【課件】染色體變異課件高一下學期生物人教版必修2

第5章 基因突變及其他變異

第2節(jié)染色體變異情境導入作為野生植物的后代，許多栽培植物的染色體數(shù)目卻與它們的祖先大不相同野生祖先種馬鈴薯（多種顏色）栽培品種馬鈴薯（一般都為黃色）野生祖先種栽培品種（馬鈴薯）野生祖先種香蕉（有籽）栽培品種香蕉（無籽）野生祖先種栽培品種

（香蕉）問題探討體細胞或生殖細胞內(nèi)染色體數(shù)目或結(jié)構(gòu)的變化。染色體數(shù)目的變異a2.分類：自主學習：仔細閱讀課本87頁，總結(jié)染色體變異的概念、類型、及與基因突變和基因重組的區(qū)別。1.概念：染色體結(jié)構(gòu)的變異b3.區(qū)別：

基因突變、基因重組：光學顯微鏡下不可見（分子水平）染色體變異：光學顯微鏡下可見（細胞水平）染色體變異一染色體數(shù)目的變異

染色體數(shù)目的變異可以分為兩類類型二細胞內(nèi)染色體數(shù)目以一套完整的非同源染色體(染色體組)為基數(shù)成倍地增加或者成套地減少。類型一細胞內(nèi)個別染色體的增加或減少。一.染色體數(shù)目的變異類型一：細胞內(nèi)個別染色體的增加或減少正常：8增多：8+1減少：8-1三體單體舉例：21三體綜合征，又稱為唐氏綜合征癥狀：智力低下，發(fā)育緩慢表現(xiàn)特殊面容50%患先天性心臟病部分患兒夭折多了一條21號染色體思考:形成21三體綜合征形成的原因？思考：形成21三體綜合征形成的原因？類型一：細胞內(nèi)個別染色體的增加或減少原因①：減數(shù)分裂I后期21號同源染色體未分離原因②：減數(shù)分裂II后期姐妹染色單體分離后移向細胞的同一極類型二：細胞以染色體組為基數(shù)成倍的增加或減少

在大多數(shù)生物的體細胞中，染色體都是兩兩成對的，也就是說含有兩套非同源染色體，其中每套非同源染色體稱為一個染色體組。染色體組：細胞中的每套非同源染色體。染色體的形態(tài)、大小、功能各不相同含該物種全套遺傳信息雌果蠅染色體組成一個染色體組一個染色體組中不存在同源染色體一個染色體組中不含等位基因2個染色體組染色體組在生活中的模擬類比1.請根據(jù)染色體的形態(tài)判斷染色體組的數(shù)量，并完成表格的填寫。項目

染色體組數(shù)_______________每個染色體組內(nèi)染色體數(shù)_______________3214233422染色體組的判定方法方法一：根據(jù)染色體形態(tài)判斷細胞中同一形態(tài)的染色體有幾條，則含有幾個染色體組；細胞中有幾種形態(tài)的染色體，一個染色體組中就有幾條染色體。項目

染色體組數(shù)________________2.請根據(jù)基因型判斷染色體組數(shù)：1324控制同一性狀的基因（同一英文字母,無論大小寫）出現(xiàn)幾次，就含有幾個染色體組。有幾種字母出現(xiàn)，一個染色體組中就有幾條染色體。方法二：根據(jù)基因型判斷3個；3條1個；4條2個；4條3個；2條4個；3條4個；2條1個；4條2個；2條練習：判斷細胞含幾個染色體組？每組有幾條染色體？染色體組的判定方法正常類型二：細胞以染色體組為基數(shù)成倍的增加或減少增多減少以染色體組增減增多減少個別染色體增減二倍體由受精卵發(fā)育而來，體細胞中含有兩個染色體組的個體。

在自然界，幾乎全部動物和過半數(shù)植物都是二倍體。例如：果蠅、玉米、人等

配子親代×2N2NNN受精卵2N子代2N一.染色體數(shù)目的變異人三倍體由受精卵發(fā)育而來，體細胞中含有三個染色體組的個體。

一.染色體數(shù)目的變異例如：無子西瓜、香蕉等……體細胞3個染色體組三倍體二倍體的減數(shù)分裂出現(xiàn)錯誤，形成含有兩個染色體組的配子，這樣的配子與含有一個染色體組的配子結(jié)合，發(fā)育成的個體的體細胞中就含有三個染色體組，稱作三倍體。減數(shù)分裂Ⅰ后期出現(xiàn)錯誤一.染色體數(shù)目的變異三倍體的形成原因①——減數(shù)分裂Ⅰ后期出現(xiàn)錯誤減數(shù)分裂Ⅱ后期出現(xiàn)錯誤一.染色體數(shù)目的變異三倍體的形成原因②——減數(shù)分裂ⅠⅠ后期出現(xiàn)錯誤四倍體由受精卵發(fā)育而來，體細胞中含有四個染色體組的個體。

一.染色體數(shù)目的變異例如：棉花、馬鈴薯、山藥等體細胞4個染色體組四倍體……減數(shù)分裂出現(xiàn)錯誤①兩個含有兩個染色體組的配子結(jié)合。有絲分裂出現(xiàn)錯誤②二倍體在胚或幼苗時期受某種因素影響，體細胞在進行有絲分裂時，染色體只復制未分離。四倍體的形成原因：一.染色體數(shù)目的變異由受精卵發(fā)育而來，體細胞中含有三個或三個以上染色體組的個體。

多倍體多倍體在植物中廣泛存在，而在動物中則較少見。莖稈粗壯。葉片、果實和種子都比較大。糖類和蛋白質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)的含量都有所增加。特點：四倍體草莓二倍體草莓缺點：生長發(fā)育延遲,結(jié)實率低。受精卵2N=32蜂王（雌性）工蜂（雌性）雄蜂N=162N=32蜂王卵N=16減數(shù)分裂受精作用持續(xù)獲得蜂王漿獲得普通蜂蜜未受精的卵自然界中還有一類特殊的生物，如雄蜂——未受精的卵細胞直接發(fā)育而來的，那它是幾倍體呢？單倍體一.染色體數(shù)目的變異單倍體：由配子直接發(fā)育而來，體細胞中的染色體數(shù)目與本物種配子染色體數(shù)目相同的個體。一.染色體數(shù)目的變異成因：特點：由配子（如卵細胞、花粉等）直接發(fā)育而成。枝葉莖桿弱小，一般高度不育。1.一倍體（體細胞中含一個染色體組的個體）一定是單倍體。2.單倍體的體細胞中只含一個染色體組?！獭?.基因型為AAabbb的個體一定為三倍體?！羻伪扼w、二倍體、多倍體的比較項目單倍體二倍體多倍體概念發(fā)育起點染色體組的數(shù)目性狀表現(xiàn)由配子發(fā)育而來，體細胞的染色體數(shù)目與本物種配子染色體數(shù)目相同的個體由受精卵發(fā)育而來，體細胞中含有2個染色體組的個體由受精卵發(fā)育而來，體細胞中含有3個或3個以上染色體組的個體未受精的配子受精卵受精卵不確定（是正常體細胞染色體組數(shù)目的一半）2個3個或3個以上植株矮小，且高度不育（除雄蜂外）莖稈粗壯，葉片、果實、種子較大，營養(yǎng)豐富，但發(fā)育遲緩，結(jié)實率低正常（作為單倍體、多倍體的參照物）[例1]

下列關于染色體組的敘述，正確的是(

)A.染色體組內(nèi)不存在同源染色體B.體細胞中的一半染色體是一個染色體組C.配子中的全部染色體是一個染色體組D.染色體組在減數(shù)分裂過程中消失A[例2]

下列關于染色體組、單倍體、二倍體和多倍體的敘述，錯誤的是(

)A.組成一個染色體組的染色體中不含減數(shù)分裂中能聯(lián)會的染色體B.由受精卵發(fā)育而成，體細胞含有兩個染色體組的個體叫二倍體C.含一個染色體組的個體是單倍體，但單倍體未必只含一個染色體組D.人工誘導多倍體唯一的方法是用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗D課堂檢測二多倍體育種和單倍體育種自主學習：請同學們仔細閱讀課本P88多倍體育種，及P89與社會聯(lián)系中的單倍體育種相關內(nèi)容，總結(jié)下列問題：多倍體育種的方法、原理、過程等單倍體育種的方法、過程、優(yōu)點等（染色體數(shù)目變異）方法用________________________________誘發(fā)或用_______處理處理對象_____的種子或幼苗原理能夠抑制_______的形成，導致染色體不能移向細胞的兩極，從而使細胞內(nèi)染色體數(shù)目_____實例含糖量高的甜菜和三倍體無子西瓜的培育作用時期秋水仙素（目前常用、最有效）低溫萌發(fā)紡錘體加倍1.多倍體育種細胞分裂前期（有絲分裂前期或減數(shù)第一次分裂前期）染色體數(shù)加倍染色體復制著絲粒分裂細胞無法正常分裂無紡錘體牽引

4條染色體無紡綞體形成8個染色體二.多倍體育種和單倍體育種二倍體西瓜幼苗（♀）二倍體西瓜幼苗（♂）三倍體無子西瓜子房發(fā)育三倍體植株（聯(lián)會紊亂）二倍體植株（♂）（第一年）（第二年）三倍體種子花粉（生長激素）刺激子房秋水仙素處理四倍體植株（♀）二倍體植株（♂）×無子西瓜是三倍體,體細胞有三個染色體組,減數(shù)分裂產(chǎn)生配子時同源染色體聯(lián)會紊亂,不能形成可育配子,所以不育。P91閱讀P91，請嘗試說出三倍體西瓜培育的過程3.過程:2.單倍體育種（P89）二.多倍體育種和單倍體育種1.方法：二倍體植株花藥離體培養(yǎng)單倍體植株秋水仙素處理二倍體植株（純合子）注意：秋水仙素只能處理萌發(fā)的幼苗2.原理：染色體變異思考：現(xiàn)有純合的高稈抗病的小麥（DDTT）和矮稈不抗病的小麥（ddtt），

怎樣得到矮稈抗病的優(yōu)良品種（ddTT）？用遺傳圖解表示出來。花藥離體培養(yǎng)PF1配子DDTTDDttddTTddtt正常植株（純合）秋水仙素單倍體育種P高桿抗病

DDTT×矮桿感病

ddttF1高桿抗病

DdTtF2D_T_D_ttddT_ddttddTT雜交育種矮抗?需要的純合矮抗品種連續(xù)?第1年第2年第3-6年高桿抗病

DDTT×矮桿感病

ddtt高桿抗病

DdTtDTDtdTdt單倍體植株第1年第2年DTDtdTdt需要的純合矮抗品種二.多倍體育種和單倍體育種4.優(yōu)點：（1）明顯縮短育種年限（2）后代都是純合子，自交后代不會發(fā)生性狀分離5.缺點：技術復雜，需與雜交育種配合[例3]

下列有關變異和生物育種的說法，正確的是(

)A.基因重組只發(fā)生在減數(shù)分裂過程中B.與單倍體育種相比，雜交育種操作更為復雜C.二倍體水稻經(jīng)花藥離體培養(yǎng)獲得單倍體的過程稱為單倍體育種

D.可通過雜交育種和單倍體育種，利用aabb和AABB獲得AAbb的植株D課堂檢測[例4]二倍體西瓜的染色體組成是2n＝22，如圖是培育三倍體無子西瓜的流程圖。下列分析正確的是（

）A.西瓜細胞一個染色體組含有11條同源染色體B.①②③表示雜交過程，雜交過程發(fā)生基因重組C.四倍體(♀)提供的生殖細胞含有兩個染色體組D.三倍體(♀)因不能進行減數(shù)分裂而不能結(jié)出種子C課堂檢測[例5]用純種的高稈抗銹病(DDTT)小麥與矮稈易染銹病(ddtt)小麥培育矮稈抗銹病小麥新品種的方法如圖所示。下列有關此育種方法的敘述中，正確的是()A.過程①的作用原理為

染色體變異B.過程③必須經(jīng)過受精

作用C.過程④必須使用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗D.此育種方法選出的符合生產(chǎn)要求的品種占1/4課堂檢測D[例6]

下列有關變異和生物育種的說法，正確的是(

)A.基因重組只發(fā)生在減數(shù)分裂過程中B.與雜交育種相比，單倍體育種操作更為復雜C.二倍體水稻經(jīng)花藥離體培養(yǎng)獲得單倍體的過程稱為單倍體育種

D.可通過雜交育種和單倍體育種，利用aabb和AABB獲得AAbb的植株BD課堂檢測三低溫誘導植物細胞染色體數(shù)目的變化（實驗）思考：請同學們觀看視頻，總結(jié)實驗原理、步驟以及部分實驗試劑的作用。三.低溫誘導植物細胞染色體數(shù)目的變化（實驗）P891.實驗原理：______處理植物的___________細胞，能夠____________________，以至影響細胞___________中染色體______________，導致______________________________，于是植物細胞中的染色體數(shù)目發(fā)生變化（加倍）。低溫分生組織抑制紡錘體的形成有絲分裂被拉向兩極細胞不能分裂成兩個子細胞低溫誘導只影響紡錘體的形成，不影響著絲粒的分裂此細胞不能分裂成兩個細胞，于是一個細胞中的染色體就會加倍。三.低溫誘導植物細胞染色體數(shù)目的變化（實驗）P89培養(yǎng)誘導：蒜或洋蔥→冰箱4℃放置一周→取出置于培養(yǎng)皿，底部觸水→長出不定根1cm→整個裝置放入冰箱4℃冷藏室內(nèi)→培養(yǎng)48~72h。固定細胞形態(tài)：剪取誘導處理的根0.5~1cm→卡諾氏液浸泡0.5~1h→體積分數(shù)為95%的酒精沖洗2次。制作裝片：

解離→漂洗→染色→制片。觀察：先用低倍鏡觀察，再用高倍鏡觀察。因為未長出根前施與低溫，不利其生出不定根沖洗附著在根尖表面的卡諾氏液解離：解離液（15%

HCl和

95%酒精

1：1混合）；目的是使組織中的細胞相互分離；時間3~5min漂洗：清水洗去解離液，防止解離過度，便于染色染色：甲紫染液或改良苯酚品紅染液；使染色體（質(zhì)）著色2.實驗過程：3.實驗結(jié)果：實驗中幾種試劑的使用方法和作用試劑作用卡諾氏液固定細胞的形態(tài)體積分數(shù)為95%的酒精溶液洗去卡諾氏液質(zhì)量分數(shù)為15%的鹽酸與95%酒精等體積混合成解離液。解離根尖細胞，使細胞相互分離開來清水洗去解離液質(zhì)量濃度為0.01g/mL的甲紫使染色體著色(1)選材：應選用能進行分裂的分生組織細胞，否則不會出現(xiàn)染色體加倍的情況。(2)并不是所有細胞中染色體均已加倍：只有少部分細胞實現(xiàn)“染色體加倍”，大部分細胞仍為二倍體分裂狀況。(3)細胞是死的而非活的：顯微鏡下觀察到的細胞是已被解離液殺死的細胞。(4)著絲粒分裂與紡錘體無關：著絲粒到有絲分裂后期即分裂，無紡錘絲牽引，著絲粒也分裂。實驗注意事項[例7]

關于“低溫誘導植物染色體數(shù)目的變化”的實驗，下列敘述正確的是(

)A.低溫能夠抑制紡錘體的形成B.制作裝片的步驟包括解離、染色、漂洗、制片C.可用新鮮的菠菜葉肉細胞作為實驗材料D.顯微鏡下觀察到的細胞染色體數(shù)目均加倍A課堂檢測[例8]

下列關于低溫誘導植物細胞染色體數(shù)目的變化實驗的敘述，正確的是(

)A.固定后要用體積分數(shù)95%的酒精進行沖洗2次B.使用卡諾氏液浸泡，不讓細胞的形態(tài)發(fā)生改變C.經(jīng)過低溫處理后的根尖只有部分細胞染色體數(shù)目發(fā)生改變D.取根尖約0.5～1cm，放入冰箱的低溫室內(nèi)(4℃)，進行低溫誘導ABC解析取根尖約0.5～1cm，放入卡諾氏液浸泡，D錯誤。課堂檢測四染色體結(jié)構(gòu)變異①概念：

染色體結(jié)構(gòu)變異是指排列在染色體上的基因數(shù)目或排列順序發(fā)生改變，這會導致性狀的變異。大多數(shù)染色體結(jié)構(gòu)變異對生物體是不利的，有的甚至會導致生物死亡。②分類：缺失、重復、易位、倒位

自主學習：閱讀課本P90，總結(jié)染色體結(jié)構(gòu)變異的概念及類型。四.染色體結(jié)構(gòu)變異①缺失：染色體的某一片段缺失引起變異。例如:果蠅缺刻翅的形成丟失abcdefbacdef影響：缺失片段越大，對個體影響越大。果蠅正常翅果蠅缺刻翅四.染色體結(jié)構(gòu)變異基因數(shù)目減少結(jié)果：例如：貓叫綜合征癥狀：人的5號染色體部分缺失引起的遺傳病?；純荷L發(fā)育遲緩，并存在嚴重的智力障礙，其最明顯的特征是哭聲輕，音調(diào)高，似貓叫。病因：人的第5號染色體部分缺失正常患者缺失典例：項目染色體片段缺失堿基對缺失圖解區(qū)別原理觀察染色體結(jié)構(gòu)變異基因突變在光學顯微鏡下觀察到在光學顯微鏡下觀察不到比較染色體片段缺失與基因突變堿基對缺失②重復：染色體中增加某一片段引起變異。例如：果蠅棒狀眼的形成重復abcdefbbabcdefb四.染色體結(jié)構(gòu)變異③易位：一條染色體某一片段，移接到另一條非同源染色體上引起變異。例如：果蠅花斑眼的形成abcdefghijklghijklabcefdabcklghdefji移接

正常眼花斑眼四.染色體結(jié)構(gòu)變異比較染色體易位與染色體互換

圖解區(qū)別位置原理觀察染色體易位染色體互換發(fā)生于非同源染色之間發(fā)生于同源染色體的非姐妹染色單體之間染色體結(jié)構(gòu)變異基因重組可在顯微鏡下觀察到在顯微鏡下觀察不到④倒位：染色體的某一片段位置顛倒也可引起變異。

例如:果蠅卷翅的形成正常翅卷翅abcdefabcdefbcdeaf顛倒四.染色體結(jié)構(gòu)變異思考：下圖為顯微鏡觀察的變異雜合子染色體聯(lián)會異?，F(xiàn)象，通過圖示辨析染色體結(jié)構(gòu)變異的類型。缺失重復易位倒位總結(jié)：上述變異類型中，_____和_____改變了染色體上基因的數(shù)量，_____和_____改變了基因在染色體上的排列順序。缺失重復易位倒位核心探討四.染色體結(jié)構(gòu)變異①非同源染色體之間相互交換片段；②非同源染色體之間自由組合；③同源染色體之間通過互換交換片段；④染色體中DNA的堿基對增加或缺失發(fā)生改變；⑤染色體缺失或增加片段；染色體變異基因重組基因重組基因突變?nèi)旧w變異辨析下列變異屬哪種變異類別

基因突變基因重組染色體變異適用范圍類型發(fā)生時期結(jié)果光學顯微鏡觀察意義育種中的應用所有生物（包括病毒）自然狀態(tài)下，發(fā)生在真核生物的有性生殖過程中真核生物誘發(fā)突變、自發(fā)突變交叉互換型、自由組合型（R-S轉(zhuǎn)化實驗）染色體結(jié)構(gòu)變異、染色體數(shù)目變異任何時期，主要發(fā)生在有絲分裂間期和減數(shù)第一次分裂前的間期減數(shù)第一次分裂前期、減數(shù)第一次分裂后期任何時期，主要發(fā)生在細胞分裂時引起基因堿基序列的改變（產(chǎn)生了新基因）產(chǎn)生了新基因型和性狀組成、不能產(chǎn)生新的基因和性狀使排列在染色體上基因的數(shù)目或排列順序發(fā)生改變，不產(chǎn)生新的基因，不能觀察到，屬于分子水平不能觀察到，屬于分子水平能觀察到，屬于細胞水平新基因產(chǎn)生的途徑；生物變異的根本來源；為生物的進化提供了豐富的原材料；生物變異的來源之一，對生物進化具有重要的意義誘變育種雜交育種單倍體育種、多倍體育種三種可遺傳變異比較表生物變異的來源之一，對生物進化具有重要的意義[例9]

下面有關變異的敘述，錯誤的是(

)A.非同源染色體上的非等位基因之間可發(fā)生基因重組B.相對于DNA病毒，RNA病毒更容易發(fā)生基因突變C.染色體結(jié)構(gòu)變異均可導致基因的種類和數(shù)目發(fā)生改變D.有絲分裂和減數(shù)分