5.2染色體變異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)染色體變異生物種類體細胞染色體數(shù)/條體細胞非同源染色體/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異常為什么平時吃的香蕉是沒有種子的？根據(jù)前面所學減數(shù)分裂的知識，試著完成該表格。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，進而無法形成種子。問題探討分析表中數(shù)據(jù)，你還能提出什么問題嗎?能形成種子的植物細胞中，染色體數(shù)目一定是偶數(shù)嗎?香蕉體細胞中染色體數(shù)目不是偶數(shù),是怎樣形成的?又是如何繁殖的?1.染色體變異概念：2.類型染色體數(shù)目的變異染色體結(jié)構(gòu)的變異生物體的體細胞或生殖細胞內(nèi)染色體數(shù)目或結(jié)構(gòu)的變化。

（光學顯微鏡下可以觀察到）正常果蠅（2n=8）增加一條減少一條增加一套減少一套個別染色體的增加或減少以染色體組的形式成倍地增加或減少1非整數(shù)倍變異單體：2n-1三體：2n+1注意：單體和三體都是二倍體，可進行減數(shù)分裂，產(chǎn)生配子，配子育

性情況，見具體實例。概念：正常染色體組中,丟失或添加了一條或幾條完整的染色體。探究一.染色體數(shù)目變異（1）個別染色體的增加或減少下圖中甲是某二倍體生物體細胞染色體組成模式圖，乙、丙、丁、戊是發(fā)生變異后的不同個體的體細胞中的染色體組成模式圖，請據(jù)圖辨析屬于三體、三倍體、單體和單倍體的分別是哪一個？提示乙為單倍體，丙為單體，丁為三體，戊為三倍體。辨

析21-三體綜合征患者的染色體組成形成個別染色體的增加或減少原因是什么呢？舉例:唐氏綜合征

回顧減數(shù)分裂過程次級性母細胞①減I正常，減II異常1/2異常次級性母細胞原因：親代減數(shù)分裂時同源染色體未分離，或姐妹染色單體未分離。②減I異常，減II正常全部異?！鶕?jù)異常配子推測差錯原因1.配子中有等位基因（同源染色體）：例如AaBb型個體產(chǎn)生了AaB型配子2.配子中無等位基因（同源染色體）：例如AaBb型個體產(chǎn)生了aaB型配子減數(shù)第一次分裂差錯，異常配子比率是100%減數(shù)第二次分裂差錯，異常配子比率是50%典型題

差錯分離問題（2）以染色體組成倍地增加或減少染色體組：在大多數(shù)生物的體細胞中,染色體都是兩兩成對的,也就是說含有兩套非同源染色體,其中

稱為一個染色體組。每套非同源染色體Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、XⅡ、Ⅲ、Ⅳ、Y如圖雄果蠅體細胞染色體中一個染色體組可表示為______________或_______________。正常果蠅（2n=8）增加一套（3n=12）減少一套（n=4）模擬染色體組2整數(shù)倍變異請說出下圖所示細胞中所含的染色體組數(shù)及每個染色體組所含的染色體數(shù)目.(注：圖中非等位基因位于非同源染色體)（3）白菜的體細胞內(nèi)共有20條染色體，有10種形態(tài)大小不同的染色體，則該細胞中含有幾個染色體組？12345678910①從來源看：②從形態(tài)、大小和功能看:③從所含的基因看:不含同源染色體

。所含的染色體形態(tài)、大小、功能各不相同

。含有

控制本物種生物性狀的一整套基因，但不能重復(fù)。拓展：染色體組數(shù)的判斷技巧4組(3條/組)1組(4條)3組(2條)3組(3條/組)2組(4條/組)1組(4條)4組(1條)2組(2條)4組(2條)2組(2條)①根據(jù)染色體形態(tài)判定：②根據(jù)基因型判定：③根據(jù)染色體數(shù)和染色體的形態(tài)數(shù)推算歸納總結(jié)：染色體組數(shù)的判定方法相同形態(tài)的染色體有幾條，是幾個染色體組控制同一性狀的基因出現(xiàn)幾次，是幾個染色體組（4）白菜的體細胞內(nèi)共有20條染色體，有10種形態(tài)大小不同的染色體，則該細胞中含有幾個染色體組？2組(10條)題型1：染色體組數(shù)的判定1.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。(1)概念：蜜蜂蜂王工蜂雄峰由受精卵發(fā)育而來二倍體由卵細胞發(fā)育而來（單倍體）蜂王雄蜂工蜂

32條

16條

32條舉例：蜜蜂中的雄蜂探究二.單倍體和多倍體及育種單倍體體細胞中不一定只有一個染色體組。2.單倍體育種①原理：染色體數(shù)目變異②過程：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③優(yōu)點：明顯縮短育種年限。子代全是純合子，不發(fā)生性狀分離。④缺點：技術(shù)復(fù)雜，需與雜交育種配合3.二倍體和多倍體

（1）二倍體：由受精卵發(fā)育而來，體細胞中有兩個染色體組的生物。在自然界中，幾乎全部動物和過半數(shù)的高等植物都是二倍體，記作2N。野生馬鈴薯♀♂果蠅體細胞人類玉米2N=82N=242N=462N=20（2）多倍體：由受精卵發(fā)育而來，體細胞中有三個或三個以上染色體組的生物，統(tǒng)稱為多倍體。（有幾個染色體組就叫幾倍體）優(yōu)點：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。缺點：生長發(fā)育延遲，結(jié)實率低。普通小麥六倍體菊花六倍體葡萄三/四倍體四倍體番茄4、多倍體育種（1）方法：（2）處理對象：（3）原理：低溫處理，秋水仙素誘發(fā)。目前常用、最有效萌發(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(nèi)染色體數(shù)目加倍。注意：著絲粒是自動分裂，不需要紡錘絲牽引。如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滴在二倍體西瓜幼苗的芽尖？芽尖有絲分裂旺盛，當秋水仙素作用于正在分裂的細胞時，能夠抑制紡錘體的形成，導致染色體不能移向細胞兩極，從而引起細胞內(nèi)染色體數(shù)目加倍。2、兩次授粉的目的是？第一次是得到三倍體種子第二次是刺激雌蕊使其分泌生長素，發(fā)育成果實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。5、無子西瓜每年都要制種，很麻煩，有沒有別的替代方法？三倍體在進行減數(shù)分裂時有可能形成了正常的卵細胞，從而形成正常的種子，但這種概率特別小。4、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。進行無性繁殖，將三倍體西瓜植株進行組織培養(yǎng)獲得大量的組織苗，再進行移栽。常用育種方法總結(jié)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(chǎn)生新基因；育種進程緩慢、過程復(fù)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(nèi)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；選擇；明顯縮短育種年限；得到的植株都是純合子技術(shù)性強，需結(jié)合雜交育種和人工誘導染色體加倍技術(shù)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(zhì)含量有所增加發(fā)育延遲，結(jié)實率降低，一般只適用于植物1.實驗原理(1)低溫處理:低溫處理植物的____________,能夠抑制________的形成,導致染色體不能移向細胞兩極,從而引起細胞內(nèi)染色體數(shù)目______。(2)染色體染色:染色體容易被__________染成深色,用質(zhì)量濃度為0.01g/mL的______溶液染色。分生組織細胞紡錘體加倍堿性染料甲紫探究三.低溫誘導植物細胞染色體數(shù)目的變化2.材料用具試劑使用方法作用卡諾氏液體積分數(shù)為95%的酒精質(zhì)量分數(shù)為15%的鹽酸蒸餾水質(zhì)量濃度0.01g/mL的甲紫溶液將根尖放入卡諾氏液中浸泡0.5～1h沖洗2次經(jīng)用卡諾氏液處理過的根尖與質(zhì)量分數(shù)為95%的酒精等體積1:1混合，作為解離液浸泡解離后的根尖約10min把漂洗過的根尖放進盛有甲紫溶液的玻璃皿中染色3～5min固定細胞的形態(tài)洗去卡諾氏液漂洗根尖，洗去解離液使染色體著色解離根尖細胞，使組織中的細胞相互分離開3.實驗步驟4.實驗結(jié)果5.實驗結(jié)論低溫能誘導植物細胞染色體數(shù)目加倍。請根據(jù)教材P89“低溫誘導植物細胞染色體數(shù)目的變化”的實驗，思考并回答下列問題：1．該實驗中顯微鏡下觀察到的植物細胞是死的，還是活的？2．低溫能誘導植物細胞染色體數(shù)目發(fā)生變化的機理是什么？3．該實驗是使所有的植物細胞中染色體數(shù)目都加倍了嗎？死的。因為植物細胞經(jīng)過卡諾氏液固定后已經(jīng)死亡。用低溫處理植物的分生組織細胞，能夠抑制紡錘體的形成，影響細胞有絲分裂中染色體被拉向兩極，導致細胞不能分裂成兩個子細胞，于是植物細胞的染色體數(shù)目發(fā)生了變化。不是，只有部分細胞染色體數(shù)目加倍，絕大多數(shù)植物細胞染色體沒有加倍。分析：此病發(fā)病機理是什么？請同學們自主閱讀教材P90，思考討論完成問題

1.染色體結(jié)構(gòu)變異有哪些類型？4.這種變異是否可遺傳？2.染色體結(jié)構(gòu)變異的結(jié)果是什么？3.染色體結(jié)構(gòu)變異對生物生存有何影響？探究四.染色體結(jié)構(gòu)變異1.類型——①缺失：染色體的某一片段缺失，導致基因數(shù)目減少。“貓叫綜合征”患者第5號染色體短臂缺失，為最常見的缺失綜合征，因嬰兒時有貓叫樣啼哭而得名正常翅缺刻翅②重復(fù)：染色體增加了某一片段，導致基因數(shù)目增加。實例：果蠅棒狀眼的形成棒狀眼正常眼③易位：染色體某一片段移接到另一條非同源染色體上，導致基因排列順序改變。正常眼花斑眼實例：果蠅花斑眼的形成④倒位：染色體某一片段位置顛倒，導致基因排列順序改變。果蠅卷翅的形成人9號染色體倒位導致習慣性流產(chǎn)染色體結(jié)構(gòu)上的缺失、重復(fù)、易位和倒位

基因數(shù)量、排列順序的改變

生物性狀的改變（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體死亡。2.結(jié)果3.影響：項目染色體變異基因突變圖解實質(zhì)對象結(jié)果觀察染色體上基因的增加或缺失基因中堿基對的替換、增添、缺失基因堿基對易錯辨析1.染色體缺失、重復(fù)與基因突變的區(qū)別基因的數(shù)目或排列順序改變堿基對的數(shù)目或排列順序改變在光學顯微鏡下能觀察到在光學顯微鏡下觀察不到項目染色體易位交叉互換圖解區(qū)別位置原理觀察非同源染色體之間同源染色體的非姐妹染色單體之間染色體結(jié)構(gòu)變異基因重組在顯微鏡下觀察到在顯微鏡下觀察不到染色體易位與交叉互換的區(qū)別易錯辨析2.三種變異比較項目基因突變基因重組染色體變異本質(zhì)發(fā)生時期觀察適用范圍產(chǎn)生結(jié)果共同點基因結(jié)構(gòu)的改變基因的重新組合染色體結(jié)構(gòu)或數(shù)目發(fā)生變化DNA復(fù)制時期減數(shù)分裂Ⅰ減數(shù)分裂

、有絲分裂光學顯微鏡下無