2022-2023学年高一生物 人教版2019必修2 同步优质课件 5-2 染色体变异(共42张PPT)

(共42张PPT)
第五章 第二节
染色体变异
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。
包括染色体数目变异和染色体结构变异
野生种
栽培品种
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
一、染色体数目变异
如果把配子中的染色体看作一组，
上述野生种的体细胞中有几组染色体？
染色体组：形态和功能不同的一套非同源染色体
染色体数目变异：
个别染色体的增加或减少
以染色体组形式成倍增减
一、染色体数目变异
一、染色体数目变异
栽培马铃薯有几个染色体组？
4个
染色体组数
判断
一、染色体数目变异
AAaaBbbb
YyRr
AAbb
AaaBBb
ABCD
n=3
3n=15
4n=8
4n=12
2n=4
2n=4
3n=6
n=4
4n=8
2n=4
2n=4
2n=4
4n=8
2n=10
二倍体：体细胞中含有两个染色体组的个体
一、染色体数目变异
几乎全部动物、
过半数的高等植物都是二倍体。
多倍体：体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体
一、染色体数目变异
四倍体
三倍体
香蕉（3N）
普通小麦（6N）
无子西瓜（3N）
一、染色体数目变异
多倍体的成因
染色体不能移向细胞两极
一、染色体数目变异
多倍体的成因
与异常配子结合
一、染色体数目变异
多倍体的成因
有丝分裂
减数分裂
二倍体的胚或幼苗有丝分裂异常
一、染色体数目变异
三倍体减数分裂时同源染色体联会紊乱，不能形成可育配子，因此无法形成受精卵，进而形成种子
香蕉（3N） 无子西瓜（3N）
无籽！
一、染色体数目变异
多倍体特点：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的含量都有所增加，但结实率低，生长迟缓。
海拔/m 2100-3000 3000-4000 4000-5200
草本植物多倍体频率 29.4-47.1% 33.3-53.3-% 55.6-70.4%
青藏高原东北部多年生草本植物多倍体频率
青藏高原草本植物多倍体频率随海拔高度上升而增加
一、染色体数目变异
如何诱导多倍体
低温能诱导植物染色体数目的变化
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%
根尖分生区
甲紫
甲紫、卡诺氏液、15%盐酸、95%酒精
低温处理分生组织细胞，抑制纺锤体形成，导致染色体不能移向细胞两极，细胞不能分裂成两个子细胞，使细胞内染色体数加倍。
诱导培养→固定→制片→观察
一、染色体数目变异
如何诱导多倍体
选材：
染色剂：
试剂：
原理：
步骤：
低温能诱导植物染色体数目的变化
一、染色体数目变异
如何诱导多倍体
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
一、染色体数目变异
如何诱导多倍体
秋水仙素处理萌发的种子或幼苗
花粉刺激
四倍体
母本
父本
二倍体
三倍体植株
有子西瓜
无子西瓜
第一年
第二年
秋水仙素处理
杂交
无子西瓜的培育
一、染色体数目变异
多倍体育种
二倍体
①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？
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获得的四倍体为什么与二倍体杂交？联系第1问，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。
途径：用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。
无子西瓜的培育
一、染色体数目变异
多倍体育种
③有时可以看到三倍体西瓜有少量发育不成熟的种子，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。
无子西瓜的培育
一、染色体数目变异
多倍体育种
④无籽西瓜每年都要制种，很麻烦，有没有别的替代方法？
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组培苗，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子果实，同时，在花期全时段要进行套袋处理，以避免受粉。
无子西瓜的培育
一、染色体数目变异
多倍体育种
一、染色体数目变异
多倍体育种
异源多倍体
①原理：染色体数目变异。
②多倍体育种的过程
一、染色体数目变异
多倍体育种
萌发的种子或幼苗
秋水仙素处理
抑制纺锤体形成
染色体不能移向细胞两极
细胞中染色体数目加倍
正常分裂分化
多倍体植株
优点：
与二倍体相比，多倍体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的含量都有所增加。
缺点：
多倍体育种适用于植物，在动物方面难以开展，且多倍体植物往往发育迟缓，结实率低。
一、染色体数目变异
多倍体育种
2n=32
n=16
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
雄蜂
蜂王
工蜂
一、染色体数目变异
单倍体
普通小麦是六倍体，其配子发育的单倍体有几个染色体组？
三个染色体组
生物 染色体组数 单倍体染色体组数
二倍体 2
四倍体 4
六倍体 6
1
2
3
一、染色体数目变异
单倍体
单倍体植株的特点：
植株弱小，
高度不育。
一、染色体数目变异
单倍体
若从播种到收获种子需要一年,则培育出能稳定遗传的抗倒伏抗病（DDtt）的品种至少需要几年
一、染色体数目变异
单倍体育种
杂交育种
第一年
第二年
第三年
第四年
P 抗倒伏易染病 × 易倒伏抗病
DDTT ddtt
↓
F1 抗倒伏易病
DdTt
↓
配子 DT Dt dT dt
↓
单倍体 DT Dt dT dt
↓
DDTT DDtt ddTT ddtt
抗倒伏 抗倒伏 易倒伏 易倒伏
易病 抗病 易病 抗病
花药（或花粉）离体培养
杂交，集中亲本优良性状
秋水仙素处理幼苗
选择，留种
一、染色体数目变异
单倍体育种
单倍体育种
第一年
第二年
一、染色体数目变异
单倍体育种
原理：
优点：
核心步骤：
染色体数目变异
明显缩短育种年限，加速育种进程，
自交后代不发生性状分离
花药（或花粉）离体培养，
秋水仙素处理幼苗
21三体综合征
（唐氏综合征）
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
一、染色体数目变异
个别染色体的增减
原因：
13三体综合征
一、染色体数目变异
个别染色体的增减
特纳(Turner)综合征（XO）
性腺发育障碍综合征
表现为女性，性腺发育不良
XYY病因：
X＋YY(母亲正常，父亲减II异常)
XXY病因：
①：X＋XY(母亲正常，父亲减I异常)
②：XX＋Y(父亲正常，母亲减I或减II异常)
一、染色体数目变异
个别染色体的增减
猫叫综合征
原因：5号染色体短臂缺失
果蝇正常翅
果蝇缺刻翅
二、染色体结构变异
缺失
染色体片段缺失
（>1个基因）
染色体上增加某一片段
（>1个基因）
棒状眼
正常眼
二、染色体结构变异
重复
染色体的某一片段位置颠倒引起变异
正常翅
卷翅
二、染色体结构变异
倒位
染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体
正常眼
花斑眼
二、染色体结构变异
易位
基因数目或排列顺序发生改变，导致性状的变异。
大多数染色体结构变异对生物体是不利的，有的甚至会导致生物体死亡。
二、染色体结构变异
结果
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。
倒位
缺失
重复
易位
二、染色体结构变异
比较
染色体结构变异
易位
基因重组（交叉互换）
发生位置：
光镜下：
发生时间：
非同源染色体之间
同源染色体
非姐妹染色单体
可见
不可见
任何时间
四分体时期
A
a
染色体结构变异（缺失）
染色体结构变异（重复）
基因突变
染色体片段（>1个基因）
基因内部，碱基对的替换、增添、缺失
基因突变
基因重组
染色体变异
可遗传的变异
染色体数目变异
染色体结构变异
光镜下可见