人教版（2019）高中生物 必修二 5.2 染色体变异 课件（共47张PPT）

(共47张PPT)
第2节　染色体变异
第三章 生物的变异
生物界中的
变异现象
新课导入
问题探讨
1.什么叫“生物的变异”？
2. 变异能否遗传？
生物体亲代和子代之间，以及子代个体之间性状的差异性
整容前后
变异的类型
可遗传的变异：
不遗传的变异：
基因突变
染色体变异
基因重组
仅仅由环境不同引起，遗传物质没有改变，不能进一步遗传给后代。
细胞内的遗传物质发生了改变，其后代将继承这种改变。
一、变异的类型
分类：
在光学显微镜下是可见的
染色体结构变异
02
染色体数量变异
01
染色体变异
现在已知，在一些因素的作用下，染色体的结构和数量有可能发生一定的变异。这些变异会影响生物体或细胞的生命活动。那么，染色体一般会发生以下两种类型变异
增多
减少
一、染色体数目的变异
增多
减少
个别染色体数目的增加或减少
正常
染色体组成倍的增加或减少
正常
非整倍性变异
整倍性变异
个别染色体数目的增加或减少
先天性愚型（21三体综合征）
45条＋XY（47条）
一、染色体数目的变异
症状：智力低下，发育迟缓，眼间较宽，外眼角上斜，口常半张，舌外伸，又叫伸舌样痴呆。
1.个别染色体数目的增加或减少
性腺发育不良（特纳氏综合征）
44条＋XO（45条）
一、染色体数目的变异
症状：
身体矮小，肘外翻，颈部皮肤松弛为蹼颈，外观为女性但乳房不发育, 无生育能力。
X和Y
Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X
染色体数目变异
果蝇的体细胞染色体模式图
2.以染色体组形式成倍的增加或减少
(1)雌果蝇体细胞染色体组成为Ⅱ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅳ、 ，雄果蝇体细胞染色体组成为Ⅱ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅳ、 。
(2)果蝇体细胞中共有 对同源染色体，其中 对是常染色体， 对是性染色体。
(3)雄果蝇减数分裂产生精子的过程中， 分离，因此配子中的染色体的组成为 ，或 ，它们是一组 染色体。
X和X
4
3
1
同源染色体
Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y
非同源
染色体组
1. 概念
细胞中的一组非同源染色体，形态和功能各不相同，但又互相协调，共同控制生物的生长、发育、遗传和変异。
实例：
果蝇的精子或卵细胞中有4条非同源染色体，构成一个染色体组； 果蝇的体细胞中果蝇体细胞中含有 个染色体组，每个染色体组含 条染色体。
Ⅱ
Ⅹ
Ⅲ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅳ
Y
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅹ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Y
2
4
减数分裂
一个染色体组具备的条件：
染色体组
不含有同源染色体
1
2
所含的染色体形态、大小和功能各不相同
3
含有控制生物性状的一整套基因，但不能重复。
3个
4个
1个
4个
（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
二、染色体组
染色体组
2. 染色体组数目的判断方法
YyRr
AABBDD
Aaa
ABCD
二个
二个
三个
一个
（2）根据“基因型”判断:
控制同一性状的基因/（同种字母不分大小写）有几个就含几个组
染色体组
2. 染色体组数目的判断方法
1
单倍体
概念：
实例：
体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体。
单倍体是由配子发育而成的个体，不管有几个染色体组都只能叫单倍体。
一、染色体数目的变异
2.以染色体组形式成倍的增加或减少
单倍性变异
多倍性变异
在动物中，果蝇、蛙、蝾螈、鸡和小鼠的单倍体都曾有过报道，但它们都不能正常发育，在胚胎期即死去。
发育起点：配子
雌性
蜂王
工蜂
雄蜂
单倍体
精子
卵细胞
受精卵
+
3
单倍体
实例：
单倍体植株一般弱小，高度不育
曼陀罗是自然界中的一种野生草本植物，全株有毒。曼陀罗是四倍体，体细胞中含有48条染色体。1964年，科学家应用组织培养技术获得了曼陀罗花药的单倍体植株。
因此在生产上几乎没有直接应用价值。
1
单倍体育种
特点：
实例：
来自另一株植株的花粉
杂交
F1植株
（纯合子、杂合子）
自交
F2植株
（纯合子、杂合子）
人工选育
经过n代
优良品种
（纯合子）
常规杂交育种过程示意图
杂交育种的过程可能很缓慢
缺点：
三、染色体变异在育种上得到广泛应用
前情回顾
取其花粉
离体培养
单倍体幼苗
纯合二倍体
人工选育
优良品种
二倍体植株
人工诱导
染色体数量加倍
单倍体育种过程示意图
1
单倍体育种
人工诱导染色体数量加倍的方法：
最常用的化学试剂是：
作用机理：
单倍体幼苗
纯合二倍体
1
单倍体育种
低温处理、化学试剂处理等。
秋水仙素
秋水仙素作用于正在分裂的细胞时，抑制分裂前期形成纺锤体，导致分裂后期染色体不能移向细胞两极，结果细胞中的染色体数量就加倍了。
单倍体育种过程 (以二倍体为例)
花药离体
组织
培养
单倍体植株
人工诱导
染色体加倍
正常植株
(纯合体)
优点：
1.可以缩短育种年限
AaBb
减数
分裂
花
粉
AB
Ab
aB
ab
花药离体
培养
单倍体苗
AB
Ab
aB
ab
所需品种
(aaBB)
筛
选
秋水仙素
处理
纯合体
AABB
AAbb
aaBB
aabb
由受精卵发育而成的，体细胞中有两个染色体组的个体。
几乎全部的动物、和过半数的高等植物。
人、果蝇、玉米等大多数生物
1. 概念：
2. 例：
一、染色体数目的变异
（一）二倍体
以染色体组形式成倍的增加或减少
由受精卵发育而成的，体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体。
1. 概念：
2. 例：
一、染色体数目的变异
（二）多倍体
多倍体植株茎秆粗壮、叶片、果实、种子都比较大，糖类
和蛋白质等营养物质的含量都增加。
抗旱、抗病能力较强
发育迟缓，结实率低
3. 特点：
一、染色体数目的变异
（二）多倍体
低温处理 秋水仙素处理萌发的种子或幼苗
抑制纺锤体的形成，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
有丝分裂旺盛
方法：
原理:
多倍体育种/人工诱导多倍体
4. 应用：
一、染色体数目的变异
（二）多倍体
无籽西瓜的培育
授粉
四倍体
母 本
父 本
二倍体
授粉
三倍体植株
二倍体
(有子西瓜)
无子西瓜
(种植)
第一年
(受精)
低温或秋水仙素处理
第二年
思考:
1.概括培育三倍体无子西瓜的关键步骤有哪些
2.分析三倍体西瓜没有种子的原因。
三倍体植株(3N)在减数分裂过程中,同源染色体联会发生紊乱,难以形成正常的生殖细胞(卵细胞),所以不会产生种子。
低温或秋水仙素处理萌发的种子或幼苗
具有偶数染色体组的多倍体植物，在减数分裂中，若染色体能够配对，一般是可育的。
具有奇数染色体组的多倍体植物，在减数分裂中染色体不能正常配对，是不可育的。
果实里几乎没有种子的原因：
香蕉是三倍体
三倍体无子西瓜
减数分裂中染色体在联会时会发生配对紊乱，产生不可育的配子。
一般情况下，动物多倍性变异是致死性的。
4
染色体组数与育性
在低温、电离辐射、化学药剂等的作用下，生物体的染色体数量可能发生改变，进而产生可遗传的变异。
植物中也有许多自然发生的单倍体，如番茄、棉花、咖啡、小麦中都有自发的单倍体。
外因：
内因：
染色体数量变异的原因
二、染色体数量会发生变异
多倍体育种 单倍体育种
原理 染色体变异(染色体数目以染色体组形式成倍增加） 染色体变异(染色体组成倍减少，再加倍后得到)
常用 方法 处理萌发的种子或幼苗 后，秋水仙素/低温处理人工诱导染色体加倍
优点 植株茎秆粗壮、叶片、果实、种子都比较大， 营养物质的含量都增加 明显缩短育种年限
缺点 适用于植物， 在动物中难以开展 技术复杂一些，
须与杂交育种配合
得分必备
花药离体培养
秋水仙素/低温
二、染色体结构变异
染色体的某一片段缺失
a
b
c
d
e
f
果蝇缺刻翅
1. 缺失
5号染色体部分缺失
染色体增加了某一片段
a
b
c
d
e
f
b
举例：果蝇棒状眼的形成
二、染色体结构变异
2. 重复
染色体的某一片段颠倒了180o
a
b
c
d
e
f
b
c
d
e
a
b
c
d
e
f
举例：果蝇卷翅的形成
二、染色体结构变异
3.倒位
染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上
举例：果蝇花斑眼的形成
a
b
c
d
e
f
g
h
i
j
k
二、染色体结构变异
4. 易位
1. 染色体结构变异的易位与交叉互换是一回事吗？
思 考
易位：
交叉互换：
非同源染色体之间
同源染色体的非姐妹染色体之间
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
(多数不利，甚至致死)
思 考
2. 染色体结构的变化导致生物性状改变的原因是什么？
说一说：染色体结构的变异的类型
缺失
重复
倒位
易位
a b c d e f
a b c f
a b c d e f
a b c b c d e f
a e d c b f
a b c d e f
g h i a b c d e f
g h i j
j
a b c d e f
5.低温诱导植物染色体数目的变化实验
1.实验原理
(1)正常进行有丝分裂的植物 细胞，在有丝分裂 着丝点分裂后，子染色体在 作用下分别移向两极，进而平均分配到两个子细胞中去。
(2)用低温处理植物 组织细胞，能够抑制细胞分裂时 的形成，使染色体不能移向两极，这样细胞不能分裂成两个子细胞，染色体的数目就发生变化。
2．实验步骤
洋葱根尖诱导培养：将洋葱放在清水中培养，待长出约1cm左右的不定根时，放入
冰箱 ℃)诱导培养36h
↓
固 定 ： 取诱导处理的根尖0.5~1cm，放入 中浸泡0.5-1h，以 细胞的
↓ 形态然后用 的酒精冲洗2次
制 作 装 片： 解离→ → →制片
观 察： 先用 观察，找到视野中既有 体细胞，也
有 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 观察
分生组织
后期
分生组织
纺锤体
4
卡诺氏液
固定
体积分数为95%
漂洗
染色
低倍镜
二倍
染色体数目
纺锤体
高倍镜
3．实验中几种溶液的作用
(1)卡诺氏液： 。
(2)改良苯酚品红染液：细胞核染色，便于观察 的形态。
除此之外， 溶液或 溶液都是 染料，
都可使 着色。
(3)质量分数为15%的盐酸溶液：与体积分数为95%的酒精1∶1混合， ，
使细胞分散开。
(4)体积分数为95%的酒精：可用于洗去附着在根尖表面的 ，
还可与 溶液混合，解离、分散细胞。
4．实验结论
能诱导植物染色体数目加倍。
固定细胞形态
染色体
龙胆紫
醋酸洋红
碱性
染色体
解离
卡诺氏液
质量分数为15%的盐酸
低温
缺失
重复
倒位
易位
染色体组
二倍体
多倍体
单倍体
染色体变异
染色体数量的变异
染色体结构的变异
染色体变异在育种上得到广泛应用
单倍体育种
多倍体育种
课堂小结
体细胞中的染色体数 配子中的染色体数 体细胞中的染色体组数 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
2.填表
=2:1
=2:1
体细胞中的染色体数 配子中的染色体数 体细胞中的染色体组数 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
比较项目
生物种类
14
1
二倍体
六倍体
21
56
8
4
6
2.填表
=2:1
=2:1
例1、下列关于单倍体、二倍体、多倍体的叙述不正确的是 [ ]
A.有受精卵发育成的生物体中有几个染色体组就叫几倍体
B.由配子发育成的生物体，细胞中无论有几个染色体组也只能叫单倍体
C.单倍体一般高度不育，多倍体一般茎秆粗壮，果实、种子较大
D.单倍体都是纯种，多倍体等位基因至少有3个
例题分析
课堂检测
D
1、如图为一对同源染色体在减数分裂时的配对行为，表明该细胞发生了（ ）
A. 基因突变
B. 染色体畸变
C. 基因重组
D. 碱基互补配对
B
课堂检测
2、
B
是正常的两条同源染色体，则图示是指染色体结构的 （ ）　
A.倒位
B.缺失
C.易位
D.重复
C
4、如图表示某生物细胞中两条染色体及其上面的部分基因，下列选项的结果中，不属于染色体畸变引起的是 （ ）
例3、秋水仙素诱导多倍体形成的原因是 [ ]
Ａ.诱导染色体多次复制；
Ｂ.抑制细胞有丝分裂时纺锤体的形成；
Ｃ.促使染色单体分开，形成染色体；
Ｄ.促进细胞融合。
例题分析
课堂检测
B
例4、下列变异中，属于染色体结构变异的是 [ ]
A．染色体中DNA的一个碱基对缺失
B．同源染色体的非姐妹染色单体之间的交叉互换
C．果蝇第Ⅱ号染色体上的片段与第Ⅲ号染色体上的片段发生交叉互换
D．将人类的胰岛素基因与大肠杆菌的DNA分子拼接，利用细菌发酵生产人类胰岛。
例题分析
课堂检测
C
谢谢观看！