5.2.1+染色體數(shù)目變異課件【知識精講精研】高一下學(xué)期生物人教版必修2

第2節(jié)第5章

基因突變及其他變異人教版高中生物必修2染色體數(shù)目變異第1課時

學(xué)習(xí)目標(biāo)1.說出染色體數(shù)目變異的類型。2.辨別不同呈現(xiàn)形式的染色體組；說明二倍體、多倍體的含義(重、難點)。3.概述人工誘導(dǎo)多倍體的原理及方法(重點)。首次提出了異源四倍體野生稻快速從頭馴化的新策略，旨在最終培育出新型多倍體水稻作物，從而大幅提升糧食產(chǎn)量并增加環(huán)境變化適應(yīng)性。本項研究對未來應(yīng)對糧食危機提出了一種新的可行策略，開辟了全新的作物育種方向，是該領(lǐng)域的一項重大突破性進(jìn)展，未來四倍體水稻新作物的成功培育將有望對世界糧食生產(chǎn)帶來顛覆性的革命。

情境導(dǎo)入問題探討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）生物種類體細(xì)胞染色體數(shù)/條體細(xì)胞非同源染色體/套配子染色體數(shù)/條馬鈴薯野生祖先種242栽培品種484香蕉野生祖先種222栽培品種333122411異常1.根據(jù)前面所學(xué)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？減數(shù)分裂和受精作用能夠使生物體親子代間的染色體數(shù)目保持穩(wěn)定，然而馬鈴薯和香蕉的染色體數(shù)目為什么與它們的野生祖先有這么大差別呢？問題探討染色體數(shù)目變異的類型、染色體組、

二倍體和多倍體的概念一人工誘導(dǎo)多倍體及其應(yīng)用二低溫誘導(dǎo)植物細(xì)胞染色體數(shù)目的變化三目錄染色體結(jié)構(gòu)變異染色體數(shù)目變異個別染色體的增加或減少以染色體組成倍地增加或減少生物體的體細(xì)胞或生殖細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目或結(jié)構(gòu)的變化。正常果蠅（2n=8）增加一條減少一條增加一套減少一套概念類型1.1染色體變異的概念及類型細(xì)胞中的一組非同源染色體，在形態(tài)和功能上各不相同，但又相互協(xié)調(diào)，共同控制生物的生長、發(fā)育、遺傳和變異的一組染色體。野生馬鈴薯配子中染色體兩組染色體組如果把配子中的染色體看作一組，野生馬鈴薯體細(xì)胞中有幾組染色體？1.2染色體組染色體組數(shù)的判斷任務(wù)一1.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。項目染色體組數(shù)每個染色體組內(nèi)染色體數(shù)3323144222細(xì)胞中同一形態(tài)的染色體有幾條，則含有幾個染色體組；細(xì)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。方法一：根據(jù)染色體形態(tài)判斷染色體組數(shù)的判斷任務(wù)一2.

根據(jù)基因型判斷染色體組數(shù)。染色體組數(shù)：

4231二倍體？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)基因型判斷由受精卵發(fā)育而來，體細(xì)胞中含有兩個染色體組的個體。由受精卵發(fā)育而來，體細(xì)胞中含有三個或三個以上染色體組的個體。四倍體三倍體二倍體二倍體多倍體1.3二倍體與多倍體多倍體普通小麥六倍體菊花六倍體葡萄三/四倍體莖稈粗壯，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，但發(fā)育遲緩，結(jié)實率低。四倍體番茄例：四倍體葡萄的果實比二倍體的大得多；四倍體番茄的維生素C含量比二倍體的幾乎增加了一倍。1.4多倍體的特點單倍體、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(xì)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(xì)胞中含有2個染色體組的個體由受精卵發(fā)育而來，體細(xì)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(xì)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）導(dǎo)練1.下列有關(guān)染色體組的說法，不正確的是

A.X、Y染色體形態(tài)不同，可以存在于同一染色體組中B.二倍體生物的配子中含有的染色體構(gòu)成一個染色體組C.構(gòu)成一個染色體組的染色體在形態(tài)、功能上各不相同D.果蠅在減數(shù)分裂Ⅰ后期移向細(xì)胞同一極的染色體構(gòu)成一個染色體組√X、Y染色體為同源染色體，不可以存在于同一染色體組中，A錯誤。導(dǎo)練2.下列關(guān)于二倍體、多倍體的敘述，不正確的是

A.由受精卵發(fā)育而來，基因型為AaBBCcDD的個體是二倍體B.三倍體植物不能由受精卵發(fā)育而來C.與二倍體番茄相比，四倍體番茄的維生素含量更高D.三倍體不育是因為在減數(shù)分裂過程中染色體聯(lián)會紊亂，無法產(chǎn)生正常的配子√三倍體可由含有兩個染色體組的配子與含有一個染色體組的配子結(jié)合成的受精卵發(fā)育而來，B錯誤。染色體數(shù)目變異的類型、染色體組、

二倍體和多倍體的概念一人工誘導(dǎo)多倍體及其應(yīng)用二低溫誘導(dǎo)植物細(xì)胞染色體數(shù)目的變化三目錄方法處理對象原理實例用秋水仙素誘發(fā)或用低溫處理萌發(fā)的種子或幼苗能夠抑制紡錘體的形成，導(dǎo)致染色體不能移向細(xì)胞的兩極，從而引起細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目加倍含糖量高的甜菜和三倍體無子西瓜請同學(xué)們閱讀課本，找出人工誘導(dǎo)多倍體的方法、處理對象、原理及應(yīng)用，完成下表。人工誘導(dǎo)多倍體及其應(yīng)用二2.1人工誘導(dǎo)多倍體聯(lián)會紊亂第一年雜交三倍體（母本）（父本）無子西瓜三倍體（母本）二倍體（父本）授粉第二年閱讀課本，請嘗試說出三倍體西瓜培育的過程。人工誘導(dǎo)多倍體及其應(yīng)用二2.2三倍體西瓜的培育無子西瓜的培育任務(wù)二下圖是三倍體無子西瓜的培育過程圖解。據(jù)圖回答下列問題：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？芽尖細(xì)胞正在進(jìn)行有絲分裂，當(dāng)秋水仙素作用于正在分裂的細(xì)胞時，能夠抑制紡錘體的形成，導(dǎo)致染色體不能移向細(xì)胞的兩極，從而引起細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目加倍。形成紡錘體內(nèi)外因素的影響下不形成紡錘體XXXXXXXXvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvv人工誘導(dǎo)多倍體及其應(yīng)用二2.3多倍體形成的原因細(xì)胞分裂異常，導(dǎo)致子細(xì)胞染色體加倍細(xì)胞分裂正常，染色體平均分配到兩個子細(xì)胞中無子西瓜的培育任務(wù)二2．四倍體西瓜植株作母本產(chǎn)生的雌配子中含有幾個染色體組？獲得的四倍體西瓜為何要與二倍體雜交？雌配子中含有兩個染色體組。兩者雜交可獲得三倍體植株。無子西瓜的培育任務(wù)二3．三倍體無子西瓜的果實中沒有種子的原因是什么？三倍體西瓜的原始生殖細(xì)胞中有三套非同源染色體，減數(shù)分裂時出現(xiàn)聯(lián)會紊亂，不能形成可育的配子。減數(shù)分裂受精作用減數(shù)分裂四倍體復(fù)制三倍體四倍體二倍體無子西瓜的培育任務(wù)二4．在無子西瓜培育的過程中用二倍體給三倍體傳粉的目的是什么？5．有時可以看到三倍體西瓜中有少量發(fā)育并不成熟的種子，請推測產(chǎn)生這些種子的原因。促進(jìn)子房發(fā)育成果實。三倍體在進(jìn)行減數(shù)分裂時有可能形成了正常的卵細(xì)胞，從而形成正常的種子，但這種概率特別小。無子西瓜的培育任務(wù)二6．無子西瓜每年都要制種，很麻煩，有沒有別的替代方法？進(jìn)行無性繁殖。將三倍體西瓜植株進(jìn)行組織培養(yǎng)獲得大量的組織苗，再進(jìn)行移栽。導(dǎo)練3.二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(xì)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(xì)胞含有兩個染色體組D.三倍體(♀)因不能進(jìn)行減數(shù)分裂而不能結(jié)出種子√導(dǎo)練二倍體西瓜的染色體組成是2n＝22，說明西瓜細(xì)胞一個染色體組含有11條非同源染色體，A錯誤；①表示人工誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍，②表示雜交，③表示人工授粉，B錯誤；三倍體(♀)由于減數(shù)分裂時同源染色體聯(lián)會紊亂，因此不能形成可育的配子，從而不能結(jié)出種子，D錯誤。染色體數(shù)目變異的類型、染色體組、

二倍體和多倍體的概念一人工誘導(dǎo)多倍體及其應(yīng)用二低溫誘導(dǎo)植物細(xì)胞染色體數(shù)目的變化三目錄1.實驗原理：

用低溫處理植物的分生組織細(xì)胞，能夠抑制紡錘體的形成，以致影響細(xì)胞有絲分裂中染色體被拉向兩極，導(dǎo)致細(xì)胞不能分裂成兩個子細(xì)胞，于是，植物細(xì)胞的染色體數(shù)目發(fā)生變化。低溫誘導(dǎo)植物細(xì)胞染色體數(shù)目的變化三2.實驗過程低溫誘導(dǎo)植物細(xì)胞染色體數(shù)目的變化三培養(yǎng)不定根低溫誘導(dǎo)1.將洋蔥在冰箱冷藏室內(nèi)放置一周。取出后,放在裝滿清水的容器上方,讓洋蔥的底部接觸水面,于室溫(約25°C)進(jìn)行培養(yǎng)。2.待蒜長出約1cm長的不定根時，將整個裝置放入冰箱冷藏室內(nèi)，誘導(dǎo)培養(yǎng)48~72h。3.剪取誘導(dǎo)處理的根尖0.5~1cm,放人卡諾氏液中浸泡0.5~1h，以固定細(xì)胞的形態(tài)，然后用體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精沖洗2次。4.解離→漂洗→染色→制片5.先用低倍鏡尋找染色體形態(tài)較好的分裂象。視野中既有正常的二倍體細(xì)胞，也有染色體數(shù)目發(fā)生改變的細(xì)胞。確認(rèn)某個細(xì)胞發(fā)生染色體數(shù)目變化后，再用高倍鏡觀察。誘導(dǎo)培養(yǎng)固定細(xì)胞形態(tài)制作裝片觀察2.實驗過程低溫誘導(dǎo)植物細(xì)胞染色體數(shù)目的變化三3.實驗結(jié)果低溫誘導(dǎo)植物細(xì)胞染色體數(shù)目的變化三小試牛刀-判斷正誤(1)低溫誘導(dǎo)時溫度越低效果越顯著(

)(2)用顯微鏡觀察時發(fā)現(xiàn)所有細(xì)胞中染色體均已加倍(

)(3)固定細(xì)胞后所用的沖洗試劑與解離后所用的漂洗試劑相同(

)(4)在高倍顯微鏡下可以觀察到細(xì)胞從二倍體變?yōu)樗谋扼w的過程(

)××××低溫誘導(dǎo)植物細(xì)胞染色體數(shù)目的變化三1.實驗中幾種試劑的使用方法和作用試劑使用方法作用卡諾氏液將根尖放入卡諾氏液中浸泡0.5～1h固定細(xì)胞形態(tài)體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精沖洗卡諾氏液處理過的根尖洗去卡諾氏液與質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的鹽酸等體積混合，浸泡經(jīng)固定處理的根尖解離根尖細(xì)胞清水漂洗解離后的根尖約10min洗去解離液甲紫溶液把漂洗干凈的根尖放進(jìn)盛有甲紫溶液的玻璃皿中染色3～5min使染色體著色2.低溫誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍實驗中的理解誤區(qū)(1)顯微鏡下觀察到的是死細(xì)胞，而不是活細(xì)胞：植物細(xì)胞經(jīng)卡諾氏液固定后死亡。(2)選擇材料不能隨意：誤將低溫處理“分生組織細(xì)胞”等同于“任何細(xì)胞”。因為染色體數(shù)目變化發(fā)生在細(xì)胞分裂時，處理其他細(xì)胞可能不會出現(xiàn)染色體數(shù)目加倍的情況。(3)低溫處理的理解誤區(qū)：誤認(rèn)為低溫處理時間越長越好。低溫處理的目的只是抑制紡錘體形成，使染色體不能被拉向細(xì)胞兩極。如果低溫持續(xù)時間過長，會影響細(xì)胞的各項功能，甚至致其死亡。(4)著絲粒分裂不是紡錘絲牽引的結(jié)果：誤將“抑制紡錘體形成”等同于“著絲粒不分裂”。著絲粒是自動分裂，不需要紡錘絲牽引。紡錘絲牽引是指將染色體拉向細(xì)胞的兩極。導(dǎo)練4.關(guān)于“低溫誘導(dǎo)植物細(xì)胞染色體數(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.解離后要用體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精進(jìn)行漂洗，以便洗去解離液C.可用新鮮的菠菜葉肉細(xì)胞作為實驗材料D.顯微鏡下觀察到的細(xì)胞染色體數(shù)目均加倍√導(dǎo)練低溫處理的原理是抑制紡錘體的形成，A正確；解離后要用清水進(jìn)行漂洗，B錯誤；菠菜葉肉細(xì)胞已高度分化，不再分裂，所以不可用作實驗材料，C錯誤；顯微鏡下觀察到的細(xì)胞絕大部分處于分裂間期，只有極少數(shù)細(xì)胞染色體數(shù)目加倍，D錯誤。導(dǎo)練5.將洋蔥(2n＝16)放在裝滿清水的廣口瓶上，讓洋蔥底部接觸水面。待洋蔥長出約1cm左右的不定根時，再將整個裝置放入4℃的環(huán)境下繼續(xù)培養(yǎng)48h，然后取根尖制作成臨時裝片在顯微鏡下觀察。下列與此相關(guān)的敘述，正確的是

A.卡諾氏液的作用是使洋蔥根尖的組織細(xì)胞相互分離開來B.本實驗需要制作根尖細(xì)胞的臨時裝片，制作步驟是解離→漂洗→染色

→制片C.本實驗可以觀察到一個細(xì)胞完整的染色體數(shù)目加倍(16→32)的過程D.與秋水仙素作用的原理相同，低溫是通過抑制著絲粒的分裂而使細(xì)胞

染色體數(shù)目加倍√導(dǎo)練卡諾氏液的作用是固定細(xì)胞形態(tài)，A錯誤；經(jīng)實驗操作后細(xì)胞已經(jīng)死亡，因此本實驗不能觀察到一個細(xì)胞完整的染色體數(shù)目加倍(16→32)的過程，C錯誤；與秋水仙素作用的原理相同，4℃的低溫是通過抑制紡錘體的形成而使細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目加倍，D錯誤。染色體變異染色體數(shù)目變異染色體結(jié)構(gòu)變異個別染色體增減以染色體組的形式增減定義

辨別

二倍體

多倍體定義

形成原因

育性

特點

多倍體育種五分鐘查落實【要語必背】1.染色體變異的概念：生物體的體細(xì)胞或生