2020-2021学年高一生物人教版必修二5.2染色体变异课件（45张）

(共45张PPT)
第5章
基因突变及其他变异
第2节
染色体变异
1.辨别染色体变异和基因突变的不同
2.说出染色体结构变异和数目的变异的基本类型。
3.说出染色体组的概念和判断方法
4.阐述二倍体、多倍体和单倍体的概念、特点及应用。
5.阐述单倍体育种的方法及优点
生物的变异
不可遗传的变异（环境条件）
可遗传的变异（遗传物质）
基因突变
（分子水平）
基因重组
染色体变异
（细胞水平）
基因突变是染色体的某一个位点上基因的改变，这种改变在光学显微镜下是看不见的。
　　
染色体变异是可以用显微镜直接观察到的比较明显的染色体变化。　　
回
顾：
染色体变异包括
染色体结构改变
染色体数目改变
消失
①缺失
a
b
c
d
e
f
b
a
c
d
e
f
果蝇缺刻翅的形成
一、染色体结构的变异
1、类型：
缺失、重复、倒位、易位
染色体中某一片段缺失引起的变异
　　“猫叫综合症”
是人的5号染色体部分缺失引起的遗传病，病儿生长发育迟缓，头部畸形，哭声奇特，皮纹改变等特点，并有智能障碍，而其最明显的特征是哭声类似猫叫。
重复
②重复
a
b
c
d
e
f
b
b
a
b
c
d
e
f
b
果蝇棒状眼的形成
染色体中增加某一片段引起的变异
③易位
a
b
c
d
e
f
g
h
i
j
k
l
g
h
i
j
k
l
a
b
c
e
f
d
a
b
c
k
l
g
h
d
e
f
j
i
夜来香的变异
移接
染色体的某一片段移接到另一非同源染色体上引起的变异
注意：易位与交叉互换的区别
交叉互换
交叉互换发生在同源染色体之间，属于基因重组，只发生在减数第一次分裂的四分体时期。
易位发生在非同源染色体之间,属于染色体结构变异，在有丝分裂和减数分裂过程中均能发生。
染色体的某一片段断裂后倒转1800，又重新接上引起的变异。
④倒位
a
b
c
d
e
f
a
b
c
d
e
f
b
c
d
e
a
f
倒转1800
人慢性粒细胞白血病的白细胞
人正常白细胞
染色体结构的改变（缺失、重复、易位和倒位）
导致
染色体上基因数量、排列顺序的改变
导致
生物性状的改变（变异）
2、结果：
大多数染色体结构的变异对生物体是不利的，有时甚至导致生物体死亡。
3、诱导因素：
电离辐射、病毒感染或化学物质诱导。
二、染色体数目的变异
2、细胞内的染色体数目以染色体组的形式成倍地增加或减少。
1、细胞内个别染色体的增加或减少。
正常
增多
减少
（一）细胞内的个别染色体数目的改变
个别染色体数目的增加或减少
先天性愚型（21三体综合征）
45条＋XY（47）
性腺发育不良（特纳氏综合征）
44条＋XO（45，
XO）
性腺发育不良（Turner综合征），女性患者少了一条X染色体，外观表现为女性，但性腺发育不良，没有生育能力。44条＋XO
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。
正常人的染色体组型
患者染色体组型
先天性愚型（21三体综合征）智力低下，身体发育缓慢。患儿常表现出特殊的面容（下左图）。50%的患儿有先天性心脏病，部分患儿在发育过程中夭折。
人13号多一条→兔唇、智力迟钝
人18号多一条→所有器官畸形
男性多一条Y→超雄性
其他个别染色体增加导致的遗传病
(1)果蝇体细胞有几条染色体？几对常染色体？
体细胞含8条染色体，3对常染色体
(2)Ⅱ号和Ⅱ号染色体是什么关系？Ⅲ号和Ⅳ号染色体是什么关系？
Ⅱ号和Ⅱ号染色体是一对同源染色体，Ⅲ号和Ⅳ号染色体是非同源染色体。
(3)雄果蝇的体细胞中共有哪几对同源
染色体？
Ⅱ和Ⅱ，Ⅲ和Ⅲ，Ⅳ和Ⅳ，
X和Y。
（二）染色体以染色体组的形式成倍增加或减少
讨论：
（4)果蝇的精子中有哪几条染色体？这些染色体在形态、大小和功能上有什么特点？这些染色体之间是什么关系？它们是否携带着控制生物生长发育的全部遗传信息？
果蝇的精子中含有（II、III、
Ⅳ
+X）或者（II、III、
Ⅳ
+Y）四条染色体，
这些染色体的形态、大小和功能各不相同，
他们之间互为非同源染色体，
含有控制生物生长发育的全套遗传信息。
(5)如果将果蝇的精子中的染色体看成一组，那么果蝇的体细胞中有几组染色体？每个染色体组的组成是什么样的？
果蝇体细胞中含有2个染色体组，
每个染色体组成为II、III、
Ⅳ
+X或II、III、
Ⅳ
+Y。
（1）概念：
Ⅱ
Ⅹ
Ⅲ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅹ
Ⅳ
Ⅱ
Ⅹ
Ⅲ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅳ
Y
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅹ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅹ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Y
果蝇
体细胞
（卵原细胞）
♀
♂
减数分裂
减数分裂
体细胞
（精原细胞）
生殖细胞
卵细胞
精子
1.染色体组：
细胞中的一组非同源染色体，在形态和功能上各不相同，但又相互协调，共同控制生物的生长、发育、遗传和变异，这样的一组染色体，构成了一个染色体组。
正常女性体细胞中的一个染色体组中有多少条染色体？并写出染色体组成。
23条；22条常染色体+X
正常
增多
减少
个别变异
整组变异
成倍增多或减少
染色体数目的变异
a.互为非同源染色体
b.形态大小、功能各不相同
c.携带着一种生物生长发育、遗传变异的全套遗传信息
d.不同生物一个染色体组的染色体形态和数目不同
如人、果蝇等生物的配子中的所有染色体就是一个染色体组
那么人的体细胞中含有
染色体组
二个
（2）染色体组特点
2.染色体组数的判断：
●细胞或生物体的基因型中,控制同一性状的基因有几个，就是有几个染色体组。如图所示
●细胞内形状大小相同的染色体有几条，就是有几个染色体组。如图所示
AaaBbb
Ab
●染色体
组的数目
=
某生物体细胞中有42条染色体，分成7种形态，则该生物体细胞中染色体组有多少个？
人类的染色体
有几个染色体组?每个染色体组有几条染色体?
判断下列各细胞中含有几个染色体组：
①观察下列各细胞示意图，判断各细胞中分别有几个染色体组：
甲细胞含有4个染色体组；乙图细胞含有2个染色体组；
丙图细胞含有4个染色体组；丁图细胞含有3个染色体组。
②某生物的基因型为AAaBbbDDD，其体细胞内含有几个染色体组，配子含有几个染色体？基因型为AaaaBBbb的呢？
基因型为AAaBbbDDD的生物体细胞中含有3个染色体组，因为该生物的体细胞染色体组数位奇数，不能正常的进行减数分裂，无法产生正常配子
基因型为AaaaBBbb的生物体细胞中含有4个染色体组，配子中含有2个染色体组。
自主学习：
阅读教材P87—88相关内容，思考并讨论下列问题：
1.阐述二倍体、多倍体的概念。
2.多倍体有什么特点，生产中一般如何获得多倍体植株？
3.什么是单倍体？单倍体有什么特点，生产中一般如何获得单倍体植株？
4.判断生物是几倍体，关键看什么？
5.简述单倍体育种的过程及优点。
1、二倍体概念：
例如：几乎全部的动物和过半数的高等植物是二倍体。
人：2N=46
果蝇：2N=8
水稻：2N=24
玉米、洋葱都是二倍体。
三、二倍体和多倍体
由受精卵发育而成的，体细胞中含有两个染色体组的个体。记作2N（N表示一个染色体组所包含的染色体数目）
2、多倍体概念：
例如：香蕉是三倍体；马铃薯，烟草，苹果等是四倍体；普通小麦是六倍体。
3、多倍体的特点：生长旺盛，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的含量都有所增加，发育延迟，结实率低。
2n
8n
由受精卵发育而成的个体，体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体叫多倍体。
（1）方法:
?秋水仙素处理
?
低温处理
（3）原理:
温度的骤变、适当浓度的秋水仙素能抑制纺锤体生成,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倍。染色体数目加倍的细胞继续进行有丝分裂，将来就可能发育为多倍体植株。
4、人工诱导多倍体育种
（2）处理对象：
萌发种子或幼苗
分裂间期
4个染色体
8个染色体
子细胞4个染色体
8个染色体
多倍体形成原因
抑制纺锤体的形成使染色体数目加倍
无纺缍体形成
无纺缍丝牵引
细胞不分裂
二倍体西瓜幼苗
二倍体西瓜幼苗
秋水仙素处理
二倍体西瓜植株
四倍体西瓜植株
♀
♂
联会紊乱
三倍体西瓜种子
无子西瓜
杂交
×
自然长成
二倍体西瓜植株
第一年
第二年
无籽西瓜
野生芭蕉
2n
有籽香蕉
4n
秋水
仙素
野生芭蕉
2n
无籽香蕉
3n
无籽香蕉
　　香蕉的祖先为野生芭蕉，个小而多种子，无法食用。香蕉的培育过程如下：
烟草的叶片气孔
八倍体烟草
1、概念：体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体。
蜜蜂的雄峰是由未受精的卵细胞直接发育而成的。体细胞中只有一个染色体组，16条染色体。
32
32
16
四、单倍体
2、特点：长得弱小，高度不育
直接发育成生物体：单倍体
雌配子
雄配子
直接发育成生物体：单倍体
合子
(受精卵)
生物体
二倍体
多倍体
①由合子（受精卵）发育来的个体，细胞中含有几个染色体组，就叫几倍体；
②由配子直接发育来的，不管含有几个染色体组，都只能叫单倍体
。
如何区分二倍体、多倍体和单倍体
不一定
一定
一倍体一定是单倍体吗?
单倍体一定是一倍体吗?
（1）过程：在育种工作中，用花药（花粉）离体培养获得单倍体植株,再用秋水仙素等处理单倍体植株,使其恢复到正常植株的染色体数目。
3、单倍体育种
（2）优点是:
后代是纯合子，明显缩短了育种年限。
（3）缺点：
技术较复杂
花药离体培养
（4）人工获得单倍体的方法
。
现有基因型为YyRr的黄圆豌豆种子,利用此种子,如何在更短时间内培育出能稳定遗传的绿圆豌豆种子?
例子:
YR
yR
Yr
yr
黄色圆粒（YyRr）
花药
（配子）
单倍体植株
正常二倍体
（纯合体）
YYRR
yyRR
YYrr
yyrr
黄圆
绿圆
黄皱
绿皱
秋
水
仙
素
处
理
幼
苗
YR
yR
Yr
yr
离
体
培
养
染色体数目变异
多倍体
单倍体
发生时期
是否产生新基因
生产实践中的应用
五、基因重组、基因突变、染色体变异的比较
有性生殖
间期
有丝分裂期
单性生殖时
减数分裂和受精作用
碱基顺序改变
分裂受阻
配子直接发育
没有产生
产生
没有产生
没有产生
杂交育种
诱变育种
多倍体育种
单倍体育种
基因突变
基因重组
发生机理
小
结
结构变异
：缺失
(例
：猫叫综合症)
、增加、颠倒、移接
染色体变异
数目变异
个别增减
(例：21号三体)
成倍增减
染色体组
概念：含个体发育全部基因的一组非同源染色体。
分类
二倍体：由受精卵发育来，含两个染色体组的个体。
概念：由受精卵发育，含三个以上染色体组。
多倍体
特点：器官较大营养丰富，但发育延迟结实率低。
应用：多倍体育种例：无籽西瓜、香蕉、小麦。
成因：自然或人为(秋水仙素)使染色体加倍。
概念：配子直接发育来的个体。
成因：未经受精的配子直接发育而成。
应用：单倍体育种；花药离体培养法
。
特征：植株一般较弱小、不育。
单倍体
特征：
(1)正常进行有丝分裂的组织细胞，在分裂后期
分裂后，子染色体在
的作用下分别移向两极，进而平均分配到两个子细胞中去；
(2)低温可抑制
形成，阻止细胞分裂，导致细
胞
加倍。
实验：低温诱导植物染色体数目的变化
1.实验原理
纺锤体
纺锤体
染色体数目
着丝点
2.实验流程
将洋葱等材料放在装满清水的广口瓶上，底部接触水面，置于适宜条件下，使之生根
材料固定
：
↓
待不定根长至1
cm时，将整个装置放入冰箱的
，诱导培养36
h
剪取根尖约0.5～1
cm放入
中浸泡0.5～1
h，固定其形态，然后用
冲洗2次
制作装片：
根尖培养
：
低温诱导
：
↓
↓
→漂洗→
→制片(同观察植物细胞的有丝分裂)
先用低倍镜观察，找到变异细胞，再换用高倍镜观察
↓
观察
：
低温室内(4℃)
卡诺氏液
体积分数为95%的酒精
解离
染色
（1）实验中各种液体的作用
①卡诺氏液：固定细胞形态。
②体积分数为95%的酒精：冲洗附着在根尖表面的卡诺氏液。
③解离液(体积分数为15%的盐酸溶液和体积分数为95%的酒精以1∶1混合)：使组织中的细胞相互分离开来。
④清水：洗去解离液，防止解离过度影响染色。
⑤改良苯酚品红染液：使染色体着色，便于观察染色体的形态、数目、行为。
[特别提醒]
（2）在进行实验的过程中，与“观察植物细胞的有丝分裂”一样，所观察的细胞已经被卡诺氏液等杀死，最终在显微镜下看到的是死细胞。
1.下列有关变异的说法正确的是(　　)
A．染色体中DNA的一个碱基对缺失属于染色体结构变异
B．染色体变异、基因突变均可以用光学显微镜直接观察
C．同源染色体上非姐妹染色单体之间的交叉互换属于基因重组
D．染色体变异只发生于有丝分裂过程中
C
2.某表现正常的夫妇生下基因型为XbXbY的色盲孩子，下列分析正确的是(
)
A、精子形成过程中，减数第一次分裂不正常
B、精子形成过程中，减数第二次分裂不正常
C、卵细胞形成过程中，减数第一次分裂不正常
D、卵细胞形成过程中，减数第二次分裂不正常
D
随堂检测
3.下图是甲、乙、丙三种生物体细胞内染色体情况示意图，则对应的基因型可依次表示为(　　)
A．AaBb，AAaBbb，Aaaa
B．AaaaBBbb，Aaa，AABB
C．AAaaBbbb，AaaBBb，AaBb
D．AaaaBbbb，AAabbb，ABCD
D
随堂检测
5.将二倍体芝麻的种子萌发成的幼苗用秋水仙素处理后得到四倍体芝麻，此四倍体芝麻(　　)
A．与原来的二倍体芝麻相比，在理论上已经是一个新物种了
B．产生的配子中由于没有同源染色体，所以配子无遗传效应
C．产生的配子中有同源染色体，用秋水仙素诱导成的单倍体可育
D．将此四倍体芝麻产生的花粉进行离体培养长成的芝麻属于二倍体
A
随堂检测
6.在人工去雄的番茄花的雌蕊柱头上，涂抹一定浓度的生长素类似物，可以得到无子番茄。下列有关无子番茄和无子西瓜的叙述，正确的是（
）
A．无子番茄性状能遗传
B．若取无子番茄植株进行无性繁殖，长成的植株所结果实中有种子
C．无子西瓜进行无性繁殖，长成的植株所结果实中有种子?
D．若取无子西瓜进行无性繁殖，长成的植株子房壁细胞含有四个染色体组
B
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