5.2 染色体变异--高中生物人教版必修2(共34张PPT)

(共34张PPT)
【本节聚焦】
1.染色体数目的变异有哪些类型
2.什么是单倍体、二倍体和多倍体 3.染色体结构的变异有哪些类型
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
香 蕉 野生祖先种 22 2
11
栽培品种 33 3
异常
(有籽) (无籽) (多种颜色) (一般都为黄色)
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(见下表)
[讨论1]请根据所学的减数分裂的知识，试着完成该表格
野生祖先种香蕉 栽培品种香蕉 野生祖先种马铃薯 栽培品种马铃薯
《必修2》P87 野生祖先种VS栽培品种
问题探讨
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，不能形成种子。
[思考1]马铃薯和香蕉的染色体数目为什么与它们的祖先有很大差 别呢 发生了染色体变异(数目变异)
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
香蕉 野生祖先种 22 2
11
栽培品种 33 3
异常
[讨论2]为什么平时吃的香蕉是没有种子的
野生祖先种香蕉 栽培品种香蕉
(有籽) (无籽)
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。
染色体数目的变异
染色体结构的变异
2.类型
染色体数目的变异
1、细胞内个别染色体的增加或减少 实例：21三体综合征
比正常人多一条21号染色体
正常 增多 减少
一 染色体数目的变异
2、细胞内染色体数目以一套完整的非同源染色体为基数 成倍地增加或成套地减少。
细胞中的一套非同源染色体，在形态和功能上各不相 同， 但又互相协调，共同控制生物生长、发育、遗传和变异。
IV
C
X Y
染色体组
减 数分裂
Ⅲ
IV IV
Ⅲ
Ⅲ
X
减数分裂
IV
Ⅲ Ⅱ Ⅲ
X
2.染色体组的特点
①无同源染色体(无等位基因)
②所含的染色体在形态、大小和功 能上各不相同
③含有控制生物性状的一整套遗传 信息，不能重复，不能缺少。
2N=24:2 表示：有两个染色体组 N表示：每组有n条非同源染色体
染色体组
Ⅱ
Ⅱ
Ⅱ
IV
1 染色体形态：
细胞内形态相同的 染色体有几条，就 含有几个染色体组。
3 个染 1 个染 2 个染 色体组 色体组 色体组
染色体组数目的判断
2 基因型：
在细胞或生物体的基因型 中 ，控制同一性状的基因， 不分大小写，有几个基因， 那该细胞或生物体中就含 有几个染色体组。
Aa
2个染 色体组
染色体组数目的判断
3个染色 体组
1 个染 色体组
3 公式推断
根据染色体组数
=“ 染色体数/染色 体形态数”值判断
16条/4种形态=4个染色体组
染色体组数目的判断
个染色体组
个染色体组 个染色体组 个染色体组
A B C D
A:有4
B:有4 C:有4 D:有2
现学现用：
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。
2N
受精卵
亲代 配子
2N
X
2N
2N
子代
受精 作用
减数 分裂
由受精卵发育而成的，体细胞中含有3个或3个
以上染色体组的个体。
例子 马铃薯、西瓜、香蕉、普通小麦等
无子西瓜是三倍体 香蕉是三倍体
概念
普通小麦是六倍体
多倍体
多倍体植株的特点：
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。
四倍体番茄的维生素C含 量 比二倍体几乎增加了一倍。
四倍体葡萄的果实比 二倍体的大得多。
1. 秋水仙素处理 萌发的种子或幼苗(目前最常用且最有效的方法)
萌发的种子或幼苗具有分生能力，细胞进行有丝分裂。
当秋水仙素作用于正在分 裂 _的细胞时，能够抑制_ 纺 锤体 的形成，从而引起细胞内染色体数目的 加倍。染色体数目加倍的 细胞继续进行有丝分裂，就可能发育成多倍体植株。
《必修2》P88倒数第2自然段 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。
人们常常采用人工诱导多倍体的方法来获取多倍体植株，培育新
品种。如含糖量高的甜菜和三倍体无籽西瓜
人工诱导多倍体的形成
原 理 ：染色体数目变异
实 例 ： 含糖量高的甜菜、三倍体无子西瓜
染色体复制 着丝点分裂
前期：无纺继体形成
无纺继丝牵引
4条染色体
8条
不分裂
练一练
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
蜂王(32) 雄蜂(16) 工蜂(32)
精 子十 卵细胞 受精卵
雄蜂
单倍体 由配子直接发育而成，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。
蜂王
工蜂
二倍体 单倍体
2.成因：由配子(如卵细胞、花粉等)直接发育而来的个体。
3.特点：与正常植株相比，单倍体植株长得弱 小，而且高度不育。
【注意】 一般高度不育
1.含偶数个染色体组：可育；含奇数个染色体组：高度不育
2.单倍体体细胞不一定只含有一个染色体组，但是体细胞只含有 一个染色体组的一定是单倍体。
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
(二)单倍体
个体。
单倍体育种
(1)原理：染色体数目变异
(2)方法：花药(或花粉)离体培养、人工诱导加倍
二倍体植株 花药离体培养 单倍体幼苗
人工诱导 秋水仙素处理
恢复二倍体植株
(3)优点：明显缩短育种年限，所得个体均为纯合子
配子 单倍体
受精卵 二看体细胞 染色体组数
二个
→ 二倍体
三 个 或
多 倍 体
以 上
怎么把生物分类
一看发 育来源
[思考3]根据发育的起点不同以及体细胞所含有的染色体组数不同
练一练
单倍体生物的体细胞中应( D )
A.只含一条染色体
B.只含一个染色体组
C.含奇数条染色体
D.含本物种配子的染色体数
探究实践：低温诱导植物细胞染色体数目的变化
一 、实验目的：1.学习低温诱导植物细胞染色体数目变化的方法。
2.理解低温诱导植物细胞染色体数目变化的作用机制。
二、实验原理：
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(加倍)。
分裂间期 4个染色体 8个染色体
无纺体形成 无纺继丝牵引
细胞不分裂
不染体
四 、方法步骤 诱导培养→固定→制片→观察。
①诱导培养
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 1。;
8
②固定
剪取诱导处理的根尖0.5-c m, 放 入卡诺氏液中浸泡0.5-1h, 以
杀死、固定细胞形态 然后用体积分数为95%的酒精冲洗 2 次；
1
h
③制片
包括 解离、漂 洗、染 色、制 片 4个步骤； 解离目的：用药液使组织中的细胞相互分离开来 漂洗目的：洗去药液，防止解离过度
染色目的：甲紫溶液或醋酸洋红液能使染色体着色 制片目的：使细胞分散开来，有利于观察
解离3—5min 漂洗约10 min 甲紫溶液染色3-5 min
压片
④观察
先用低倍镜寻找染色体形态好的分裂图象；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。
注意：
A、在进行实验的过程中，所观察 的细胞已经被卡诺氏液等杀死，
看到的是死细胞。因此不能观察 到连续的变化。
B 、视野中既有正常的二倍体细胞 (多),也有染色体数目发生改
变的细胞(少)。
蒜根尖细胞染色体数目加倍的显微照片
( 放 大 4 0 0 倍 )
对照 低温诱导72 h
a b cO d e f
正常翅
a cO d e f
(一)缺失
染色体的某一片段缺失引起的变异(同一条染色体上)
人的5号染色体某一片段缺 失引起。患儿哭声轻，音调高， 像猫叫。
染色体的某一片段缺失引起变异。例如，果蝇 缺刻翅的形成
二 、染色体结构变异
片段的缺失、重复、易位、倒位
结果：导致部分基因数目减少
例子：猫叫综合征
缺刻翅
(二)重复
染色体增加某一片段引起的变异(同一条染色体上)。
结果：导致部分基因数目增加
b c O d e f
b c Od e f
例子：果蝇棒状眼的形成
a
b
a
(三)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。
结果：导致部分基因顺序改变
g h Oi J d e f
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
【注意】发生在两条非同源染色体上
例子：果蝇花斑眼的形成
正常眼
花斑眼
3、易 位 染色体某一片段移接到另一条非同源染色体上引起的
实例：果蝇花斑眼的形成
正常眼 花斑眼
b cOd e f
正常翅
a b f
e d Oc b f
卷翅
(四)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)。
结果：导致部分基因顺序改变
染色体的某一片段位置颠倒也可以引起变异。 例如，果蝇卷翅的形成
例子：果蝇卷翅
a
a
染色体上的基因的数目或排列顺序改变
生物性状的变异
《必修2》P90最后一自然段
多数不利
大多数染色体结构变异对生物体时不利的，有的甚至会导致生 物体死亡。
染色体结构变异
缺失、重复：基因数目改变
倒位、易位：基因位置改变
[思考1]染色体结构变异结果，是如何导致性状改变的
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
比较染色体易位与交叉互换
项目 基因重组 基因突变
染色体变异
实质 控制不同性状的 基因重新组合 基因结构的改变
染色体结构或 数目的变化
适用 范围 真核生物进行有 性生殖时 任何生物均可发生
真核生物核 遗传中发生
结果 产生新的基因型 产生新的基因
引起基因数目 或顺序的变化
类型 交叉互换型、 自由组合型 自然诱变、 人工诱变
结构变异、
数目变异
意义 生物变异来 源，对生物进 化有重要意义 生物变异根本来 源，进化原材料
对生物进化 有一定意义