5.2染色体变异（教学课件）-2021-2022学年高一下学期生物人教版（2019）必修2（共32张PPT）

(共32张PPT)
第五章 基因突变及其他变异
第2节 染色体变异
问题探讨
作为野生植物的后代，许多栽培植物的染色体数目却与它们的祖先大不相同，如马铃薯和香蕉。
12
24
11
异常
问题探讨
为什么平时吃的香蕉是没有种子的？
因为香蕉栽培品种体细胞中的染色体数目是33条，减数分裂时染色体联会紊乱，不能形成正常的配子，因此无法形成受精卵，进而形成种子。
问题探讨
分析表中数据，你还能提出什么问题吗？能否发挥想象力作出一些推测呢？
如：能形成种子的植物细胞中，染色体数目一定是偶数吗？香蕉体细胞中的染色体数目不是偶数，它是怎样形成的呢？又是如何繁殖下一代的？
染色体变异
染色体变异
发生在
包括
体细胞
生殖细胞
染色体数目变异
染色体结构变异
生物体的体细胞或生殖细胞内染色体数目或结构的变化，称为染色体变异
染色体数目的变异
一类是细胞内个别染色体的增加或减少；
另一类是细胞内染色体数目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。
细胞内个别染色体的增加或减少
正常染色体组中,丢失或添加了一条或几条完整的染色体。
举例：21三体综合征和Turner综合征
染色体组
一组非同源染色体；各个染色体的形态和功能均不相同；含有该物种的全部遗传信息
在大多数生物的体细胞中，染色体都是两两成对的，也就是说含有两套非同源染色体，其中每套非同源染色体称为一个染色体组。
二倍体
人和野生马铃薯等生物的体细胞中都有两个染色体组。像这样体细胞中含有两个染色体组的个体叫做二倍体。
多倍体
体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体。
三倍体的形成原因
三倍体因为原始生殖细胞中有三套非同源染色体，减数分裂时出现联会紊乱，因此不能形成可育的配子。香蕉、三倍体无子西瓜的果实中没有种子，原因就在于此。
四倍体的形成原因
一般是可育的
多倍体的分布
在自然界，几乎全部动物和过半数的高等植物都是二倍体。多倍体在植物中很常见，在动物中极少见。
多倍体的特点
与二倍体植株相比，多倍体植株的特点有：①茎秆粗壮；②叶片、果实和种子都比较大；③糖类和蛋白质等营养物质的含量都有所增加。
缺点：生长发育延迟，结实率低。
人工诱导多倍体的方法
——低温处理、秋水仙素诱发等
低温或秋水仙素能够抑制细胞中纺锤体的形成，导致后期数目加倍后的染色体不能正常移向两极，细胞不能分裂。
思考
有什么不同？
蜜蜂的蜂王和工蜂的体细胞中有32条染色体，而雄蜂的体细胞中只有16条染色体。
单倍体
概念：像蜜蜂的雄蜂这样，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
天然：植物：未受精的卵细胞发育而成
动物：蜜蜂等昆虫雄性个体；
人工：植物：花粉或花药离体培养
单倍体植株特点：弱小，且高度不育
单倍体（放大） 正常植株
低温诱导植物细胞染色体数目的变化
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，植物细胞的染色体数目发生变化。
步骤：1.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.剪取诱导处理的根尖0.5~1cm，放入卡诺氏液中浸泡0.5~1h，以固定细胞的形态，然后用体积分数为95%的酒精冲洗2次。
3.制作装片，包括：解离、漂洗、染色和制片4个步骤，具体操作方法与观察植物细胞有丝分裂的实验相同。
4.先用低倍镜寻找染色体形态较好的分裂象。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。
低温诱导植物细胞染色体数目的变化
相关试剂的作用
试剂 作用
卡诺氏液
95%酒精
解离液
0.01g/mL的甲紫溶液
固定细胞形态
冲洗附着在根尖表面的卡诺氏液
使组织中的细胞相互分离开
使染色体(染色质)着色，便于观察染色体(染色质)的形态、数目和行为
体积分数为95%的酒精溶液和质量分数为15%的盐酸溶液1∶1混合
解离液：
1
人工诱导多倍体的方法
秋水仙素与低温都能诱导染色体数目加倍，可能都与抑制纺锤体的形成有关，着丝粒分裂后没有纺锤丝的牵引作用，因而不能将染色体拉向细胞的两极，导致细胞中的染色体数目加倍。
猫叫综合征
猫叫综合征是人的5号染色体部分缺失引起的遗传病，猫叫综合征患者的生长发育迟缓，而且存在严重的智力障碍
染色体结构变异
——缺失
a
b
c
d
e
f
染色体的某一片段缺失引起变异。例如、果蝇缺刻翅的形成
染色体结构变异
——重复
a
b
c
d
e
f
b
染色体中增加某一片段引起变异。例如，果蝇棒状眼的形成（以上两图为电镜照片）
染色体结构变异
——易位
a
b
c
d
e
f
g
h
i
j
k
染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上引起变异。例如，果蝇花斑眼的形成
染色体结构变异
——倒位
a
b
c
d
e
f
b
c
d
e
染色体的某一片段位置颠倒也可引起变异例如，果蝇卷翅的形成
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
问题探讨
染色体结构变异和基因突变有什么区别呢？
基因突变是基因上某一位点的改变美术与分子水平的变异，不能用光学显微镜观察到。而染色体结构变异为细胞水平的变异，可以用光学显微镜观察到。
小试牛刀
1.下列有关染色体变异的叙述，正确的是( )
A.染色体数目变异改变基因数量，不改变生物性状
B.染色体结构变异改变基因结构，不改变基因数量
C.染色体变异可发生在有丝分裂和减数分裂过程中
D.染色体变异大多对生物有害，对生物进化没有意义
C
小试牛刀
2.下列关于染色体组的说法中，正确的是( )
A.21三体综合征患者体细胞中含有3个染色体组
B.四倍体水稻的单倍体体细胞中含2个染色体组
C.一个染色体组中的染色体大小、形态一般相同
D.体细胞中含有3个染色体组的个体即为三倍体
答案：B
解析：21三体综合征患者体内第21号染色体多了一条，体细胞中仍含有2个染色体组；一个染色体组中染色体的大小、形态通常不同；体细胞中含有3个染色体组的个体，若由受精卵发育而来，则为三倍体，若由配子发育而来，则为单倍体。
小试牛刀
3.下列关于单倍体、二倍体及染色体组的表述，正确的是( )
A.单倍体生物的体细胞中都没有同源染色体
B.21三体综合征患者的体细胞中有三个染色体组
C.人的初级卵母细胞中的一个染色体组中可能存在等位基因
D.用秋水仙素处理二倍体西瓜幼苗的芽尖后，芽尖的细胞中都含有4个染色体组
答案：C
解析：单倍体是体细胞中含本物种配子染色体数的个体，若是多倍体生物的单倍体，则可以含多个染色体组，存在同源染色体，A项错误；21三体综合征患者的体细胞中有两个染色体组，21号染色体有三条，B项错误；人的初级卵母细胞中的基因已经复制，如果发生基因突变或交叉互换，则在一个染色体组中可能存在等位基因，C项正确；多倍体通常是用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，使其染色体加倍，但不一定都加倍，D项错误。