5.2染色体变异（教学课件） ——高中生物学人教版（2019）必修二(共42张PPT)

(共42张PPT)
第五章基因突变及其他变异
第2节染色体变异
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
12
栽培品种 48 4
24
冀 野生祖先种 22 2
11
栽培品种 33 3
异常
2、义为什么我们平时吃的香蕉没有种子
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 生联会素乱，不能形成正常的配子，因此无法形成受精卵，进而无法形成种子
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。
讨论
请根据所学的减数分裂的知识，
试着完成该表格。
问题探讨
染色体变异
1、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。
2、类型 染色体数目的变异
染色体结构的变异
3、区别 基因突变、基因重组：光镜下不可见
染色体变异：光镜下可见
个别染色体的增减
染色体组增减
染色体数目的变异
1. 个别染色体的增加或减少
以雌果蝇的染色体组成为例
唐氏综合征即21三体综合征-多了一条21号染色体
Turner综合征性腺发育不良-少了一条X染色体
正常
减少
一 、染色体数目的变异
1、细胞内个别染色体的增加或减少
形成原因：
同源染色体未分离姐妹染色单体分离后移向细胞的同一极
正常分离
未分离
染色体数目的变异
2.以一 套完整的 非同源染色体为基数成 倍地增加或成套地减少
正常
减少
增多
一、染色体数目的变异
2、以染色体组为基数成倍的增加或减少
以雌果蝇为例：体细胞有4 对 共 8 条 染 色 体 ， 可 分 为 2 _ 组 ， 每一组中含有 4 条 非 同 源 染 色体。
体细胞含_2 个染色体组
一、染色体数目的变异
2、以染色体组为基数成倍的增加或减少
细胞中的一组非同源染色体，它们在形态和功能上各 不相同，但是携带着控制一种生物生长发育、遗传和变异 的全部信息，这样的一组染色体，叫做一个染色体组。
染色体组： ·一组非同源染色体
· 染色体的形态、大小、功能各不相同
· 含该物种全套遗传信息
判断染色体组数目的方法
方法一：根据染色体形态判断
细胞中同一形态的染色体有几条，则含有几个染色体组；
细胞中有几种形态的染色体， 一个染色体组中就有几条染色体。
4个染色体组 1组4条染色体
3个染色体组 1组5条染色体
4个染色体组 1组2条染色体
染色体组 染色体
判断染色体组数目的方法
方法二：根据基因型判断
同一英文字母(无论大小写)出现几次，就含有几个染色体组。有几种
字母出现， 一个染色体组中就有几条染色体。
eg. AAaaBbbb→同一字母出现4次→4个染色体组
2个染色体组 每组有3条
3个染色体组 每组有1条
1个染色体组 每组有4 条
ABCD
2个 1个
A Abb
g h 上 2个
练习：
请判断下列的细胞含几个染色体组 每组有几条染色体
AaaBBb
3个b
Aaaa
Bbbb
f
4个
3介
③根据染色体数目和染色体形态数判断：染色
体组的数目=染色体数/染色体形态数
例：韭菜的体细胞中含有32条染色体，这32条染色体有8种 形态结构，韭菜有( B ) 个染色体组。
A 2 B 4 C 6 D 8
④根据名称，叫几倍体，则体细胞中就有几个染色体组
例：马铃薯是四倍体，则其体细胞中有_4 个染色体组 ，生 殖细胞中有2 个组，体细胞有丝分裂后期有 8 个 组，减Ⅱ 后期有4 个组。
下列细胞分裂图像中含有2个染色体组的是( C )
2个 1个
B.
D.
一、染色体数目的变异
3、二倍体与多倍体
二倍体：由受精卵发育而来，体细胞中含有两个染色体组的个体。
自然界几乎全部动物和过半数高等植物都是二倍体。
三倍体：由受精卵发育而来，体细胞中含有三个染色体组的个体。
如：无子西瓜(3n=33 )、 香蕉(3n=33)
多倍体：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。
在植物中很常见，在动物中极少见。如：普通小麦(6 n=42) 、棉 花(四倍体)、马铃薯(4n=48)
(1)茎秆粗壮。
(2)/叶片、果实和种子都比较大。
(3)糖类和蛋白质等营养物质的含量都有所增加 缺 点 ：发育延迟，结实率低
(2)多倍体特点
四
四倍体平均
粒 重 19 克
二倍体平均
粒重6克
四
四倍体番茄的维生素C
的金量比二倍体品种
几乎增加了一倍
一、染色体数目的变异
一、染色体数目的变异
4、单倍体 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。
(1)形成原因：
由配子(如卵细胞、花粉等)直接发育而来
(无论体细胞中含有几个染色体组)
(2)实例：雄蜂
原因：体细胞进行减数分裂形成配子时，由于同源染色体联会紊 乱，不能产生正常的配子。
含偶数个染色体组：可育
含奇数个染色体组：高度不育
植株长得弱小
(2)特点<
般高度不育
2n =322n=32 n=16
受精卵受精卵未受精的卵
蜂王 工 蜂
雄蜂
蜜蜂 O 雄 峰 — → 精 子 — →
(16条) (16条)
工蜂
(32条)
受精卵
幼虫
蜂王
32条
蜂王 二倍体 (可育)
(16条) (16条)
工蜂
(不可育)
蜂王—→卵细胞
直 接、
(32条)
二倍体
单倍体
雄峰
雄蜂
概念：由受精卵发育，含三个以上染色体组
特点：器官较大、营养丰富，但发育延迟，结实率低
概念：/配子(生殖细胞)直接发育来的个体
特点：植株一般长得弱小、高度不育
染色体组 概念：含个体发育全部基因的一组非同源染色体
二 倍 体：由受精卵发育来，含两个染色体组的个体
个别增减(例：21三体综合征)
课堂小结
染色体数目变异
成倍增减
单倍体
多倍体
分 类
一、染色体数目的变异
多倍体育种
》 原理
秋水仙素作用于正在分裂的细胞，抑制纺锤丝的形成，导致染色体不分离，
作用时期：有丝分裂的前 期
》 方法 诱导率低
用低温处理或秋水仙素来处理萌发的种子或幼苗
无纺锤丝
牵引
前期：无纺锤丝形成
着丝粒
分裂
染色体
复制
数目加倍。
8条染色体
不分裂
一 、染色体数目的变异——三倍体无子西瓜培育过程P91
; 多倍体育种
》优点
可培育出新品种，且培育出的植物器官大，产量高，营养丰富。
》 缺点
结实率低，发育延迟。
四倍体西红柿 巨玫瑰葡萄
三倍体植株(早)二倍体植株(否) (联会，紊乱)
子房发育
三倍体无子西瓜
二倍体西瓜幼苗
秋水仙素处理
四倍体植株(早) X
二倍体西瓜幼苗
二倍体植株(6)
秋水仙素
二倍体
授粉
多倍体育种俗俸臂种和多悟体育种)
花粉刺激
相 当于生长激素)
联会紊乱
三倍体种子-
花粉刺激子房
第四倍体 一 ( 母本)
(第一年)
(第二年)
二倍体 ( 父 本 )
无子西瓜
年 第
三倍体
二
年
思考
1.秋水仙素的作用
在细胞有丝分裂前期抑制纺锤体的形成，导致复制 后的染色体不能移向细胞两极而使染色体数目加倍。
2.为什么要进行两次传粉
第 一 次：杂交获得三倍体种子。
第二次：刺激子 实。
3.为什么三倍体植株所结的果实为无子西瓜呢
减数分裂时出现联会紊乱
一、染色体数目的变异
单倍体育种
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
注意：秋水仙素只能处理萌发的幼苗
②原理： 染色体变异
③优点：1)明显缩短育种年限
纯合体，自交后代不会发生性状分离
④缺点，技术复杂，需与杂交育种配合
思考1:单倍体有几个染色体组 单倍体一定只有一个染色 体组吗
单倍体不一定只含一个染色体组，如四倍体生物的单倍体 含有两个染色体组。
思考2:如果是四倍体、六倍体物种形成的单倍体生物，其体 细胞中就含有两个或三个染色体组，我们可以称它为二倍体 或三倍体吗
不能，尽管其体细胞中就含有两个或三个染色体组，但因 为是正常的体细胞的配子所形成的物种，只能称为单倍体。
高秆：D 矮 秆 ：d 抗 病 ：T 不抗病：t 现有纯合的高
秆抗病的小麦(DDTT) 和矮秆不抗病的小麦(ddtt), 怎
样得到矮秆抗病的优良品种(ddTT) 用遗传图解表示出来。
一、染色体数目的变异
单倍体育种
DT Dt dT dt
花药离体培养
DT Dt dT dt
秋水仙素
正常植株 DDTT DDtt ddTT ddtt (纯合)
需要的纯合矮抗品种
一、染色体数目的变异
单倍体育种
需要的纯合矮抗品种
杂交育种
矮杆感病 ddtt
矮杆感病 ddtt
高杆抗病 DdTt
高杆抗病 DdTt
高杆抗病
DDTT
高杆抗病
DDTT
第1 年 第2 年
F D T D_tt
ddT
矮抗
单倍体植株
P
F
第 3-6 年
连续
配子
第 2 年
w
F
ddTT
ddtt
第
P
年
M
1
1.缺失染色体的某一片段消失
a e
实 例 ：果蝇缺刻翅的形成
二、染色体结构的变异
人类猫叫综合征
缺刻翅
正常翅
二 、染色体结构的变异
2.重复 染色体增加了某一片段
实例：果蝇棒状眼的形成
棒状眼
正常眼
a e
二 、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
实 例 ：果蝇花斑眼的形成
人慢性粒细胞白血病
a
g k
花斑眼
正常眼
染色体易位
交叉互换
图 解
区 别 位置 发生于非同源染色之间
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
二 、染色体结构的变异
比较染色体易位与交叉互换
二、染色体结构的变异
4 . 倒位染色体的某一片段位置颠倒引起的变异
正常翅
位置颠倒
卷翅
,女性9号染色体倒位后造成习惯性流产
实 例 ：果蝇卷翅的形成
a
二 、染色体结构的变异
思考4:染色体结构变异中基因的结构发生变化了吗
结果 染色体结构上的缺失、重复、易位和倒位
染色体上的基因数量、排列顺序的改变
生物性状的改变( 变 异 )
影响 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。
项目 基因突变 基因重组
染色体变异
实质 基因碱基序列 的改变 控制不同性状的 基因重新组合
染色体结构或数目的 变化
适用范围 所有生物 真核生物进行有性 生殖产生配子时
真核生物
发生时期 主要在DNA 复制时 减I前期和减I后期
细胞分裂前的间 期或分裂期
结果 产生新基因 产生新的基因型
引起基因数目或 排列顺序的变化
应用 诱变育种 杂交育种
单倍体育种、 多倍体育种
比较
低温诱导植物染色体数目变化的实验
1.实验原理：低温抑制纺锤体的形成，以致影响 染色体没
有被拉向两极，细胞不能分裂成两个子细胞，于 是染色体数目 加倍。
2 . 方法步骤：洋葱根尖培养 → 固定 → 制作装片(解离 →
漂 洗→ 染 色→制片)→观察。
3.试剂及用途
(1)卡诺氏液： 固定细胞的形态。
(2)95% 的酒精：洗去多余的固定液。
(3)解离液[15%的盐酸和95%的酒精混合液(1:1)]:
使组织细胞分离 O
(4)甲紫溶液：使染色体着色。
实验：低温诱导植物细胞染色体数目的变化
新课学习
多倍体育种
实验：低温诱导植物染色体数目变化的实验
观察 先用低倍镜确认某个细胞发生染色体数目变化后，再用高倍镜观察。
洋葱根尖细胞染色体数目加倍的显微照片
1. 染 色 体 上 某 个 基 因 于 基 因 突 变
( )
2.DNA 分子中发生三个碱基对的缺失导致染色体结构变异 (
)
3. 染 色 体 易 位 或 倒 位 不 改 变 基 因 数 量 ， 对 个 体 性 状 不 会 产 生 影 响
( )
4. 非 同 源 染 色 体 某 片 段 移 接 ， 仅 发 生 在 减 数 分 裂 过 程 中
( )
5,体细胞中含有两个染色体组的个体是二倍体，含有三个或三个以上染色体组的个体是多倍体
()
6, 染 色 体 组 整 倍 性 变 化 必 然 导 致 基 因 种 类 的 增 加
禹
屋
大
生
云
王
J
的
辨一辨
是正常的两条同源染色体，则图示是指
)
A.倒位
B.缺失 C.易位 D.重复
2 3 4 5
1、
I 2 3 4 5
染色体结 构的 (
课堂训练
2
2
B
5
1
5.随堂检测
2.下列情况中不属于染色体变异的是( )
A.第5号染色体短臂缺失引起的遗传病
B.第21号染色体多一条引起的唐氏综合征
C.黄色圆粒豌豆自交后代出现绿色皱粒豌豆
D.用花药培育出的单倍体植株
1//11 1 创新设计
C
02
03
01
04
目录
INNOvarMpr
[典例3]下列关于生物变异的叙述中错误的是( C )
A.基因突变是随机的，可以发生在细胞分裂的任何时期
B.原核生物和真核生物都可发生基因突变，而只有真核生物能
发生染色体变异
C.染色体变异、基因突变均可以用光学显微镜直接观察
D.在有性生殖过程中发生基因重组
练习册P86
下列有关生物变异的叙述正确的是( C)
A.由于基因碱基序列改变出现的新性状一定能遗传给后代
B.基因重组不能产生新的基因，但肯定会表现出新的性状 C.染色体片段的缺失不一定会导致基因种类、数目的变化
D.非同源染色体间某片段的移接只能发生在减数分裂过程中