質(zhì)含量有所增加發(fā)育延遲，結(jié)實率降低，一般只適用于植物補充：不同育種方法的比較

《報》39期P34、201.實驗原理：低溫抑制_______的形成，以致影響________被拉向兩極，細胞不能分裂成兩個子細胞，于是染色體數(shù)目改變。紡錘體染色體2.實驗步驟：(1)根尖的培養(yǎng)及誘導(dǎo)①低溫處理：將蒜（或洋蔥）在冰箱冷藏室內(nèi)（4℃）放置一周②培養(yǎng)不定根：取出后，將蒜放在裝滿清水的容器上方，讓蒜的底部接觸水面，于室溫（25℃）進行培養(yǎng)。③低溫誘導(dǎo)：待蒜長出1CM的不定根時，將整個裝置放入冰箱冷藏室內(nèi)，誘導(dǎo)培養(yǎng)48-72h低溫誘導(dǎo)植物細胞染色體數(shù)目的變化誘導(dǎo)培養(yǎng)固定制作裝片觀察(2)取材及固定取材：剪取誘導(dǎo)處理的根尖約____________。0.5cm—1cm固定：放入__________中浸泡0.5h—1h，以固定細胞的形態(tài)卡諾氏液沖洗：用_____________________沖洗2次體積分數(shù)為95%的酒精(3)制片（同“觀察植物的有絲分裂”）解離漂洗染色(用__________染色)制片甲紫溶液解離3一5min漂洗約10min甲紫溶液染色3-5min壓片使細胞相互分離洗去藥液，防止解離過度使染色體著色細胞分散開來5.注意點實驗應(yīng)設(shè)置對照組，溫度分別為常溫、低溫（4℃）、0℃實驗有2處沖洗，95%酒精在“固定”步驟洗放入卡諾氏液中浸泡的細胞，清水在“制片”步驟洗解離后的細胞95%酒精在本實驗中有2個作用，解離和沖洗在進行實驗的過程中，所觀察的細胞已經(jīng)被卡諾氏液等殺死，看到的是死細胞。因此不能觀察到連續(xù)的變化。(4)觀察先低倍，再高倍。視野中既有正常的二倍體細胞（多），也有染色體數(shù)目發(fā)生改變的細胞（少）。一.染色體數(shù)目的變異低溫誘導(dǎo)植物細胞染色體數(shù)目的變化實驗注意事項：①選材：應(yīng)選擇能進行分裂的分生組織細胞，否則不會出現(xiàn)染色體加倍的情況。②溫度不是越低越好：溫度過低對根尖細胞造成傷害，應(yīng)選擇適宜溫度。③并不是所有細胞中染色體均已加倍：只有少部分細胞實現(xiàn)“染色體加倍”，大部分細胞仍為二倍體分裂狀況。④細胞是死的而非活的：顯微鏡下觀察到的細胞是已被解離液殺死的細胞。⑤著絲粒分裂與紡錘體無關(guān)：著絲粒到有絲分裂后期即分裂，無紡錘絲牽引，著絲粒也分裂。低溫誘導(dǎo)植物細胞染色體數(shù)目的變化探究·實踐二、染色體結(jié)構(gòu)變異P90貓叫綜合征人類的許多疾病是由染色體結(jié)構(gòu)改變引起的病因：人的5號染色體部分缺失引起的遺傳病。特點：患兒哭聲輕，音調(diào)高，很像貓叫而得名。貓叫綜合征患者的生長發(fā)育遲緩，而且存在嚴重的智力障礙。染色體結(jié)構(gòu)的變異還有哪些類型呢？正常翅缺刻翅染色體某一片段缺失引起的變異。染色體增加某一片段引起變異。①缺失②重復(fù)正常眼棒狀眼正常翅缺刻翅結(jié)果：基因數(shù)目減少結(jié)果：基因數(shù)目增加染色體某一片段移接到另一條非同源染色體上引起的變異。染色體某一片段位置顛倒引起的變異。③倒位④易位卷翅正常翅正常眼花斑眼結(jié)果：染色體上基因的排列順序發(fā)生改變。注意區(qū)分染色體易位互換圖解區(qū)別發(fā)生于非同源染色體之間發(fā)生于同源染色體的非姐妹染色單體之間屬于染色體結(jié)構(gòu)變異屬于基因重組可在顯微鏡下觀察到在顯微鏡下觀察不到發(fā)生在細胞分裂期任何時間減數(shù)分裂Ⅰ四分體時期染色體結(jié)構(gòu)上的缺失、重復(fù)、易位和倒位基因數(shù)量、排列順序的改變生物性狀的改變（變異）

大多數(shù)染色體結(jié)構(gòu)變異對生物體是不利的，甚至導(dǎo)致生物體死亡。染色體結(jié)構(gòu)的改變?yōu)槭裁磿?dǎo)致性狀發(fā)生改變?（缺失、重復(fù)）（易位、倒位）1、染色體結(jié)構(gòu)變異的“缺失”與基因突變的“缺失”有何不同？基因突變的“缺失”：堿基對數(shù)目減少?；驍?shù)目不變。染色體結(jié)構(gòu)變異的“缺失”：基因數(shù)目減少。2、關(guān)于“不同生物發(fā)生的可遺傳變異”的類型問題生物的種類無細胞結(jié)構(gòu)病毒（基因突變）原核生物（基因突變，自然狀態(tài)不存在基因重組）有細胞結(jié)構(gòu)真核生物（基因突變，基因重組，染色體變異）二、染色體結(jié)構(gòu)的變異染色體結(jié)構(gòu)變異中的缺失現(xiàn)象與基因突變中的堿基對的缺失現(xiàn)象很相似，他們對生物的影響一樣嗎？項目染色體片段缺失堿基對缺失圖解區(qū)別原理觀察染色體結(jié)構(gòu)變異基因突變在光學(xué)顯微鏡下觀察到在光學(xué)顯微鏡下觀察不到練習(xí)與應(yīng)用1．染色體變異包括染色體數(shù)目的變異和結(jié)構(gòu)的變異。判斷下列相關(guān)表述是否正確。（1）只有生殖細胞中的染色體數(shù)目或結(jié)構(gòu)的變化才屬于染色體變異。（）（2）體細胞中含有2個染色體組的個體就是二倍體。（

）（3）用秋水仙素處理單倍體植株后得到的一定是二倍體（

）XXX2．秋水仙素能誘導(dǎo)多倍體形成的原因是()A.促進細胞融合B.誘導(dǎo)染色體多次復(fù)制C.促進染色單體分開，形成染色體

D.抑制細胞有絲分裂時紡錘體的形成D3．慢性髓細胞性白血病是一種惡性疾病，患者骨髓內(nèi)會出現(xiàn)大量惡性增殖的白細胞。該病是由于9號染色體和22號染色體互換片段所導(dǎo)致。這種變異屬于()A.基因突變B.基因重組C.染色體結(jié)構(gòu)變異

D.染色體數(shù)目變異C歸納總結(jié)基因突變、基因重組和染色體變異的比較項目基因突變基因重組染色體變異