生物人教版（2019）必修2 5.2染色体变异（课件共45张ppt）

(共45张PPT)
野生祖先种VS栽培品种
野生祖先种香蕉（有籽）
栽培品种香蕉（无籽）
野生祖先种马铃薯
栽培品种马铃薯
作为野生植物的后代，许多栽培植物的染色体数目却与它们的祖先大不相同，如马铃薯和香蕉。
讨论
1、请根据所学的减数分裂的知识，试着完成该表格。
2、为什么我们平时吃的香蕉没有种子？
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
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。
问题探讨
染色体变异
第五章 基因突变及其他变异
第2节 染色体变异
染色体变异
概念
生物体的体细胞或生殖细胞内染色体数目或结构的变化。（光学显微镜下可以观察到）
一、染色体及染色体变异类型
变异类型
类型一：染色体数目的变异
类型二：染色体结构的变异
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）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
个别异常
成套异常
增加一条
减少一条
成套增加
成套减少
二、染色体数目变异
1.染色体数目变异的类型
（1）个别染色体增加或减少
举例：21三体综合征（唐氏综合征），也称作先天愚型
21-三体综合征患者的染色体组成
21-三体综合征患者舟舟
减数第二次分裂异常
减数第一次分裂异常
21三体综合征产生的原因
思考讨论
症状：
先天性卵巢发育不全综合征，颈蹼，部分患者智力轻度低下。有的患者伴有心、肾、骨骼等先天畸形。
Turner（特纳氏）综合征
二、染色体数目变异
病因：
只有单一的X染色体
以一套完整的非同源染色体（染色体组）为基数成倍的增加或成套的减少。
正常
增多2组
减少1组
二、染色体数目变异
请思考：
1、果蝇体细胞有几条染色体？
8条
2、Ⅱ号和Ⅱ号染色体是什么关系 Ⅲ号和Ⅳ号呢
同源染色体
非同源染色体
3、雄果蝇的体细胞中共有哪几对同源染色体
Ⅱ和Ⅱ、Ⅲ和Ⅲ、Ⅳ和Ⅳ、X和Y
大多数生物体细胞中染色体都是两两成对的，有两套非同源染色体，每一套非同源染色体叫做一个染色体组
Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ + X
Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ + Y
染色体组
果蝇的一个染色体组
特点：大小、形态、功能各异
关系：互为非同源染色体
功能：几乎携带生物生长发育、遗传变异的一整套遗传信息。
2N=8
细胞内形状大小相同的染色体有几条，就有几个染色体组。
染色体组数目的判断
3个染色体组每组含有3条
4个染色体组
每组含有2条
（1）根据染色体形态判断：
（2）根据基因型判断:
基因型中相同基因或者等位基因有几个，就是有几个染色体组。
Aa AaBb AAaBbb
2组
2组
3组
下图表示某植物正常体细胞的染色体组成，下列选项中，可能是该植物基因型的是：( )
A: ABcd
B: Aaaa
C: AaBbCcDd
D: AaaBbb
B
二、染色体数目变异
野生马铃薯的染色体组成
野生马铃薯有 个染色体组。
2
记作：2N=24
二倍体：由受精卵发育而来，体细胞中含有两个染色体组的个体叫作二倍体。
二、染色体数目变异
2个染色体组
2个染色体组
1个染色体组
1个染色体组
一般情况下，二倍体通过减数分裂形成的配子只有一个染色体组，然后通过受精作用，形成含有2个染色体组的受精卵。
四倍体：体细胞中含有4个染色体组。
三倍体：体细胞中含有三个染色体组。
二、染色体数目变异
体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体，统称为多倍体。
三倍体怎么形成的？
二、染色体数目变异
多倍体
多倍体在植物中很常见，而在动物中极少见。例如， 普通小麦、棉、烟草、菊、水仙等都是多倍体。某些品种的苹果、梨、葡萄也是多倍体。
普通小麦 （六倍体）
菊花 （六倍体）
葡萄 （三/四倍体）
优点： 茎秆粗壮，叶片、果实和种子都比较大。
缺点： 生长发育延迟，结实率低。
二、染色体数目变异
多倍体植株的特点：
染色体数目
加倍后的草莓
野生草莓
多倍体育种
原理：
常用方法：
优点：
缺点：
染色体变异
秋水仙素处理或低温诱导
器官大，营养成分高。
新品种发育迟缓
多倍体育种------人工诱导多倍体
秋水仙素作用原理：
原因：细胞分裂旺盛
秋水仙素抑制纺锤体的形成，使染色体加倍。
（作用时期：细胞分裂前期）
人工诱导多倍体的方法：低温处理、用秋水仙素诱发。其中用秋水仙素来处理萌发的种子或幼苗是目前最常用且最有效的方法。
2个染色体组
4个染色体组
无纺缍体形成
着丝点分裂
无纺缍丝牵引
多倍体的形成过程：
若继续进行正常的有丝分裂
可能得到染色体加倍的组织或个体
间期
前期
后期
末期
2个染色体组
4个染色体组
秋水仙素处理
蜜蜂
蜂王
工蜂
雄蜂
由受精卵发育而来
由卵细胞发育而来
二、染色体数目变异
蜂王 雄蜂 工蜂
32条 16条 32条
以染色体组的形式减少
（二倍体）
（单倍体）
（1）成因：由配子（如卵细胞、花粉等）直接发育而来的个体。
二、染色体数目变异
单倍体：体细胞中的染色体数目与本物种配子（生殖细胞）染色体数目相同的个体。
（2）特点
长得弱小（除雄蜂外）
一般高度不育
1.一倍体（体细胞中含一个染色体组的个体）一定是单倍体。
2.单倍体的体细胞中只含一个染色体组。
3.基因型为AAabbb的个体一定为三倍体。
√
X
X
优点：明显缩短育种年限。
二倍体植株
花药离体培养
单倍体植株
秋水仙素处理
二倍体植株（纯合子）
缺点：技术复杂，需与杂交育种配合。
原理：染色体变异
过程：
单倍体育种
三、染色体结构变异
类型：缺失、重复、倒位、异位
1. 缺失：
染色体的某一片段缺失引起的变异（同一条染色体上）
实例：猫叫综合征
病因 ：人的5号染色体某一片段缺失引起
症状 ：患儿哭声轻，音调高，像猫叫。
三、染色体结构变异
2. 重复：染色体增加某一片段引起的变异（同一条染色体上）。
染色体增加某一片段引起变异。例如，果蝇棒状眼的形成（以上两图为电镜照片）
三、染色体结构变异
3. 易位 ：染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上引起的变异。
注意：发生在两条非同源染色体上
三、染色体结构变异
比较染色体易位与交叉互换
染色体易位 交叉互换
图 解
区 别 位置 发生于非同源染色体之间 发生于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
三、染色体结构变异
4. 倒位：染色体的某一片段位置颠倒引起的变异（同一条染色体上）。
三、染色体结构变异
数目改变：
①缺失 ②重复
位置改变：
③易位 ④倒位
为什么染色体结构的改变会导致性状的发生改变 P90
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。
三、染色体结构变异
实验：低温诱导植物染色体数目的变化
1.实验原理：
低温抑制纺锤体的形成（作用机理同秋水仙素）
3.方法步骤：
洋葱根尖培养→低温诱导→固定→制作装片（解离→漂
洗→染色→制片）→观察
2.试剂及用途
（1）卡诺氏液：
（2）甲紫溶液：
固定细胞形态
使染色体着色
卡诺氏液
甲紫溶液
低温诱导植物细胞染色体数目的变化
根尖的培养及诱导
将蒜/洋葱在冰箱冷藏室内（4℃）放置一周。
①培养方法：将蒜/洋葱放在装满清水的容器上方，让它的底部接触水面，于室温（约25℃）培养。
②培养时间：待蒜/洋葱长出约1cm长的不定根时。
③诱导方法：将整个装置放入冰箱冷藏室内，诱导培养48~72h。
低温诱导植物细胞染色体数目的变化
取材、固定及冲洗
①取材：剪取诱导处理的根尖0.5~1cm。
②固定：放入卡诺氏液中浸泡0.5~1h。
（卡诺氏液：固定细胞的形态）
③冲洗：用体积分数为95%的酒精冲洗2次。
低温诱导植物细胞染色体数目的变化
制作装片（同有丝分裂实验）
①解离：盐酸和酒精混合液（1：1混合），目的是使组织中的细胞相互分离开来。
②漂洗：清水漂洗，目的是洗去药液，防止解离过度。
③染色：用甲紫（龙胆紫）或醋酸洋红溶液对染色体染色。
④制片：放在载玻片上，加清水并用镊子把根尖弄碎，盖上盖玻片，用拇指轻轻地按压盖玻片完成制片。
如何利用秋水仙素使二倍体有子西瓜变成三倍体无子西瓜呢？
母 本
父 本
三倍体无子西瓜的培育过程
1、为什么用一定浓度的秋水仙素滴在二倍体西瓜幼苗的芽尖？
四倍体
二倍体
有子西瓜
父本
母本
去雄授粉
三倍体
2、四倍体西瓜植株做母本产生的雌配子中含有几个染色体组？二倍体父本产生的雄配子有几个染色体组？
四倍体母本上结的四倍体西瓜三倍体种子的有子西瓜。
二倍体普通
西瓜植株
（父本）
将含三个染色体组的种子种下去
三倍体植株
（母本）
无子西瓜
花粉刺激
母本在进行减数分裂时由于联会紊乱，无法产生卵细胞，进而无法产生种子
：
无子西瓜的培育
二倍体
杂交
三倍体
第一年
第二年
四倍体
二倍体
♀
♂
联会紊乱
进行无性繁殖。将三倍体西瓜植株进行组织培养获得大量的组织苗，再进行移栽。
3、每年都要制种，很麻烦，有没有别的替代方法？
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
交叉互换型、自由组合型
染色体结构变异、染色体数目变异
任何时期，主要发生在间期
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；
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
生物变异的来源之一，对生物进化具有重要的意义
杂交育种
第1年
第2年
第3~8年
矮秆
抗病
P
高杆抗病
DDTT
×
矮杆感病
ddtt
F1
高杆抗病
DdTt
F2
D__T__
D__tt
ddT__
ddtt
从F2中选择矮秆抗病品种，并连续多年自交、筛选，直至不发生性状分离为止。
符合要求的矮抗品种
ddTT
原理：基因重组