人教版生物必修2课件第5章第2节染色体变异(共36张PPT)

(共36张PPT)
第5章　基因突变及其他变异
第2节　染色体变异
教学目标
举例说明染色体结构和数目的变异都可能导致生物性状的改变，甚至死亡。 1．结合染色体结构变异的示意图，了解染色体结构变异的常见类型。(科学思维)
2．通过分析染色体组的概念，理解二倍体、多倍体和单倍体的特点和生产中的应用。(社会责任)
3．通过低温诱导染色体数目变化的实验，理解染色体数目变化的机制。(科学探究)
一、染色体数目的变异
1．类型：一类是细胞内______________的增加或减少，如21三体综合征；一类是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地减少，例如雄蜂。
个别染色体
2．染色体组的概念：在大多数生物的体细胞中染色体都是两两成对的，也就是说含两套非同源染色体，其中每套非同源染色体称为一个染色体组。
如图中的雄果蝇体细胞染色体中________________________________就代表一个染色体组，与其________中的染色体相同。
X、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ或Y、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ
精子
3．二倍体、多倍体
(1)二倍体：由_________发育而成，体细胞中含有_______________的个体，包括几乎全部的________和过半数的____________。
(2)多倍体
①概念：由_________发育而成，体细胞含_______或___________染色体组的个体。其中，体细胞中含有三个染色体组的叫作________，含有四个染色体组的叫作__________。
受精卵
两个染色体组
动物
高等植物
受精卵
三个
三个以上
三倍体
四倍体
②植株的特点
a．____________；b____________________都比较大；c.________ ________等营养物质的含量有所增加。
(3)人工诱导多倍体
①方法：目前最常用最有效的方法是用____________处理_______ _____________。
②原理：当秋水仙素作用于正在分裂的细胞时，能够抑制________ __________，导致染色体不能__________________，从而引起细胞内______________加倍。
茎秆粗壮
叶片、果实、种子
糖类和
蛋白质
秋水仙素
萌发的
种子或幼苗
纺锤体
的形成
移向细胞两极
染色体数目
弱小
高度不育
单倍体植株
单倍体植株
染色体数目
明显缩短育种年限
二、染色体结构的变异
1．类型(连线)：
2．结果：导致排列在染色体上的基因的__________________发生改变，而导致________的变异。
3．意义：大多数染色体结构变异对生物体是________的，有的甚至会导致生物体死亡。
〔学霸记忆〕
1．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。
2．染色体数目的变异分为两类：一类是细胞内个别染色体的增加或减少，另一类是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地减少。
数目或排列顺序
性状
不利
3．由受精卵发育来的个体，体细胞中含有几个染色体组就是几倍体；由配子发育来的个体，体细胞中无论含有几个染色体组都是单倍体。
4．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。
5．人工诱导多倍体的方法有：低温处理、用秋水仙素诱发等，其原理是抑制纺锤体的形成。
6．与正常植株相比，单倍体植株长得弱小，而且高度不育。
7．染色体结构变异的类型主要包括：缺失、重复、易位和倒位。
〔思考〕
1．蜜蜂中的雄蜂是单倍体吗？
提示：是。蜜蜂中的雄蜂是由未受精的卵细胞发育而来的，为单倍体。
2．若一条染色体发生结构变异，则位于该染色体上的基因M能不能变为m？说出你的理由。
提示：不能。基因M变为m属于基因突变，不属于染色体结构变异。
3．马铃薯的野生祖先种和栽培品种分别属于几倍体？其配子细胞中有几个染色体组？试推测栽培品种是如何培育而来的。(科学思维)
提示：马铃薯的野生祖先种体细胞含有两套非同源染色体，即含有两个染色体组，属于二倍体，其配子中含有一个染色体组；栽培品种含有四个染色体组，属于四倍体，其配子中含有两个染色体组。栽培品种是通过诱导野生祖先种的染色体数目加倍培育形成的。
1．染色体组的特点
知识点?
染色体数目变异及生物变异在育种中的应用
要点归纳
2．单倍体、二倍体和多倍体的判断
(1)如果生物体由受精卵(或合子)发育而来，体细胞中含有几个染色体组，该生物就称为几倍体。
(2)如果生物体是由生殖细胞——卵细胞或花粉直接发育而成，无论体细胞中含有几个染色体组，都称为单倍体。
1．实验原理
知识点?
低温诱导植物细胞染色体数目的变化
要点归纳
2．实验中的试剂和作用
试剂 使用方法 作用
卡诺氏液 将根尖放入卡诺氏液中浸泡0.5～1 h 固定细胞形态
体积分数为95%的酒精 冲洗用卡诺氏液处理的根尖 洗去卡诺氏液
与质量分数为15%的盐酸等体积混合，浸泡经固定的根尖 解离根尖细胞，使细胞之间的联系变得疏松
试剂 使用方法 作用
质量分数为15%的盐酸 与体积分数为95%的酒精等体积混合，作为解离液 解离根尖细胞
蒸馏水 浸泡解离后的根尖约10 min 漂洗根尖，去掉解离液，防止解离过度影响染色
甲紫溶液 把漂洗干净的根尖放进盛有甲紫溶液的玻璃皿中染色3～5 min 使染色体着色
1．染色体结构变异的类型
知识点?
染色体结构变异
要点归纳
2．染色体结构变异对染色体上基因的数目和排列顺序的影响
(1)图解：
(2)结果：染色体上的基因数目和排列顺序均改变，细胞中基因数目改变(①②)；染色体上基因的数目不变，排列顺序改变(③)；染色体上基因的数目和排列顺序均改变，但细胞中基因数目不变(④)。
3．染色体易位与互换的比较
4．染色体结构变异与基因突变的比较
项目 染色体结构变异 基因突变
本质 染色体片段的缺失、重复、易位或倒位 碱基的替换、增添或缺失
基因数目的变化 1个或多个 1个
变异水平 细胞 分子
光镜检测 可见 不可见
1．单倍体育种与多倍体育种的比较
知识点?
单倍体育种和多倍体育种
要点归纳
多倍体育种 单倍体育种
原理 染色体组成倍增加 染色体组成倍减少，再加倍后得到纯种(指每对染色体上成对的基因都是纯合的)
常用方法 秋水仙素处理萌发的种子、幼苗 花药离体培养后，人工诱导染色体数目加倍
优点 操作简单 明显缩短育种年限
缺点 适用于植物，在动物方面难以操作 技术复杂一些，需与杂交育种配合
2．实例——三倍体无子西瓜的培育
①两次传粉
a．第一次传粉是为了进行杂交获得三倍体种子。
b．第二次传粉是为了刺激子房发育成果实。
②秋水仙素处理后，新产生的茎、叶、花的染色体数目加倍，而未处理的根细胞中仍为两个染色体组。
③四倍体植株上结的西瓜，其种皮和瓜瓤细胞中含四个染色体组，而种子的胚细胞中含三个染色体组。
④三倍体西瓜无子的原因：三倍体西瓜在减数分裂过程中，由于染色体联会紊乱，不能产生正常配子。
[易错提醒]　多倍体育种和单倍体育种的三点提醒
(1)花药离体培养≠单倍体育种：
花药离体培养获得单倍体幼苗，单倍体育种的目的并非获得单倍体植株，而是获得能稳定遗传的正常植株。
(2)单倍体育种不一定是最简便最快捷的育种方法，如：为了获得aabb的个体，杂交育种是最佳育种方法。
(3)单倍体育种与多倍体育种中秋水仙素处理的对象不同：
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。
一、染色体组的判断
二、与生物变异有关的几个方法
1. 判断单倍体、二倍体和多倍体的方法
2．细胞分裂图像中染色体组数的判断方法
以生殖细胞中的染色体数为标准，判断题目所给图像中的染色体组数。如图所示：
(1)图a细胞处于减数分裂Ⅰ的前期，含有4条染色体，生殖细胞中含有2条染色体，该细胞中有2个染色体组，每个染色体组中有2条染色体。
(2)图b细胞处于减数分裂Ⅱ前期，含有2条染色体，生殖细胞中含有2条染色体，该细胞中有1个染色体组，这一个染色体组中有2条染色体。
(3)图c细胞处于减数分裂Ⅰ的后期，含有4条染色体，生殖细胞中含有2条染色体，该细胞中有2个染色体组，每个染色体组中有2条染色体。
(4)图d细胞处于有丝分裂后期，含有8条染色体，生殖细胞中含有2条染色体，该细胞中有4个染色体组，每个染色体组中有2条染色体。
3．基因突变与染色体结构变异的判断方法
(1)从变异发生的层次看：基因内部个别碱基的替换、增添或缺失为基因突变；基因数目或排列顺序的改变为染色体结构变异，此改变不深入基因内部。
(2)从变异的结果看：染色体上基因的数量和位置不改变，产生新的基因(等位基因)为基因突变；基因的数量和排列顺序改变为染色体结构变异。
(3)从镜检的结果看：基因突变在显微镜下观察不到，而染色体结构变异可通过显微镜观察到。
三、基因重组、基因突变、染色体变异的比较
比较 基因重组 基因突变 染色体变异
实质 控制不同性状的基因重新组合 基因结构的改变 染色体结构或数目的变化
适用范围 真核生物进行有性生殖产生配子时 任何生物均可发生 真核生物核遗传中发生
产生结果 产生新的基因型，未发生基因的改变 产生新的基因，但基因数目不变 可引起基因数目或排列顺序的变化
比较 基因重组 基因突变 染色体变异
类型 ①非同源染色体上的非等位基因的自由组合 ②同源染色体的非姐妹染色单体之间的互换 ①自然突变 ②人工诱变 ①染色体结构的变异
②染色体数目的变异
意义 是生物变异的来源之一，对生物进化有十分重要的意义 是生物变异的根本来源，提供生物进化的原材料 对生物进化有一定意义
实例 黄圆和绿皱豌豆杂交，后代产生黄皱和绿圆个体 镰状细胞贫血 八倍体小黑麦、无子西瓜