生物人教版（2019）必修2 5.2染色体变异（共36张ppt）课件

(共36张PPT)
第5章 基因突变及其他变异
第2节 染色体变异
野生祖先种（多种颜色）
栽培品种（一般都为黄色）
问题探讨：
野生祖先种（有籽）
栽培品种（无籽）
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。
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
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？
3.减数分裂和受精作用，能够使生物亲子代间的染色体数目保持稳定。然而，马铃薯和香蕉的染色体数目为什么与它们的野生祖先有很大差别呢？
马铃薯和香蕉的染色体数目表
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。
染色体变异
1.概念:
2.分类:
染色体数目的变异
染色体结构的变异
3.发生时期:
4.适用范围:
个体生长发育的任何时期，主要发生在细胞分裂时。
真核生物核基因的遗传
生物体的体细胞或生殖细胞内染色体数目或结构的变化。
细胞内个别染色体的增加或减少（非整倍体变异）
细胞内染色体数目以一套完整的非同源染色体为基数成倍地增加或成套的减少。（整倍体变异）
举例：21三体综合征（唐氏综合征）
原因：亲代减数分裂Ⅰ时同源染色体未分离，或减数分裂Ⅱ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
1.个别染色体增加或减少（非整倍体变异）
一、染色体数目变异
鼻梁扁平且宽，眼小，口半张，舌有龟裂，发育迟缓，智力低下。
13三体综合征
有小头，先天性心脏病，严重智力迟钝，常在3个月内死亡，也有活到5岁的。
鼻梁窄而长，耳位低，平均寿命6个月，也有活到十几岁的。
18三体综合征
Klinefelter综合征——XXY型
外貌是男性，无生育能力，智能一般较差。
XYY型
外貌男性，智能正常或略低，脾气暴烈，易激动，常有攻击性行为，犯罪率高。
症状：
先天性卵巢发育不全。典型临床表现为身材矮小、第二性征发育不良或不发育、具有特殊的躯体特征(如颈蹼、盾状胸、肘外翻)等。患者智力轻度低下。
Turner综合征(X0型）
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。
3.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。
果蝇的染色体组成
1个染色体组
1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
2.以染色体组的形式增加或减少（整倍体变异）
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
例1.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
例2.判断下图中分别有几个染色体组，每个染色体组怎么表示？
YyRr
AABBDD
AaaBbb
ABCD
2个染色体组
2个染色体组
3个染色体组
1个染色体组
☆根据“基因型”判断——同种类型字母(不区分大小写)的个数有几个就含几个染色体组
总结：1.图形题就看同源染色体的条数
　　 2.基因型题就看同种类型字母的个数
野生马铃薯体细胞中有两个染色体组，每个染色体组包括12条形态和功能不同的非同源染色体。
几乎全部动物和过半数的高等植物都是二倍体。
由受精卵发育而成的体细胞中含有两个染色体组的生物个体叫做二倍体。
4.二倍体
配子
亲代
×
2N
2N
N
N
受精卵
2N
子代
2N
正常情况下，野生马铃薯减数分裂形成的配子中有____个染色体组。
1
由受精卵发育而来，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。
（1）概念：
多倍体在动物中极少见，植物中很常见。
5.多倍体
香蕉（三倍体） 马铃薯（四倍体） 普通小麦（六倍体）
(2)多倍体植株特点
优点:
四倍体草莓（上）二倍体草莓（下）
四倍体番茄的维生素C含量比二倍体几乎增加了一倍。
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。
(3)多倍体育种(人工诱导多倍体)
低温诱导、秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。
①原理：
注：秋水仙素是从百合科植物秋水仙的种子和球茎中提取的一种植物碱，它是白色或淡黄色粉末或针状结晶，有剧毒。
②方法：
染色体数目变异
抑制纺锤体的形成，导致着丝粒分裂后染色体不能移向细胞两极，从而引起细胞内染色体数目加倍。
③机理：
染色体复制
无纺缍体形成
着丝粒分裂
无纺缍丝牵引
不分裂
主要作用于有丝分裂的前期
④作用时期:
练习：38期3版 4、5、6
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
⑤人工诱导多倍体实例——三倍体无籽西瓜P91
用二倍体花粉：刺激子房产生生长素，促进子房发育为果实。
总结：奇数个染色体组的个体不育。
偶数个染色体组的个体可育。
思考：①为什么三倍体西瓜、三倍体香蕉是无籽的？
②四倍体能通过减数分裂形成可育的配子吗？
若能，配子中有几个染色体组？
因为三倍体的原始生殖细胞中有三套非同源染色体，减数分裂时出现联会紊乱，因此不能形成可育的配子。
能。配子中含有2个染色体组。
③某个体是由四倍体生物的配子直接发育而来的，它属于几倍体？
单倍体
6.单倍体
（1）概念：
由配子直接发育而来的生物个体。其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，叫作单倍体。
如：蜜蜂中的雄峰
（2）形成原因：
未受精的生殖细胞（如卵细胞、花粉等）单独发育。
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
蜂王 雄蜂 工蜂
2N=32 N=16 2N=32
（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
练习：课本P91 1、2、4、
（4）应用——单倍体育种
花药离体培养 + 人工诱导加倍
二倍体植株
花药离体培养
单倍体植株
秋水仙素
染色体加倍
二倍体植株
（纯合体）
染色体数目变异
①原理：
②方法：
③过程：
④优点:
缺点：
明显缩短育种年限。
快速获得纯合子。
技术复杂，需与杂交育种配合。
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
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
第3
6年
类别 杂交育种 诱变育种 单倍体育种 多倍体育种
原理
常用 方法
优点
缺点
基因重组
杂交→自交→选优→自交
将不同品种的优良性状集中于同一个体上
不能产生新基因；育种进程缓慢、过程复杂；
基因突变
用物理或化学方法处理生物
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
有利变异少，需大量处理实验材料（具有不定向性、低频性）
染色体变异
花药离体培养；秋水仙素处理幼苗；选择；
明显缩短育种年限；(得到的植株都是纯合子；)
技术性强，需结合杂交育种和人工诱导染色体加倍技术
染色体变异
用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗
茎秆粗壮，叶片、果实、种子都比较大，营养物质含量有所增加
发育延迟，结实率降低，一般只适用于植物
补充：不同育种方法的比较
分别说出①-⑥对应的处理方法：
①_____________ ②_____________
③_____________ ④_____________
⑤_____________ ⑥_____________
杂交
自交
花药离体培养
秋水仙素处理
物理或化学因素诱变处理
秋水仙素处理
练习：
练习：38期3版 7、
低温诱导植物细胞染色体数目的变化
1.实验原理：
低温抑制_______的形成，以致影响________被拉向两极，细胞不能分裂成两个子细胞，于是染色体数目改变。
纺锤体
染色体
二、探究.实践
2.实验步骤：
(1)根尖的培养及诱导
①低温处理：将蒜（或洋葱）在冰箱冷藏室内（4℃）放置一周
②培养不定根：取出后，将蒜放在装满清水的容器上方，让蒜的底部接触水面，于室温（25℃）进行培养。
③低温诱导：待蒜长出1CM的不定根时，将整个装置放入冰箱冷藏室内，诱导培养48-72h
(2) 取材及固定
取材：
剪取诱导处理的根尖约_____________
0.5cm—1cm
固定：
放入__________中浸泡0.5h—1h，以固定细胞的形态
卡诺氏液
冲洗：
用_____________________冲洗2次
体积分数为95%的酒精
(3)制片（同“观察植物的有丝分裂”）
解离
漂洗
染色(用__________染色)
制片
甲紫溶液
(4)观察
先低倍，再高倍。
看：《金》P94 归纳提升1、
做： P94 1、3、4、6
猫叫综合征
三、染色体结构的变异
病因 ：5号染色体某一片段缺失。
患儿哭声轻，音调高，像猫叫。生长发育迟缓，有严重的智力障碍。
正常翅
缺刻翅
染色体某一片段缺失引起的变异。
染色体增加某一片段引起变异。
①缺失
②重复
染色体某一片段移接到另一条非同源染色体上引起的变异。
染色体某一片段位置颠倒引起的变异。
③倒位
④易位
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
染色体结构变异的类型
缺失
如：猫叫综合征、
果蝇缺刻翅的形成。
重复
如：果蝇棒状眼的形成。
易位
如：果蝇花斑眼的形成。
倒位
如：果蝇卷翅的形成。
同一条染色体
发生在两条非同源染色体上
染色体结构的改变为什么会导致性状发生改变
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。
染色体结构的改变为什么会导致性状发生改变
（缺失、重复）
（易位、倒位）
练习：38期3版 1、2、
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，含三个及以上染色体组
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：植株长得弱小、一般高度不育
单倍体
四、课堂小结
生物的变异
不可遗传变异
可遗传变异
基因突变
基因重组
染色体变异
概念：类型：特点：原因：影响：意义：
概念：类型：特点：意义：
概念：
类型：
染色体数目变异
染色体结构变异
1.判断下列相关表述是否正确。
（1）只有生殖细胞中的染色体数目或结构的变化才属于染色体变异。（ ）
（2）体细胞中含有2个染色体组的个体就是二倍体。（ ）
（3）用秋水仙素处理单倍体植株后得到的一定是二倍体（ ）
X
X
X
五、课堂练习
2.秋水仙素能诱导多倍体形成的原因是(　　)
A.促进细胞融合 B.诱导染色体多次复制
C.促进染色单体分开，形成染色体 D.抑制细胞有丝分裂时纺锤体的形成
D
3.慢性髓细胞性白血病是一种恶性疾病，患者骨髓内会出现大量恶性增殖的白细胞。该病是由于9号染色体和22号染色体互换片段所导致。这种变异属于(　　)
A.基因突变 B.基因重组
C.染色体结构变异 D.染色体数目变异
C
4.韭菜体细胞中的32条染色体具有8种各不相同的形态，韭菜是（ ）
A.单倍体 B.二倍体
C.四倍体 D.八倍体
C
思考：
1.如果野生马铃薯减数分裂Ⅰ后期，同源染色体不分离，所形成的的配子中有几个染色体组？
2.如果在减数分裂Ⅱ后期，着丝粒分裂后，姐妹染色单体未分离而是进入同一个细胞中，所形成的配子中有几个染色体组？
3.这样的配子与正常的配子结合，发育成的个体的体细胞中有几个染色体组？
4.这样的两个配子结合，发育成分个体的体细胞中有几个染色体组？
若减数分裂过程正常进行
配子中各有1条13号染色体。
若减数分裂Ⅰ后期同源染色体不能正常分离
含有2个染色体组。
没有染色体。
含有1个染色体组。
思考：1.如果野生马铃薯(2N=24)减数分裂Ⅰ后期，同源染色体不分离，所形成的的配子中有几个染色体组？
若减数分裂Ⅱ后期，姐妹染色单体未分离而进入同一个子细胞
含有2个染色体组。
没有染色体。
有1个染色体组。
2.如果在减数分裂Ⅱ后期，着丝粒分裂后，姐妹染色单体未分离而是进入同一个细胞中，所形成的配子中有几个染色体组？
＋
＋
有3个染色体组。
有4个染色体组。
三倍体
四倍体
3.这样的配子与正常的配子结合，发育成的个体的体细胞中有几个染色体组？
4.这样的两个配子结合，发育成分个体的体细胞中有几个染色体组？