5.2.1染色体变异课件(共26张PPT有视频) 高一下学期生物人教版必修2

(共26张PPT)
第2节 染色体变异（第一课时）
第5章 基因突变及其他变异
目
录
CONTENTS
什么是单倍体、二倍体和多倍体？
一
二
染色体结构的变异有哪些类型
三
染色体数目的变异有哪些类型？
问题探讨
作为野生植物的后代，许多栽培植物的染色体数目却与他们的祖先大不相同，如马铃薯和香蕉
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
讨论：
1. 根据前面所学减数分裂的知识试着完成表格
2. 为什么平时吃的香蕉是没有种子的？
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
12
24
11
异常
3、减数分裂和受精作用，能够使生物体亲子代间的染色体数目保持稳定。然而，马铃薯和香蕉的染色体数目为什么与它们的野生袓先有很大差别？
1.概念：体细胞或生殖细胞内染色体数目或结构的变化。
2.分类：
3.区别
染色体结构变异
染色体数目变异
基因突变
分子水平的变异，光镜下不可见。
染色体变异：
细胞水平的变异，光镜下可见。
基因重组
染色体变异
个别染色体的增加或减少
以以一套完整的非同源染色体为基数成倍地增加或减少
一、 染色体数目变异
1.细胞内个别染色体的增加或减少
响誉世界的音乐指挥家舟舟
先天性愚型（21三体综合征）：45条＋XY（47）
实例：
21三体综合征
21三体综合征（先天性愚型）产生的原因
减数分裂Ⅰ后期
同源染色体未分离
减数分裂Ⅱ后期
姐妹染色单体分离后移向细胞的同一极
问题1：野生马铃薯体细胞中有几条染色体？
几对同源染色体？
问题2：标记为3号的两条染色体是什么关系？
3号与4号染色体又是什么关系？
问题3：野生马铃薯配子中有几条染色体？
3号的两条染色体是同源染色体；
3号与4号染色体是非同源染色体
24条；
12对
问题4：配子中染色体在形态和功能上有什么特点？这些染色体之间是什么关系？
形态和功能各不相同的非同源染色体
细胞中的一组非同源染色体，在形态和功能上各不相同，但又相互协调，共同控制生物的生长、发育、遗传和变异的一组染色体，每套非同源染色体称为一个染色体组（共12条）。
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地增加或成套的减少
问题5：栽培马铃薯有几个染色体组？
（一）细胞内染色体数目以一套完整的非同源染色体（染色体组）为基数成倍地增加或成套地减少。
4个
一组非同源染色体
染色体的形态、大小和功能各不相同
含有该物种的全套遗传信息
不含等位基因
染色体组的特点：
2N=24：2表示： N表示：
有两个染色体组
每组有n条非同源染色体
3、染色体组的判断方法
方法一：根据染色体形态判断
细胞中同一形态的染色体有几条，则含有几个染色体组；
细胞中有几种形态的染色体，一个染色体组中就有几条染色体。
1个染色体组
1组3条染色体
3个染色体组
1组5条染色体
4个染色体组
1组2条染色体
4个染色体组
1组4条染色体
方法二：根据基因型判断
同一英文字母（无论大小写）出现几次，就含有几个染色体组。有几种字母出现，一个染色体组中就有几条染色体。
AAaaBbbb→同一字母出现4次→4个染色体组
YyRr
AABBDD
Aaa
ABCD
2个染色体组
1组2条染色体
2个染色体组
1组3条染色体
3个染色体组
1组1条染色体
1个染色体组
1组4条染色体
提醒：以上各图不能判定为几倍体，还需要根据来源于
配子或者是受精卵再判定。
3、染色体组的判断方法
有 个染色体组、每组有 条染色体
现学现用：
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？
减数分裂Ⅰ后期
有丝中期
有丝后期
减数分裂Ⅱ后期
4个
2个
2个
2个
【 练 一 练 】
二倍体：由受精卵发育而成的个体，体细胞中含有两个染色体组的个体
四倍体
三倍体
多倍体：由受精卵发育而成的个体，体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体
二倍体
二、 单倍体、二倍体、多倍体
1.二倍体、多倍体概念
在自然界，几乎全部动物和过半数的高等植物都是二倍体
2.多倍体的特点
多倍体在植物中很常见，在动物中极少见。
四倍体番茄的维生素C含量比二倍体几乎增加了一倍。
四倍体葡萄的果实比二倍体的大得多。
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，但发育迟缓，结实率低。
（1）方法：
Ⅰ低温处理。
染色体数加倍
染色体复制
着丝点分裂
细胞无法正常分裂
无纺缍丝牵引
Ⅱ秋水仙素诱发。
处理萌发的种子或幼苗。
抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞的两极，从而引起细胞内染色体数目加倍
（2）原理：
作用时期：
有丝分裂的前期
目前常用、最有效
3.多倍体育种（人工诱导多倍体）
无子西瓜的形成
二倍体
授粉
二倍体
（父本）
四倍体
（母本）
三倍体
联会紊乱
无子西瓜
秋水仙素
授粉
第一年
第二年
（以三倍体无子西瓜为例）
2、为什么要进行两次传粉？
第一次：
杂交获得三倍体植株的种子
第二次：
刺激子房发育成果实
1、为什么用四倍体作母本？
阅读P91，请尝试说出三倍体西瓜培育的过程
3、有时可以看到三倍体西瓜中有少量发育并不成熟的种子，请推测产生这些种子的原因？
4、无子西瓜每年都要制种，很麻烦，有没有别的替代方法？
三倍体在进行减数分裂时有可能形成了正常的卵细胞，从而形成正常的种子，但这种概率特别小。
三倍体在进行减数分裂时有可能形成了正常的卵细胞，从而形成正常的种子，但这种概率特别小。
1) 为什么处理的是萌发的种子或幼苗？
萌发的种子或幼苗具有分生能力，细胞进行有丝分裂。
2) 秋水仙素抑制纺锤体的形成，会不会影响着丝粒的分裂？
着丝粒的分裂不是由纺锤丝的牵拉引起的。
3) 多倍体育种的不足？
4) 多倍体育种的实例：三倍体无子香蕉
适用于植物，动物方面难以开展，且多倍体植株多发育延迟，结实率低。
思考与讨论：
单倍体
由配子直接发育而来，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。
（1）成因：由配子（如卵细胞、花粉等）直接发育而来的个体。
蜜蜂
蜂王
工蜂
雄峰
由受精卵发育而来
二倍体
由卵细胞发育而来单倍体
（2）代表生物：蜜蜂中的雄蜂
蜂王 雄蜂 工蜂
32条 16条 32条
4.单倍体
单倍体生物的体细胞中一定只含有一个染色体组吗？
植株长得弱小
一般高度不育
含偶数个染色体组：可育
含奇数个染色体组：高度不育
单倍体：由配子直接发育而来，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。
特点：单倍体在动物中比较少见，植物种较多，单倍体植株长势弱小、
一般高度不育
花药(或花粉）离体培养、人工诱导加倍
二倍体植株
花药离体培养
单倍体幼苗
人工诱导 秋水仙素处理
恢复二倍体植株
（3）优点：
（1）原理：
染色体数目变异
（2）方法：
明显缩短育种年限，所得个体均为纯合子
单倍体植株高度不育
两年
一般应用于二倍体植物
5.单倍体育种
花药离体培养
P
F1
配子
DDTT
DDtt
ddTT
ddtt
正常植株（纯合）
秋水仙素
单倍体育种
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
杂交育种
矮抗

需要的纯合矮抗品种
连续
第1年
第2年
第3-6年
高杆抗病
DDTT
×
矮杆感病
ddtt
高杆抗病
DdTt
DT
Dt
dT
dt
单倍体植株
第1年
第2年
DT
Dt
dT
dt
需要的纯合矮抗品种
优点：单倍体育种能明显缩短育种年限，子代均为纯合子。
(1)花药离体培养≠单倍体育种：
单倍体育种一般包括：杂交、花药离体培养、秋水仙素处理和筛选4个过程 。
(2)单倍体育种的选择时机：
不能选择特定基因型的花粉，因为花粉不能表现出相关性状，
应在秋水仙素处理后获得的纯合子中选择具有所需性状的个体。
(3)单倍体育种与多倍体育种的操作对象不同：
①由于单倍体往往高度不育，育种操作的对象一般是单倍体幼苗，
通过组织培养得到纯合子植株。
②多倍体育种操作的对象是正常萌发的种子或幼苗。
染色体变异在育种上的应用
单倍体、二倍体、多倍体的比较
项目 单倍体 二倍体 多倍体
概念
发育起点
染色体组的数目
性状表现
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
由受精卵发育而来，体细胞中含有2个染色体组的个体
由受精卵发育而来，体细胞中含有3个或3个以上染色体组的个体
未受精的配子
受精卵
受精卵
不确定（是正常体细胞染色体组数目的一半）
2个
3个或3个以上
植株矮小，且高度不育（除雄蜂外）
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
正常（作为单倍体、多倍体的参照物）
染色体数目变异
个别增减 （例：21三体综合征）
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，含三个以上染色体组
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
课堂小结