5.2 染色体变异(第二课时) 课件(人教版2019必修2)(共31张PPT)

(共31张PPT)
第5章基因突变及其他变异
第2节
染色体变异(第二课时)
1染色体数目的变异
2低温诱导植物细胞染色体数目的变化
3染色体结构的变异
海拔/m 2100-3000 3000-4000 4000-520
草本植物多 29.4%- 33.3%- 55.6%-
倍体频率 47.1% 53.3% 70.4%
2100-3000 3000-4000 4000-5200
分析以上数据和材料，可以得出什么结论呢
青藏高原草本植物多倍体频率随海拔高度(温度)上升而增加
低温能诱导植物染色体数目的变化吗
青藏高原东北部多年生草本植物多倍体频率
问题探讨
● ●
2、低温诱导植物细胞染色体数目的变化
(1)提出问题：低温能诱导植物染色体数目的变化吗
(2)作出假设：低温能诱导植物染色体数目的变化
(3)制订计划：
①选取什么样的材料能观察到染色体数目的变化
根尖分生区
②如何设置对照实验
一组大蒜根尖置于4℃冷藏冰箱培养，作为 实 验 组
一组置于室温(约25℃)培养，作为 对 照 组
将蒜(或洋葱)在冰箱冷藏室内(4℃)放置一 周。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(约25℃)进行培养。
待蒜长出约1 cm 长的不定根时，将整个装置放入 冰箱冷藏室内，诱导培养48~72 h。
(3)制订计划：
③选择的洋葱或大蒜等材料如何诱导培养
2、低温诱导植物细胞染色体数目的变化
培养不定根
诱导 培养
低温诱导
剪取诱导处理的根尖0.5~1 cm, 放入卡诺氏液中浸泡0.5~1 h,
以固定细胞的形态，然后用体积分数为95%的酒精冲洗2次。
解离 漂洗 染色 制片
(3)制订计划：
④如何固定细胞
⑤制作根尖分生区有丝分裂装片的步骤有哪些
具体操作方法与观察植物细胞有丝分裂的实验相同。
2、低温诱导植物细胞染色体数目的变化
先用低倍镜寻找染色体形态较好的分裂象。视野中既有
正常的二倍体细胞，也有染色体数目发生改变的细胞。
确认某个细胞发生染色体数目变化后，再用高倍镜观察。
(3)制订计划：
⑥如何用显微镜观察实验结果
2、低温诱导植物细胞染色体数目的变化
2、低温诱导植物细胞染色体数目的变化
(4)实施计划： (5)得出结论：
蒜根尖细胞染色体数目加倍的显微照片 (放大400倍)
低温能诱导植物染 色体数目的增多
低温诱导72 h
对照
【实验原理】
用低温处理植物的分生组织细胞，能够抑制纺锤体的形成，
以致影响细胞有丝分裂中染色体被拉向两极，导致细胞不能 分裂成两个子细胞，于是，植物细胞的染色体数目发生变化。
2、低温诱导植物细胞染色体数目的变化
低温能诱导植物染色体数目的增多
秋水仙素与低温都能诱导染色体数目加倍，可能都与抑制纺锤
体的形成有关，着丝粒分裂后没有纺锤丝的牵引作用，因而不 能将染色体拉向细胞的两极，导致细胞中的染色体数目加倍。
讨论：
秋水仙素与低温都能诱导染色体数目加倍，这两种方法在原理上 有什么相似之处
2、低温诱导植物细胞染色体数目的变化
试剂 使用方法
作用
卡诺氏液 将根尖放入卡诺氏液中浸泡0.5～1 h
固定细胞形态
体积分数为95%的酒精 冲洗用卡诺氏液处理的根尖
洗去卡诺氏液
质量分数为15%的盐酸 与体积分数为95%的酒精等体积混合 作为解离液
解离根尖细胞
蒸馏水 浸泡解离后的根尖约10 min
洗去药液，防 止解离过度
甲紫(龙胆紫)溶液 把漂洗干净的根尖放进盛有质量浓度 为0.01 g/mL的甲紫(龙胆紫)溶液
使染色体着色
2、低温诱导植物细胞染色体数目的变化
小结1低温诱导植物染色体数目变化的实验中的试剂及其作用
项目 低温诱导植物染色体数目的变化
观察根尖分生组织细胞的有丝分裂
培养 待洋葱长出1 cm左右不定根时放入 冰箱低温室4 ℃诱导培养48~72 h
适宜温度下培养
固定 解离前用卡诺氏液进行固定，然后 用体积分数为95%的酒精冲洗2次
不用固定
染色 用0.01 g/mL的甲紫(龙胆紫)溶液
用醋酸洋红液或龙胆紫溶液
小结2.低温诱导染色体数目变化的实验与观察细胞有丝分裂实验的操作步骤的比较
2、低温诱导植物细胞染色体数目的变化
2、低温诱导植物细胞染色体数目的变化
【实验视频】
3、染色体结构的变异
猫叫综合征是人的5号染色体部分缺失引起的遗传病，因为 患儿哭声轻，音调高，很像猫叫而得名。猫叫综合征患者的 生长发育迟缓，而且存在严重的智力障碍。
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A B
缺 失
A B
①缺失 染色体的某一片段缺失引起变异。例如，果蝇缺刻翅的形成。
3、染色体结构的变异
E F G H
正常翅
缺刻翅
G H
F
■
A B E F G H
重 复
A B D E F G H
3、染色体结构的变异
②重复 染色体中增加某一片段引起变异。例如，果蝇棒状眼的形成。
棒状眼
正常眼
A B E F G H
M N P R
易位
A B E Q R
M N O P F G H
3、染色体结构的变异
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变异。
例如，果蝇花斑眼的形成。
花斑眼
正常眼
·属于染色体结构变异，能再显微镜下看到
·发生在非同源染色体之间
·交换的是非等位基因
·易位能发生于有丝分裂和减数分裂
·属于基因重组，在显微镜下看不到
·同源染色体的非姐妹染色单体之间 ·交换的是等位基因
·只能发生在减数分裂过程中
易位和交叉互换的区别
3、染色体结构的变异
交叉互换
A B D E F G H
倒位
B E F G H
3、染色体结构的变异
④倒位 染色体的某一片段位置颠倒也可引起变异。
例如，果蝇卷翅的形成
正常翅
卷翅
染色体结构的改变，会使排列在染色体上的基因数目或排列顺
序发生改变，导致性状的变异。大多数染色体结构变异对生物体 是不利的，有的甚至会导致生物体死亡。
3、染色体结构的变异
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以染色体组形式增减
个别染色体增减
①缺失：染色体的某一片段缺失引起变异.
②重复：染色体中增加某一片段引起变异。
③易位：染色体的某一片段移接到另一条非同源 染色体上引起变异。
④倒位；染色体的某一片段位置颠倒也可引起变
异 .
结果：会使排列在染色体上的基因数目或排列顺 序发生改变，导致性状的变异。大多数染色体结 构变异对生物体是不利的，甚至会导致生物体死 亡 .
在生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状 的基因的重新组合.
自由组合：减数分裂形成配子时，非同源染色体 上的非等位基因白由组合。
交叉互换：位于同源染色体上等位基因，在四分 体时期随非姐妹染色单体的交换而发生重组，
有性生殖过程中的基因重组使产生的配子种类多 样化，进而产生基因组合多样化的子代：
DNA 分子中发生碱基的替换、增添或决失，而引 起的基因碱基序列的改变，叫作基因突变。
镐状细电贫血
是生物变异的根本来源，为生物的进化提供了丰 富的原材料
知识梳理
基因重组
可遗传变异
意义
基因重组也是生物变异的来源之一，对生物的进 化具有重要启义，
实质
实例
意义
染色体变异
染色体数目变异
染色体结构变异
基因突变
发生时期
实质
练习与应用
一 、概念检测
1 .染色体变异包括染色体数目的变异和结构的变异。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)体细胞中含有两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。 (×)
2.秋水仙素能诱导多倍体形成的原因是( D )
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
练习与应用
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
互换片段所致。这种变异属于(C)
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
练习与应用
生物种类 豌豆 普通小麦
小黑麦
体细胞中的 染色体数/条 14 42
56
配子中的染 色体数/条 7 21
28
体细胞中的 染色体组数 2 6
8
配子中的 染色体组数 1 3
4
属于几倍体 生物 二 倍 体 六 倍 体
八倍体
练习与应用
4. 填表比较豌豆、普通小麦、小黑麦的体细胞和配子中的染色体数 目、染色体组数目，并且注明它们分别属于几倍体生物。
练习与应用
二、拓展应用
1 .在二倍体的高等植物中，偶然会长出一些植株弱小的单倍体，这 些单倍体一般不能通过有性生殖繁殖后代。单倍体是如何形成的 为 什么不能繁殖后代
可能的原因是，二倍体植株经减数分裂形成配子后， 一些配子可
以在离体条件下发育成单倍体。这些单倍体一般不能通过有性生 殖繁殖后代，是因为它们的体细胞中只含有一个染色体组，减数 分裂时没有同源染色体的联会，就会造成染色体分别移向细胞两 极的紊乱，不能形成正常的配子，因此，就不能繁殖后代。
2.人们平常食用的西瓜是二倍体。在二倍体西瓜的幼苗期，用秋水仙 素处理，可以得到四倍体植株。然后，用四倍体植株作母本，用二倍
体植株作父本，进行杂交，得到的种子细胞中含有三个染色体组。把这 些种子种下去，就会长出三倍体植株。下图是三倍体无子西瓜的培育过 程图解。据图回答下列问题。
(1)为什么用一定浓度的秋水仙素溶液滴在二倍体西瓜幼苗的芽尖
西瓜幼苗的芽尖是有丝分裂旺盛的地方，用秋水仙
素处理可以抑制细胞有丝分裂时形成纺锤体，导致 细胞内染色体数目加倍，从而得到四倍体植株。
杂交可以获得三倍体植株。多倍 体产生的途径为：用秋水仙素处 理萌发的种子或幼苗。
(2)获得的四倍体西瓜为何要与二倍 体杂交 联系第1问，你能说出产生多 倍体的基本途径吗
练习与应用
四倍体 (母本)
第一年
二倍体 (父本)
第二年
三倍体植株一般不能进行正常的减 数分裂形成配子，因此，不能形成 种子。但是，也有可能在减数分裂 时形成正常的卵细胞，从而形成正 常的种子，但这种概率特别小。
(3)有时可以看到三倍体西瓜中有 少量发育并不成熟的种子，请推测产 生这些种子的原因。
练习与应用
联会素乱
无子西瓜
四倍体 (母本)
第一年
第二年
二倍体
杂交
二倍体 (父本)
滴加秋水仙素
三倍体
方法一，进行无性生殖，将三倍体植株进行组织培养获取 大量培苗，再进行移栽；
方法二，利用生长素或生长素类似物处理二倍体植株未受 粉的雌蕊，以促进子房发育成无种子的果实，同时，在花 期全时段要进行套袋处理，以避免受粉。
(4)无子西瓜每年都要制种，很麻烦，有没有别的替代方法