生物人教版（2019）必修2 5.2.染色体变异（共43张ppt）

(共43张PPT)
第五章 基因突变及其他变异
第2节 染色体变异
野生祖先种VS栽培品种（香蕉）
野生祖先种香蕉
（有籽）
栽培品种香蕉
（无籽）
野生祖先种VS栽培品种
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。
讨论
1、请根据所学的减数分裂的知识，试着完成该表格。
2、为什么我们平时吃的香蕉没有种子？
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
24
11
异常
【提示】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，进而形成种子。
⊙染色体及染色体组
1. 染色体：
⊙染色体及染色体组
2. 人类、果蝇的染色体组成：
23
雄性（XY）
雌性（XX）
“同源染色体”
⊙染色体及染色体组
3. 染色体组：
染色体组：细胞中的每套非同源染色体。
图中Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y这样的一组非同源染色体，称为一个染色体组。
⊙染色体及染色体组
3. 染色体组：
染色体组：细胞中的每套非同源染色体。
特点：
一个染色体组中，不存在同源染色体；
一个染色体组中，染色体形态、结构各不相同；
一个染色体组中，含有该物种的全部遗传信息。
⊙染色体及染色体组
野生马铃薯的染色体组成
野生马铃薯有 个染色体组。
2
3. 染色体组：
A
B
C
___个染色体组，
___个染色体组，
___个染色体组，
每1个染色体组有__条染色体；
每1个染色体组有___条染色体；
每1个染色体组有___条染色体。
3
2
2
3
4
1
⊙染色体及染色体组
染色体组数的判断方法：
⊙染色体及染色体组
染色体组数的判断方法：
⊙染色体及染色体组
课堂训练：
⊙染色体及染色体组
D
染色体组数的判断方法：
⊙染色体及染色体组
染色体变异
概念
生物体的体细胞或生殖细胞内染色体数目或结构的变化。
（光学显微镜下可以观察到）
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
一、染色体变异类型
二、染色体数目变异
1.染色体数目变异的类型
（1）细胞内个别染色体增加或减少；
（2）以一套完整的非同源染色体为基数成倍的增加或成套的减少。（以染色体组的形式增加或减少）
正常果蝇
（2n=8）
个别异常
成套异常
增加
减少
增加
减少
二、染色体数目变异
1.染色体数目变异的类型
（1）个别染色体增加或减少
举例：21三体综合征（唐氏综合征）
原因：亲代减数分裂时同源染色体未分离，或姐妹染色单体未分离。
21-三体综合征患者的染色体组成
21-三体综合征患者舟舟
二、染色体数目变异
1.染色体数目变异的类型
（2）以染色体组的形式成倍增加或减少
野生马铃薯（2N=24）
栽培马铃薯（4N=48）
野生香蕉（2N=22）
香蕉香蕉（3N=33）
二、染色体数目变异
由受精卵发育而来，体细胞中有两个染色体组的生物。
3. 多倍体：
2. 二倍体：
由受精卵发育而来，体细胞中有三个或三个以上染色体组的生物，
统称为多倍体。（有几个染色体组就叫几倍体）
二、染色体数目变异
（1）形成原因：纺锤体形成受阻（有丝分裂前期）；
（2）具体方法：低温诱导、或秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。
秋水仙素作用的机理：在有丝分裂前期抑制纺锤体的形成。
4. 多倍体产生原因：
若用秋水仙素处理有丝分裂中期细胞，会不会导致子细胞中
染色体数目加倍？
不会！！！
二、染色体数目变异
多倍体
在被子植物中，约有33%的物种是多倍体。例如， 普通小麦、棉、烟草、菊、水仙等都是多倍体。某些品种的苹果、梨、葡萄也是多倍体。
普通小麦 （六倍体）
菊花 （六倍体）
葡萄 （三/四倍体）
优点： 茎秆粗壮，叶片、果实和种子都比较大。
缺点： 生长发育延迟，结实率低。
二、染色体数目变异
多倍体植株的特点：
染色体数目加倍
野生草莓
四倍体番茄的VC含量
比二倍体的增加一倍
（1）成因：由配子（如卵细胞、花粉等）直接发育而来的个体。
蜜蜂
2N=32
蜂王
工蜂
雄峰
由受精卵发育而来
由卵细胞发育而来
（2）代表生物：蜜蜂中的雄蜂
二、染色体数目变异
5. 单倍体：有些生物的配子(生殖细胞)能发育成新个体，这些生物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，叫做单倍体。
蜂王 雄蜂 工蜂
32条 16条 32条
含偶数个染色体组：可育
含奇数个染色体组：高度不育
（3）特点
植株长得弱小
一般高度不育
二倍体
单倍体
二、染色体数目变异
单倍体、二倍体和多倍体的比较
项目 二倍体 多倍体 单倍体
概念 由受精卵发育而成，体细胞中含有2个染色体组的个体 由受精卵发育而成，体细胞中含有3个或3个以上染色体组的个体 由配子发育而来，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
发育起点 受精卵 受精卵 未受精的配子
染色体组的数目 2个 3个或3个以上 不确定（是正常体细胞染色体组数目的一半）
性状表现 正常（作为单倍体、多倍体的参照物） 茎秆粗壮，叶片、果实、种子较大，营养丰富，但发育迟缓，结实率低 植株矮小，且高度不育（除雄蜂外）
二倍体西瓜植株
四倍体西瓜植株
三倍体西瓜种子
秋水仙 素处理
人工传粉
人工传粉
联会紊乱
无子西瓜
自然 生长
二倍体西瓜植株
第一年
第二年
教材91页——三倍体无籽西瓜
三倍体西瓜植株
⊙染色体数目变异在育种中的应用
二倍体西瓜幼苗
二倍体西瓜幼苗
种子细胞中有几个染色体组？
教材91页——三倍体无籽西瓜
⊙染色体数目变异在育种中的应用
2N（个体）
秋水仙素
4N（个体）
N（配子）
2N（个体）
减数分裂
2N（配子）
减数分裂
第一年：
第二年：
N（配子）
2N（个体）
减数分裂
无配子
3N（个体）
减数分裂异常
无籽西瓜
传粉
3N（种子）
传粉
1. 萌发的种子或幼苗
2. 三倍体植株（存在三倍体植株，但它不能产生子代）
3. 存在两次传粉
① 第一次，为了产生三倍体种子；
② 第二次，为了刺激三倍体植株的
子房发育成果实。
⊙染色体数目变异在育种中的应用
单倍体育种的措施和优点
问题：如何利用“DDtt”、“ddTT”培育“DDTT”？
DDtt × ddTT
DdTt

D_T_、 D_tt、 ddT_、 ddtt
连续自交，直到不再发生性状分离
育种年限过长 ！
二倍体植株
花药离体培养
单倍体植株
秋水仙素
二倍体植株
3. 优点：明显缩短育种年限。
4. 缺点：技术复杂，需与杂交育种配合。
2. 原理：染色体变异
1. 过程：
⊙染色体数目变异在育种中的应用
单倍体育种的措施和优点
减数分裂
配子
纯合子
三、染色体结构变异
1.缺失：染色体的某一片段缺失引起的变异。
实例：猫叫综合征
病因：人的5号染色体某一片段缺失；
症状：患儿哭声轻，音调高，像猫叫。
三、染色体结构变异
染色体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）
2.重复：染色体增加某一片段引起的变异。
三、染色体结构变异
3.倒位：染色体的某一片段位置颠倒引起的变异。
三、染色体结构变异
发生在非同源染色体之间
4.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。
三、染色体结构变异
染色体易位 交叉互换
图解
区别 位置 发生于非同源染色体之间 同源染色体的非姐妹染色单体之间
原理 染色体结构变异 基因重组
观察 可在显微镜下观察到 在显微镜下观察不到
三、染色体结构变异
缺失、重复，导致基因数目发生改变
三、染色体结构变异
缺失、重复，导致基因位置发生改变
为什么染色体结构的改变会导致性状的发生改变
染色体结构上的缺失、重复、易位和倒位
基因数量、排列顺序的改变
生物性状的改变（变异）
大多数染色体结构变异对生物体是不利的，甚至导致生物体死亡。
三、染色体结构变异
实验：低温诱导植物染色体数目的变化
1.实验原理：
低温抑制纺锤体的形成（作用机理与秋水仙素相同）
3.方法步骤：
洋葱根尖培养→低温诱导→固定→制作装片→观察
2.试剂及用途
（1）卡诺氏液：
（2）甲紫溶液：
固定细胞形态
使染色体着色
卡诺氏液
甲紫溶液
（解离→漂洗→染色→制片）
低温诱导植物细胞染色体数目的变化
根尖的培养及诱导
将蒜/洋葱在冰箱冷藏室内（4℃）放置一周。
① 培养方法：将蒜/洋葱放在装满清水的容器上方，让它的底部接触水面，于室温（约25℃）培养。
② 培养时间：待蒜/洋葱长出约1cm长的不定根时。
③ 诱导方法：将整个装置放入冰箱冷藏室内，诱导培养48~72h。
低温诱导植物细胞染色体数目的变化
取材、固定及冲洗
① 取材：剪取诱导处理的根尖0.5~1cm。
② 固定：放入卡诺氏液中浸泡0.5~1h。
（卡诺氏液：固定细胞的形态）
③ 冲洗：用体积分数为95%的酒精冲洗2次。
低温诱导植物细胞染色体数目的变化
制作装片（同有丝分裂实验）
① 解离：盐酸和酒精混合液（1：1混合），目的是使组织中的细胞相互分离开来。
② 漂洗：清水漂洗，目的是洗去药液，防止解离过度。
③ 染色：用甲紫（龙胆紫）或醋酸洋红溶液对染色体染色。
④ 制片：放在载玻片上，加清水并用镊子把根尖弄碎，盖上盖玻片，用拇指轻轻地按压盖玻片完成制片。
课堂小结
结构变异 ：缺失 、重复、倒位、易位（注意与交叉互换进行区别）
染色体变异
数目变异
个别增减 （21三体综合征、XXY等）
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：由受精卵发育而来，含三个及以上染色体组的个体
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：低温诱导或秋水仙素使染色体加倍
概念：配子（生殖细胞）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
特点：植株一般长得弱小、高度不育
单倍体
课堂练习
1．判断下列相关表述是否正确。
（1）只有生殖细胞中的染色体数目或结构的变化才属于染色体变异。（ ）
（2）体细胞中含有2个染色体组的个体就是二倍体。（ ）
（3）用秋水仙素处理单倍体植株后得到的一定是二倍体（ ）
X
X
X
课堂练习
2．秋水仙素能诱导多倍体形成的原因是(　　)
A. 促进细胞融合
B. 诱导染色体多次复制
C. 促进染色单体分开，形成染色体
D. 抑制细胞有丝分裂时纺锤体的形成
D
课堂练习
3．慢性髓细胞性白血病是一种恶性疾病，患者骨髓内会出现大量恶性增殖的白细胞。该病是由于9号染色体和22号染色体互换片段所导致。这种变异属于(　　)
A. 基因突变
B. 基因重组
C. 染色体结构变异
D. 染色体数目变异
C