5.2染色體變異課件高一下學(xué)期生物人教版必修2

第2節(jié)染色體變異第5章基因突變及其他變異新課引入栽培馬鈴薯野生祖先香蕉野生祖先馬鈴薯栽培香蕉多色黃色多籽無(wú)籽新課引入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，如馬鈴薯和香蕉。生物種類體細(xì)胞染色體數(shù)/條體細(xì)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1、為什么我們平時(shí)吃的香蕉沒(méi)有種子？因?yàn)橄憬对耘嗥贩N體細(xì)胞中的染色體數(shù)目是33條，減數(shù)分裂時(shí)染色體聯(lián)會(huì)紊亂，不能正常形成配子，因此無(wú)法形成受精卵，進(jìn)而形成種子染色體變異生物體的體細(xì)胞或生殖細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目或結(jié)構(gòu)的變化二、分類染色體數(shù)目的變異染色體結(jié)構(gòu)的變異細(xì)胞內(nèi)個(gè)別染色體的增加或減少細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目以一套完整的非同源染色體為基數(shù)成倍地增加或成套的減少一、概念：染色體數(shù)目的變異1、非整倍性變異：細(xì)胞內(nèi)個(gè)別染色體增加或減少正常果蠅（2n=8）個(gè)別異常增加一條減少一條三體：2n+1單體：2n-1染色體數(shù)目的變異1、非整倍性變異：細(xì)胞內(nèi)個(gè)別染色體增加或減少唐氏綜合征/21三體綜合征問(wèn)題2:形成個(gè)別染色體的增加或減少原因是什么呢？病因：表現(xiàn)：智力低于常人特殊面容生長(zhǎng)發(fā)育障礙多發(fā)畸形多了一條21號(hào)染色體染色體數(shù)目的變異21三體綜合癥的病因①減數(shù)第一次分裂后期同源染色體未分離21號(hào)染色體異常配子正常配子染色體數(shù)目的變異21三體綜合癥的病因②減數(shù)第二次分裂后期姐妹染色單體未分離異常配子21號(hào)染色體染色體數(shù)目的變異2、整倍性變異：以一套完整的非同源染色體為基數(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）成套異常增加二套減少一套染色體數(shù)目的變異——染色體組減數(shù)分裂細(xì)胞中的一套完整的非同源染色體（1）染色體組概念：（2）染色體組分組方法：顯微攝影凡是大小形態(tài)相同的分開(kāi)（同源染色體分開(kāi)）大小形態(tài)不同的分到一組（都是非同源染色體）染色體數(shù)目的變異——染色體組（3）染色體組的特征：♂ⅡⅢⅣⅡⅢXYⅡⅢⅣXⅡⅢⅣY1）一組非同源染色體2）染色體的形態(tài)、大小、功能各不同3）不含等位基因或者相同基因4）含有該物種生長(zhǎng)、發(fā)育、繁殖和遺傳的全套遺傳信息染色體數(shù)目的變異——染色體組判斷：下圖是不是一個(gè)染色體組？不是，存在同源染色體染色體組是一組非同源染色體，不存在同源染色體不是，少了一條染色體染色體組必須含有該物種生長(zhǎng)、發(fā)育、遺傳、變異的全套遺傳信息是怎么理解？染色體數(shù)目的變異——染色體組（4）染色體組數(shù)目的判斷方法：3個(gè)4個(gè)1個(gè)①根據(jù)“染色體形態(tài)”判斷——細(xì)胞內(nèi)同種形態(tài)染色體有幾條就含幾個(gè)染色體組2個(gè)4個(gè)每個(gè)染色體組有多少條染色體呢？3條5條2條3條2條染色體數(shù)目的變異——染色體組（4）染色體組數(shù)目的判斷方法：②根據(jù)“基因型”判斷

——控制同一性狀的基因(包括同一字母的大、小寫(xiě))出現(xiàn)幾次，則含有幾個(gè)染色體組YyRrAABBDDAaaAABbDd二個(gè)染色體組二個(gè)染色體組三個(gè)染色體組一個(gè)染色體組ABCD兩個(gè)染色體組染色體數(shù)目的變異——染色體組請(qǐng)判斷下列的幾個(gè)細(xì)胞含幾個(gè)染色體組？每組有幾條染色體？3個(gè)1個(gè)2個(gè)3個(gè)4個(gè)4個(gè)1個(gè)2個(gè)3條2條4條4條3條2條4條2條染色體數(shù)目的變異——二倍體和多倍體四倍體三倍體二倍體1、二倍體由受精卵發(fā)育而來(lái)，體細(xì)胞中含有兩個(gè)染色體組的個(gè)體。

2、多倍體由受精卵發(fā)育而來(lái)，體細(xì)胞中含有三個(gè)及以上染色體組的個(gè)體。

染色體數(shù)目的變異——二倍體（1）概念：由受精卵發(fā)育而來(lái)，體細(xì)胞中含有兩個(gè)染色體組的個(gè)體。

在自然界中，幾乎全部動(dòng)物和過(guò)半數(shù)的高等植物都是二倍體。例如：果蠅、玉米、洋蔥就是二倍體

配子親代×2N2NNN受精卵2N子代2N染色體數(shù)目的變異——二倍體（2）配子染色體組數(shù)：一般情況下，二倍體通過(guò)減數(shù)分裂形成的配子只有一個(gè)染色體組。思考：一般情況下，二倍體通過(guò)減數(shù)分裂形成的配子只有一個(gè)染色體組，有會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤的嗎？染色體數(shù)目的變異——三倍體（1）三倍體形成原因：減數(shù)分裂Ⅰ后期出現(xiàn)錯(cuò)誤減數(shù)分裂Ⅱ后期出現(xiàn)錯(cuò)誤含有兩個(gè)染色體組的異常配子含有兩個(gè)染色體組的異常配子染色體數(shù)目的變異——三倍體減數(shù)分裂Ⅰ出現(xiàn)錯(cuò)誤異常配子正常的配子減數(shù)分裂Ⅱ出現(xiàn)錯(cuò)誤異常配子正常的配子三倍體形成原因：含有兩個(gè)染色體組的異常配子與含有一個(gè)染色體組的正常配子結(jié)合發(fā)育成個(gè)體（1）三倍體形成原因：染色體數(shù)目的變異——三倍體（2）三倍體是否可育：

由于原始生殖細(xì)胞中有3套非同源染色體，減數(shù)分裂時(shí)會(huì)出現(xiàn)聯(lián)會(huì)紊亂，不能形成可育的配子。所以三倍體的生物一般不可育。染色體數(shù)目的變異——四倍體（1）四倍體形成原因：減數(shù)分裂出現(xiàn)錯(cuò)誤有絲分裂出現(xiàn)錯(cuò)誤①兩個(gè)含有兩個(gè)染色體組的配子結(jié)合。②二倍體在胚或幼苗時(shí)期受某種因素影響，體細(xì)胞在進(jìn)行有絲分裂時(shí)，染色體只復(fù)制未分離。染色體數(shù)目的變異——四倍體（2）四倍體是否可育：馬鈴薯（4n=48）棉花（4n=52）山藥（4n=40）香蔥（4n=32）一般是可育的染色體數(shù)目的變異——多倍體（1）概念：由受精卵發(fā)育而來(lái)，體細(xì)胞中含有三個(gè)或三個(gè)以上染色體組的個(gè)體。

四倍體番茄葡萄（三/四倍體）野生草莓與加倍后的草莓三倍體無(wú)籽西瓜莖稈粗壯；葉片、果實(shí)和種子都比較大；糖類和蛋白質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的含量都有所增加。優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)結(jié)實(shí)率低，晚熟海拔/m2100-30003000-40004000-5200草本植物多倍體頻率29.4%-47.1%33.3%-53.3%55.6%-70.4%青藏高原東北部多年生草本植物多倍體頻率染色體數(shù)目的變異——多倍體（2）如何獲得多倍體？①自然條件下低溫處理可誘導(dǎo)多倍體的形成染色體數(shù)目的變異——多倍體（2）如何獲得多倍體？低溫處理秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗（最常用且最有效）②人工誘導(dǎo)多倍體③秋水仙素作用機(jī)理：在有絲分裂前期抑制紡錘體的形成染色體數(shù)加倍染色體復(fù)制著絲點(diǎn)分裂細(xì)胞無(wú)法正常分裂無(wú)紡綞絲牽引

染色體數(shù)目的變異——低溫誘導(dǎo)植物細(xì)胞染色體數(shù)目的變化（1）實(shí)驗(yàn)原理用低溫處理植物的分生組織細(xì)胞，能夠抑制紡錘體的形成，以致影響細(xì)胞有絲分裂中染色體被拉向兩極，導(dǎo)致細(xì)胞不能分裂成兩個(gè)子細(xì)胞，于是植物細(xì)胞中的染色體數(shù)目發(fā)生變化。染色體數(shù)目的變異——低溫誘導(dǎo)植物細(xì)胞染色體數(shù)目的變化（2）實(shí)驗(yàn)步驟①誘導(dǎo)培養(yǎng)和固定細(xì)胞待洋蔥長(zhǎng)出1cm長(zhǎng)的不定根時(shí)，將整個(gè)裝置放入冰箱冷藏室內(nèi)，誘導(dǎo)培養(yǎng)48~72h。將蒜（或洋蔥）放在裝滿清水的容器上，讓洋蔥底部接觸水面，室溫培養(yǎng)。培養(yǎng)方法低溫誘導(dǎo)放入卡諾氏液中浸泡0.5~1h，以固定細(xì)胞形態(tài)。剪取誘導(dǎo)處理的根尖0.5~1cm取材固定用體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精沖洗2次沖洗誘導(dǎo)培養(yǎng)固定細(xì)胞染色體數(shù)目的變異——低溫誘導(dǎo)植物細(xì)胞染色體數(shù)目的變化（2）實(shí)驗(yàn)步驟②制作裝片制片染色漂洗解離染色體數(shù)目的變異——低溫誘導(dǎo)植物細(xì)胞染色體數(shù)目的變化（2）實(shí)驗(yàn)步驟③觀察先用低倍鏡尋找染色體形態(tài)較好的分裂象。視野中既有正常的二倍體細(xì)胞，也有染色體數(shù)目發(fā)生改變的細(xì)胞。確認(rèn)某個(gè)細(xì)胞發(fā)生染色體數(shù)目變化后，再用高倍鏡觀察。染色體數(shù)目的變異——低溫誘導(dǎo)植物細(xì)胞染色體數(shù)目的變化（2）實(shí)驗(yàn)步驟④實(shí)驗(yàn)結(jié)果及結(jié)論1、低溫能誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目的增多2、誘導(dǎo)率不是百分之百，因此視野中既有二倍體細(xì)胞，也有染色體數(shù)目發(fā)生改變的細(xì)胞，且前者數(shù)目多于后者。多倍體育種——三倍體無(wú)籽西瓜的形成柱頭花柱珠被卵細(xì)胞（1個(gè)）極核（2個(gè)）胚囊胚珠果皮子房發(fā)育子房壁子房壁胚珠種皮發(fā)育胚+精子發(fā)育胚乳+精子發(fā)育種子二倍體授粉二倍體（父本）四倍體（母本）三倍體聯(lián)會(huì)紊亂無(wú)子西瓜秋水仙素授粉第一年第二年多倍體育種——三倍體無(wú)籽西瓜的形成多倍體育種——三倍體無(wú)籽西瓜的形成二倍體幼苗四倍體幼苗長(zhǎng)大四倍體植株第一年1.為什么要用秋水仙素處理幼苗的芽尖？芽尖細(xì)胞分裂旺盛，更容易使染色體數(shù)目加倍2.處理后的植株，各個(gè)部位染色體數(shù)目是否都為4N？不一定，地上部分為4N，地下部分還為2N若處理種子呢？多倍體育種——三倍體無(wú)籽西瓜的形成四倍體植株去雄卵細(xì)胞……2N母本授粉……N……多倍體育種——三倍體無(wú)籽西瓜的形成四倍體植株去雄母本授粉……受精卵（3N）種子（3N）雜交獲得三倍體3.獲得的四倍體西瓜為何要與二倍體雜交？①多倍體花粉可育低；4.為什么要用四倍體植株做母本？②種子產(chǎn)量高③種皮薄，利于播種多倍體育種——三倍體無(wú)籽西瓜的形成四倍體植株去雄……母本授粉…………成熟后……第一年多倍體育種——三倍體無(wú)籽西瓜的形成……三倍體植株授粉二倍體（父本）聯(lián)會(huì)紊亂無(wú)子西瓜第二年

5.三倍體西瓜為什么沒(méi)有種子?授粉產(chǎn)生生長(zhǎng)素刺激子房發(fā)育成果實(shí)。6.為什么要給三倍體西瓜授粉？三倍體西瓜在減數(shù)分裂過(guò)程中，同源染色體聯(lián)會(huì)紊亂，不能產(chǎn)生正常配子，所以沒(méi)有種子。多倍體育種——三倍體無(wú)籽西瓜的形成……三倍體植株授粉二倍體（父本）聯(lián)會(huì)紊亂無(wú)子西瓜第二年

7.三倍體西瓜真的一顆種子也沒(méi)有嗎?①進(jìn)行無(wú)性繁殖。②利用生長(zhǎng)素或生長(zhǎng)素類似物處理二倍體未受粉的雌蕊，以促進(jìn)子房發(fā)育成無(wú)種子的果實(shí)8.每年都要制種，很麻煩，有沒(méi)有替代方法？可能會(huì)產(chǎn)生少量正常的配子染色體數(shù)目的變異——單倍體自然界中還有一類特殊的生物，如雄蜂——未受精的卵細(xì)胞直接發(fā)育而來(lái)的，那它是幾倍體呢？受精卵2n=32蜂王（雌性）工蜂（雌性）雄蜂n=162n=32蜂王卵n=16減數(shù)分裂受精作用持續(xù)獲得蜂王漿獲得普通蜂蜜未受精的卵染色體數(shù)目的變異——單倍體1、概念：體細(xì)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(gè)體2、成因：由配子（如卵細(xì)胞、花粉等）直接發(fā)育而成蜂王雄蜂工蜂染色體數(shù)目的變異——單倍體二倍體配子一個(gè)染色體組發(fā)育單倍體四倍體配子二個(gè)染色體組發(fā)育單倍體六倍體配子三個(gè)染色體組發(fā)育單倍體不育不育注意：由配子發(fā)育而來(lái)，體細(xì)胞無(wú)論含有幾個(gè)染色體組都只能叫單倍體。2、成因：由配子（如卵細(xì)胞、花粉等）直接發(fā)育而成染色體數(shù)目的變異——單倍體3、特點(diǎn)：植株弱小，一般高度不育含偶數(shù)個(gè)染色體組：可育含奇數(shù)個(gè)染色體組：高度不育4、獲得單倍體的方法：花藥離體培養(yǎng)染色體數(shù)目的變異——單倍體育種過(guò)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原理：染色體變異注意：秋水仙素處理萌發(fā)的幼苗高稈：D

矮稈：d

抗?。篢

不抗?。簍現(xiàn)有純合的高稈抗病的小麥（DDTT）和矮稈不抗病的小麥（ddtt），怎樣得到矮稈抗病的優(yōu)良品種（ddTT）？用遺傳圖解表示出來(lái)。染色體數(shù)目的變異——單倍體育種單倍體育種：＝花藥離體培養(yǎng)+秋水仙素處理加倍花藥離體培養(yǎng)→配子ABAbaBab↓ABAbaBab↓↓↓↓AABBAAbbaaBBaabb↓↓↓↓純合體秋水仙素處理幼苗→↑

需要的矮抗品種P高桿抗病

AABB×矮桿感病

aabbF1高桿抗病

AaBb↓第1年第2年單倍體（不育）染色體數(shù)目的變異——單倍體育種單倍體育種：＝花藥離體培養(yǎng)+秋水仙素處理加倍3.優(yōu)點(diǎn)：（1）明顯縮短育種年限（2）純合體，自交后代不會(huì)發(fā)生性狀分離技術(shù)復(fù)雜，需與雜交育種配合4.缺點(diǎn)：?jiǎn)伪扼w育種與多倍體育種多倍體育種單倍體育種原理常用

方法優(yōu)點(diǎn)

缺點(diǎn)舉例染色體組成倍增加染色體組成倍減少，再加倍后得到純種秋水仙素處理萌發(fā)的種子、幼苗花藥的離體培養(yǎng)后，人工誘導(dǎo)染色體加倍器官大，提高產(chǎn)量和營(yíng)養(yǎng)成分明顯縮短育種年限①適用于植物，在動(dòng)物方面難以開(kāi)展；②發(fā)育延遲，結(jié)實(shí)率低技術(shù)復(fù)雜一些，須與雜交育種配合三倍體西瓜抗病植株的快速育成染色體結(jié)構(gòu)變異（一）缺失染色體的某一片段缺失引起變異abcdefacdefbcdef②果蠅缺刻翅的形成舉例：①人類的貓叫綜合征:5號(hào)染色體部分缺失正常翅缺刻翅結(jié)果：基因數(shù)目減少染