高中生物人教版（2019）必修2 5.2染色体变异（共39张ppt）

(共39张PPT)
野生祖先种VS栽培品种（马铃薯）
野生祖先种（多种颜色）
栽培品种（一般都为黄色）
野生祖先种VS栽培品种（香蕉）
野生祖先种（有籽）
栽培品种（无籽）
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 24 2
栽培品种 48 4
香蕉 野生祖先种 22 2
栽培品种 33 3
12
11
24
无配子
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，进而不能形成种子。
2.为什么平时吃的香蕉是没有种子的？
问题探讨P87
1.根据前面所学减数分裂的知识，试着完成该表格？
第 2 节
染色体变异
一、染色体变异
（一）概念：
生物体的_______或___________内染色体______或_______的变化
体细胞
生殖细胞
数目
结构
（二）染色体变异类型
类型一：染色体数目的变异
类型二：染色体结构的变异
分类
个别染色体的增加或减少
染色体数目以一套完整的非同源染色体为基数成套的增加或减少
染色体数目变异
正常
增多
减少
1.个别染色体的增加或减少
二、染色体数目的变异
正常人
21三体综合征
（唐氏综合征、先天性愚型）
患者比正常人多一条染色体----21号染色体是三条，其症状表现为智力低下，身体发育缓慢等。
2.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、染色体数目的变异
正常
增多
减少
X
Y
Ⅱ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅳ
X
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Y
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
在大多数生物的体细胞中，染色体都是两两成对的
二、染色体数目的变异
每套非同源染色体称为一个染色体组
染色体组的特征：
(1)一个染色体组不含同源染色体，不含等位基因。
(2)一个染色体组所含的染色体大小、形态和功能各不相同，均为非同源染色体。
(3)一个染色体组中含有控制生物生长、发育、遗传和变异的全套遗传信息。
二、染色体数目的变异
判断染色体组数目的方法
(1)方法一：根据染色体形态判断
1个染色体组
3个染色体组
4个染色体组
4个染色体组
细胞中同一形态的染色体有几条，则含有几个染色体组。
(2)方法二：根据基因型判断
Aaaa
AABBDD
Aaa
ABCD
4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（不分大小写）有几个，就有几个染色体组
方法三：根据染色体数目和染色体形态数确定染色体组的数目
判断染色体组数目的方法
染色体组数=细胞内染色体数目/染色体形态数
比值是几，即含几个染色体组。
16条/4种形态=4个染色体组
A
B
C
D
1、某生物正常体细胞的染色体数目为8条，下图中，表示含有一个染色体组的细胞是
C
2、某生物的基因型为AAaaBbbbCCCc，那么它有多少个染色体组
A、2、 B、3 C、4 D、8
C
练习
二倍体
1.二倍体的概念：
体细胞中含有两个染色体组的个体叫做二倍体。
2.二倍体的例子：
在自然界，几乎全部动物和过半数的高等植物都是二倍体。
二倍体植株经减数分裂产生的配子中应该有几个染色体组？
二倍体植株经减数分裂产生的配子中应该有一个染色体组。
若二倍体减数分裂时出现错误，可以形成含有几个染色体组的配子？
减数分裂Ⅰ后期出现错误
减数分裂Ⅱ后期出现错误
含有两个染色体组的异常配子
含有两个染色体组的异常配子
若该异常配子与正常配子结合后发育成个体，其体细胞中应该含有几个染色体组？
减数分裂Ⅰ出现错误
异常配子
正常的配子
减数分裂Ⅱ出现错误
异常配子
这样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的个体体细胞中含有三个染色体组，称作三倍体。
正常的配子
若两个含有两个染色体组的配子结合，则发育成的体细胞中有几个染色体组？
减数分裂出现错误
有丝分裂出现错误
如果两个含有两个染色体组的配子结合，发育成的个体的体细胞中就含有四个染色体组，称作四倍体。
若两个正常的配子结合后形成的幼苗受到外界环境的影响，进行有丝分裂时，姐妹染色单体未分离，则子细胞中有几个染色体组？
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，也会形成四倍体
多倍体
体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体统称为多倍体。
1.多倍体的概念：
2.多倍体的例子：
普通小麦
六倍体
葡萄
三/四倍体
多倍体在植物中很常见，在动物中极少见。
无子西瓜
三倍体
思考：与二倍体植株相比，四倍体植株有哪些特点？
3.四倍体植株的特点：
四倍体草莓（上）
二倍体草莓（下）
（1）优点：
a.茎秆粗壮，叶片、果实和种子都比较大
b.糖类和蛋白质等营养物质都有所增加。
(2)缺点：
生长发育延迟，结实率低。
4.多倍体育种：
（1）常用的方法：
低温处理，用秋水仙素诱发等。
注：秋水仙素是从百合科植物秋水仙的种子和球茎中提取的一种植物碱。它是白色或淡黄色粉末或针状结晶，有剧毒。
（2）处理部位：
萌发的种子或幼苗
因为萌发的种子和幼苗具有分生能力，细胞进行有丝分裂，秋水仙素处理后可达到使产生的新细胞染色体数目加倍的目的。成熟的植株大多细胞不进行有丝分裂
为什么要处理萌发的种子或幼苗，处理成熟的植株可以不？
（3）原理：
（4）时期：
有丝分裂的前期
4条染色体
8条染色体
4条染色体，无纺缍体形成
染色体复制
着丝粒分裂
无纺缍丝牵引
若继续进行正常的有丝分裂
染色体加倍的组织或个体
当秋水仙素作用于正在分裂的细胞时，能抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向两极，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，将来就可能发育成多倍体植株。
8条染色体
(5)实例：
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
无子西瓜
×
三倍体西瓜种子
二倍体西瓜植株
第一年
第二年
×
自然界中还有一类特殊的生物，如雄蜂——未受精的卵细胞直接发育而来的，那它是几倍体呢？
蜜蜂
蜂王
16对=32条
卵细胞
直接
雄峰
雄峰（16条）
精子
受精卵
幼虫
工蜂（16对=32条）
蜂王
16对=32条
蜂王
工蜂
雄蜂
二倍体
（16条）
（16条）
（16条）
二倍体
单倍体
单倍体
1.单倍体的概念：
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，叫作单倍体
2.形成的原因：
由配子（如卵细胞、花粉等）直接发育而成。
正常物种四倍体
单倍体（含2个染色体组）
1
2
3
4
5
1
2
3
4
5
1
2
3
4
5
1
2
3
4
5
1
2
3
4
5
1
2
3
4
5
正常物种二倍体
单倍体（含1个染色体组）
1
2
3
4
5
1
2
3
4
5
1
2
3
4
5
1、体细胞中含一个染色体组的个体一定是单倍体
2、单倍体的体细胞中不一定含一个染色体组
3、体细胞中含有两个或三个染色体组的个体不一定就是二倍体或三倍体，也可能是单倍体
3.单倍体植株的特点
植株长得弱小，高度不育
项目 二倍体 多倍体 单倍体
概念
发育起点
染色体组的数目
性状表现
单倍体、二倍体和多倍体的比较
体细胞中含有2个染色体组的个体
体细胞中含有3个或3个以上染色体组的个体
体细胞的染色体数目与本物种配子染色体数目相同的个体
一般为受精卵
一般为受精卵
未受精的配子
2个
3个或3个以上
不确定
茎秆粗壮，叶片、果实、种子较大，营养丰富
正常
植株长得弱小，高度不育
（1）措施：
用花药(花粉)离体培养获得单倍体，然后经过人工诱导(常用秋水仙素)使染色体数目加倍,重新恢复到正常植株的染色体数目。
（2）优点：
获得的植株的自交后代不会发生性状分离都是纯合子，能明显缩短育种年限。
现有高杆抗病DDTT和矮杆感病ddtt，如何在更短时间内培育出能稳定遗传的矮杆抗病
（3）例子：
4.单倍体育种
4.单倍体育种
P
F1
高杆抗病
DDTT
×
矮杆感病
ddtt
高杆抗病
DdTt
花药离体培养
DT
Dt
dT
dt
单倍体植株
配子
DT
Dt
dT
dt
秋水仙素处理
（诱导染色体数加倍）
DDTT
DDtt
ddTT
ddtt
需要的纯合矮抗品种
筛选
单倍体育种 多倍体育种
原理
常用方法
优势
缺点
多倍体育种和单倍体育种的比较
染色体组成倍增加
染色体变异
染色体变异
染色体组成倍减少,再加倍后得到纯种
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
得到的植株是纯合子
操作简单
技术复杂一些，需与杂交育种配合
适用于植物，在动物方面难以操作
三、低温诱导植物细胞染色体数目的变化
（一）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 ，于是植物细胞中的染色体数目发生变化（加倍）;
(二)方法步骤
1.诱导培养
将蒜（或洋葱）在冰箱冷藏室内（4℃）放置一周；
取出后，将蒜放在装满清水的容器上方，让蒜的底部接触水面，于室温（约25℃）进行培养；
待蒜长出约1cm长的不定根时，将整个装置放入冰箱冷藏室内，诱导培养48-72h；
2.固定
剪取诱导处理的根尖0.5-1cm，放入卡诺氏液中浸泡0.5-1h，以固定细胞形态，然后用体积分数为95%的酒精冲洗2次；
3.制片
包括______、______、______、_______4个步骤；
解离
漂洗
染色
制片
解离目的：
漂洗目的：
制片目的：
用药液使组织中的细胞相互分离开来
洗去药液，防止解离过度
使细胞分散开来，有利于观察
选材只能是分生区细胞，不能进行细胞分裂的细胞不会出现染色体数目的变化。
固定细胞的形态
4.观察
先用低倍镜寻找染色体形态好的分裂图象；视野中既有正常的二倍体细胞，也有染色体数目发生改变的细胞；确认某个细胞发生染色体数目变化后，再用高倍镜观察。
注意：
在进行实验的过程中，所观察的细胞已经被卡诺氏液等杀死，看到的是死细胞。因此不能观察到连续的变化。
视野中既有正常的二倍体细胞（多），也有染色体数目发生改变的细胞（少）
（三）结果
低温可以诱导植物细胞染色体数目发生变化
（四）结论
正常翅
缺刻翅
四、染色体结构的变异
1. 缺失：
染色体的某一片段缺失引起变异。例如果蝇缺刻翅的形成。
2. 重复：
染色体中增加某一片段引起变异。例如果蝇棒状眼的形成。
正常眼
棒状眼
基因数目减少
基因数目增加
结果：
(一）类型
结果：
二、染色体结构的变异
正常翅
卷翅
3. 易位：
染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上引起的变异，例如果蝇花斑眼的形成。
正常眼
花斑眼
4. 倒位：
染色体某一片段位置颠倒引起变异，例如果蝇卷翅的形成。
基因排列顺序变化
结果 ：
基因排列顺序变化
结果 ：
缺失 重复 易位 倒位
染色体上基因数目、排列顺序发生改变
结果：性状变异（改变）
大多数染色体结构变异对生物体是不利的，有的甚至会导致生物体死亡。
(二）结果
（三）对生物体的影响
Q1：易位与交叉互换是一回事吗？
交叉互换
易位是非同源染色体之间,属于染色体变异；
易位
交叉互换是同源染色体之间，属于基因重组。
Q2：染色体变异与基因突变相比，哪一种变异引起的性状变化较大一些？为什么？
每条染色体上含有许多基因，染色体变异会引起多个基因的变化，所以引起的性状变化较大一些。
Q3:根据染色体结构变异，分析染色体变异与基因突变的本质区别？
基因突变发生了基因质的改变，但不改变基因的量和位置。
染色体变异不改变基因的质，但会改变基因的量和位置。
类别 基因突变 基因重组 染色体变异
适用范围
类型
发生时期
结果
光学显微镜观察
意义
育种中的应用
所有生物（包括病毒）
自然状态下，发生在真核生物的有性生殖过程中
真核生物
诱发突变、自发突变或
交叉互换型、自由组合型
染色体结构变异、染色体数目变异
任何时期，主要发生在有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期（DNA复制）
减数第一次分裂前期、减数第一次分裂后期
任何时期，主要发生在细胞分裂时
引起基因碱基序列的改变（产生了新基因）
产生了新基因型和、不能产生新的基因和性状
使排列在染色体上基因的数目或排列顺序发生改变
不能观察到，属于分子水平
不能观察到，属于分子水平
能观察到，
属于细胞水平
新基因产生的途径；
生物变异的根本来源；
为生物的进化提供了丰富的原材料；
生物变异的来源之一，对生物进化具有重要的意义
诱变育种
杂交育种
单倍体育种、多倍体育种
三种可遗传变异比较表
生物变异的来源之一，对生物进化具有重要的意义