高中生物人教版(2019)必修2 5.2染色体变异 （共43张ppt）

(共43张PPT)
1.根据前面所学减数分裂的知识，试着完成上表。
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
问题探讨：
2.为什么我们平时吃的香蕉没有种子？
染色体变异
1.知晓染色体的变异包括染色体数目的变异和染色体结构的变异。
2.阐明二倍体、多倍体和单倍体的概念。
3.阐明染色体组的概念，能够根据染色体的形态和基因型判断染色体组数量。
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
【染色体变异】
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。
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
正常果蝇
（2n=8）
个别异常
增加一条
减少一条
①21三体综合征
唐氏综合征 (21三体综合征)，又称先天愚型。存活者有明显的智能落后、特殊面容、生长发育障碍和多发畸形。
1.非整倍变异
（2）举例：
一.染色体数目的变异
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）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的增加或成套的减少。
正常果蝇
（2n=8）
个别异常
成套异常
增加一条
减少一条
增加一套
减少一套
一.染色体数目的变异
Q1：Ⅱ和Ⅱ染色体是什么关系？ Ⅲ和Ⅵ呢？
同源染色体
非同源染色体
Q2：雄果蝇的体细胞中共有哪几对同源染色体？
Ⅱ和Ⅱ、Ⅲ和Ⅲ 、Ⅵ和Ⅵ、X和Y
一.染色体数目的变异
Q3：雄果蝇产生的精子有哪几条染色体？这些染色体在形态、结构和功能上相同吗？它们是否携带者控制生物生长发育的全部遗传信息呢？
减数分裂
染色体组：细胞中的一组完整的非同源染色体，在形态和功能上各不相同。
特点：
1.一个染色体组中不含同源染色体和等位基因。
2.一个染色体组中所含的染色体形态、大小和功能都不相同。
一.染色体数目的变异
减数分裂
①据染色体形态判断：细胞内形态相同的染色体有几条，则含有几个染色体组。
【方法点拨】染色体组数量的判断方法
②据基因型判断：控制同一性状的基因(包括同一字母的大、小写)出现几次，就含几个染色体组。
野生马铃薯的染色体组成
人体内染色体组成
一.染色体数目的变异
二倍体
二倍体：由受精卵发育而成的，体细胞中含有两个染色体组的个体叫作二倍体。
例子：几乎全部动物和过半数的高等植物
多倍体
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，统称为多倍体。
多倍体：
多倍体
一.染色体数目的变异
三倍体
四倍体
五倍体
三倍体是如何形成的？
四倍体又是如何形成的？
一.染色体数目的变异
减数分裂时姐妹染色单体未分离
减数分裂时姐妹染色单体正常分离
三倍体
三倍体
含两个染色体组的异常配子与含有一个染色体组的正常配子结合发育成的个体。
（1）概念：
三倍体香蕉、无子西瓜
由受精卵发育而成的，体细胞中含有三个染色体组的个体叫作三倍体。
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。
（2）形成原因：
（1）概念：
（3）例子：
三倍体
由于原始生殖细胞中有3套非同源染色体，减数分裂时会出现联会紊乱，不能形成可育的配子。所以三倍体的生物一般不可育。
一.染色体数目的变异
例子：土豆、番茄
受精卵发育而来，体细胞中含有4个染色体组的个体。
①减数分裂异常：
有2个含有两个染色体组的配子结合发育而来的个体；
四倍体形成的原因
（1）四倍体：
四倍体
四倍体
②有丝分裂异常：
二倍体在胚或幼苗时期受某种因素影响，体细胞在进行有丝分裂时，染色体只复制未分离，形成四倍体。
四倍体
小麦 （六倍体）
菊花 （六倍体）
葡萄 （三/四倍体）
多倍体植物中很常见，动物中极少见。
几乎全部的动物和过半数以上的高等植物，都是二倍体。
一.染色体数目的变异
多倍体：
技术方法：人工诱导多倍体
原理
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。
方法
低温或秋水仙素处理二倍体植物的萌发种子或幼苗（最常用）
为什么要处理萌发的种子或幼苗，处理成熟的植株可以吗？
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。
一.染色体数目的变异
（1）原理
____处理植物的________ 细胞，能够抑制______________，以致影响细胞 ________中染色体__________ ，导致 ________________________，于是植物细胞中的染色体数目发生变化（加倍）。
低温
分生组织
纺锤体的形成
有丝分裂
被拉向两极
细胞不能分裂成两个子细胞
试剂 作用
卡诺氏液
95%酒精
解离液
0.01g/mL的甲紫溶液
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：
低温诱导植物细胞染色体数目的变化
实验结果：
（1）原理
____处理植物的________ 细胞，能够 ________________，以致影响细胞 ________中染色体__________ ，导致 ________________________，于是植物细胞中的染色体数目发生变化（加倍）。
低温
分生组织
抑制纺锤体的形成
有丝分裂
被拉向两极
细胞不能分裂成两个子细胞
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：
低温诱导植物细胞染色体数目的变化
方法步骤：
洋葱根尖培养
低温诱导
固定
洗去卡诺氏液
解离
漂洗
染色
制片
观察
卡诺氏液
甲紫溶液
3.实验结果：
秋水仙素与低温都能诱导染色体数目加倍，都与抑制纺锤体的形成有关。
着丝粒分裂后，没有纺锤体的牵引作用，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。
讨论：
秋水仙素与低温都能诱导染色体数目加倍，这两种方法在原理上有什么相似之处？
AA
AAAA
三倍体西瓜种子
秋水仙素处理
AA
AA
♀
♂
AAA
AA
第一年
第二年
种植
种植
传粉
传粉刺激
果实发育
AAA
果皮、种皮AAAA
染色体联会紊乱
无生殖细胞形成
三倍体无子西瓜的培育
自然长成
培育过程中两次传粉的目的分别是什么？
第一次：让二倍体植株的花粉和四倍体植株的卵细胞受精形成形成三倍体种子
第一次：利用二倍体植株的花粉刺激三倍体植株的子房产生生长素，使子房发育成果实。（无籽西瓜)
为什么用一定浓度的秋水仙素溶液滴在二倍体西瓜幼苗的芽尖
西瓜幼苗的芽尖是有丝分裂旺盛的地方，用秋水仙素处理可以抑制细胞有丝分裂时形成纺锤体，导致细胞内染色体数目加倍，从而得到四倍体植株。
(2)获得的四倍体西瓜为何要与二倍体杂交 联系第1问，你能说出产生多倍体的基本途径吗
杂交可以获得三倍体植株。多倍体产生的途径为：用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。
(3)有时可以看到三倍体西瓜中有少量发育并成熟的种子，请推测产生这些种子的原因。
三倍体植株一般不能进行正常的减数分裂形成配子，因此，不能形成种子。但是，也有可能在减数分裂时形成正常的卵细胞，从而形成正常的种子，但这种概率特别小。
(4)无子西瓜每年都要制种，很麻烦，有没有别的替代方法
有其他方法可以替代。
方法一：进行无性生殖，将三倍体植株进行组织培养获取大量培苗，再进行移栽；
方法二：利用生长素或生长素类似物处理二倍体植株未受粉的雌蕊，以促进子房发育成无种子的果实，同时，在花期全时段要进行套袋处理，以避免受粉。
受精卵
受精卵
未受精的卵
2n=32
2n=32
n=16
2n=32
蜂王
工蜂
雄蜂
蜂王
卵
n=16
减数分裂
单倍体
(1)概念：
由配子发育而来，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。
二倍体
单倍体
（3）特点
植株长得弱小
一般高度不育
单倍体
单倍体育种：
花药离体培养 + 秋水仙素处理加倍
育种工作者常采用花药（或花粉）离体培养的方法来获得单倍体植株，然后人工诱导使这些植株的染色体数目加倍，恢复到正常植株染色体数目。
花药
离体培养
单倍
体幼苗
秋水仙素处理
纯合体
优良性
状纯合体
筛选
减数
分裂
AB
Ab
aB
ab
AB
AABB
Ab
aB
ab
AAbb
aaBB
aabb
花药离
体培养
获得
单倍体
秋水仙素处
理单倍体幼苗
F1
AaBb
单倍体育种有什么优点 ？
①获得的都是纯合子，自交后代不会发生性状分离；
②明显缩短育种年限。
二倍体、多倍体和单倍体
二倍体 多倍体 单倍体
概念 体细胞中含有两个_________的个体 体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体 体细胞中含有本物种_____染色体数目的个体　
染色 体组 两个 ______________ 一至多个
发育 起点 _______ 受精卵 _____
染色体组
配子
三个或三个以上
受精卵
配子
①由配子发育而来的个体，不论含有几个染色体组，都称为单倍体。
②由受精卵发育而来的个体，含有几个染色体组，就叫做几倍体。
一、 染色体数目的变异
“两看法”判断单倍体、二倍体和多倍体
一看发育来源
二看体细胞染色体组数
二倍体
多倍体
配子
受精卵
二个
三个或以上
单倍体
在自然条件或人为因素的影响下，染色体发生的结构变异主要有以下4种类型。
染色体结构变异
缺失
重复
易位
倒位
二.染色体结构的变异
例：人的5号染色体片段缺失
猫叫综合征：患儿哭声轻，音调高，很像猫叫而得名。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。
二.染色体结构的变异
1.缺失：
染色体的某一片段缺失引起变异。
染色体中增加某一片段引起变异。
二.染色体结构的变异
2.重复：
正常眼
棒状眼
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。
花斑眼
正常眼
二.染色体结构的变异
4.易位：
项目 染色体易位 交叉互换
图解
区别 位置 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
二.染色体结构的变异
染色体的某一片段位置颠倒引起变异。
二.染色体结构的变异
3.倒位：
正常翅
卷翅
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。
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
育种中的应用
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中
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）
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
三种可遗传变异的比较
生物变异的来源之一，对生物进化具有重要的意义
一.概念检测
1.染色体变异包括染色体数目的变异和结构的变异。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)体细胞中含有两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定是二倍体。（ ）
×
×
×
练习与应用（P91）
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
一.概念检测
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
练习与应用（P91）
一.概念检测
4.填表比较豌豆、普通小麦、小黑麦的体细胞和配子中的染色体数目、染色体组数目，并且注明它们分别属于几倍体生物。
生物种类 豌豆 普通小麦 小黑麦
体细胞中的染色体数/条
配子中的染色体数/条 7 28
体细胞中的染色体组数 2
配子中的染色体组数 3
属于几倍体生物 八倍体
21
14
1
二倍体
六倍体
42
6
56
8
4
练习与应用（P91）