高中生物人教版（2019）必修2-5.2染色体变异（课件共48张PPT)

(共48张PPT)
基因突变
生物的变异
不可遗传的变异
基因重组
染色体变异
仅仅由环境引起，生物体内遗传物质没有改变，不能进一步遗传给后代
遗传物质发生改变，其后代继承这种改变
DNA碱基对的替换、增添和缺失
非同源染色体的自由组合，同源染色体上的非姐妹染色单体交叉互换
可遗传的变异
5.2 染色体变异
染色体变异
染色体结构变异
染色体数目变异
类型
指在自然条件下或人为因素的影响下，因染色体结构的改变或染色体数目的改变而导致的生物性状的变异。属于细胞学水平的变异。(在显微镜下可见)
基因突变和染色体变异的区别
染色体上某一个位点上基因的改变，光学显微镜下不可见。（分子水平）
基因突变：
染色体变异：
可用显微镜直接观察到的比较明显的染色体变化。
基因突变：
对象
染色体变异：
碱基对
基因
一、染色体结构的变异
(1)缺失:
指一条染色体断裂而失去一个片段，这个片段上的基因也随之丢失。
实例：
猫叫综合征
（第五号染色体缺失导致）
果蝇缺刻翅的形成
进一步思考：染色体结构变异的“缺失”与基因突变的“缺失”有何不同？
基因突变的“缺失”：
碱基对数目减少。基因数目不变
染色体结构变异的“缺失”：
基因数目减少
（2）重复
染色体中重复增加某一片段引起变异。
实例：
果蝇的棒状眼
（3）倒位:染色体的某一片段颠倒了180o 后连接在同一条染色体上。
（４）易位：
染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上
进一步思考：易位与交叉互换有没有区别？
实例：
夜来香
易位与交叉互换的区别
交叉互换 染色体易位
图解
区别
发生于同源染色体的非姐妹染色单体之间
发生于非同源染色体之间
属于基因重组
属于染色体结构变异
在显微镜下观察不到
可在显微镜下观察到
请讨论：
1.染色体结构变异对生物都是有害的吗？
大多有害、少数有利
2.染色体变异与基因突变相比，哪一种变异对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
染色体结构变异
使染色体上基因的数目或排列顺序改变
生物性状的变异
(多数有害，少数有利)
基因突变
染色体上基因的数目、排列顺序不改变
生物性状可能变异
1.若图甲中①和②为一对同源染色体，③和④为另一对同源染色体，图中字母表示基因，“。”表示着丝点，则图乙～图戊中染色体结构变异的类型依次是( )
A．缺失、重复、倒位、易位
B．缺失、重复、易位、倒位
C．重复、缺失、倒位、易位
D．重复、缺失、易位、倒位
A
9
2.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
3.下列关于人类猫叫综合征的叙述，正确的是 ( )
A.该病是由于特定的染色体片段缺失造成的
B.该病是由于特定染色体的数目增加造成的
C.该病是由于染色体组数目成倍增加造成
D.该病是由于染色体中增加某一片段引起的
A
4.已知某物种的一条染色体上依次排列着A、B、C、D、E五个基因，下面列出的若干种变化中，未发生染色体结构变化的是（ ）
D
二、染色体数目的变异
①细胞内的个别染色体的增加或减少
②细胞内染色体数目以染色体组的形式成倍的增加或减少
21三体综合症
（多了一条21号染色体）
性腺发育不良（特纳氏综合症）
症状：表现为女性，患者生殖器官和第二性征均发育不良，智力低下。
什么是染色体组呢？
1.果蝇体细胞有几条染色体？
8条
2.Ⅱ号和Ⅱ号染色体是什么关系 Ⅲ号和Ⅳ号呢
同源染色体
非同源染色体
3.两条同源染色体上的遗传信息相同吗？
相同(排列着控制相同性状的等位基因)
4.雄果蝇精子这4条染色体形态、结构、功能相同吗？是否携带着控制果蝇生长发育的全部遗传信息？
5.如果将果蝇精子中的4条染色体看作一组，那么果蝇的体细胞中有几组染色体？
是（控制每对形状的基因都具有）
两组
2个染色体组
细胞中的一组________染色体，它们在_____和______上各不相同，但是携带着控制生物生长发育、遗传和变异的_________，这样的一组染色体，叫做一个染色体组。
染色体组的概念
非同源
形态
功能
全部信息
①一个染色体组不含同源染色体。
②一个染色体组所含的染色体大小、形态和功能各不相同。
③一个染色体组中含有控制生物性状的一整套的遗传信息。
染色体组的特征：
怎么判断一个细胞中染色体组的数目呢？
2
1
4
2
（1）根据“染色体形态”判断——细胞内同种形态染色体有几条就含几个染色体组
4个
2个
2个
2个
MⅠ后期
有丝中期
有丝后期
MⅡ后期
请判断下图所表示的染色体组的数目：
（2）根据“基因型”判断——控制同一性状的基因的相同基因或等位基因出现几次(不论大小写字母)，该细胞或生物体就含有几个染色体组
二个染色体组
二个染色体组
三个染色体组
一个染色体组
YyRr
AABBDD
Aaa
ABCD
AABBDD
请判断下图所表示的染色体组的数目：
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
二、染色体数目的变异
二倍体：
由受精卵发育而成的，体细胞中有两个染色体组的个体。
例如：几乎全部的动物和过半数的高等植物。番茄、人、果蝇、玉米等大多数生物。
多倍体：
由受精卵发育而成的，体细胞中含有三个或三个以上的染色体组的个体。
例如：在植物中很常见，动物中极少见。 香蕉(三倍体）、马铃薯（四倍体）普通小麦（六倍体）
1.下列属于二倍体配子的是（ ）
A、MMNN B、Mm C、MN D、Nn
C
体细胞中的染色体数 配子中的染色体数 体细胞中染色体组数 配子中的染色体组数 属于几倍体生物
豌豆 7 2
普通 小麦 42 3
小黑麦 28 八倍体
14
21
56
8
4
六倍体
二倍体
6
1
2.填表
多倍体的特点
染色体加倍后的草莓（上）
野生草莓（下）
特点：一般茎秆粗壮，叶片、果实和种子比较大；营养物质含量高；
但发育迟缓，结实率低。
人工诱导多倍体是怎么形成呢？原理是什么呢？
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
什么处理会使纺锤体不形成呢？
染色体复制
着丝点分裂
无纺锤丝牵引，染色体数加倍
低温或适宜浓度的秋水仙素作用于正在分裂的细胞，能够抑制纺锤体形成。导致染色体不能移向细胞两极，从而使细胞内的染色体数目加倍。
a.方法：
低温处理
秋水仙素处理萌发的种子或幼苗(常用且最有效)
抑制纺锤体的形成
有丝分裂旺盛
b.时期:
为什么要处理萌发的种子或幼苗，处理成熟的植株可以不？
不行，秋水仙素的作用对象是正在有丝分裂的细胞，成熟的植株大多细胞不进行有丝分裂。
多倍体育种
人工诱导多倍体－－－培育新品种
有丝分裂前期
c.原理：
染体数目变异
无籽西瓜(三倍体)的培育过程 P89
多倍体育种实例：
授粉
四倍体
（母本）
二倍体
（父本）
授粉
三倍体植株
普通植株
(有子西瓜)
第一年
第二年
秋水仙素处理
(受精)
无子西瓜
联会紊乱
⑤
①
②
③
④
1.过程①，为什么以一定浓度的秋水仙素滴在二倍体西瓜幼苗的芽尖？
芽尖分裂旺盛
2.获得的四倍体西瓜缘何要和二倍体杂交（过程②）？
获得三倍体种子
3.三倍体西瓜（⑤）为什么没有种子？真的一颗都没有？
三倍体植株不能进行正常的减数分裂形成生殖细胞。（同源染色体联会紊乱）
不是，减数分裂时，还是有可能形成正常的卵细胞。
4.每年都要制种，很麻烦，有没有别的替代方法？
方法1：进行无性繁殖，将三倍体西瓜植株进行植物组织培养获取大量的组培苗，再进行移栽。
⑤
①
②
③
④
方法2：利用生长素或生长素类似物处理二倍体未受粉的雌蕊，以促进子房发育成无种子果实，在此过程中要进行套袋处理，以避免受粉。
⑤
①
②
③
④
(1)关于两次传粉：
注意：
②过程是为了_________
___________。
④过程是为
了________
____________
___________
_________。
杂交得到三倍体种子
提供生长素刺激子房发育成果实
（2）①过程秋水仙素处理后，新产生的茎、叶、花的染色体数目加倍，而未处理的根细胞中仍为2个染色体组。
（3）获取三倍体种子是在第一年四倍体植株a上；获取三倍体无子果实则是在第二年的三倍体植株上。
思考：三倍体无子西瓜属可遗传的变异还是不可遗传的变异？为什么？
其遗传物质发生了改变，所以属于可遗传的变异。
三倍体香蕉是怎么培育的呢？
野生香蕉是二倍体，通常有大量的硬子，无法食用。但在大约1万年前的东南亚，人们发现一种很少见的香蕉品种，这种香蕉无子，可食，是世界上第一种可食用的香蕉，后来人们发现这种无子香蕉是三倍体。
野生芭蕉
2n
有籽香蕉
4n
加倍
野生芭蕉
2n
2n
n
无籽香蕉
3n
受精作用
香蕉的培育过程如下：
一定浓度的秋水仙素滴在二倍体香蕉幼苗的芽尖或二倍体香蕉种子
配子
单倍体：
由配子直接发育而成的，体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体
辨析：
3、一个染色体组一定是单倍体吗？单倍体一定是一个染色体组吗？
1、二倍体、四倍体、六倍体、八倍体物种所形成的单倍体中，其体细胞中分别有几个染色体组？
2、四倍体物种所形成的单倍体中，其体细胞中有两个染色体组，那么它能不能称为二倍体呢？
一个染色体组一定是单倍体，单倍体不一定是一个染色体组。
1，2，3，4
不能。因为不是由受精卵发育而来的。
单倍体、二倍体、多倍体的区别
二倍体
多倍体
生物体
受精卵
发育
直接发育成生物体：单倍体
雌配子
直接发育成生物体：单倍体
雄配子
①由受精卵发育来的个体，体细胞中含有几个染色体组，就叫几倍体；
②而由配子直接发育来的，体细胞中不管含有几个染色体组，都叫单倍体 。
（1）特点：
（2）成因：
单倍体：
a.自然条件：高等生物由未受精的卵细胞发育而来，如：雄蜂
b.人为条件：一般利用花药离体培养获得
a.植株弱小 b.高度不育
（3）应用：
植株
花药离体培养
单倍体
秋水仙素处理幼苗
纯合体
b.过程：
a.原理：
染色体数目变异
单倍体育种
AaBb
减数
分裂
花
粉
花药离
体培养
秋水仙素处理幼苗
所需品种
(aaBB)
AB
Ab
aB
ab
单倍体苗
AB
Ab
aB
ab
纯和体
AABB
AAbb
aaBB
aabb
筛
选
1.可以明显缩短育种年限
2.后代（都是纯合子）不会发生性状分离
c.优点：
为什么不处理萌发的种子？
单倍体一般高度不育，无种子。
实例：
矮秆抗锈病小麦的培育
若从播种到收获种子需要一年,则培育出能稳定遗传的矮杆抗病的品种至少需要几年
P
高杆抗病
DDTT
×
矮杆感病
ddtt
F1
高杆抗病
DdTt
↓
第1年
选育出需要的矮抗品种
F2
D_T_
D_tt
ddT_
ddtt
矮抗
杂交育种
第2年
第3年
×
生长
ddTT
F3
减数分裂
配子
DT
Dt
dT
dt
单倍体
DT
Dt
dT
dt
↓
花药离体培养
↓
秋水仙素处理
第1年
第2年
第4年
DDtt
ddTT
ddtt
纯合体
DDTT
矮抗
↓
×
优点:
明显缩短育种年限
单倍体育种
杂交育种（最少四年） 单倍体育种(只要两年)
第一年 杂交得到F1。 杂交得到F1。
第二年 F1自交得F2，将符合要求的F2植株的种子按单株分别收藏。 取F1花药离体培养并加倍，观察，性状符合要求即为优良新品种。
第三年 按F2单株分开种植，不分离的植株种子仍按F2单株收藏待验证。
第四年 验证第三年保留的种子的纯度，仍不出现分离方可作为新品种推广。
杂交育种 诱变育种 多倍体育种 单倍体育种
处理
原理
优缺点
举例
几种主要育种方法的比较
杂交
用诱变剂处理正在分裂生物
用秋水仙素处理萌发种子或幼苗
花药离体培养后秋水仙素处理幼苗
方法简便，但育种年限长
能大幅改良某些性状，但工作量大
果实大且营养物质含量高，但发育延迟结实低
缩短育种年限，但方法较复杂
矮杆抗病品种培育
青霉素高产菌株的培育
三倍体西瓜、八倍体小黑麦
矮杆抗病品种的培育
基因重组
基因突变
染色体数目变异
染色体数目变异
(1)图中A至D方向所示的途径表示________育种方式，A→B→C的途径表示______________育种方式，这两种育种方式中后者的优越性主要表现在_______________。
(2)B常用的方法为____________________________。
练习.下面为5种不同的育种方法。据图回答下列问题：
杂交
单倍体
明显缩短育种年限
花药离体培养
(3)E方法所用的原理是________________，所用的方法如______________、______________。育种时所需处理的种子应是萌发的(而非休眠的)种子，原因是____________________________________________________。
基因突变
X射线
种子萌发后才快速进行细胞分裂，DNA在复制过程中容易发生基因突变。
紫外线
(4)上述育种过程中，哪两个过程所使用的方法相同？________(填写字母)，具体使用的方法有__________________________(至少回答两个)，其作用机理是_________________________________________。
C、F
低温诱导和秋水仙素处理
抑制纺缍体形成导致染色体不能移向两极而加倍
1、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
三.低温诱导植物染色体数目变化的实验
1．实验原理：
低温抑制_______的形成，以致影响________被拉向两极，细胞不能分裂成两个子细胞，于是染色体数目改变。
纺锤体
染色体
2.实验步骤
三.低温诱导植物染色体数目变化的实验
(1)根尖的培养及诱导
培养方法：
将洋葱放在装满清水的广口瓶上，让洋葱的底部接触水面
培养时间：
待洋葱长出_______左右的不定根
1cm
诱导措施：
将整个装置放入冰箱的____________，
诱导培养_____
低温室内(4℃)
36h
2.实验步骤
三.低温诱导植物染色体数目变化的实验
(2) 取材及固定
取材：
剪取诱导处理的根尖约_____________
0.5cm—1cm
固定：
放入_____________中浸泡0.5h—1h,以固定细胞的形态
卡诺氏液
冲洗：
用______________________冲洗2次
体积分数为95%的酒精
(3)制片（同“观察植物的有丝分裂”）
解离
漂洗
染色(用_____________染液)
制片
改良苯酚品红
(4)观察