5.2 染色体变异 课件(共33张PPT) 2023-2024学年高一生物人教版（2019）必修2

(共33张PPT)
染色体变异
第2节
人教版 必修2
1.能列举出染色体变异的类型，说明染色体变异可能导致生物性状的改变甚至死亡 。
2. 通过对细胞中染色体形态和数目的观察与统计，能够概述染色体组的概念。
3. 能够阐明二倍体、多倍体、单倍体的概念。
野生祖先种VS栽培品种（马铃薯）
野生祖先种马铃薯
（多种颜色）
栽培品种马铃薯
（一般都为黄色）
野生祖先种VS栽培品种（香蕉）
野生祖先种香蕉
（有籽）
栽培品种香蕉
（无籽）
野生祖先种VS栽培品种
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。
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
【提示】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
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）
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
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。（以染色体组的形式增加或减少）
正常果蝇
（2n=8）
个别异常
成套异常
增加一条
减少一条
增加一套
减少一套
一、染色体数目变异
（1）细胞内个别染色体增加或减少
举例：21三体综合征（唐氏综合征）
原因：亲代减数分裂时同源染色体未分离，或姐妹染色单体未分离。
21-三体综合征患者的染色体组成
21-三体综合征患者舟舟
症状：
先天性卵巢发育不全，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。
病因：
单一的X染色体来自母亲，失去的X染色体由于父亲的精母细胞性染色体未分离造成的。
举例：性腺发育不良综合征
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增加或减少
像上图中Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y这样的一组非同源染色体，称为一个染色体组。
什么是染色体组？
2.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，携带着控制生物生长发育的全部遗传信息，其中每套非同源染色体称为一个染色体组。
野生马铃薯的染色体组成
野生马铃薯有 个染色体组。
2
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
3个
图形题就看形状大小相同的染色体(同源染色体)有几条，就是几个染色体组。
4个
判断下图中分别有几个染色体组，每个染色体组怎么表示？
1个
3. 二倍体：由受精卵发育而来，体细胞中有两个染色体组的生物。
4. 多倍体：由受精卵发育而来，体细胞中有三个或三个以上染色体组的生物，统称为多倍体。（有几个染色体组就叫几倍体）
（1）形成原因：纺锤体形成受阻（有丝分裂前期）
（2）方法：低温诱导、或秋水仙素处理萌发的种子或幼苗
秋水仙素作用的机理：在有丝分裂前期抑制纺锤体的形成。
多倍体
在被子植物中，约有33%的物种是多倍体。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。
多倍体植株的特点：
染色体数目
加倍后的草莓
野生草莓
四倍体番茄的维生素C含量比二倍体的几乎增加了一倍。
四倍体番茄
（1）成因：由配子（如卵细胞、花粉等）直接发育而来的个体。
5.单倍体：有些生物的配子(生殖细胞)能发育成新个体，这些生物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，叫做单倍体。
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
（3）特点
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
优点：明显缩短育种年限。
原因：子代全是纯合子，不发生性状分离。
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
与社会的联系
单倍体、二倍体和多倍体的比较
项目 二倍体 多倍体 单倍体
概念
发育起点
染色体组的数目
性状表现
由受精卵发育而成，体细胞中含有2个染色体组的个体
由受精卵发育而成，体细胞中含有3个或3个以上染色体组的个体
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
受精卵
受精卵
未受精的配子
2个
3个或3个以上
不确定（是正常体细胞染色体组数目的一半）
正常（作为单倍体、多倍体的参照物）
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
植株矮小，且高度不育（除雄蜂外）
1.染色体结构变异类型：缺失、重复、倒位、异位
2. 缺失：
染色体的某一片段缺失引起的变异（同一条染色体上）
二、染色体结构变异
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。
3. 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）
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）。
5. 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
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
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
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。
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。
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。
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