5.2染色体变异课件2021——2022学年高一下学期生物人教版必修2(共63张PPT)

(共63张PPT)
第四章 基因突变及其他变异
第2节 染色体变异
基因突变和基因重组在光学显微镜下是不可看见的，而染色体畸变在光学显微镜下可直接观察到。包括染色体结构变异和染色体数目变异。
染色体变异
a
b
c
d
e
f
a
c
d
e
f
染色体结构变异类型
患儿的征状：两眼距离较远、耳位低下，存在着严重的智力障碍。
患儿哭声轻、音调高，很像猫叫。
人的第5号染色体缺失引起的遗传病。
染色体结构变异类型
a
c
d
e
f
b
b
a
b
c
d
e
f
染色体结构变异类型
颠 倒
断 裂
连 接
染色体的某一片段颠倒了180o
倒位
易位：一条染色体的某一片段发生断裂，断裂片段接到另一条非同源染色体上的现象。
人慢性粒细胞白血病
染色体结构变异类型
a
b
c
d
e
f
g
h
i
j
k
a
b
c
d
e
f
g
h
i
j
k
染色体结构的改变，会使排列在染色体上的基因的数目和排列顺序发生改变，但不产生新基因。
染色体变异的影响
大多数对生物体是不利的，有时甚至会导致生物体死亡。
1．将图示序号填入下表相应位置
答案：C
1．(上海高考)如图显示了染色体及其部分基因，对①和②过程最恰当的表述分别是(　　)
A．交换、缺失　　　　　 B．倒位、缺失
C．倒位、易位 D．交换、易位
解析： ①过程中F与m位置相反，表示的是染色体的倒位，②过程只有F，没有m，但多出了一段原来没有过的染色体片段，表示的是染色体的易位。
2．基因突变和染色体变异的一个重要的区别是(　　)
A．基因突变在光学显微镜下看不见
B．染色体变异是定向的，而基因突变是不定向的
C．基因突变是可以遗传的
D．染色体变异是不能遗传的
解析：基因突变是基因内部的碱基种类、数量、排列次序的变化而引起的生物变异，属于分子水平的变化，光学显微镜下观察不到。染色体的变化可在光学显微镜下直接观察到。生物的变异是不定向的，基因突变和染色体变异其遗传物质均发生改变，都是可遗传的变异。
答案：A
c
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
思考
染色体结构变异的易位与减数第一次分裂前期的交叉互换是一回事吗？
交叉互换
不同！
易位是非同源染色体之间,属于染色体变异
交叉互换是同源染色体之间，属于基因重组
仔细观察下图，探究下列问题：
(1)图示过程发生在哪类染色体之间？属于哪类变异？
(2)发生易位的两条染色体是同源染色体吗？
提示：发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间；属于基因重组。
提示：不是同源染色体，而是非同源染色体。
图解 类型 变异性质 显微观察 发生位置
易位 染色体结构变异 可见 非同源染色体之间
交叉互换 基因重组 不可见 同源染色体的非姐妹染色单体之间
辨析
A
　2、下列关于交叉互换与染色体易位区别叙述中不正确的是(　　)
A．图甲是交叉互换，图乙是染色体易位
B．交叉互换发生于同源染色体之间，易位发生于非同源染色体之间
C．交叉互换属于基因重组，染色体易位属于染色体结构变异
D．交叉互换与染色体易位在显微镜下都观察不到
D
染色体数目变异
（1）个别染色体增加或减少
（2）染色体数目以染色体组的形式成倍地增加或减少
21三体综合征
响誉世界的著名“天才”音乐指挥家舟舟
舟舟是一个先天智力障碍患者。
比正常人多了一条21号染色体。
病因：
正常人的染色体组型
舟舟的染色体组型
减Ⅰ
减Ⅱ
减Ⅰ
减Ⅱ
减数分裂发生异常
分析21三体综合征产生的原因是什么？
什么是染色体组
(１)雌果蝇的体细胞中有几对同源染色体？
Ⅱ和Ⅱ，Ⅲ和Ⅲ，Ⅳ和Ⅳ， X和X
Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y
非同源染色体
(２)果蝇的卵细胞中有哪几条染色体？
(３)卵细胞中这些染色体之间是什么关系？
携带了该生物生长发育全部遗传信息
细胞中的一组________染色体，它们在 和 上各不相同，但是携带着控制该种生物生长、发育、遗传和变异的 的一组染色体，叫做一个染色体组。
染色体组概念
非同源
形态
功能
全部遗传信息
染色体组
本质上
形态上
功能上
一组非同源染色体
各不相同
相互协调，共同生物生长、发育、遗传和变异
染色体组数目判断
细胞内同种形态染色体有几条就含几个染色体组
①看“染色体形态”
3组
每组5条
4组
每组4条
1组
每组3条
染色体组数目判断
YyRr
Aaa
ABCD
2组
每组2条
3组
每组1条
1组
每组4条
②根看“基因型”
控制同一性状的基因有几个就含几个染色体组
③根据“染色体数/染色体形态数”值
染色体组数目判断
比值是几，即含几个染色体组。
8条/4种形态=2个染色体组
4条/2种=2个
8条/2种=4个
染色体组数目与细胞分裂
2倍体生物在有丝分裂过程中，细胞最多含有多少个染色体组？
2倍体生物在减数分裂过程中，细胞最多含有多少个染色体组？
2个染色体组
4个染色体组
1、关于下图染色体组判断正确的是 ( )
A.细胞中含有一个染色体组的是h图
B.细胞中含有二个染色体组的是g、e图
C.细胞中含有三个染色体组的是a、b图
D.细胞中含有四个染色体组的是f、c图
C
体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体为多倍体
1.概念
受
精
卵
发育
体细胞中含有两个染色体组的个体为二倍体
个体
二倍体和多倍体
香蕉3n=33
马铃薯4n=48
2.多倍体的特点
与二倍体相比，多倍体的植株常常是茎秆粗壮，叶片、果实、和种子都比较大，糖类和蛋白质等营养物质含量都有所增加，但一般情况下晚熟。
3.如何获得多倍体
自
然
帕米尔高原多倍体植物多达85%
北极的柯尔古耶夫岛上多倍体植物多达92%
人
工
低温可以诱导多倍体的形成
秋水仙素可以诱导多倍体的形成
低温和秋水仙素能够抑制细胞形成纺锤体，导致染色体复制后不能正常移向两极，从而不能分裂，细胞中染色体数目加倍。
人工诱导多倍体的原理：
秋水仙素诱导多倍体最常用最有效的方法
低温条件容易创造，也更安全
4条染色体
8条
前期：无纺缍体形成
染色体复制
着丝点分裂
无纺缍丝牵引
不分裂
纺锤体的形成受到破坏,染色体数目加倍
小结
秋水仙素的作用机理
1、纺锤体形成的时期？
前期
2、着丝点分裂吗？
3、细胞分裂吗？
着丝点分裂
细胞不分裂
Q1：可否人工诱导多倍体的形成呢？
常用方法有哪些？
低温和秋水仙素处理法
Q2：秋水仙素处理法的具体做法是什么？原理又是什么？
方法：用秋水仙素处理____________或_______。
原理：当秋水仙素作用于正在______的细胞时，能够抑
制________的形成，导致________不能_________，
从而引起细胞内染色体__________。染色体数目加
倍的细胞继续进行_______分裂，将来就可能发育成
_________植株。
Q：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。
萌发的种子
幼苗
分裂
纺锤体
染色体
移向两极
数目加倍
有丝
多倍体
单倍体
1.概念
个体 ，体细胞内含有本物种配子染色体数目
发育
配子
2.单倍体植株的特点
与正常植株相比，单倍体植株长得弱小且高度不育
3.应用
单倍体育种
精子
卵细胞
受精卵
蜂王
工蜂
雄蜂
蜜蜂
单倍体
2N=32
2N=32
N=16
AaTt
AT At aT at
AT At aT at
AATT AAtt aaTT aatt
单倍体育种
花药离体培养
花药离体培养
单倍体水稻
单倍体水稻
秋水仙素处理
秋水仙素处理
减数分裂产生配子
种植
单倍体育种过程
花药离体培养
（植物组织培养技术）
单倍体植株
纯合的正常植株
秋水仙素
程序：
第一年
第二年
优点：
与杂交育种相比，明显缩短育种年限,自交后代不会发生性状分离.
　花药离体培养≠单倍体育种
单倍体育种包括花药离体培养和秋水仙素处理幼苗等过程。花药离体培养只得到单倍体，再用秋水仙素处理才能得到可育的纯合子。
　花药离体培养=单倍体育种
Aa
AA
？
AA aa
Aa
A a
A a
离体培养
花粉
单倍体
纯合子
优点:明显缩短育种年限
秋水仙素处理
关键看发育起点
思考：单倍体一定是一个染色体组吗？
单倍体育种
单倍体育种过程
花药离体培养
（植物组织培养技术）
单倍体植株
纯合的正常植株
秋水仙素
程序：
第一年
第二年
优点：
与杂交育种相比，明显缩短育种年限,自交后代不会发生性状分离.
　花药离体培养≠单倍体育种
单倍体育种包括花药离体培养和秋水仙素处理幼苗等过程。花药离体培养只得到单倍体，再用秋水仙素处理才能得到可育的纯合子。
　花药离体培养=单倍体育种
秋水仙素处理后是多倍体，有几个染色体组就是几倍体。
单倍体植株？
多倍体植株？
多倍体育种 单倍体育种
原理 染色体变异 染色体变异
常用方法 人工诱导染色体加倍 花药离体培养后，人工诱导染色体加倍
优点 器官大，营养多 明显缩短育种年限
缺点 适用于植物，在动物方面难以开展 技术复杂一些，须与杂交育种配合
单倍体育种与多倍体育种的区别
Q1：二倍体物种所形成的单倍体中，其体细胞中只含有一个染色体组，这种说法对吗？为什么？
对，因为在体细胞进行减数分裂形成配子时，同源染色体分来，导致染色体数目减半。
思考：
Q2：如果是四倍体、六倍体物种形成的单倍体，其体细胞中就含有两个或三个染色体组，可以称它为二倍体或三倍体，这种说法对吗？
不对，尽管其体细胞中含有两个或三个染色体组，但因为是正常的体细胞的配子所形成的物种，只能成为单倍体。
Q3：单倍体中可以只有一个染色体组，但也可以有多个染色体组，对吗？
对，如果本物种是二倍体，则其配子所形成的单倍体中含有一个染色体组；如果本物种是四倍体或六倍体等，则其配子所形成的单倍体中含有两个或两个以上染色体组。
Q4：一倍体（体细胞中只含有一个染色体组的个体）一定是单倍体吗？
单倍体一定是一倍体吗？
一倍体一定是单倍体
单倍体不一定是一倍体。
二看法判断单倍体、二倍体和多倍体
A．图中是单倍体的细胞有三个
B．图中的丁一定是单倍体的体细胞
C．每个染色体组中含有三条染色体的是甲、乙、丁
D．与乙相对应的基因型可以是aaa、abc、AaaBBBcccDDd、aabbcc等
1．判断正误
(1)根据某生物的体细胞基因型为AAaaBBbb，可判断该生物为二倍体生物。( )
(2)体细胞中含有一个染色体组的生物是单倍体，含有两个染色体组的生物是二倍体。( )
(3)用秋水仙素处理植株使染色体数目加倍就是多倍体育种。( )
×
×
×
2.如图分别表示四个生物的体细胞，有关描述中正确的是(　　)
B
3.普通小麦为六倍体，42条染色体，科学家用花药离体培养（组织培养技术）培育出小麦幼苗是( )
A.三倍体，含三个染色体组，21条染色体
B.单倍体，含三个染色体组，21条染色体
C.六倍体，含六个染色体组，42条染色体
D.单倍体，含一个染色体组，21条染色体
4.用马铃薯的花药离体培养出的单倍体植株，可以正常地进行减数分裂，用显微镜可以观察到染色体两两配对形成12对。据此现象可推知产生该花药的马铃薯是( )
A.三倍体 B.二倍体 C.四倍体 D.六倍体
B
C
5．普通小麦是六倍体，有42条染色体，科学家们用花药离体培养培育出的小麦幼苗是(　　)
A．三倍体、21条染色体 B．单倍体、21条染色体
C．三倍体、三个染色体组 D．单倍体、一个染色体组
B
6．双子叶植物大麻(2N＝20)为雌雄异株，性别决定为XY型，若将其花药离体培养，再将幼苗用秋水仙素处理，所得植株的染色体组成应是(　　)
A．18＋XY B．18＋YY
C．9＋X或9＋Y D．18＋XX或18＋YY
D
7、将基因型为AaBb（独立遗传）的玉米的一粒花粉离体培养获得幼苗，再用秋水仙素处理幼苗，获得的植株基因型为
A.AB或ab或Ab或aB
B.AABB或aabb或AABb或aaBb
C.AB，ab，Ab，aB
D.AABB或aabb或AAbb或aaBB
8、大麦的一个染色体组有7条染色体，在四倍体大麦根尖细胞有丝分裂后期能观察到的染色体数是
A.7条 B.14条 C.28条 D.56条
D
D
9．如图表示一些细胞中所含的染色体，据图完成下列问题：
(1)图A所示是含________个染色体组的体细胞。每个染色体组有________条染色体。
(2)图C所示细胞为体细胞，则其所在的生物是________倍体，其中含有________对同源染色体。
(3)图D表示一个有性生殖细胞，这是由________倍体生物经减数分裂产生的，内含________个染色体组。
(4)图B若表示一个有性生殖细胞，它是由________倍体生物经减数分裂产生的，由该生殖细胞直接发育成的个体是______倍体。每个染色体组含______条染色体。
(5)图A细胞在有丝分裂的后期包括______个染色体组。
两
两
二
三
二
一
六
　单
三
四
用秋水仙素处理二倍体西瓜幼苗
四倍体西瓜与二倍体西瓜杂交
三倍体植株同源染色体联会紊乱，减数分裂无法正常进行，无法正常形成配子。
无籽西瓜培育
为什么要两次授粉，有什么作用？
1、第一次授粉的作用？
2、第二次授粉的作用？第二次传粉有没有发生受精作用 为什么
得到三倍体种子
三倍体植株同源染色体联会紊乱，减数分裂无法正常进行，无法正常形成配子，没有发生受精作用。传粉的目的则是促进子房发育成果实。
(1)秋水仙素的作用是 。
(2)G瓜瓤是 色,其中种子的胚的基因型是 。
(3)H瓜瓤是 色,H中无子的原因是 ，
。
(4)生产上培育三倍体无子西瓜的原理
是 。
纺锤体的形成受到破坏,染色体数目加倍
1、已知西瓜红色瓤(R)对黄色瓤(r)为显性。
图中A是黄瓤瓜种子(rr)萌发而成的,B是红
瓤瓜种子(RR)长成的。据图回答下面的问题。
rr
RR
rrrr
Rrr
RR
RR
黄
Rrr
红
减数分裂过程中，同源染色体联乱不能形成种子。
染色体数目变异
传粉刺激果实发育
1、为什么以一定浓度的秋水仙素溶液滴在二倍体西瓜幼苗的芽尖？
2、获得四倍体西瓜为何要与二倍体西瓜杂交？联系一问，你能说出产生多倍体的基本途径吗？
无籽西瓜培育
芽尖有丝分裂旺盛，用秋水仙素处理利于抑制细胞有丝分裂过程中纺锤体形成，从而形成四倍体西瓜植株。
杂交可以获得三倍体植株。多倍体产生的途径为：秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。
无籽西瓜培育
3、三倍体西瓜为什么没有种子？真的一颗也没有吗
4、每年种植都很麻烦，又没有别的替代法
三倍体植株不能进行正常的减数分裂形成生殖细胞，因此，不能产生种子，但不绝对一颗种子也没有，原因是在减数分裂时，有可能形成正常的卵细胞。
法一：植物组织培养。
法二：利用生长素或生长素类似物处理二倍体未授粉的雌蕊，以促进子房发育成无种子的果实，在此过程中要进行套袋处理，以免授粉。
生物是否可育的判断方法
依据：是否可以正常联会
香蕉不育：三倍体，减数分裂时会出现联会紊乱，无法产生正常的配子。
单倍体不育：若单倍体含有奇数个染色体组，则会出现联会紊乱，无法产生正常的配子。
骡子不育：骡子含有马的一个染色体组和驴的一个染色体组，虽然是二倍体，但没有同源染色体，无法正常联会。
1．关于染色体组、单倍体和二倍体的叙述，不正确的是(　　)
A．一个染色体组中不含同源染色体
B．由受精卵发育成的，体细胞中含有两个染色体组的个体叫二倍体
C．单倍体生物体细胞中不一定含有一个染色体组
D．人工诱导多倍体的唯一方法是用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗
2.韭菜体细胞中的32条染色体具有8种各不相同的形态，韭菜是(　　)
A．单倍体 B．二倍体
C．四倍体 D．八倍体
6.已知西瓜的染色体数目2N＝22，请根据下面的西瓜育种流程回答有关问题：
(1)图中所用的试剂①是_________，该试剂的作用是____________________________。
(2)培育无子西瓜A的育种方法称为________________________。
(3)③过程中形成单倍体植株所采用的方法是____________。
该过程利用了植物细胞的________性。
(4)为确认某植株是否为单倍体，应在显微镜下观察根尖分生区细胞的染色体，观察的最佳时期为____________________。
秋水仙素
抑制纺锤体的形成，使染色体数目加倍
多倍体育种
花药离体培养
全能
有丝分裂中期
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
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
低温诱导植物染色体数目的变化
1.实验原理：
用低温处理植物分生组织细胞,如根尖分生组织细胞,能够抑制
_____________,以致影响染色体被拉向两极,细胞不能分裂成两个
子细胞,使植物细胞___________加倍。
2.方法步骤：
洋葱根尖培养→取材→_________(解离→漂洗→_____→制片)→观察。
3.实验结论：适当低温可以诱导___________加倍。
纺锤体的形成
染色体数目
制作装片
染色
染色体数目
4.试剂及用途:①卡诺氏液:固定细胞形态。②改良苯酚品红染液:使染色体着色。③解离液：使组织中的细胞相互分离开。④体积分数95%的酒精溶液：洗涤固定作用中使用的卡诺氏液和解离液。
1、下列关于低温诱导染色体加倍实验的叙述，
正确的是 (　　)
A．原理：低温抑制染色体着丝点分裂，使子染色体不能分别移向两极
B．解离：盐酸酒精混合液和卡诺氏液都可以使洋葱根尖解离
C．染色：改良苯酚品红溶液和醋酸洋红溶液都可以使染色体着色
D．观察：显微镜下可以看到大多数细胞的染色体数目发生改变
C
点拨：低温抑制纺锤体的形成,着丝点照常分裂,姐妹染色单体分离形成染色体,不能移向两极;盐酸酒精混合液可用于解离,卡诺氏液用于固定; 显微镜下可观察到少部分细胞的染色体数目发生改变。
低温诱导植物染色体数目变化
1．仔细阅读教材P88实验内容，分析探讨下列问题：
(1)实验中必须在洋葱培养出1 cm左右不定根之后才能低温处理的原因是什么？
提示：若生根前就进行低温处理，低温会抑制细胞代谢，进而抑制根尖分生区的形成，不会发生根尖分生区的有丝分裂受低温影响的过程。
(2)诱导多倍体产生的措施有哪些？
提示：低温或秋水仙素处理。
(3)低温诱导和秋水仙素处理诱导多倍体相比较有什么相似之处（作用原理）？
提示：二者都是作用于有丝分裂前期，抑制纺锤体的形成。
1．下列关于低温诱导染色体加倍实验的叙述，错误的是(　　)
A．实验原理是低温抑制纺锤体的形成，使子染色体不能移向
两极
B．解离后的洋葱根尖应漂洗后才能进行染色
C．龙胆紫溶液可以使细胞中的染色体着色
D．显微镜下可以看到大多数处在分裂期细胞中的染色体数目
发生改变
答案：D
解析： 低温处理植物的分生组织细胞，抑制纺锤体的形成，使染色体数目加倍；解离后洋葱根尖经过漂洗可去掉盐酸，有利于染色体着色；洋葱根尖装片中的细胞大部分处于有丝分裂间期，因此在显微镜下能观察到染色体数目发生改变的只是少数细胞。
2.将基因型为AA和aa的两个植株杂交，得到F1，将F1植株再进一步作如下图解所示的处理，请分析回答：
AA×aa→F1
（1）乙植株的基因型是　　　　　　　，属于______倍体。
（2）用乙植株的花粉直接培育出的后代属于______倍体，其基 因型及其比例是_ __
（3）丙植株的体细胞中有_____个染色体组，基因型有______种
AAaa 四
单
AA∶Aa∶aa =1∶4∶1
3 4