5.2 染色体变异 课件(共62张PPT)

(共62张PPT)
知识复习：
1、生物变异的根本来源是_________
基因突变
2、除了基因突变会导致生物变异，
_________也是生物变异来源之一。
基因重组
是否还有其他因素导致生物发生变异呢？
第2节 染色体变异
普通西瓜
无籽西瓜
野生香蕉
普通香蕉
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
12
24
11
？
马铃薯和香蕉的染色体数目表
科学家通过 观察到染色体变异
的两种情况：
染色体结构的改变
染色体数目的增减
思考：基因突变能否通过光学显微镜观察到？
不能，因为基因突变是染色体的某一
位点上基因碱基对的改变，光学显微镜
放大倍数不够，观察不了。
光学显微镜
猫叫综合征
患儿的征状：
两眼距离较远、耳位低下，存在着严重的智力障碍。
患儿哭声轻、音调高，很像猫叫。
一、染色体结构的变异
实例：
一、染色体结构的变异
实例：
猫叫综合征
人的第5号染色体部分缺失引起的遗传病。
Q1:猫叫综合征的根本原因是什么？
1、缺失
a
b
c
d
e
f
b
a
c
d
e
f
猫叫综合症
结果:基因数目减少
染色体的某一片段消失
染色体变化前后有何不同，为什么？这种变化发生后，位于染色体上的基因有何变化？
1 2 5
1 2 5
3 4
一、染色体结构的变异
重复
２、重复
a
b
c
d
e
f
b
b
a
b
c
d
e
f
b
染色体中增加某一片段
染色体变化前后有何不同，为什么？这种变化发生后，位于染色体上的基因有何变化？
1 2 3 4 5
1 2 3 4 5
4
结果:基因数目增加
染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上
3、易位
a
b
c
d
e
f
g
h
i
j
k
l
g
h
i
j
k
l
a
b
c
e
f
d
a
b
c
k
l
g
h
d
e
f
j
i
结果:基因的排列顺序发生改变
Q3:联会时，在形成四分体时，常会发生四分体中
的非姐妹染色单体的交叉互换，这是否染色体
变异？
四分体中非姐妹染色单体的交叉互换
不属于，
这属于基因重组
易位:染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上。
染色体的某一片段位置颠倒
4、倒位
a
b
c
d
e
f
a
b
c
d
e
f
b
c
d
e
a
f
结果:基因的排列顺序发生改变
Q4：为什么染色体结构的改变会导致性状的
发生改变
染色体结构上的缺失、重复、易位和倒位
导致
染色体上基因数量、排列顺序的改变
导致
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，甚至导致死亡。
1、下列变异中不属于染色体结构变异的是
A. 染色体缺失某一片段
B. 染色体中增加了某一片段
C. 染色体中DNA的一个碱基对发生了改变
D. 染色体某一片段的位置颠倒180
课堂练习：
类型:
二、染色体数目的变异
1、细胞内个别染色体增加或减少。
2、细胞内的染色体数目以染色体组的形式成倍地增加或减少。
案例：21三体综合症
性腺发育不良
个别染色体数目的增加或减少
整组成倍的增加或减少
正常
增多
减少
先天性愚型
(21三体综合症)
21三体综合症患者智力低下，身体发育缓慢。患儿面容特殊，舌头常伸出口外，故又叫伸舌样痴呆症。50%的患儿有先天性心脏病，部分发育过程中死亡。
是什么原因导致的呢？
1、细胞内个别染色体增加或减少。
正常人的染色体
患者的染色体
21三体综合征病因
原因：
在21号染色体上多了一条染色体
45条+XY=47条
■姓名：胡一舟
■年龄：35 岁
■出生：1978年4月1日
■智商：30 重度弱智 （正常人的最低70）
■演出：自1999年1月在保利剧场进行第一场指挥表演以来，至今已演出20场，与国内外十余家交响乐团进行过合作。
智障“天才”舟舟的资料
舟舟是一个先天智力障碍(三体综合症)患者
病因：常染色体变异,比正常人多了一条21号染色
个别染色体的减少
性腺发育不良
（特纳氏综合征） 44条＋XO
表现为女性，智力正常，体形矮小，但乳腺不发育，生殖器官不成熟，不排卵，无生育能力。
条染色体
对同源染色体
对常染色体
对性染色体
8
4
3
1
Ⅱ号和Ⅱ号染色体是 ，
Ⅲ号和Ⅳ号染色体是 。
同源染色体
非同源染色体
2、以染色体组的形式成倍地增加或减少
①雄果蝇的精子中有哪几条染色体？
答： Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X
或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y
②果蝇的精子中染色体有什么特点？
形态、大小和功能各不相同;都是非同源染色体;
携带着控制果蝇生长发育的全部遗传信息
雄果蝇精子中的一组染色体就是一个染色体组
细胞中的一组非同源染色体，在形态和功能上各不相同，但又互相协调，共同控制生物生长、发育、遗传和变异，这样的一组染色体，称为一个染色体组。
(1) 染色体组
染色体组的特征：
Q:请归纳染色体组的特征
①一个染色体组不含同源染色体。
②一个染色体组所含的染色体大小、形态和功能各不相同。
③一个染色体组中含有控制生物性状的一整套的遗传信息。
3个（每组5条）
4个（每组2条）
1个（每组3条）
4个（每组4条）
（1）根据“染色体形态”判断：细胞内同种形态染色体有几条就含几个染色体组。
判断细胞内染色体组数的方法
（2）根据“基因型”判断：控制同一性状的基因
（同种字母不分大小写）有几个就含几个染色体组
YyRr
AABBDD
Aaa
ABCD
2个
每组2条
2个
每组3条
3个
每组1条
1个
每组4条
思考： 1、该细胞经减数分裂，得到的每个子细胞中有多少条染色体？ 2、子细胞中有没有同源染色体？ 3、子细胞中有几个染色体组？ 4、每个染色体组由几条染色体构成？
10条
有
2个
5个
思考：
1、该细胞内有几个染色体组？
2、该细胞经减数分裂生成的配子中有多少条染色体？
3、具有此体细胞的生物一般有后代吗？
3
不确定，因此生成的配子基本上是不育的。
没有
1、该体细胞含 个染色体组；每个染色
体组中有 条染色体。
2、请画出其中的一个染色体组的染色体。
4
3
课堂训练：
一个染色体组
不同形态的染色体个数=
总结：染色体组与染色体的形态的关系
1个染色体组的染色体数
染色体组的数目
同一形态的染色体个数=
(同源染色体个数)
限时练习
A
B
C
___个染色体组，
___个染色体组，
___个染色体组，
每1个染色体组有__条
每1个染色体组有___条
每1个染色体组有___条
3
2
2
3
4
1
注意：染色体组的数目＝染色体数 / 染色体形态数
Q：某生物体细胞中有8条染色体，分为4种形态，则染色体组的数目为__ 个，每个染色体组有_ _个染色体
2
4
8条/4种形态 = 2个染色体组
判断细胞内染色体组数的方法
(2)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生物。记作2N（N表示一个染色体组所包含的染色体数目）。
几乎全部动物和过半数的高等植物
代表：
人：2N=46 果蝇：2N=8 水稻：2N=24
Q:请根据二倍体的概念，得出多倍体的概念？
——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生物。
代表：
在植物中常见，在动物中少见
(3)多倍体
优点-----茎秆粗壮、叶片、果实、种子大，糖类和蛋白质等营养物质含量高
缺点——生长发育延迟，结实率低
如：四倍体番茄的维生素C的含量比二倍体品种几乎增加了一倍
多倍体的特征
多倍体的主要成因：
正常有丝分裂
由于受到某些因素的干扰，纺锤体不能形成。
此细胞不能分裂成两个细胞，于是一个细胞中的染色体就会加倍。
精原细胞或卵原细胞
减数分裂
精原细胞或
卵原细胞
环境条件剧变或生物内部
因素干扰，纺锤体不能形成
染色体数目
加倍的配子
受精发育
多倍体后代
多倍体产生的原因二
（1）方法：
②秋水仙素处理萌发的种子或幼苗
对象
（抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞两极，使染色体数目加倍）
分裂 前期
（2）实例：
三倍体无子西瓜；含糖量高的甜菜
作用 机理
①低温处理
人工诱导多倍体的方法（多倍体育种）
为什么要处理萌发的种子或幼苗，处理成熟的植物行吗？
思考：
不行。秋水仙素作用对象是正在进行有丝分裂的细胞，成熟的植株不一定进行有丝分裂
4个染色体
8个染色体
低温使纺缍体不能形成
染色体复制
着丝点分裂
无纺缍丝牵引, 细胞无法正常分裂
低温导致细胞染色体加倍的过程
继续进行正常的有丝分裂
染色体加倍的组织或个体
人工诱导多倍体的产生
二倍体
八倍体
四倍体
秋水仙素
处理
秋水仙素
处理
二倍体
四倍体
三倍体
八倍体
四倍体
六倍体
种子
无子西瓜的培育过程
1、为什么以一定浓度的秋水仙素滴在二倍体西瓜幼苗的芽尖？
2、获得的四倍体西瓜缘何要和二倍体杂交？
芽尖是有丝分裂旺盛的地方，用秋水仙素处理有利于抑制细胞有丝分裂时形成纺锤体，从而形成四倍体西瓜植株。
杂交可获得三倍体植株。多倍体产生的途径为：低温或秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。
种子
三倍体无子西瓜的培育过程
3、三倍体西瓜为什么没有种子？真的一颗都没有吗？
4、每年都要制种，很麻烦，有没有别的替代方法？
三倍体植株进行减数分裂时联会紊乱，不能形成正常的配子，因此，不能形成种子。但并不是绝对一颗种子都没有，其原因是在进行减数分裂时，有可能形成正常的卵细胞。
有，可通过植物组织培养进行无性繁殖。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。
香蕉的培育
　　香蕉的祖先为野生芭蕉，个小而多种子，无法食用。香蕉的培育过程如下：
野生芭蕉 2n
有籽香蕉 4n
加倍
野生芭蕉 2n
无籽香蕉 3n
普通小麦的培育过程
14
14
一粒小麦
山羊草
14
另一种山羊草
7
7
7
7
杂交种不育
配子
配子
14
7
14
7
配子
配子
杂交种不育
28
14
42
加倍
异源
多倍体
二粒小麦
14
14
28
加倍
异源
多倍体
普通小麦
注：这也是物种形成的一种方式。
(4)单倍体
①概念
②形成原因
由配子（如卵细胞、花粉等）直接发育而成。如蜜蜂中的雄蜂
体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体
单倍体
蜜蜂的性别决定
雌蜂（蜂后）（2n=32）
雄蜂（n=16）
减数分裂
配子
n=16
n=16
雄峰（n=16）
单倍体
受精
雌蜂（2n=32）
二倍体
n=16
假减数分裂
工蜂
蜂王
(4)单倍体
①概念
②形成原因
③特点：植株弱小,高度不育
Q:单倍体的发育起点是什么，与二倍体和多倍体的发育起点有什么不同？
由配子（如卵细胞、花粉等）直接发育而成。如蜜蜂中的雄蜂
体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体
单倍体是本物种配子未经受精作用在某种因素的刺激下发育成的个体，是单性生殖的结果。
二倍体,多倍体是由受精卵发育而来的,是双亲生殖的结果
1. 由受精卵发育而来的个体，含有几个染色体组就是几倍体。
2. 由配子（精子或卵细胞）直接发育而成的生物个体，不管含有几个染色体组，都只能称为单倍体。
对一个个体称单倍体还是几倍体，
关键看什么？
关键看它是由受精卵发育而成的个体，还是由配子（精子或卵细胞）直接发育而成的个体。
人工诱导染色体加倍
花药离
体培养
单倍体育种
（1）方法：
植株
单倍体植株
正常植株染色体数目
（2）优点：
明显缩短育种年限
（3）实例：
矮秆抗锈病小麦的培育
特点和意义？
例：AaBb小麦
花药离体培养
单倍体类型：
AB . Ab . aB . ab
秋水仙素处理
纯合子：
AABB . AAbb
aaBB . aabb
花粉类型：
AB . Ab . aB . ab
单倍体育种
原理
使染色体着色
解离液成分
实验：低温诱导植物细胞染色体数目的变化
实验流程：
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。
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。
实验流程：
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。
实验流程：
体细胞中的染色体数 配子中的染色体数 体细胞中的染色体组数 配子中的染色体组数 属于几倍体生物
豌 豆 7 2
普通小麦 42 3
小黑麦 28 八倍体
比较项目
生物种类
14
1
二倍体
六倍体
21
56
8
4
6
填表
=2:1
=2:1
二倍体、多倍体、单倍体的判别
——看“生物个体发育的来源”
A 如果由受精卵发育而来
→含有几个染色体组就是几倍体
B 如果由配子直接发育而来→单倍体
卵细胞
精子
受精卵
生物体
2N 二倍体
3N 三倍体
4N 四倍体
6N 六倍体
单倍体
单倍体
1、韭菜体细胞中含有的32条染色体具有8种各不相同的形态，韭菜应是
A、二倍体 B、三倍体
C、四倍体 D、八倍体
C
2、下列属于单倍体的是
A、二倍体种子长出的幼苗；
B、四倍体的植株枝条扦插成的植株；
C、六倍体小麦的花粉离体培养的幼苗；
D、用鸡蛋孵化出的小鸡
C
练习
A 都能产生可遗传的的变异
B 都能产生新的基因
C 产生的变异均对生物不利
D 产生的变异均对生物有利
4、基因重组,基因突变和染色体变异的共同点
Ａ
3、下面各项是表示生物体的体细胞中染色体上所
携带的基因，肯定是单倍体的一项是
A．AaBb　　　　　　　　 B．Aaaa
C．ABCD　　　　　　　　D．Bbb
C
3、以四倍体西瓜作为母本，二倍体西瓜作为父本进行杂交，所得西瓜中，果皮细胞 胚细胞 种皮细胞所含的染色体组依次是（ ）
A 3，3，3 B 3，3 ，4 C 3，4，4
D 4，3，3 E 4，3 ，4 F 4，4，4
4、已知某种小麦的基因型是AaBbCc，且3对基因分别位于三对同源染色体上，利用花药进行离体培养，获得N株小麦，其中基因型为aabbcc的个体占（ ）
A 0 B N/16 C N/8 D N/4
C
E
比较
项目 基因突变 基因 重组
染色体变异
多倍体 单倍体
变异
实质
产生
过程
特点
举例
基因分子结构的改变，产生新的基因
复制时基因中脱氧核苷酸的增减和改变
减数分裂形成配子时，非等位基因自由组合或等位基因的互换
不同性状的基因重新组合，产生新的基因型
染色体组成倍增加，产生新基因型
染色体组成倍减少，产生新基因型
细胞分裂时染色体复制后不能形成两子细胞
有性配子未经受精作用直接发育成个体
发生频率低，有害变异多，变异的根本来源，进化的重要因素
后代中重新组合的变异类型有一定的分离比
器官大，养分多，成熟迟，结实少
植株弱小，高度不育
镰刀型细胞贫血症
黄圆、绿皱豌豆杂交出现黄皱、绿圆豌豆
普通小麦
雄蜂、单倍体玉米