5.2染色体变异课件(共45张PPT)-2024-2025学年下学期高一生物（人教版）必修2

(共45张PPT)
第2节
祖先种马铃薯
栽培品种马铃薯
祖先种香蕉
栽培品种香蕉
问题探讨
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。
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
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？
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。
1.果蝇体细胞有几条染色体？
8条
2.Ⅱ号和Ⅱ号染色体是什么关系？Ⅲ号和Ⅳ号呢？
同源染色体
3.雄果蝇的体细胞中共有哪几对同源染色体？
Ⅱ和Ⅱ、Ⅲ和Ⅲ、Ⅳ和Ⅳ、X和Y
非同源染色体
果蝇体细胞染色体组成示意图
5.这些染色体在形态和功能上有什么特点？
6.这些染色体之间是什么关系？
7.它们是否携带着控制生物生长发育的全部遗传信息呢？
4.精子中有哪几条染色体？
8.如果将果蝇精子中的染色体看成一组，那么果蝇的体细胞中有几组染色体？
Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X
Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y
或
非同源染色体
两组
各不相同
果蝇精子染色体组成示意图
方法一：根据染色体形态判断
1个染色体组
3个染色体组
4个染色体组
4个染色体组
细胞中同一形态的染色体有几条，则含有几个染色体组；
每组3条染色体
每组5条染色体
每组2条染色体
每组4条染色体
一、染色体数目变异
1.染色体组数的判断
方法二：根据基因型判断
一、染色体数目变异
1.染色体组数的判断
同一英文字母（无论大小写）出现几次，就含有几个染色体组。
YyRr
AABBDD
Aaa
ABCD
2个染色体组
2个染色体组
3个染色体组
1个染色体组
每组有2条
每组有3条
每组有1条
每组有4条
【练习】下列细胞中分别有多少个染色体组？
3
1
2
2
1
4
2
2
2
1
2.二倍体：
由受精卵发育而成的，体细胞中含有两个染色体组的个体
雌雄果蝇体细胞的染色体图解
在自然界，几乎全部的动物和过半数的高等植物都是二倍体
一、染色体数目变异
减数分裂异常
一、染色体数目变异
n
2n
3n
2n
4n
2n
有丝分裂异常
4n
3.三倍体：
由受精卵发育而成的，体细胞中含有三个染色体组的个体
一、染色体数目变异
无子西瓜
（3n=33）
香蕉
（3n=33）
思考：结合减数分裂的知识，思考三倍体可育吗？
一、染色体数目变异
由于原始生殖细胞中有三套非同源染色体，减数分裂时会出现联会紊乱，因此不能形成可育的配子。
4.四倍体：
由受精卵发育而成的，体细胞中含有四个染色体组的个体
一、染色体数目变异
马铃薯
（4n=48）
棉花
（4n=52）
5.多倍体：
由受精卵发育而成的，体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体
一、染色体数目变异
普通小麦
六倍体
菊花
六倍体、四倍体
一、染色体数目变异
阅读理解：阅读教材P88第4、5自然段，解决以下问题
1.与二倍体植株相比，多倍体的优点？
2.人工诱导多倍体的方法？
3.最常用方法的材料选择？作用原理？
四倍体玫瑰葡萄
一、染色体数目变异
（1）多倍体植株的优点：
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。
一、染色体数目变异
（2）人工诱导多倍体的方法：
低温处理、秋水仙素诱发
（3）秋水仙素处理的材料：
萌发的种子或幼苗
一、染色体数目变异
（4）秋水仙素诱导多倍体的原理：
作用于正在分裂的细胞，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。
作用时期：
分裂前期
一、染色体数目变异
【思考1】用秋水仙素处理二倍体西瓜的干种子，能成功获得四倍体西瓜植株吗？
【思考2】当细胞分裂进行到有丝分裂中期时用秋水仙素处理，能使细胞内染色体数目加倍吗？
处理萌发的种子或幼苗才能成功
秋水仙素在前期抑制纺锤体形成
低温诱导植物染色体数目的变化
培养
不定根
低温诱导
卡诺氏液
95%的酒精
漂洗
染色
剪取0.5-1cm根尖→_________浸泡0.5~1h
用体积分数为_____________冲洗2次。
解离→______→_______→制片
洋葱→4℃冷藏一周→置于广口瓶→洋葱底部接触瓶中的水面
诱导率不是百分之百，因此视野中既有二倍体细胞，也有染色体数目发生改变的细胞，且前者数目多于后者；
先低倍镜
再高倍镜
长出1cm长的不定根→冰箱(4℃)→培养48~72h
培养诱导
固定细胞形态
制作装片
观察比较
室温（约25℃）培养
→
固定细胞形态
洗去卡诺氏液
子房壁
珠被
卵细胞
实例一、无子西瓜的培育过程
【思考】普通西瓜是二倍体，雌雄同株异花，你能想出培育三倍体无子西瓜的途径吗？
秋水仙素
三倍体西瓜无子的原因：
减数分裂过程中染色体联会紊乱，
难以产生可育配子。
三倍体无子西瓜的原理：
染色体变异
（可遗传变异）
无子番茄的原理：
生长素促进果实的发育
（不可遗传变异）
杂交种不育
14
7
14
7
配子
配子
杂交种不育
28
14
42
加倍
异源
多倍体
普通小麦
14
14
一粒小麦
山羊草
AA
BB
7
7
配子
配子
A
B
7
7
AB
14
14
加倍
AABB
二粒小麦
28
异源
多倍体
AABB
14
另一种山羊草
DD
AB
D
ABD
AABBDD
AABBDD
实例二、普通小麦（六倍体）的培育过程
普通小麦（AABBDD,6N=42）是异源六倍体，A、B、D各表示一个染色体组；一粒小麦、山羊草均为二倍体。
普通小麦（AABBDD，6N=42）是异源六倍体，A、B、D各表示一个染色体组；黑麦（RR，2N=14）是二倍体。你能培育出异源八倍体小黑麦吗？ 请用遗传图解来表达培育过程。
实例三、黑小麦（八倍体）的培育过程
普通小麦AABBDD
黑麦RR
不育杂种ABDR
八倍体小黑麦AABBDDRR
秋水仙素处理
P
F1
X
受精卵
2n=32
蜂王（雌性）
工蜂（雌性）
雄蜂 n=16
2n=32
蜂王
卵
n=16
减数分裂
受精作用
持续获得蜂王浆
获得普通蜂蜜
未受精的卵
由 直接发育而来，体细胞中染色体数目与 染色体数目相同的个体。
配子
本物种配子
（4）单倍体
单倍体植株的特点：
长得弱小，一般高度不育
一、染色体数目变异
【判断】
（1）用四倍体西瓜的体细胞经离体培养成的植株是四倍体（ ）（2）用四倍体西瓜的花粉经离体培养成的植株是二倍体（ ）
（3）单倍体的体细胞只含有一个染色体组（ ）
√
×
×
【思考1】二倍体水稻和六倍体小麦的花粉发育成的个体分别是几倍体？体细胞中各有几个染色体组？
都是单倍体
各有1、3个染色体组
【思考2】二倍体番茄(AaBb)的花粉培育成的单倍体高度不育。采用什么方法可以让不可育的单倍体植株成为可育植株？
用秋水仙素处理单倍体幼苗
二倍体植株
花药离体培养
单倍体植株
秋水仙素处理
幼苗
二倍体植株（纯合子）
一、染色体数目变异
（5）单倍体育种
单倍体育种=花药离体培养＋秋水仙素处理
①过程：
②原理：
染色体变异
③优点：
1）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
已知高杆（D）对矮杆（d）为显性，抗病（T）对不抗病（t）为显性，现有纯合高杆抗病植株和矮杆不抗病植株，因生产需要，请您培育出矮杆抗病的新品种，写出您的培养方案，并思考达到要求最少需要几年（一年生植物）。
注：培育出的新品种性状应能稳定遗传
社会应用
DDTT（高抗） × ddtt（矮不抗）
DdTt(高抗）
P
D-T-
D-tt
ddT-
ddtt
示例：矮抗品种大麦培育过程
第一年
第二年
F1
F2
选择矮杆抗病ddT-连续自交，选育出符合要求的ddTT品种。
杂交育种
Fn
第三年及以后
杂交
自交
择优
自交
择优
自交
DDTT（高抗） × ddtt（矮不抗）
花药离体培养
DT
DdTt(高抗）
dt
P
秋水仙素处理幼苗
纯合体
DT
Dt
dT
dt
DT
Dt
dT
dt
DDTT
DDtt
ddTT
ddtt
配子
优点：2）明显缩短育种年限
单倍体植株
单倍体育种
第一年
第二年
F1
F2
一、染色体数目变异
6.个别染色体数目的增减
性腺发育不良 （特纳氏综合征）
21三体综合征
病因：
人的5号染色体部分片段缺失
猫叫综合征
二、染色体结构变异
二、染色体结构变异
1.缺失
①人的猫叫综合征(第5号染色体部分缺失)
②果蝇缺刻翅的形成
2.重复
a
b
c
d
e
f
a
b
c
d
e
f
b
果蝇棒状眼的形成
3.易位
a
b
c
d
e
f
b
c
d
e
4.倒位
a
b
c
d
e
f
g
h
i
j
k
a
b
c
d
e
f
g
h
i
j
k
a
c
d
e
f
b
猫叫综合征
正常眼
棒状眼
正常眼
花斑眼
正常翅
卷翅
正常翅
缺刻翅
Q: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
基因数量或排列顺序的改变
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，甚至导致死亡。
判断2：基因突变和染色体结构变异都会导致基因中碱基排列顺序改变？
判断3：基因突变和染色体结构变异都会导致DNA中碱基排列顺序改变？
判断1：基因突变和染色体结构变异都会导致生物性状的改变？
区别
对象
光学显微镜下
对基因的影响
项目
染色体结构变异
基因突变
染色体片段
碱基对
不可见
可见
不改变基因数目及
在染色体上排序
改变基因数
目或排列顺序
染色体结构变异 与 基因突变
一、染色体结构变异
项目 易位 交叉互换
对象
变异 类型
非同源染色体间
同源染色体非姐
妹染色单体间
染色体变异
基因重组
易位与交叉互换的区别
区别
一、染色体结构变异
判读以下描述中的变异类型：
1.淀粉分支酶基因中插入一段DNA序列，导致淀粉分支酶不能合成；
2.果蝇棒状眼性状是由于X染色体上16A区段重复导致；
3.由于辐射，某男婴的1条21号染色体移接在14号染色体上，使得14号染色体DNA增长；
4.利用某技术将苏云金芽孢杆菌的抗虫基因成功转至棉花DNA上；
基因突变
重复
易位
基因重组
【巩固练习】
1.已知某物种的一条染色体上依次排列着A、B、C、D、E五个基因。下面列出的四种变化中，不属于染色体变异的是（ ）
缺失
易位
倒位
基因突变
或基因重组
D
C
倒位
缺失
重复
易位
图像判断：
2.下图示某生物细胞分裂时，两对同源染色体联会时出现“十字型结构”现象，图中字母表示染色体上的基因，黑点表示着丝点。据此推断，下列正确的是 (　 　)
（图中姐妹染色单体画成一条染色体）
A．此种异常源于基因重组
B．该生物产生的异常配子很可能有HAa或hBb型
C．此细胞可能正在进行有丝分裂
D．此种变异可能会导致生物体不育，从而不能遗传给后代
B
二、几种育种方法的比较
杂交育种 诱变育种 多倍体育种 单倍体育种
方法
原理
优点
缺点
举例
基因重组
基因突变
杂交→自交
秋水仙素处理萌发的种子或幼苗
射线、紫外线、激光、化学药品处理
花药离体培养，
染色体变异
染色体变异
使多种优良性状集中在一起
提高突变率
叶和果实大，
营养物质含量高
明显缩短育种年限
育种年限长
有利变异个体少，需大量处理实验材料
发育延迟、
结实率低等
技术复杂
秋水仙素处理
三倍体无子西瓜、小黑麦
高产矮杆水稻
太空青椒、高产青霉素菌株
快速培育稳定遗传的优良品种
1.请说出下列操作属于哪种育种方式？
（1）通过花药离体培养再用秋水仙素加倍得到稳定遗传的烟草新品种。
（2）用60Co 辐射谷氨酸棒状杆菌，选育出合成谷氨酸的新菌种。
（3）用小麦和黑麦培育八倍体黑小麦。
（4）将青椒的种子搭载人造卫星，在太空中飞行数周后返回地面，获得了果大、肉厚和维生素含量高的青椒新品种。
（5）用抗倒伏、不抗锈病和不抗倒伏、抗锈病的两个小麦品种，培育出抗倒伏、抗锈病的品种。
（6）用亚硝酸或硫酸二乙酯处理蕃茄、水稻种子，获得成熟期早、蛋白质含量高的品系。
单倍体育种
诱变育种
杂交育种
诱变育种
多倍体育种
诱变育种
【巩固练习】
2.下图甲、乙表示水稻两个品种，A、a和B、b表示分别位于两对同源染色体上两对等位基因，①～⑦表示培育水稻新品种的过程，则下列说法正确的是（ )
A．与①③④过程相比，①②过程缩短了育种年限
B．③过程体现了体细胞的全能性
C．④和⑦过程利用的原理相同
D．④和⑤过程的处理对象是正在萌发的水稻种子
C