5.2染色体变异(第2课时)课件(共19张PPT)（有视频）2022-2023学年高一下学期生物人教版必修2

(共19张PPT)
第2节 染色体变异（第二课时）
第5章 基因突变及其他变异
课堂小结
结构变异 ：缺失 、重复、易位、倒位
染色体变异
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
（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：
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。
三、实验——低温诱导植物细胞染色体数目的变化
探究实验：低温诱导植物细胞染色体数目的变化
用低温处理植物的分生组织细胞，能够抑制纺锤体的形成，以致影响细胞有丝分裂中染色体被拉向两极，导致细胞不能分裂成两个子细胞，染色体数目加倍。
实验原理
实验过程
（一）
诱导培养
（二）
固定细胞形态
培养不定根
低温诱导
1.将洋葱在冰箱冷藏室内放置一周。取出后,放在装满清水的容器上方,让洋葱的底部接触水面,于室温(约25°C )进行培养。
2.待蒜长出约1 cm长的不定根时，将整个装置放入冰箱冷藏室内，诱导培养48~72 h。
取材
剪取诱导处理的根尖0.5~1 cm
固定
放入卡诺氏液中浸泡0.5~1h，以固定细胞形态。
冲洗
用体积分数为95%的酒精冲洗2次
包括：解离、漂洗、染色和制片4个步骤，具体操作方法与观察植物细胞有丝分裂的实验相同。
（三）
制作装片
解离液（盐酸：酒精=1:1）解离3~5min
清水漂洗约10min
甲紫溶液染色3~5min
制片
解离目的：使组织中的细胞相互分离开来
漂洗目的：洗去解离液，防止解离过度
压片目的：使细胞分散开来，有利于观察
先用低倍镜寻找染色体形态较好的分裂象。视野中既有正常的二倍体细胞，也有染色体数目发生改变的细胞。确认某个细胞发生染色体数目变化后，再用高倍镜观察。
（四）观察
核心归纳
1.低温诱导染色体数目加倍实验中的理解误区
(1)植物细胞经卡诺氏液固定后死亡，显微镜下观察到的是死细胞，观察不到到细胞分裂的连续变化。
(2)选择材料使用低温处理“分生组织细胞”。染色体数目变化发生在细胞分裂时，处理其他细胞可能不会出现染色体加倍的情况。
(3)低温处理的理解误区：误认为低温处理时间越长越好。低温处理的目的只是抑制纺锤体形成，使染色体不能被拉向两极。如果低温持续时间过长，会影响细胞的各项功能，甚至死亡。
(4)着丝粒分裂不是纺锤丝牵引的结果。着丝粒是自动分裂，不需要纺锤丝牵引。纺锤丝牵引的作用是将染色体拉向两极。
核心归纳
两次漂洗的比较
项目 第一次漂洗 第二次漂洗
时间不同 在固定之后解离之前 在解离之后染色之前
试剂不同 用95%酒精漂洗 用清水漂洗
目的不同 洗去多余的卡诺氏液 洗去多余的解离液
核心归纳
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
三种可遗传变异比较
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
举例
有利变异少，需大量处理实验材料（具有不定向性、低频性）
不能产生新基因；育种进程缓慢、过程复杂。
缺点
提高突变率，可以在较短的时间内获得更多的优良变异类型
使位于不同个体的优良性状集中于一个个体上
优点
用物理或化学的方法处理生物
杂交→自交→选优→自交
方法
基因突变
基因重组
原理
培育青霉
素高产菌株
多倍体育种
单倍体育种
举例
适用于植物，动物难以开展。多倍体植物生长周期延长，结实率降低
技术复杂，需要与杂交育种配合
缺点
器官大，营养成分含量高，产量增加
明显缩短育种年限
优点
秋水仙素处理正在萌发的种子或幼苗
花药离体培养获得单倍体，
再用秋水仙素处理幼苗
方法
染色体数目变异
染色体数目变异
原理