5.2 染色体变异课件-高中生物人教版（2019）必修2(共24张PPT)

(共24张PPT)
下面两张图展示的是香蕉和香蕉的祖先——野生香蕉，两者差异
很大。我们可以清晰地看到野生香蕉其实是有籽的，而且籽还很 大。你在吃香蕉时是否有过这样的疑惑：香蕉为什么没有籽，没 有籽它是如何进行繁殖的
野生祖先种VS栽培品种(马铃薯)
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)
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
◆1.根据前面所学减数分裂的知识，试着完成该表格。
◆2.为什么平时吃的香蕉是没有种子的
◆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，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这么大差别呢
5.2 染色体变异
作为野生植物的后代，许多栽培植物的染色体数目却与他们的祖先大不相同，如马铃薯
和香蕉(见下表)
染色体变异的概念及种类
【染色体变异】生物体的体细胞或生殖细胞内染色体数目或结构的变化。
二倍体、多倍体、单倍体
染色体数目的变异 以染色体组的形式成倍 的增加或成套的减少
【染色体变异的种类】
个别染色体增加或减少
染色体结构的变异
◆野生马铃薯体细胞中有几条染色体 24
◆标记为3号的两条染色体是什么关系 3号和5号染 色体又是什么关系
同源染色体非同源染色体
◆野生马铃薯体细胞中有几对同源染色体
12
◆野生马铃薯配子中有几条染色体 这些染色体在形态
和功能上有什么特点 这些染色体之间是什么关系
12 形态结构和功能不同 非同源染色体
1.【染色体组】: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，其中把每套非同源染色体称为一个染色体组。
2.二倍体：野生马铃薯的体细胞中有两个染色体组。像这样体细胞中含有两个染 色体组的个体叫做二倍体。
一、染色体数目的变异
野生马铃薯(红色为荧光标记)
◆果蝇体细胞有2 个染色体组
◆每组染色体组含_ 条染色体
◆果蝇配子中有_ _个染色体组。
◆属于_二 倍体
◆正常男性体细胞中有46 _条染色体
◆这些染色体可以组成23 对
◆这些染色体中有23 条来自父亲，23 条来自母亲
◆有_2 _套染色体，属于二 _倍体
果蝇体细胞 果蝇配子
正常男性染色体组型
3.三倍体
减数分裂I 出现错误
二倍体的减数分裂出现错误，形成含有两个染色体组的配子，这样的配子与含有一个 染色体组的配子结合，发育成的个体的体细胞中就含有三个染色体组，称 作三倍体。
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。
香蕉、三倍体无子西瓜的果实中没有种子，原因就在于此。
染色体数目的变异——三倍体
4.四倍体
减数分裂I 出现错误
◆什么是四倍体 它是如何形成的
由2个含有两个染色体组的配子结合发育成的个体，体细胞中含有4个染色
体组，称为四倍体；
四倍体的成因有两种： 一是有2个含有两个染色体组的配子结合发育而来的；
二是，二倍体在胚或幼苗时期受某种因素影响，体细胞在进行有丝分裂时， 染色体只复制未分离，也会形成四倍体。
5.多倍体
【多倍体】体细胞中含有3个或3个以上染色体组的个体统称为多倍体。
【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；也存在结实率低，晚熟等缺点。
因此人们常常采用人工诱导多倍体的方法来获得多倍体植株培育新品种。
【人工诱导多倍体的方法】低温处理、用秋水仙素诱发。
其中用秋水仙素来处理萌发的种子或幼苗是目前最常用且最有效的方法；
染色体数目的变异——多倍体
· 秋水仙素使染色体数目加倍的基本原理 ：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， 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。
· 用低温诱导植物细胞染色体数目变化的基本原理：进行正常有丝分裂的植物分生组织 细胞，在有丝分裂后期，染色体的着丝粒分裂，子染色体在纺锤丝的作用下，分别移 向细胞两极，最终被平均分配到两个子细胞中去。用低温处理植物分生组织细胞，能 够抑制纺锤体的形成，染色体不能被正常拉向细胞的两极，细胞也不能分裂成两个子 细胞，结果导致植物细胞的染色体数目发生变化。
6.单倍体
· 在生物的体细胞中，染色体数目不仅可以以染色体组的形式成倍的增加，还可以成套 的减少。
· 像蜜蜂的雄蜂这样，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 做
单倍体。
蜜蜂的蜂王会先经过减数分裂产生卵细胞，卵细胞若不受精，则孵化为雄性个体，即雄
蜂；卵细胞受精后产生的受精卵则孵化为雌性个体，即蜂王和工蜂。
蜜蜂的蜂王和工蜂的
体细胞中有32条染色
体，而雄蜂的体细胞 中只有16条染色体。
蜂王
雄蜂
工蜂
染色体数目的变异 — — 单倍体
· 单倍体植株的特点：与正常二倍体植株比较，单倍体植株长得弱小，而且高度不育。
·利用单倍体植株培育作物新品种：育种工作者常采用花药(或花粉)离体培养的方法 来获得单倍体植株，然后人工诱导使这些植株的染色体数目加倍，恢复到正常植株染
色 体 数 目 。
·用这种方法培育得到的植株不但能够正常生殖，而且每对染色体上成对的基因都是纯 合的，自交后代不会发生性状分离，能明显缩短育种年限。
P F1 减数
AABB×aabb AaBb 分裂
AABB
AAbb
aaBB
aabb
AB
Ab
aB
ab
AB
Ab
aB
ab
秋水 仙素 处理 单倍 体幼 苗
花药 离体 培养 获得 单倍 体
◆以上分析的染色体数目的变异是细胞内的染色体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，还有一类染色体数目的变异是细胞内个别染色体的增加或减少。
◆唐氏综合症又称21三体综合症，由于患者比正常人多了一条21号染色体导致患者的智 力低于常人，身体发育缓慢，并且表现出特殊的面容。
配子 单倍体 (无论有多少个染色体组) 发育起点 =2
二倍体
体细胞中
受精卵 染色体组数
>2
多倍体
染色体数目的变异——单倍体
◆ 单倍体、二倍体、多倍体概念辨析
1、在二倍体西瓜幼苗的芽尖滴加秋水
仙素的目的是什么 依据的原理是什么
当秋水仙素作用于芽尖时，它能渗入分生组织正 在进行有丝分裂的细胞里面，抑制纺锤丝的形成， 导致染色体不能移向细胞两极。但不影响染色 体的复制，复制后的染色体共存于该细胞中，进 而经有丝分裂形成染色体加倍的细胞。
2、 四倍体西瓜植株做母本产生的雌配
子中含有几个染色体组 获得的四倍体
西瓜为何要与二倍体杂交
二倍体(父本)
2个；杂交可以获得三倍体植株。
3、 四倍体植株上结的西瓜是无籽西瓜
吗
有籽西瓜
染色体数目的变异——三倍体无子西瓜培育过程
滴加秋水仙素
二倍体
杂交
联会紊乱
三倍体植株 无子西瓜
四倍体(母本)
第一年 第二年
三倍体
4、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。
无籽西瓜属同源三倍体植株(3n=33),其性母细胞在减 数分裂时，同源的每三个染色体在第一次分裂前期联会 时或组成三价体(三个染色体连在一起)或组成二价体 (两个染色体连和单价体(一个染色体单独存在)。在后 期时，二价体分离正常，单价体一般随机进入细胞两极 的一极，而三价体一般是两条进入细胞的一极，另一条 则进入细胞的另一极。对于同源的每三个染色体来说， 形成的二倍体配子与单倍体配子的机率各为1/2;而三
二 倍 体 ( 父体无籽西瓜共有十一种非同源染色体，在减数分裂过 程中，遵循自由组合规律，产生的生殖细胞的染色体数 大多在2n=22与n=11之间。由于生殖细胞没有完整的染 色体组，具有不平衡性，它是不育性的，从而决定了胚珠 具有高度不孕性。这就是三倍体西瓜一般不结种子(瘪 子)的原因。从表中我们也能看出，极少数生殖细胞里 的染色体数为2n=22或n=11,具有完整的染色组数，唯此 是可育性的，其机率分别为(1/2)11。因此，三倍体西瓜 结籽率可推算由此可见，三倍体西瓜并非绝对不结籽， 而是结籽率极低，故通常被称为无籽西瓜。
〔(12) +(1%) J =(/) +2(1%2) (1/2) 1
+(2)2 =1% =1/1048576。
二倍体
杂交
三倍体
联会紊乱
无子西瓜
四倍体(母本)
第一年 第二年
三倍体植株
染色体数目的变异——三倍体无子西瓜培育过程
滴加秋水仙素
实验：低温诱导植物染色体数目的变化
1.实 验 原 理 ：
低温抑制纺锤体的形成(作用机理同秋水仙素)
2.试剂及用途
(1)卡诺氏液： 固定细胞形态
(2)甲紫溶液： 使染色体着色
3.方 法 步 骤 ：
洋葱根尖培养→低温诱导→固定→制作装片(解离→漂洗→染色→制 片) → 观察
卡诺氏液 甲紫溶液
二、染色体结构的变异
一 .概 念 ：
染色体结构变异是指排列在染色体上的基因数目或排列顺序发
生改变，这会导致性状的变异。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死亡。
二 .分 类 ：
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。
A B C D E F G H A B C E F G H
缺刻翅
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。
正常眼
棒状眼
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的变异， 例如果蝇花斑眼的形成。
4.倒 位 ：染色体某一片段位置颠倒引起变异，例如果蝇卷翅的形成。
D E F G H
R
F G H
R
正常眼 花斑眼
M
A
A
M
C
Q
N
B
E
Q
O
P
C
O
B
N
D
P
卷翅
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
染色体结构的变异
一 .概 念 ：
染色体结构变异是指排列在染色体上的基因数目或排列顺序发
生改变，这会导致性状的变异。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死亡。
二 .分 类 ：
缺失、重复、易位、倒位
为什么染色体结构的改变会导致性状的发生改变
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。