生物人教版（2019）必修2 5.2染色体变异第一课时（共37张ppt一份视频）

(共37张PPT)
第五章基因突变及其他变异
第2节 染色体变异（第1课时）
教学目标
目标
01
02
03
通过低温诱导染色体的实验，理解染色体数目变化的机制。（科学探究）
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。
（生命观念、社会责任）
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）
“蚕欲老，箱头作茧丝皓皓。”养蚕业在我国已经有悠久的历史(左图)，雄蚕食桑量少、吐丝早、出丝率高，而且生丝质量好，所以蚕农喜欢专养雄蚕。如果能够早早区分出蚕的性别，就有利于提高蚕丝的产量和品质。科学家通过对家蚕的染色体进行改造，使得雄蚕在孵化前出现一个可以机器识别的独特性状，解决了生产上的一大难题。科学家是如何对家蚕的染色体进行改造的？染色体结构和数量的变异有哪些类型？这种变异为什么会改变生物性状？
情景材料一：
情景视频：“天才”资料
姓名：胡一舟
出生：1978.4.1
智商：30
（正常人的最低70）
病因：比正常人多了一条21号染色体
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。
马铃薯：野生祖先种 VS 栽培品种
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）
情景材料二：
合作探究一：作为野生植物的后代，栽培品种马铃薯和它们的祖先颜色却大不相同，这是为什么呢？
香蕉：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）
情景材料四：
合作探究二：作为野生植物的后代，为什么平时吃的香蕉是没有种子的？
12
24
11
异常
合作探究三：1.根据前面所学减数分裂的知识，你能完成上表吗？ 2.分析表中数据，你还能提出什么问题吗
①能形成种子的植物细胞中，染色体数目一定是偶数吗
②香蕉体细胞中的染色体数目不是偶数,它是怎样形成的呢 又是如何繁殖下一代的
体细胞或生殖细胞内染色体数目或结构的变化，叫染色体变异
1.概念：
2.类型
个别染色体数目的增加或减少
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
染色体数目变异
染色体结构变异
3.区别
基因突变
基因重组
染色体变异
一
染色体变异——概念和类型
分子水平的变异，光镜下不可见。
细胞水平的变异，光镜下可见。
二
正常
增多
减少
三体
单体
21三体综合征（先天性愚型）
1.个别染色体的增加或减少
染色体数目变异
举例：21三体综合征（唐氏综合征）
合作探究四：同学们思考，形成个别染色体的增加或减少原因是什么呢？
①同源染色体未分离
②姐妹染色单体分离后移向细胞的同一极
二
（1）个别染色体的增加或减少形成原因
染色体数目变异
细胞中的一套完整的非同源染色体
⑴染色体组概念：
⑵染色体组分组方法：
显微摄影
凡是大小形态相同的分开（同源染色体分开）
大小形态不同的分到一组（都是非同源染色体）
在大多数生物的体细胞中，染色体都是两两成对的，也就是说含有两套非同源染色体，其中每套非同源染色体称为一个染色体组。
二
染色体数目变异
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
X
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Y
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
X
Y
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅱ
Ⅲ
雄果蝇染色体组成
一个染色体组
一个染色体组
（3）染色体组特点：
①本质上:
②形态上：
③功能上：
一个染色体组不含同源染色体
各不相同
各不相同，但携带生物生长、发育、遗传和变异的一整套遗传信息。
二
染色体数目变异
3
2
2
3
4
1
二
染色体数目变异
合作探究三：根据我们刚才所学的知识，你能完成下表吗？
①根据染色体的形态判断：细胞内同一形态的染色体有几条，则含有几个染色体组
⑷染色体组数目的判断方法：
3
4
1
二
染色体数目变异
②根据基因型判断：在生物体基因型中，相同基因或等位基因出现几次，则有几个染色体组
4个染色体组
同一字母不分大小写重复出现几次，就含有几个染色体组。
AaBB
AAa
2个染色体组
3个染色体组
AaaaBBbb
⑷染色体组数目的判断方法：
二
染色体数目变异
实战训练：请判断下列的几个细胞含几个染色体组？每组有几条染色体？
3个
1个
2个
3个
4个
4个
1个
2个
二倍体：由受精卵发育而成的，体细胞中含有2个染色体组的个体
在自然界中，几乎全部动物和过半数的高等植物都是二倍体。
配子
果蝇
体细胞
野生马铃薯
人
例如：果蝇、玉米、洋葱就是二倍体
三
二倍体和多倍体
合作探究四：一般情况下，二倍体通过减数分裂形成的配子有几个染色体组呢？
玉米
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。
三
二倍体和多倍体
合作探究五：一般情况下，二倍体通过减数分裂形成的配子只有一个染色体组，有会出现错误的吗？
二倍体的减数分裂出现错误，形成含有两个染色体组的配子，这样的配子与含有一个染色体组的配子结合，发育成的个体的体细胞中就含有三个染色体组，称作三倍体。
减数分裂Ⅰ出现错误
三
二倍体和多倍体
合作探究五：三倍体形成只有减数分裂Ⅰ出现错误才会导致吗？
减数分裂Ⅱ出现错误
三
二倍体和多倍体
合作探究六：通过与二倍体生物相比，同学们思考三倍体的生物可育吗？
由于原始生殖细胞中有3套非同源染色体，减数分裂时会出现联会紊乱，不能形成可育的配子。所以三倍体的生物一般不可育。
三
二倍体和多倍体
无子西瓜
香蕉
合作探究七：若二倍体生物形成两个正常的配子，受精后形成的幼苗受到外界环境的影响，进行有丝分裂时，姐妹染色单体未分离，则子细胞中有几个染色体组？
如果两个含有两个染色体组的配子结合，发育成的个体的体细胞中就含有四个染色体组，称作四倍体。
减数分裂出现错误
有丝分裂出现错误
三
二倍体和多倍体
合作探究八：通过与二倍体生物相比，同学们思考四倍体的生物可育吗？
四倍体一般是可育的
三
二倍体和多倍体
合作探究八：同学你知道日常生活中的四倍体植物有哪些吗？
马铃薯（4n=48）
棉花（4n=52）
山药（4n=40）
香葱（4n=32）
由受精卵发育而成，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
二倍体和多倍体
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
四倍体平均粒重10克
二倍体平均粒重6克
合作探究九：多倍体植物有哪些优点呢？
多倍体优点：
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。
缺点:
生长发育延迟,结实率低。
三
二倍体和多倍体
合作探究十：多倍体植物有这么优点，那该如何获得多倍体植株呢？
方法：
Ⅰ低温处理
Ⅱ秋水仙素诱发
处理对象：
萌发的种子或幼苗
原理：
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
作用时期：
有丝分裂的前期或减数分裂前期
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
1.多倍体育种（人工诱导多倍体）
四
多倍体育种
二倍体西瓜幼苗
二倍体西瓜幼苗
秋水仙素处理
二倍体西瓜植株
四倍体西瓜植株
♀
♂
联会紊乱
三倍体西瓜种子
无子西瓜
杂交
授粉
×
自然长成
二倍体西瓜植株
第一年
第二年
三倍体西瓜植株
用二倍体花粉：刺激子房产生生长素，促进子房发育为果实。
四
多倍体育种
2.多倍体育种实例：无籽西瓜的培育
野生芭蕉
2n
有籽香蕉
4n
秋水
仙素
野生芭蕉
2n
无籽香蕉
3n
3.多倍体育种实例：无籽香蕉的培育
四
多倍体育种
关于可育、可遗传
2N生物
可育
异源二倍体
不可育
两个染色体组来自不同物种
异源二倍体幼苗
如何处理可育？
秋水仙素处理
4N
3N、5N
高度不育、结实率低
同源多倍体
两个染色体组同源，即来自同一物种
异源多倍体
马铃薯（4N）
可育
小麦（6N）
可育
多倍体植物
同源二倍体
（如：骡子）
原因：联会紊乱
（1)概念：
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。
(2)形成原因：
由配子（如卵细胞、花粉等）直接发育而成。
思考：
体细胞中含有一个染色体组的生物一定是单倍体吗？
单倍体的体细胞中一定只含有一个染色体组吗？
一定
不一定
五
单倍体及单倍体育种
(3)单倍体特点：
大多数单倍体体细胞中染色体组数为奇数，减数分裂时联会紊乱，无法形成正常的配子，因此一般表现出高度不育；
卵
幼虫
受精卵
受精卵
持续获得蜂王浆
未受精的卵
2n=32
2n=32
n=16
n=16
2n=32
蜂王
工蜂
雄蜂
①过程：
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）
②原理：
染色体变异
③优点：
1）明显缩短育种年限
2）纯合体，自交后代不会发生性状分离
注意：秋水仙素只能处理萌发的幼苗
(4)单倍体育种过程
技术复杂，需与杂交育种配合
④缺点：
五
单倍体及单倍体育种
②人工获得单倍体的方法：
___________________、
___________________
花药离 体培养
普通植株 AaBB
减数 分裂
花粉 AB、aB
单倍体幼苗 AB、aB
秋水仙 素处理
纯合子幼苗 AABB、aaBB
筛选所需的品种
③优点：
明显缩短育种年限、子代都是纯合子
（5）
单倍体育种的措施和优点
①措施：
花药离体培养
秋水仙素处理
五
单倍体及单倍体育种
花药离体
培养→
P
高杆抗病
DDTT
×
矮杆感病
ddtt
F1
高杆抗病
DdTt
配子
DT
Dt
dT
dt
DT
Dt
dT
dt
DDTT
DDtt
ddTT
ddtt
↓
↓
↓
↓
↓
↓
↓
↓
↓
↓
纯合体
秋水仙素→
↑
需要的矮抗品种
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
↓
×
×
↑
需要的矮抗品种
矮抗
（6）
单倍体育种和杂交育种的比较
(1)花药离体培养≠单倍体育种：
单倍体育种一般包括：
杂交、花药离体培养、秋水仙素处理和筛选4个过程 。
(2)单倍体育种的选择时机：
不能选择特定基因型的花粉，因为花粉不能表现出相关性状，
应在秋水仙素处理后获得的纯合子中选择具有所需性状的个体。
(3)单倍体育种与多倍体育种的操作对象不同：
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。
注意：染色体变异在育种上的应用
体细胞中含有2个染色体组的个体
体细胞中含有3个或3个以上染色体组的个体
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
正常
茎秆粗壮，叶片、果实、种子较大，营养丰富
植株矮小，高度不育
二倍体、多倍体和单倍体的比较
六