5.2染色体变异第一课时课件2021-2022学年高一下学期生物人教版（2019）必修2(共42张PPT)

(共42张PPT)
基因突变 基因重组
发生时期
结果
产生原因
细胞分裂间期（有丝分裂前的间期和减数分裂前的间期）
①减数分裂I前期 ②减数分裂I后期
①外因：
物理、化学、生物因素
②内因
DNA复制偶尔发生错误
①自由组合型
非同源染色体上的非等位基因自由组合
②交叉互换型
同源染色体的非姐妹染色单体交叉互换
产生了新基因，出现了新性状
不产生新基因，而是产生新的基因型，使不同性状重新组合
1、生物变异的根本来源是_________
基因突变
2、除了基因突变会导致生物变异， _________也是生物变异来源之一。
基因重组
第 五 章 基因突变及其他变异
第 2 节 染 色 体 变 异
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
？
问题探讨：
马铃薯和香蕉的染色体数目表
12
24
11
香蕉体细胞中有33条染色体，减数分裂时，染色体联会紊乱，不能形成正常配子，因而无法形成受精卵，进而形成种子。
生物体的体细胞或生殖细胞内染色体数目或结构的变化。
1、概念：
一、 染色体变异的概念和类型
2、类型：
染色体结构的变异：
染色体数目的变异：
细胞内个别染色体的增加或减少
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的减少
光学显微镜下可见吗？
3.发生时期
4.适用范围
个体生长发育的任何时期，主要发生在细胞分裂时。
真核生物核基因的遗传
正常男性染色体组成
21三体综合征（先天愚型）
①个别染色体的减少---21三体综合症（先天性愚型）
鼻梁扁平且宽，眼小，口半张，舌有龟裂，发育迟缓，智力低下
21号染色体多了一条染色体
性腺发育不良（Turner综合征），女性患者少了一条X染色体，外观表现为女性，但性腺发育不良，没有生育能力。
②个别染色体的减少-----性腺发育不良
染色体数为：44+X
为什么少了一条X染色体？
通常在减Ⅰ后期或减Ⅱ后期出现异常
X
Y
Ⅱ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅳ
X
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Y
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
2.雄果蝇的精子中有哪几条染色体？
Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y
1.雄果蝇的体细胞中共有哪几对同源染色体？
Ⅱ和Ⅱ、Ⅲ和Ⅲ、Ⅳ和Ⅳ、X和Y
2.染色体组（1）概念:
细胞中的一组________染色体
非同源
一个染色体组：
（2）一个染色体组应具备的条件：
①___同源染色体；
②染色体的形态、大小、功能______相同；
③含有控制一种生物性状的________遗传信息；
④不同生物的染色体组中染色体的数目、形状不同。
无
各不
一整套
(3)染色体组的判断方法
①根据染色体形态判断：
2个染色体组
3个染色体组
②根据基因型判断：
Aa
AAabbb
AaaaBBbb
4个染色体组
3个染色体组
2个染色体组
形态相同的染色体有几条，就含有几个染色体组。
相同或等位的基因总共出现几次，则细胞中就有几个染色体组。
③根据染色体数目和染色体形态数确定染色体组的数目。
染色体组数=细胞内染色体数目/染色体形态数
如：果蝇的体细胞中含有8条染色体，4对同源染色体，即染色体形态数为4（X、Y视为同种形态染色体），染色体组数目为 。
人类体细胞中含有46条染色体，共23对同源染色体，即染色体形态数是23，细胞内含有 个染色体组
2
2
说出下列细胞内的染色体组：
3个
3个
2个
1个
4个
4个
1个
2个
指出下面细胞分别处于什么时期，此时细胞中各有几个染色体组？
减Ⅰ后期
有丝中期
有丝后期
减Ⅱ后期
4个
2个
2个
2个
快速阅读课本P87-88，回答：
1.什么是二倍体，包括哪些生物？
2.什么是三倍体、四倍体？什么是多倍体？包括哪些生物？多倍体植株的优点？
3.人工诱导多倍体的方法？原理？
4.什么是单倍体？单倍体蜘蛛的特点？
（由受精卵发育而成的）体细胞中有两个染色体组的个体。记作2N（N表示一个染色体组所包含的染色体数目）
例如：几乎全部的动物和过半数的高等植物都是二倍体。如：
人（ 2N=46 ）、果蝇（ 2N=8 ）、水稻（ 2N=24 ）等大多数生物。
3.二倍体:
2个染色体组
2个染色体组
（每组有4条染色体）
（每组有23条染色体）
优点-----茎秆粗壮、叶片、果实、种子大，糖类和蛋白质等营养物质含量高
缺点——生长发育延迟，结实率低
如：四倍体番茄的维生素C的含量比二倍体品种几乎增加了一倍
（2）多倍体的特征
二倍体草莓
四倍体草莓
（1）概念：（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）
4.多倍体：
（3）形成原因
二倍体
（2n）
有丝分裂过程
染色体加倍不分离
四倍体(4n)
二倍体(2n)
杂交
三倍体(3n)
思考：香蕉、无子西瓜等三倍体能形成可育的配子吗？
不能，三倍体生物减数分裂时联会紊乱，所以不能形成可育的配子。因此香蕉、无子西瓜等三倍体的果实中没有种子。
(4)多倍体育种(人工诱导多倍体)
低温诱导、秋水仙素（目前常用、最有效、剧毒）处理萌发的种子或幼苗。
①原理：
②方法：
染色体变异
抑制纺锤体的形成，导致着丝粒分裂后染色体不能移向细胞两极，从而引起细胞内染色体数目加倍。
③机理：
主要作用于有丝分裂的前期
④作用时期
着丝粒分裂
不分裂
染色体复制
无纺缍丝牵引
**秋水仙素只影响纺锤体的形成，不影响着丝粒的分裂；
5.单倍体
（1）概念：
（2）形成原因：
由配子（如卵细胞、花粉等）直接发育而成。如蜜蜂中的雄蜂
体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体
32
32
16
单倍体
二倍体
二倍体
精子
卵细胞
受精卵
蜂王
工蜂
雄蜂
单倍体
自然条件下产生的个体弱小，且高度不育（雄峰除外）
（3）单倍体植株特点：
1.对一个个体称单倍体还是几倍体，关键看什么？
2.单倍体一定只有一个染色体组吗？一定不育吗？
3.某生物体细胞中有32条染色体，这32条染色体有8种形态，则该生物体有 个染色体组，该个体是 倍体。
受精卵
发育
有几个染色体组，就是几倍体
配子
发育
都是单倍体，不论几个染色体组
不一定
4
四或单
过程：
优点：
方法：
花药离体培养 + 秋水仙素处理
2.单倍体育种
思考：现有纯合的高秆抗锈病的小麦（DDTT）和矮秆不抗锈病的小麦（ddtt）.你用什么方法能把两个品种的优良性状结合在一起，得到能够稳定遗传的矮秆抗病的优良品种（ddTT）？将你的设想用遗传图解表示出来。
花药离体培养
P
高杆抗病
DDTT
×
矮杆感病
ddtt
F1
高杆抗病
DdTt
配子
DT
Dt
dT
dt
DT
Dt
dT
dt
DDTT
高抗
DDtt
ddTT
矮抗
ddtt
矮感
↓
↓
↓
↓
↓
↓
↓
↓
↓
↓
纯合体
秋水仙素处理幼苗
↑
需要的矮抗品种
㈡单倍体育种
第1年
第2年
P：
高杆抗病
DDTT
×
矮杆感病
ddtt
F1：
高杆抗病
DdTt
↓
F2：
D_T_
D_tt
ddT_
ddtt
ddTT
矮抗
↓
第1年
第2年
第3~6年
×
×
↑
需要的矮抗品种
矮抗
明显缩短育种年限
连续自交，直至不发生性状分离
杂交育种：
单倍体育种
Dt
Dt
DDtt
高感
单倍体植株
优点：集合双亲优良性状
缺点：育种时间太长
杂交
自交
选优
连续自交
选优
杂交
花药离体培养
秋水仙素处理
筛选
子代花药
单倍体
植株
正常植株
秋水仙素处理
花药离体培养
过程：
优点：
遗传学原理：
方法：
杂交
筛选
花药离体培养 + 秋水仙素处理
明显缩短育种年限
2.单倍体育种
染色体数目变异
Q1:用秋水仙素处理单倍体一定能够获得纯合体吗？
不一定，若亲本为二倍体，则它的配子形成的单倍体为一个染色体组（如AB→AABB），则获得的品种一定为纯合子；
若亲本为多倍体，则它的配子形成的单倍体为n个染色体组（Aa→AAaa），则获得的品种不一定为纯合子
讨论：
Q2:用秋水仙素处理后，所得生物所有细胞染色体数目都加倍吗？
不一定，单倍体育种中，用秋水仙素处理的是单倍体幼苗，所以一般都是地上部分细胞内染色体数目加倍，地下部分细胞染色体数目不变。
分别说出①-⑥对应的处理方法：
①_____________
②_____________
③_____________
④_____ __
⑤_____________
⑥_____________
杂交
自交
花药离体培养
秋水仙素处理
物理或化学因素诱变处理
秋水仙素处理
染色体的某一片段缺失引起变异
a
b
c
d
e
f
a
c
d
e
f
b
c
d
e
f
猫叫综合征
三、染色体结构的变异
1、缺失
人的5号染色体部分缺失引起的遗传病。患儿生长发育迟缓，并存在严重的智力障碍，其最明显的特征是哭声轻，音调高，似猫叫。
正常翅
缺刻翅
实例：
果蝇缺刻翅的形成
染色体中增加某一片段引起的变异
a
b
c
d
e
f
b
a
c
d
e
f
b
**增加的片段来自同源染色体，增加的一般是相同基因或等位基因，因此又叫做重复；
实例：
果蝇棒状眼的形成
2、重复
正常眼
棒状眼
染色体某一片段移接到另一条非同源染色体上引起的；
a
b
c
d
e
f
h
i
j
k
a
b
c
d
e
f
g
h
i
j
k
g
*关键：移接的片段来自非同源染色体。
实例：
果蝇花斑眼的形成
3、易位
正常眼
花斑眼
染色体的某一片段颠倒了180o
a
c
d
e
f
b
a
f
c
d
e
b
c
d
e
b
*该过程一般不会改变基因的种类，只改变基因的顺序。
实例：
果蝇卷翅的形成
4、倒位
正常翅
卷翅
比较染色体易位与交叉互换
染色体易位 交叉互换
图解
区别 位置
原理
观察
发生于非同源染色体之间
发生于同源染色体的非姐妹染色单体之间
染色体结构变异
基因重组
可在显微镜下观察到
在显微镜下观察不到
缺失
重复
倒位
基因突变
1.下列选项发生了何种变异？
巩固习题
2.下图为显微镜观察的变异杂合子染色体联会异常现象，通过图示辨析染色体结构变异的类型。
C
倒位
缺失
重复
易位
3.下图①②③④分别表示不同的变异类型，其中图③中的基因2由基因1变异而来。相关说法正确的是 (　　)
A.图①②都表示易位，发生在减数分裂的四分体时期
B.图③中的变异属于染色体结构变异中的缺失
C.图④中的变异属于染色体结构变异中的缺失或重复
D.图中4种变异能够遗传的是①③
C
C
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
导致
染色体上基因数量、排列顺序的改变
导致
生物性状的改变（变异）
大多数染色体结构变异对生物有害，有的甚至导致生物体死亡。
染色体结构变异与基因突变、基因重组的辨析
1.DNA分子上
若干基因的缺失
若干碱基对的缺失
染色体变异
基因突变
基因突变引起基因结构的改变，基因数目未变，生物的性状不一定改变
染色体结构变异引起基因的数目和排列顺序发生改变，生物的性状发生改变。
2.变异范围
3.变异的类型
4.变异的结果
基因突变包括基因中碱基的增添、缺失和替换。
染色体结构变异包括染色体片段的缺失、重复、倒位和易位
基因突变只涉及基因中一个或几个碱基的改变。光学显微镜下观察不到
染色体结构的变异涉及染色体的某一片段的改变，这一片段可能含有若干个基因。可在光学显微镜下观察到。
3、关于“变异的水平”问题
变异的水平
分子水平
光学显微镜下观察不到
细胞水平
光学显微镜下可观察到
病毒
原核生物
真核生物
4、关于“不同生物发生的可遗传变异”的类型问题
基因突变、基因重组
染色体变异
基因突变
基因突变，自然状态不存在基因重组
基因突变，基因重组，染色体变异
1、三倍体西瓜为什么没有种子？
4、每年都要制种，很麻烦，有没有替代方法？
三倍体植株进行减数分裂时，同源染色体联会紊乱，不能产生正常配子。
无性繁殖，如植物组织培养技术。
3、两次传粉目的是否相同？
第一次：为了杂交获得三倍体种子;
第二次：通过授粉刺激子房产生生长素发育为无子果实.
2、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？
因为芽尖生长点细胞正在进行有丝分裂，秋水仙素作用于分裂细胞导致染色体加倍，变成四倍体。
AA
aa
AA
AA
AAa
Aa
(1)果皮(包括豆荚)、种皮分别由子房壁、珠被(母本体细胞)发育而来，基因型都与母本相同。
(2)胚(由胚轴、胚根、胚芽、子叶组成)由受精卵发育而来，基因型与子代相同。
(3)胚乳由受精极核发育而来，基因组成为两倍的雌配子基因加上雄配子的基因。
普通小麦的形成过程
14
14
一粒小麦
山羊草
14
另一种山羊草
7
7
7
7
杂交种不育
配子
配子
14
7
14
7
配子
配子
杂交种不育
28
14
42
加倍
异源
多倍体
二粒小麦
14
14
28
加倍
异源
多倍体
普通小麦
注：这也是物种形成的一种方式。
异源多倍体：指不同物种杂交产生的杂种后代经过染色体加倍形成的多倍体。
同源多倍体：同一物种经过染色体加倍形成的多倍体，称为同源多倍体。最常见的是同源四倍体和同源三倍体。
类别 基因突变 基因重组 染色体变异
适用范围
类型
发生时期
结果
光学显微镜观察
意义
育种应用
所有生物（包括病毒）
自然状态下，发生在真核生物的有性生殖过程
真核生物
诱发突变、自发突变或（显性突变、隐性突变）
交叉互换型、自由组合型（基因工程、转化实验）
染色体结构变异、染色体数目变异
任何时期，主要发生在有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期
减数第一次分裂前期、减数第一次分裂后期
任何时期，主要发生在细胞分裂时
引起基因碱基序列的改变（产生了新基因，但不改变基因的数量和位置）
产生了新基因型和性状组成、不能产生新的基因和性状
使排列在染色体上基因的数目或排列顺序发生改变，不产生新的基因，
不能观察到，属于分子水平
不能观察到，属于分子水平
能观察到，
属于细胞水平
新基因产生的途径；
生物变异的根本来源；
为生物的进化提供了丰富的原材料；
生物变异的来源之一，对生物进化具有重要的意义
诱变育种
杂交育种
单倍体育种、多倍体育种
生物变异的来源之一，对生物进化具有重要的意义
基因突变、基因重组和染色体变异的比较
三体(2n+1)
三倍体(3n)
单体（2n-1)
三体计算
1、常染色体三体产生配子种类及比例
①若为纯合子AAA或aaa，产生的配子比例为 。
②若为杂合子AAa则产生四种配子及比例为 。
2、性染色体三体产生配子的类型及比例:
①若三条性染色体任意两条联合概率相等，则XYY个体产生的配子及比例为 。
②若三体男性XYY与正常女性结婚，生出正常后代的概率是 , 生出正常男孩和女孩的概率分别是 。
1：1
A:Aa:AA:a=2:2:1:1
XY:Y:X:YY=2:2:1:1
1/2
1/3、1/6
染色体变异
个别增减
染色体组
二倍体
概念
特点
概念
特征
多倍体
单倍体
分类
数目
变异
成倍
增减
缺失、 重复、倒位、 易位
结构变异 ：
单体（2n-1)：性腺发育不良
三体(2n+1)：21三体综合症
（猫叫综合症）
（果蝇棒状眼）
（慢性粒细胞白血病）
小 结
【课后作业】
1、整理本节课内容到课本或笔记上。
2、完成丛书80-85页剩余内容。
3、预习染色体变异第二课时。