5.2 染色体变异人教版（2019）必修2 课堂同步复习课件(共36张PPT)

(共36张PPT)
高中生物人教版
第五章第二节 染色体变异
01
思维导图
02
知识剖析
考点01 染色体数目的变异
1.染色体变异的概念和类型
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
类型：染色体数目的变异；染色体结构的变异
2.染色体数目变异的类型
考点01 染色体数目的变异
3.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，其中每套非同源染色体称为一个染色体组。对染色体组可以从以下三个层面理解。
从本质上看→是一组非同源染色体
从形态上看→一个染色体组中染色体形态、大小各不相同
从功能上看→一个染色体组中染色体功能各不相同；一个染色体组携带着生物生长、发育、遗传和变异的全部遗传信息
考点01 染色体数目的变异
4.二倍体、多倍体和单倍体
项目 单倍体 二倍体 多倍体
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个体 体细胞中含有两个染色体组的个体 体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体
发育起点 配子 多数为受精卵 多数为受精卵
植株特点 ①植株弱小； ②高度不育 正常可育 ①茎秆粗壮；
②叶片、果实和种子较大；
③营养物质的含量有所增加
体细胞染色体组数 ≥1 2 ≥3
形成过程 形成原因 自然原因 孤雌生殖 正常的有性生殖 外界环境条件剧变(如低温等)
人工诱导 花药离体培养 秋水仙素处理单倍体幼苗 秋水仙素处理萌发的种子或幼苗
举例 蜜蜂中的雄蜂 几乎全部的动物和过半数的高等植物 香蕉(三倍体)、马铃薯(四倍体)、八倍体小黑麦
考点01 染色体数目的变异
5.人工诱导多倍体
(1)方法：低温处理、用秋水仙素诱发等。用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，是目前最常见且最有效的方法。
(2)机理：低温或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的两极，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。
(3)实例：目前世界各国利用人工诱导多倍体的方法已经培育出不少新品种，如含糖量高的甜菜和三倍体无子西瓜等。
考点02 低温诱导植物细胞染色体数目的变化
1.实验中的试剂、使用方法及其作用
试剂 使用方法 作用
卡诺氏液 将诱导处理的根尖0.5～1cm放入卡诺氏液中浸泡0.5～1h 固定细胞形态
体积分数为95%的酒精 冲洗用卡诺氏液处理的根尖 洗去卡诺氏液
与质量分数为15%的盐酸等体积混合，浸泡已固定的根尖 解离根尖细胞
质量分数为15%的盐酸 与体积分数为95%的酒精等体积混合，作为解离液 清水 浸泡解离后的根尖约10min 漂洗根尖，去除解离液
质量浓度为0.01g/mL的甲紫溶液 把漂洗干净的根尖放进盛有质量浓度为0.01g/mL的甲紫溶液的培养皿中染色 使染色体着色
考点02 低温诱导植物细胞染色体数目的变化
2.实验原理、步骤、现象和结论
(1)原理
①用低温处理植物的分生组织细胞，能够抑制分裂前期纺锤体的形成，以致影响细胞有丝分裂后期染色体被拉向两极，导致细胞不能分裂成两个子细胞，使细胞中染色体数目加倍。
②当温度恢复正常后，染色体数目加倍的细胞又通过正常的有丝分裂产生更多染色体数目加倍的子细胞。
考点02 低温诱导植物细胞染色体数目的变化
步骤：
培养诱导：将冷藏(4℃)一周后的蒜置于→培养不定根装满清水的容器上方→蒜的底部接触瓶中的水面
低温诱导：待蒜长出约1cm长的不定根→将→整个装置放入冰箱(4℃)→诱导培养48～72h
固定细胞形态：剪取诱导处理的根尖0.5~1cm→放入卡诺氏液中浸泡0.5~1h→用体积分数为95%的酒精冲洗2次
制作装片：解离→漂洗→染色→制片
观察比较：先用低倍镜寻找染色体形态较好的分裂象，确认某个细胞发生染色体数目变化后，再用高倍镜观察
现象：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
结论：低温处理植物的分生组织细胞，能抑制有丝分裂前期纺锤体的形成，从而使染色体数目加倍
考点03 染色体结构的变异
1.原因：主要是染色体的断裂以及断裂后片段在同一染色体内或不同染色体之间的重新连接。
考点03 染色体结构的变异
2.类型及举例
类型 图解 变化 举例
缺失 染色体b片段缺失 果蝇缺刻翅的形成
重复 染色体b片段增加 果蝇棒状眼的形成
易位 染色体的某一片段(d、g)移接到另一条非同源染色体上 果蝇花斑眼的形成
倒位 同一条染色体上某一片段(a、b)位置颠倒 果蝇卷翅的形成
考点03 染色体结构的变异
提醒
(1)四种染色体结构变异的结果分析如下。
①缺失——导致染色体上的基因减少；
②重复——导致同一条染色体上出现等位基因或相同基因；
③易位——发生在非同源染色体之间，改变染色体上基因的数目或排列顺序；
④倒位——基因数目没有变化，基因排列顺序发生变化。
(2)缺失引起的遗传效应随着缺失片段大小和细胞所处发育时期的不同而不同。缺失发生越早，缺失片段越大，对个体的影响越大。重复引起的遗传效应较缺失小。
(3)重复对生物进化有重要作用，这是因为“多余的”基因可向多方向突变而不损害细胞和个体的正常功能，并有可能产生新的功能基因，使个体能更好地适应新环境。
考点03 染色体结构的变异
3.结果：使排列在染色体上的基因数目或排列顺序发生改变，导致性状的变异。
4.影响：人类的许多遗传病是由染色体结构改变引起的。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体死亡。
考点04 三种可遗传的变异的比较
1.不遗传变异与可遗传的变异
(1)变异的概念
生物的亲子代之间及同一亲代的各子代之间，均有或多或少的差异，这种差异就是变异。
(2)类型
①不遗传变异原因：
环境变化引起的,遗传物质未发生改变
考点04 三种可遗传的变异的比较
(3)特点
①不遗传变异的特点：一般只在当代表现出来；一般不能遗传给后代；这种变异一般是定向的，例如，个体摄入过多的糖可能导致肥胖。
②可遗传的变异的特点：可以在当代表现，也可以在后代中出现；变异一旦发生，就有可能遗传给后代；这种变异是不定向的。
考点04 三种可遗传的变异的比较
2.基因突变、基因重组、染色体变异的区别
项目 基因突变 基因重组 染色体变异
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 染色体结构或数目变化
适用范围 任何生物均可发生(包括病毒) 自然状态下，真核生物有性生殖产生配子时发生 真核生物核遗传中发生
产生结果 产生新的基因，但基因数目和位置不变 产生新的基因型，未发生基因的改变 可引起基因数目或排列顺序的变化
鉴定方法 光学显微镜下均无法检出，可根据性状进行判断 光学显微镜可检出
类型 ①自发突变； ②诱发突变 ①自由组合型； ②互换型 ①染色体结构的变异；
②染色体数目的变异
意义 产生新基因的途径，生物变异的根本来源，为生物的进化提供了丰富的原材料 生物变异的主要来源之一，对生物进化具有重要的意义 对生物进化有一定意义
实例 镰状细胞贫血、细胞癌变 黄圆与绿皱豌豆杂交，后代产生黄皱与绿圆个体 八倍体小黑麦、雄蜂
考点05 染色体变异在育种中的应用
1.多倍体育种与单倍体育种的比较
考点05 染色体变异在育种中的应用
提醒
(1)用秋水仙素处理植株使染色体数目加倍，若操作对象 是单倍体植株，属于单倍体育种；若操作对象为正常植株， 属于多倍体育种。
(2)单倍体育种和多倍体育种都需用秋水仙素处理，使染 色体数目加倍。单倍体育种只能处理幼苗，多倍体育种可 处理萌发的种子或幼苗。
考点05 染色体变异在育种中的应用
2.实例分析
(1)多倍体育种——三倍体无子西瓜的培育
考点05 染色体变异在育种中的应用
(2)单倍体育种——培育矮秆抗病(ddTT) 小麦
考点05 染色体变异在育种中的应用
提醒
有关单倍体育种的4点提醒
(1)若亲本为二倍体，则经花药离体培养和人工诱导后获 得的品种为纯合子；若亲本为多倍体，则经花药离体培养 和人工诱导后获得的品种不一定为纯合子。
(2)用秋水仙素处理的是单倍体幼苗而不是萌发的种子，所 以一般都是地上部分细胞内染色体数目加倍，地下部分细胞 内染色体数目不变。
(3)常常需要先通过杂交将两种优良性状的基因重组到同 一个个体中。
(4)单倍体体细胞中含有奇数个染色体组一般不可育，有 偶数个染色体组一般可育。
03
综合训练
科学家发现红眼雄果蝇（XBY）和白眼雌果蝇（XbXb）杂交所产生的大量子一代中出现了一只白眼雌果蝇（注：XXY的个体为雌果蝇，XO的个体为雄果蝇），下列关于该白眼雌果蝇出现原因分析错误的是（　　）
A．该现象的原因可能是亲本雄果蝇减数分裂过程中发生了基因突变
B．该现象的原因可能是染色体数目异常，则该果蝇体内最多有18条染色体
C．该现象的原因是亲本中白眼雌果蝇减数第一次分裂异常
D．检查染色体数目异常最简便的方法是显微镜观察法
C
考点01 染色体数目的变异
【答案】C
【解答】解：A、红眼雄果蝇（ XBY ）和白眼雌果蝇（ XbXb ）杂交，正常情况下子一代雌果蝇应为红眼（ XBXb ）。若父方XB在减数分裂时发生基因突变为Xb ，形成Xb精子，与母方Xb结合可产生Xb Xb白眼雌果蝇，A正确；
B、若染色体数目异常（如XXY），体细胞染色体数为9条，有丝分裂后期染色体加倍至18条，B正确；
C、母方为XbXb ，若产生XbXb卵细胞，需减数第二次分裂姐妹染色单体未分离，而非第一次分裂异常，C错误；
D、染色体数目异常可通过显微镜直接观察，为最简便方法，D正确。
故选：C。
考点01 染色体数目的变异
蜜蜂的孤雌生殖是指卵细胞未经受精直接发育为雄蜂。若研究蜜蜂的两对等位基因（A、a和B、b）的遗传，一只蜂王（2N＝32）与一只雄蜂（N＝16）交配产生的后代中，雄蜂有4种表现型，雌蜂有1种表现型，根据以上杂交结果，下列判断不合理的是（　　）
A．亲本雄蜂的基因型为AB
B．亲本蜂王的两对基因都是杂合
C．雄蜂为单倍体，产生的雄配子含8条染色体
D．蜜蜂精子和卵细胞结合形成的受精卵染色体数目为32
C
考点02染色体组的概念及单倍体、二倍体、多倍体
【答案】C
【解答】解：A、结合分析可知，亲本雄蜂的基因型为AB，A正确；
B、亲本蜂王的两对基因都是杂合，即为AaBb，因为该基因型可产生四种配子，因而子代雄蜂可有四种表现型，B正确；
C、雄蜂是通过孤雌生殖产生的，为单倍体，其产生雄配子的方式是假减数分裂，含16条染色体，C错误；
D、蜜蜂精子中有16条染色体，卵细胞中也有16条染色体，二者结合形成的受精卵染色体数目为32，D正确。
故选：C。
考点02染色体组的概念及单倍体、二倍体、多倍体
二倍体植物洋葱的体细胞中有16条染色体，用洋葱根尖可以作为“低温诱导植物细胞染色体数目的变化”实验材料。下列关于该实验的叙述，正确的是（　　）
A．用低温诱导根尖的分生区和成熟区细胞都可以让一部分细胞中的染色体数目加倍
B．为了提高实验的成功率，处理洋葱根尖的温度越低越好、时间越长越好
C．剪取诱导处理的根尖0.5～1cm，放入解离液中浸泡0.5～1h可以固定细胞的形态
D．在显微镜下观察装片，可能会在视野中找到染色体数为16、32、64的细胞
D
考点03 低温诱导染色体加倍实验
【答案】D
【解答】解：A、低温处理能诱导染色体数加倍的原理是低温能抑制纺锤体的形成，以致影响细胞有丝分裂后期染色体被拉向两极，进而导致一个细胞不能分裂成两个子细胞，于是，细胞中的染色体数目发生加倍。洋葱根尖的分生区细胞经过低温诱导后可能有一部分细胞中的染色体数目加倍，而成熟区细胞不分裂故染色体数不会加倍，A错误；
B、处理洋葱根尖所用的温度太低会使细胞死亡从而不会分裂，诱导时要用零上低温（如4℃），B错误；
C、固定细胞的形态用的是卡诺氏液而不是解离液，C错误；
D、在显微镜下观察装片，视野中大部分细胞是没有加倍、染色体数为16的细胞，有少量加倍成功、染色体数为32的细胞，这些加倍成功的细胞进入下一次分裂，到有丝分裂后期时染色体数为64，D正确。
故选：D。
考点03 低温诱导染色体加倍实验
图①～④表示二倍体生物细胞中染色体可能发生的一系列状况，①中字母表示染色体上对应的基因。下列对图示的有关分析正确的是（　　）
A．发生①染色体变化的细胞中只有一条染色体发生了变异
B．②中异常染色体所在细胞中基因数量减少，基因种类减少
C．③中“凸环”的形成原因是联会中的一条染色体上增加了某一片段
D．④染色体结构没有改变，仍属于可遗传的变异
D
考点04 染色体结构的变异
【答案】D
【解答】解：A、①中发生了染色体结构变异的易位，说明细胞中两条染色体发生了变异，A错误；
B、②中异常染色体所在细胞中基因数量减少，但由于同源染色体的存在，基因种类不一定减少，B错误；
C、③中“凸环”的形成原因是联会中的一条染色体上增加了某一片段或者是一条染色体上减少了某一片段，C错误；
D、④中同源染色体的非姐妹染色单体之间发生了交叉互换，属于基因重组，染色体结构没有改变，仍属于可遗传的变异，D正确。
故选：D。
考点04 染色体结构的变异
番茄易软化不耐储藏，人们在育种过程中需要获取抗软化耐储藏番茄。番茄易软化受显性基因A控制，该基因的表达受基因B的抑制，两对基因均位于常染色体上且独立遗传。基因A对a为完全显性、B+表示该染色体上具有基因B，B﹣表示该染色体上没有基因B。现利用基因型为AaB+B﹣的植株进行实验。下列有关叙述错误的是（　　）
A．该育种的过程是对孟德尔定律的应用
B．育种的目的是获取亲本的优良性状
C．基因型为AaB+B﹣的植株自交后代中与亲本表型相同的个体出现的概率为
D．基因型为AaB+B﹣的植株自交后代中的抗软化耐储藏番茄中的纯合子所占比例为
D
考点05 杂交育种
【答案】D
【解答】解：A、由于两对基因均位于常染色体上且独立遗传，遵循基因的自由组合定律，所以该育种的过程是对孟德尔定律的应用，A正确；
B、育种的目的是获取亲本的优良性状即获取抗软化耐储藏番茄，B正确；
C、基因型为AaB+B﹣的植株表型为抗软化耐贮藏，其自交后代基因型为A_B_、A_B﹣B﹣、aaB_、aaB﹣B﹣，比例为9：3：3：1。其中，抗软化耐贮藏番茄为A_B_、aaB_、aaB﹣B﹣，占，易软化不耐贮藏番茄为A_B﹣B﹣，占，C正确；
D、基因型为AaB+B﹣的植株自交后代中，抗软化耐储藏番茄的基因型为A_B_、aaB_、aaB﹣B﹣，其中纯合子所占比例为，D错误。
故选：D。
考点05 杂交育种
“彩色小麦”（8n＝56）是我国科研人员经过10多年的努力，利用普通小麦通过“三结合”（即“化学诱变”“物理诱变”和“远缘杂交”相结合）的育种方法培育而成，其蛋白质、锌、钙等含量均超过普通小麦，且含有普通小麦所没有的微量元素，种皮呈现出不同的色彩。随着育种技术的发展，科研人员将多倍体育种和单倍体育种也运用到“彩色小麦”新品种的研发中，培育出了更符合人类需求的新品种。下列说法正确的是（　　）
A．“三结合”育种方法的原理是基因突变
B．通过“三结合”育种方法获得某优良性状的种子种植后，子代可能不会表现出优良性状
C．通过单倍体育种最终获得的彩色小麦植株正常体细胞中含有28条染色体
D．通过多倍体育种可以在短时间内获得更多的纯合子
B
考点06 单倍体及多倍体育种
【答案】B
【解答】解：A、由题意可知，“三结合”是“化学诱变”“物理诱变”和“远缘杂交”相结合，育种方法的原理是基因突变和基因重组，A错误；
B、通过“三结合”育种方法获得某优良性状的种子也可能是杂合子，种植后由于发生基因重组，子代可能不会表现出优良性状，B正确；
C、通过单倍体育种最终获得的彩色小麦植株正常体细胞中含有56条染色体，C错误；
D、通过单倍体育种可以在短时间内获得更多的纯合子，D错误。
故选：B。
考点06 单倍体及多倍体育种