5.2 染色体变异 第1课时 课件(共32张PPT) 2024-2025学年高一生物学人教版（2019）必修第二册

(共32张PPT)
5.2 染色体变异
第1课时
能举例说明单倍体育种与多倍体育种的方法。
03
02
能够概述二倍体、多倍体、单倍体的概念。
01
能够举例说出染色体数目变异的类型 。
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：
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）
野生祖先种 栽培品种
（马铃薯）
野生祖先种香蕉
（有籽）
栽培品种香蕉
（无籽）
野生祖先种 栽培品种
（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
12
24
11
异常
因为香蕉栽培品种体细胞中染色体数目是33条，减数分裂时染色体联会紊乱，不能形成正常配子，无法形成受精卵，进而无法形成种子。
3.还能提出什么问题？发挥想象作出假设？
讨论：
2.为什么我们平时吃的香蕉没种子？
1.根据所学减数分裂知识，完成表格。
普通香蕉无法形成种子，它是怎样形成的？如何繁殖下一代？
野生香蕉 染色体数22
普通香蕉 染色体数33
能形成种子的植物细胞中，染色体数目一定是偶数吗？
减数分裂和受精作用，能够使生物体亲子代间的染色体数目保持稳定。
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
在自然界，像马铃薯和香蕉这样的例子还有很多，这充分说明了生物界的复杂性。
生物界如果只有稳定，而没有变化，又何来多样性和进化呢
2n
减数分裂
2n
母本
n
卵细胞
减数分裂
父本
2n
n
精子
受精卵
子代
2n
一、染色体变异
染色体结构变异
染色体数目变异
2.类型：
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：
个别染色体数目的增加或减少
以染色体组（一套完整的非同源染色体）为基数成倍地增加或减少
3.区别
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。
基因突变
基因重组
染色体变异
正常果蝇：2n=8
增加1条
减少1条
举例：21三体综合征、超雄综合征、女性特纳氏综合征
1.个别染色体的增加或减少
思考：根据所学知识回答：形成个别染色体的增加或减少原因是什么呢？
唐氏综合征/21三体综合征
病因：21号同源染色体由2条增为3条。
症状：智力低下，发育迟缓，眼间较宽，外眼角上斜，口常半张，舌外伸，又叫伸舌样痴呆。
二、染色体的数目变异
女性特纳氏综合征
病因：少了一条X染色体（X0）
症状：先天性卵巢发育不全综合征，身体矮小，肘外翻，颈部皮肤松弛为蹼颈。外观虽表现为女性，但卵巢发育不良，乳房不发育，无生育能力。
超雄综合征
病因：多了一条Y染色体（XYY）
症状：身材特别高，易于兴奋，自我克制力差，易产生攻击行为，有狂暴倾向。
任务一：根据减数分裂染色体变化过程，分析21-三体综合征形成的原因？
减数第一次分裂后期21号同源染色体未分离
减数第二次分裂后期姐妹染色单体分离后移向细胞的同一极
正常（8）
增加一套（12）
减少一套（4）
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
两套
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。每套非同源染色体称为一个染色体组。
染色体组的特征：
1） 一组非同源染色体
2） 染色体的形态、大小、功能各不相同
3） 含有该物种生长、发育、遗传、变异的全套遗传信息
三套
两套
一套
1.根据染色体的形态判断染色体组的数量，并完成表格。
项目
染色体组数
每个染色体组内染色体数
3
3
2
3
1
4
4
2
2
2
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。
方法一：根据染色体形态判断
染色体组数的判断
2. 根据基因型判断染色体组数。
染色体组数：
4
2
3
1
二倍体？
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。
方法二：根据基因型判断
玉米2N=20
猫咪2N=38
（1）二倍体：
受精卵发育而来，体细胞中含有两个染色体组的个体。
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。
人类2N=46
二倍体形成原因：
受精作用
2n
受精卵
雌配子
n
减数分裂
2n
二倍体(♂)
雄配子
n
减数分裂
2n
二倍体(♀)
3.二倍体与多倍体
(2)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
菊花 六倍体
葡萄 三/四倍体
四倍体番茄
例：四倍体葡萄的果实比二倍体的大得多；四倍体番茄的维生素C含量比二倍体的几乎增加了一倍。
普通小麦 六倍体
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。
多倍体在植物中很常见，在动物中极少见。
缺点：发育迟缓，结实率低。
2n
二倍体(♀)
2n
二倍体(♂)
受精作用
3n
受精卵
雄配子
n
减数分裂
发育
3n
三倍体
有丝分裂
2n
异常雌配子
减数分裂
出错
4n
四倍体(♀)
2n
二倍体(♂)
受精作用
3n
受精卵
雄配子
n
减数分裂
发育
3n
三倍体
有丝分裂
2n
雌配子
减数分裂
可育吗？
不可育，原始生殖细胞中有三套非同源染色体，减数分裂会出现联会紊乱
多倍体形成原因：
三倍体因为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。
四倍体可以通过减数分裂形成含有两个染色体组的配子
香蕉、三倍体无子西瓜的果实中没有种子，原因就在于此。
多倍体能产生配子吗？
4.单倍体
由配子直接发育而来，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）概念：
（2）成因：
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
（3）代表生物：蜜蜂中的雄蜂
蜂王 雄蜂 工蜂
32条 16条 32条
由配子（如卵细胞、花粉等）直接发育而来的个体。
单倍体生物的体细胞中一定只含有一个染色体组吗？
（4）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
原因：体细胞染色体组数一般为奇数，当其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。
单倍体、二倍体、多倍体的比较
项目 单倍体 二倍体 多倍体
概念
发育起点
染色体组的数目
性状表现
由配子发育而来，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
由受精卵发育而来，体细胞中含有2个染色体组的个体
由受精卵发育而来，体细胞中含有3个或3个以上染色体组的个体
未受精的配子
受精卵
受精卵
不确定（是正常体细胞染色体组数目的一半）
2个
3个或3个以上
植株矮小，且高度不育（除雄蜂外）
茎秆粗壮，叶片、果实、种子较大，营养丰富，但发育迟缓，结实率低
正常（作为单倍体、多倍体的参照物）
【核心归纳】
1.表型正常的双亲生出了一个染色体组成为“13三体综合征”的孩子，经测定形成患者的受精卵是由一个异常配子和一个正常配子组合而成的。对此现象的分析错误的是（ ）
A．患者的13号染色体不是正常的2条，而是3条
B．患者的双亲都有提供异常配子的可能
C．该变异来自基因的自由组合，可用显微镜观察
D．异常配子的产生既可能发生在减数分裂Ⅰ时，也可能发生在减数分裂Ⅱ时
C
2.下列是对a~d所示的生物体细胞图中各含有几个染色体组的叙述,正确的是（ ）
A.a图细胞中含有三个染色体组,该个体是单倍体
B.b图细胞中含有三个染色体组,该个体未必是三倍体
C.c图细胞中含有四个染色体组,该个体是四倍体
D.d图细胞中含有四个染色体组,该个体一定是四倍体
B
1.多倍体育种
（1）方法：
（2）处理对象：
（3）原理：
Ⅰ低温处理，
Ⅱ秋水仙素诱发。
目前常用、最有效
萌发的种子或幼苗。
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。
染色体数加倍
染色体复制
着丝粒分裂
细胞无法正常分裂
无纺缍丝牵引
三、人工诱导多倍体与单倍体
探讨无子西瓜的培育过程
如图是三倍体无子西瓜的培育过程图解。据图回答下列问题：
杂交
三倍体
（母本）
（父本）
联会紊乱
无子西瓜
第一年
第二年
三倍体植株
芽尖细胞正在进行有丝分裂，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，导致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。
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？
杂交
三倍体
（母本）
（父本）
联会紊乱
无子西瓜
第一年
第二年
三倍体植株
四倍体西瓜植株作母本产生的雌配子中含有两个染色体组。四倍体植株与二倍体植株杂交可获得三倍体植株。
2．四倍体西瓜植株作母本产生的雌配子中含有几个染色体组？获得的四倍体植株为何要与二倍体杂交？
杂交
三倍体
（母本）
（父本）
联会紊乱
无子西瓜
第一年
第二年
三倍体植株
促进子房发育成果实。
3.在无子西瓜培育的过程中用二倍体给三倍体传粉的目的是什么？
4．三倍体无子西瓜的果实中没有种子的原因是什么？
三倍体西瓜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，不能形成可育的配子。
杂交
三倍体
（母本）
（父本）
联会紊乱
无子西瓜
第一年
第二年
三倍体植株
三倍体在进行减数分裂时有可能形成了正常的卵细胞，从而形成正常的种子，但这种概率特别小。
5．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。
6．无子西瓜每年都要制种，很麻烦，有没有别的替代方法？
进行无性繁殖，将三倍体西瓜植株进行组织培养获得大量的组织苗，再进行移栽。
单倍体植株高度不育
2.单倍体育种
花药(或花粉）离体培养、秋水仙素处理幼苗
（1）原理：
染色体数目变异
（2）方法：
减数
分裂
DDTT
×
ddtt
DT
dT
Dt
dt
DT
DDTT
dT
Dt
dt
ddTT
DDtt
ddtt
花药离体培养
秋水仙素处理幼苗
DdTt
P
F1
配子
单倍体幼苗
纯合子
（3）过程：
用高杆抗盐碱(DDTT)和矮杆不抗盐碱 (ddtt)小麦品种，快速培育矮杆抗盐碱小麦，尝试写出培育过程。
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
高杆抗盐碱
DDTT
×
矮杆不抗盐碱
ddtt
F1
高杆抗盐碱
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
第3-6年
高杆抗盐碱
DDTT
×
矮杆不抗盐碱
ddtt
高杆抗盐碱
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
(4)优点：单倍体育种能明显缩短育种年限，子代均为纯合子。
(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，不能简单地认为花药离体培养就是单倍体育种的全部。
(2)可遗传的变异≠可育：三倍体无子西瓜、骡子、二倍体的单倍体等均表现“不育”，但它们均属于可遗传的变异——其遗传物质已发生变化，若将其体细胞培养为个体，则可保持其变异性状——这与仅由环境引起的不可遗传变异有着本质区别。
【核心归纳】
3．下列有关单倍体、二倍体及多倍体的叙述，正确的是（　 ）
A．用秋水仙素处理单倍体植株后一定获得二倍体
B．单倍体的体细胞可能含有三个或三个以上染色体组
C．三倍体西瓜杂交不能产生后代，所以是不可遗传的变异
D．用低温处理某二倍体植株后获得的个体，其细胞都有四个染色体组
B
4．下图为三倍体无子西瓜的培育过程。有关分析错误的是(　　)

A．无子西瓜是由四倍体植株和二倍体植株杂交产生的
B．三倍体无子西瓜培育的原理是染色体数目变异
C．三倍体植株不能进行细胞分裂，不能形成种子
D．秋水仙素能抑制有丝分裂过程中纺锤体的形成
C