【高中生物】染色體變異課件+高一下學期生物人教版必修2

第2節(jié)

染色體變異野生祖先種VS栽培品種（香蕉）野生祖先種香蕉（有籽）栽培品種香蕉（無籽）2023/8/29

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，如馬鈴薯和香蕉（見右表）。3、分析表中數(shù)據(jù)，你還能提出什么問題嗎？能否發(fā)揮想象力作出一些推測呢？

因為香蕉栽培品種體細胞中的染色體數(shù)目是33條，減數(shù)分裂時染色體發(fā)生聯(lián)會紊亂，不能形成正常的配子，因此無法形成受精卵，進而形成種子。討論：1、根據(jù)前面所學減數(shù)分裂的知識，試著完成該表格。2、為什么平時吃的香蕉是沒有種子的？122411異常一、染色體變異概念和類型體細胞或生殖細胞內染色體數(shù)目或結構的變化，叫染色體變異1、概念：基因突變分子水平的變異，光鏡下不可見。染色體變異：細胞水平的變異，光鏡下可見。2、類型：染色體結構變異染色體數(shù)目變異基因重組區(qū)別P87個別染色體數(shù)目的增加或減少以一套完整的非同源染色體為基數(shù)成倍的增加或或成套的減少正常增多減少二、染色體數(shù)目變異1.分類請思考：1.果蠅體細胞有幾條染色體？8條2.Ⅱ號和Ⅱ號染色體是什么關系?Ⅲ號和Ⅳ號呢?同源染色體非同源染色體3.雄果蠅的體細胞中共有哪幾對同源染色體?Ⅱ和Ⅱ、Ⅲ和Ⅲ、Ⅳ和Ⅳ、X和Y4.雄果蠅產生的精子中有哪幾條染色體？5.這些染色體在形態(tài)、結構和功能上有什么特點？6.這些染色體之間是什么關系？7.若把果蠅的精子中的染色體看成一組，那么果蠅的體細胞中有幾組染色體？ⅢYⅡⅡⅢXⅣⅣ減數(shù)分裂Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ，X或Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ，Y各不相同它們是非同源染色體兩組ⅢⅢⅣⅣXY以下工具有幾種，有幾套？染色體組ⅡⅡ多功能學生尺多功能學生尺多功能學生尺染色體組：細胞中的一組非同源染色體，在形態(tài)和功能上各不相同，但又互相協(xié)調，共同控制生物的生長、發(fā)育、遺傳和變異，這樣的一組非同源染色體。特點：（1）它們形態(tài)、大小、功能各不相同，一個染色體組不含同源染色體，不含等位基因。

(有且只含有每對同源染色體的一條)（2）攜帶著控制一種生物生長、發(fā)育、遺傳和變異的全套遺傳信息細胞中的一套完整的非同源染色體染色體組⑴概念：⑵分組方法：顯微攝影凡是大小形態(tài)相同的分開大小形態(tài)不同的分到一組（同源染色體分開）（都是非同源染色體）對于二倍體生物來說生殖細胞中的所有染色體就是一個染色體組一個染色體組是____________________或______________________Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X（3+X）Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y（3+Y）野生馬鈴薯染色體組成染色體組（以野生馬鈴薯為例）染色體組：在大多數(shù)生物的體細胞中，染色體都是兩兩成對的，也就是含有兩套非同源染色體，其中把每套非同源染色體稱為一個染色體組。染色體組（以人為例）項目染色體組數(shù)__________每個染色體組內染色體數(shù)__________規(guī)律：染色體組數(shù)＝

一個染色體組中的染色體數(shù)＝

。3214233422不同形態(tài)染色體的種類數(shù)請根據(jù)染色體的形態(tài)判斷染色體組數(shù)染色體組形狀大小相同的染色體(同源染色體)有幾條，就是幾個染色體組;請根據(jù)不分裂的體細胞的基因型判斷染色體組數(shù)：項目染色體組數(shù)________規(guī)律：染色體組數(shù)＝

。1324控制同一性狀的基因的個數(shù)染色體組即同種類型字母(不區(qū)分大小寫)的個數(shù)【典例】如圖為A、B兩種生物體細胞中的染色體則其基因型可依次表示為A.DdEeGG;DDEeGgHHMmNNB.DDEEGg;DddEEEgggHHhC.DddEEe;DdddeeeeHHHhD.DDdEee;DdEEGgHhMmNnC二倍體和多倍體：二倍體：由受精卵發(fā)育而成，體細胞中含有兩個染色體組的個體。多倍體：由受精卵發(fā)育而成，體細胞中含有三個或三個以上染色體組的個體。香蕉是三倍體幾乎全部的動物和過半的高等植物都是二倍體。多倍體在植物中廣泛存在，而在動物中則較少見。發(fā)育起點：受精卵發(fā)育起點：受精卵人體內染色體組成閱讀課本87頁倒數(shù)第1段和88頁第1-4段：單倍體：32條染色體16條染色體32條染色體受精卵發(fā)育而來，是二倍體（2n=32）卵細胞發(fā)育而來，是單倍體(n=16)單倍體：體細胞中的染色體數(shù)目與本物種配子染色體數(shù)目相同的個體特點：植株弱小，高度不育。（二倍體生物的單倍體）思考：單倍體一定含有一個染色體組嗎？是否全部都是高度不育？單倍體不一定僅含1個染色體組單倍體一般只含有一個染色體組，但不一定只含1個染色體組，如四倍體的單倍體含兩個染色體組。單倍體可能含同源染色體，可能含等位基因，也可能可育并產生后代。發(fā)育起點：配子（只含父方或母方的生殖細胞）體細胞中含幾個染色體組就是幾倍體判斷一個個體是單倍體還是幾倍體配子直接發(fā)育而來的個體受精卵發(fā)育而來的個體不管體細胞中含幾個染色體組都是單倍體----看發(fā)育起點

小結：物種類型染色體組數(shù)體細胞配子單倍體三倍體四倍體六倍體八倍體幾乎全部動物和過半植物舉例動物少見，植物常見，尤其是高原植物香蕉馬鈴薯普通小麥黑小麥234681無2341無234二倍體多倍體奇數(shù)倍體減數(shù)分裂時染色體聯(lián)會紊亂，無正常配子

體細胞中的染色體數(shù)配子中的染色體數(shù)體細胞中的染色體組數(shù)配子中的染色體組數(shù)屬于幾倍體生物豌豆72普通小麥423小黑麥28八倍體比較項目生物種類141

二倍體

六倍體2156846填表香蕉3n=33馬鈴薯4n=48普通小麥6n=42帕米爾高原的植物65%的種類是多倍體。多倍體是如何形成的呢？減數(shù)分裂Ⅰ受精作用♀♂減數(shù)分裂Ⅰ二倍體正常的減數(shù)分裂（示兩對同源染色體）復制復制減數(shù)分裂Ⅱ減數(shù)分裂Ⅱ二倍體三、四倍體的形成方式有多少種？三倍體是如何形成？P88

減數(shù)分裂Ⅰ受精作用♀♂

減數(shù)分裂Ⅰ復制復制

減數(shù)分裂Ⅱ

減數(shù)分裂Ⅱ四倍體（1）多倍體的成因一：減數(shù)分裂出現(xiàn)異常受精作用♀♂減數(shù)分裂減數(shù)分裂受精作用四倍體三倍體♀減數(shù)分裂①二倍體的減數(shù)分裂出現(xiàn)錯誤，形成含有兩個染色體組的配子（1）多倍體的成因一：減數(shù)分裂受精作用②二倍體的胚或幼苗，體細胞在進行有絲分裂時，染色體只復制未分離減數(shù)分裂四倍體復制三倍體四倍體二倍體（1）多倍體的成因二：實例：三倍體無籽香蕉的培育野生芭蕉

2n=22有籽香蕉

4n=44加倍野生芭蕉

2n=22×無籽香蕉

3n=33三倍體因為原始生殖細胞中有三套非同源染色體，減數(shù)分裂時會出現(xiàn)聯(lián)會紊亂，因此不能形成可育的配子。配子2nn（2）三倍體的成因：思考：三倍體的生物可育嗎？由于原始生殖細胞中有3套非同源染色體，減數(shù)分裂時會出現(xiàn)聯(lián)會紊亂，不能形成可育的配子。所以三倍體的生物一般不可育。聯(lián)會紊亂示意圖：思考：四倍體的生物可育嗎？一般是可育的減數(shù)分裂錯誤：小結：①多倍體的成因：四倍體二倍體減數(shù)分裂錯誤含2個染色體組的配子含1個染色體組的配子三倍體結合含2個染色體組的配子結合有絲分裂異常：二倍體在胚和幼苗時期受到某種影響（如低溫），染色體只復制未分離。②多倍體植株的特點：

糖類蛋白質等營養(yǎng)物質的含量有所增加。

發(fā)育遲緩，結實率低。缺點：優(yōu)點：莖稈粗壯；葉片、果實和種子都比較大；

四倍體草莓二倍體草莓方法：Ⅰ低溫處理：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綞絲牽引

③多倍體育種（人工誘導多倍體）Ⅱ秋水仙素誘發(fā):(目前常用、最有效)處理萌發(fā)的種子或幼苗。抑制紡錘體的形成，導致染色體不能移向細胞的兩極，從而引起細胞內染色體數(shù)目加倍原理：作用時期：有絲分裂的前期注：秋水仙素是從百合科植物秋水仙的種子和球莖中提取的一種植物堿，它是白色或淡黃色粉末或針狀結晶，有劇毒。**秋水仙素只影響紡錘體的形成，不影響著絲粒的分裂；**低溫處理和秋水仙素誘發(fā)的原理是一樣的；閱讀課本88頁第5段：多倍體育種的實例二倍體的幼苗秋水仙素四倍體二倍體（母本）（父本）雜交三倍體第一年第二年聯(lián)會紊亂傳粉無籽西瓜芽尖是有絲分裂旺盛的地方，用秋水仙素處理可以抑制細胞有絲分裂時形成紡錘體，導致細胞內染色體數(shù)目加倍，從而得到四倍體植株。途徑：用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗。①為什么用一定濃度的秋水仙素溶液滴在二倍體西瓜幼苗的芽尖？②獲得的四倍體為什么與二倍體雜交？聯(lián)系第1問，能說出產生多倍體的基本途徑嗎？問題：雜交可以獲得三倍體植株。

三倍體植株一般不能進行正常的減數(shù)分裂形成配子，因此不能形成種子。但是，也有可能在減數(shù)分裂時形成正常的卵細胞，從而形成正常的種子，但這種概率特別小。③有時可以看到三倍體西瓜有少量發(fā)育不成熟的種子，請推測產生這些種子的原因？減數(shù)分裂過程中，兩組染色體移向一極，另一組移到另一極，這樣就可以產生含兩個染色體組和含一個染色體組的生殖細胞，那么它在接受二倍體植物產生的花粉以后，就可以完成受精作用，形成含三個染色體組和含兩個染色體組的受精卵，將來就可以形成三倍體和二倍體的種子方法二：利用生長素或生長素類似物處理二倍體植株未受粉的雌蕊，以促進子房發(fā)育成無子果實，同時，在花期全時段要進行套袋處理，以避免受粉。④無籽西瓜每年都要制種，很麻煩，有沒有別的替代方法？方法一：進行無性生殖，將三倍體植株進行組織培養(yǎng)獲取大量組培苗，再進行移栽；第一次雜交，得到三倍體種子。第二次：提供生長素，刺激子房發(fā)育成果實。秋水仙素處理過芽尖之后，得到的四倍體植株，整個植株的所有細胞都是四個染色體組嗎？

秋水仙素處理后，分生組織分裂產生的莖、葉、花的細胞中染色體數(shù)目加倍，變成四個染色體組；而未處理的如根部細胞中染色體數(shù)仍為兩個染色體組；再思考：兩次傳粉的作用有什么不同？秋水仙素萌發(fā)的種子或幼苗

萌發(fā)的種子或幼苗人工誘導染色體數(shù)目加倍人工選育新品種（5）優(yōu)點:莖稈粗壯，葉片、果實和種子都比較大，糖類和蛋白質等營養(yǎng)物質的含量都有所增加。（6）缺點：只適用于植物，所得多倍體一般發(fā)育延遲，結實率低。1．如圖表示某植物正常體細胞的染色體組成，A/a、B/b、C/c、D/d代表四對同源染色體。下列可能是該植物染色體組成的是(

)A．ABCdB．Aaaa

C．AaBbCcDdD．AaaBbb

2．韭菜的體細胞中含有32條染色體，這32條染色體有8種不同的形態(tài)結構，韭菜是(

)A．二倍體B．四倍體C．六倍體D．八倍體BB練一練：3．下列有關多倍體的敘述，正確的是(

)A．體細胞中含有3個或3個以上染色體組的個體就是多倍體B．人工誘導多倍體的方法很多，目前最常用最有效的方法是用低溫處理植物分生組織細胞C．人工誘導多倍體最常用的是用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗D．秋水仙素誘導多倍體形成的原因是促使染色單體分離，從而使染色體數(shù)目加倍C4．下列關于染色體組、單倍體和二倍體的敘述，錯誤的是(

)A．一個染色體組中不含同源染色體B．由受精卵發(fā)育而來，體細胞中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，單倍體不一定含一個染色體組D．由六倍體普通小麥花藥離體培育出來的個體是三倍體D小麥高稈（D）對矮稈（d）為顯性，抗銹病（T）對不抗銹?。╰）為顯性?，F(xiàn)有高稈抗銹病和矮稈不抗銹病的兩種純合體，要想獲得矮稈抗銹病的良種，可用雜交育種與單倍體育種的方法，請運用遺傳圖解進行描述，并比較兩種方法的優(yōu)缺點）思考：花藥離體培養(yǎng)PF1配子DDTTDDttddTTddtt正常植株（純合）秋水仙素誘導單倍體育種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單倍體育種舉例：培育矮桿抗病小麥秋水仙素處理，染色體加倍花藥離體培養(yǎng)單倍體育種（1）方法：單倍體植株正常純合體植株（3）優(yōu)點：

明顯縮短育種年限染色體變異（染色體組成倍增加）（2）依據(jù)原理：用單倍體育種得到的植株，不僅能正常生殖，而且每對染色體上成對的基因都是純合的，自交產生的后代不會發(fā)生性狀分離，因此與雜交育種相比，單倍體育種明顯縮短了育種年限；（4）缺點：技術性強，需結合雜交育種和人工誘導染色體加倍技術類別

雜交育種誘變育種單倍體育種多倍體育種原理常用方法優(yōu)點缺點基因重組雜交→自交→選優(yōu)→自交將不同品種的優(yōu)良性狀集中于同一個體上不能產生新基因；育種進程緩慢、過程復雜；基因突變用物理或化學方法處理生物提高突變率，可以在較短的時間內獲得更多的優(yōu)良變異類型有利變異少，需大量處理實驗材料（具有不定向性、低頻性）染色體變異花藥離體培養(yǎng)；秋水仙素處理幼苗（非種子）；選擇；明顯縮短育種年限；(得到的植株都是純合子；)技術性強，需結合雜交育種和人工誘導染色體加倍技術染色體變異用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗莖稈粗壯，葉片、果實、種子都比較大，營養(yǎng)物質含量有所增加發(fā)育延遲，結實率降低，一般只適用于植物小結：各種育種方式：5.低溫誘導植物細胞染色體數(shù)目的變化實驗（1）原理

____處理植物的________細胞，能夠________________，以致影響細胞________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試劑作用卡諾氏液95%酒精解離液0.01g/mL的甲紫溶液固定細胞形態(tài)沖洗附著在根尖表面的卡諾氏液使組織中的細胞相互分離開使染色體(染色質)著色，便于觀察染色體(染色質)的形態(tài)、數(shù)目和行為體積分數(shù)為95%的酒精溶液和質量分數(shù)為15%的鹽酸溶液1:1混合解離液：（2）（3）方法步驟①蒜根尖的培養(yǎng)②固定將蒜（或洋蔥）在冰箱冷藏室內（__℃）放置一周；取出后，將蒜放在裝滿清水的容器上方，讓蒜的底部接觸水面，于室溫（約____℃）進行培養(yǎng)；待蒜長出約___cm長的不定根時，將_________放入冰箱冷藏室內，誘導培養(yǎng)________h；4251整個裝置48-72剪取誘導處理的根尖_____cm，放入_______

中浸泡______h，以__________

，然后用________________

沖洗____次；0.5-1卡諾氏液0.5-1固定細胞形態(tài)體積分數(shù)為95%的酒精2③制作裝片包括______、______、______、_______4個步驟；解離漂洗染色制片誘導培養(yǎng)→固定（卡諾氏液）→制片→觀察。④觀察先用______尋找染色體形態(tài)好的分裂象；再用______觀察；低倍鏡高倍鏡③制作裝片包括______、______、______、_______4個步驟；解離漂洗染色制片解離目的：____________________________________；漂洗目的：____________________________________；染色目的：____________________________________；制片目的：____________________________________；用藥液使組織中的細胞相互分離開來洗去藥液，防止解離過度甲紫溶液或醋酸洋紅液能使染色體著色使細胞分散開來，有利于觀察（4）結果：

誘導率不是百分之百，因此視野中既有二倍體細胞，也有染色體數(shù)目發(fā)生改變的細胞，且前者數(shù)目多于后者；

秋水仙素與低溫都能誘導染色體數(shù)目加倍，都與抑制紡錘體的形成有關，著絲粒分裂后，沒有紡錘體的牽引作用，因而不能將染色體拉向細胞的兩極，導致細胞中的染色體數(shù)目加倍。討論：秋水仙素與低溫都能誘導染色體數(shù)目加倍，這兩種方法在原理上有什么相似之處？染色體的某一片段缺失消失1、缺失：abcdefbacdef果蠅缺刻翅的形成舉例：人類的貓叫綜合征：5號染色體部分缺失三、染色體結構的變異貓叫綜合征癥狀：兩眼距離較遠，耳位低下，生長發(fā)育緩慢，存在著嚴重的智力障礙?；純嚎蘼曒p，音調高，很像貓叫。病因：5號染色體片段缺失增加２、重復：abcdefbbabcdefb果蠅棒狀眼的形成例如：染色體增加了某一片段染色體的某一片段移接到另一條非同源染色體上。3、易位abcdefghijklghijklabcefdabcklghdefji例如：果蠅花斑眼的形成移接

注意：是非同源染色體之間的染色體交換，同源染色體之間的交叉互換屬于基因重組，對生物的變異是有利的。染色體的某一片段位置顛倒4、倒位：abcdefabcdefbcdeaf位置顛倒例如：果蠅卷翅的形成缺失重復易位倒位5.結果染色體結構的改變，會使排列在染色體上的基因____或_______發(fā)生改變，導致性狀的變異；數(shù)目排列順序**大多數(shù)染色體結構變異對生物體是不利的，有的甚至導致生物體死亡C倒位缺失重復易位大本P85下圖甲為某正常染色體,①~④為顯微鏡觀察到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構變異的類型。缺失重復易位倒位5.結果染色體結構的改變，會使排列在染色體上的基因____或_______發(fā)生改變，導致性狀的變異；數(shù)目排列順序**大多數(shù)染色體結構變異對生物體是不利的，有的甚至導致生物體死亡例1：下圖①②③④分別表示不同的變異類型,其中圖③中的基因2由基因1變異而來。有關說法正確的是(

)A.圖①②都表示易位,發(fā)生在減數(shù)分裂的四分體時期B.圖③中的變異屬于染色體結構變異中的缺失C.圖④中的變異屬于染色體結構變異中的缺失或重復D.圖中4種變異能夠遺傳的是①③C基因突變（缺失）染色體變異（缺失）圖解實質光學顯微鏡觀察基因數(shù)目是否改變能否產生新基因某基因內部一個或多個堿基對的缺失染色體片段（DNA中堿基對缺失的數(shù)量達到一個或幾個基因）觀察不到觀察到改變，基因數(shù)目減少易混點提醒1：能不能不改變項目染色體易位互換圖解區(qū)別位置發(fā)生于

染色體之間發(fā)生于

之間原理屬于

變異屬于

觀察

（可以/不可以）在光學顯微鏡下觀察到

（可以/不可以）在光學顯微鏡下觀察到非同源同源染色體染色體基因重組可以不可以易混點提醒2：類別

基因突變基因重組染色體變異適用范圍類型發(fā)生時期結果光學顯微鏡觀察意義所有生物（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)突變或（顯性突變、隱性突變）互換型、自由組合型（基因工程、轉化實驗）染色體結構變異、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（產生了新基因，但不改變基因的數(shù)量和位置）產生了新基因型和性狀組成、不能產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總結：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四、課堂小結結構變異：缺失、重復、易位、倒位染色體變異

數(shù)目變異

個別增減（例：21三體綜合征）成倍增減染色體組概念：含個體發(fā)育全部基因的一組非同源染色體分類二倍體：由受精卵發(fā)育來，含兩個染色體組的個體概念：由受精卵發(fā)育，含三個以上染色體組

多倍體特點：器官較大、營養(yǎng)豐富，但發(fā)育延遲，結實率低應用：多倍體育種（例：無籽西瓜、香蕉、小麥）成因：低溫誘導或秋水仙素使染色體加倍概念：配子（生殖細胞）直接發(fā)育來的個體成因：未經受精的配子直接發(fā)育而成應用：單倍體育種特點：植株一般長得弱小、高度不育單倍體小結：類別

基因突變基因重組染色體變異適用范圍類型發(fā)生時期結果光學顯微鏡觀察意義所有生物（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)突變或（顯性突變、隱性突變）互換型、自由組合型（基因工程、轉化實驗）染色體結構變異、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