5.2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)染色體變異一.生物的變異變異類型概述目標010203通過低溫誘導染色體的實驗，理解染色體數(shù)目變化的機制。（科學探究）通過分析染色體組的概念，理解二倍體、多倍體和單倍體的特點和生產(chǎn)中的應用。（生命觀念、社會責任）結(jié)合染色體結(jié)構(gòu)變異的示意圖，了解染色體結(jié)構(gòu)變異的常見類型。（科學思維）學習目標馬鈴薯野生祖先種（多種顏色）野生祖先種和栽培品種性狀差異的原因是什么呢？野生祖先種（有籽）問題探討野生祖先種VS栽培品種香蕉野生祖先種VS栽培品種

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。討論1、請根據(jù)所學的減數(shù)分裂的知識，試著完成該表格。2、嘗試回答野生祖先種和栽培品種性狀的差異的原因？生物種類體細胞染色體數(shù)/條體細胞非同源染色體/套每套非同源染色體數(shù)/條配子染色體數(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【提示】細胞內(nèi)發(fā)生了染色體數(shù)目變異。問題探討12121111染色體變異P871.概念：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

——染色體變異所有生物都能發(fā)生染色體變異嗎？染色體變異可在顯微鏡下觀察到嗎？只有真核生物才發(fā)生染色體變異；原核生物、病毒無染色體不發(fā)生光學顯微鏡下可觀察（細胞水平變異）3.種類：染色體數(shù)目的變異染色體結(jié)構(gòu)的變異2.發(fā)生對象：染色體一.染色體數(shù)目的變異(1)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。單體：2n-1三體：2n+1(2)舉例：①21三體綜合征唐氏綜合征,又稱先天愚型，由于多了一條21號染色體而導致的疾病。存活者有明顯的智能落后、特殊面容、生長發(fā)育障礙和多發(fā)畸形。1.個別染色體的增加或減少一、染色體數(shù)目的變異1.個別染色體的增加或減少原因一原因二減Ⅰ后同源染色體未分離減Ⅱ后姐妹染色單體分開形成的子染色體移向細胞的同一極形成原因：一.染色體數(shù)目的變異(2)舉例：②性染色體數(shù)目異常【A】:XO單體Turner綜合征(先天性卵巢發(fā)育不全綜合征)癥狀：頸蹼，肘外翻、部分患者智力輕度低下。有的患者伴有心、腎、骨骼等先天畸形。外觀表現(xiàn)為女性，但性腺發(fā)育不良，沒有生育能力。44條＋XO（45條）原因:①父方在MⅠ時X和Y未分離,進入同一個配子中,形成不含性染色體的異常精子。②或母方在MⅠ時X和X未分離，或MⅡ時兩條X單體分離后進入同一個配子中，形成不含性染色體的異常卵細胞。一、染色體數(shù)目的變異相同的餐具可看做

染色體，不同的餐具可看做是

染色體，那么一套餐具就是一套

染色體，稱為一個

。

若將餐具看做細胞中的染色體：同源非同源非同源染色體組2.以一套完整的非同源染色體為基數(shù)成倍地增加或成套地減少一、染色體數(shù)目的變異1.個別染色體的增加或減少

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）一、染色體數(shù)目的變異一套非同源染色體（不含同源染色體，不含等位基因）各不相同特征本質(zhì)上1形態(tài)上2功能上3一個染色體組的染色體有哪些特征（本質(zhì)？形態(tài)？功能？）？各不相同但攜帶生物生長、發(fā)育、遺傳和變異的一整套遺傳信息結(jié)合染色體組概念，說一說以下細胞圖中有幾個染色體組？每個組幾條？3個，3條1個，4條3個，2條1234111222333112233441122111222（1）根據(jù)“染色體形態(tài)”判斷

4個，2條2個，2條2個，2條2個，2條2個，2條染色體組的判定方法：2個，4條相同形態(tài)的染色體有幾條=有幾個染色體組有幾種形態(tài)的染色體=一個染色體組中就有幾條染色體AaaaAABBDDAaaABCD4個染色體組2個染色體組3個染色體組1個染色體組（2）根據(jù)“基因型”判斷

染色體組的判定方法：同一英文字母（無論大小寫）出現(xiàn)幾次=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

（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=20一、染色體數(shù)目的變異重要概念2：二倍體一般情況下，二倍體通過減數(shù)分裂形成的配子只有一個染色體組。牛刀小試1.下列有關染色體組的說法，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后期移向細胞同一極的染色體構(gòu)成一個染色體組A多倍體：4n=483n=33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（有幾個染色體組就叫幾倍體）6n=42多倍體在植物中很常見，動物中極少見一、染色體數(shù)目的變異菊花（6n=54）葡萄（三/四倍體）番茄（4n=48）棉花（4n=52）在被子植物中，約有33%的物種是多倍體，如：相關信息：山藥（4n=40）蔥（4n=32）水仙（3n=30）無籽西瓜（3n=33）二倍體葡萄四倍體葡萄二倍體草莓四倍體草莓多倍體特點：多倍體與二倍體植株相比，有哪些優(yōu)、缺點？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)育遲緩；結(jié)實率低

“養(yǎng)份多”“成熟遲、結(jié)實少”（染色體組數(shù)為奇數(shù)的多倍體的植物通常高度不育）受精卵受精卵未受精的卵2n=322n=32n=162n=32蜂王工蜂雄蜂蜂王卵n=16減數(shù)分裂重要概念4：單倍體(1)概念：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。(2)實例：雄蜂二倍體單倍體（3）特點植株長得弱小一般高度不育含偶數(shù)個染色體組：可育含奇數(shù)個染色體組：高度不育個體雌配子受精卵單倍體個體二倍體/多倍體雄配子

由生殖細胞直接發(fā)育而來，無論體細胞中含有幾個染色體組一律稱為單倍體。是否含有兩個染色體組的都是二倍體。單倍體都只有一個染色體組?！痢僚袛囝}單倍體“兩看法”判斷單倍體、二倍體和多倍體一看發(fā)育來源二看體細胞染色體組數(shù)二倍體多倍體配子受精卵二個三個或以上單倍體

關于單倍體的3個易錯點(1)單倍體的體細胞中并不一定只有一個染色體組：如四倍體的配子形成的單倍體的體細胞中含有兩個染色體組。(2)單倍體并非都不育：二倍體的配子發(fā)育成的單倍體，表現(xiàn)為高度不育；多倍體的配子如含有偶數(shù)個染色體組，則發(fā)育成的單倍體含有同源染色體能進行正常的減數(shù)分裂并產(chǎn)生后代。(3)單倍體是生物個體，而不是配子，精子和卵細胞屬于配子，但不是單倍體。雜交三倍體（母本）聯(lián)會紊亂p88無子西瓜第一年第二年三倍體植株多倍體育種——三倍體無子西瓜培育過程P91閱讀課本，思考：1.多倍體育種的方法？2.多倍體育種的作用原理？3.三倍體無子西瓜培育的過程？染色體復制著絲粒自動斷裂1.多倍體育種（1）方法：低溫誘導、秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗（最常用）（2）作用機理：在有絲分裂前期抑制紡錘體的形成，使染色體數(shù)目加倍多倍體育種無子西瓜培育過程視頻2．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？（2）獲得的四倍體西瓜為何要與二倍體雜交？聯(lián)系第1問，你能說出產(chǎn)生多倍體的基本途徑嗎？西瓜幼苗的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(nèi)染色體數(shù)目加倍,從而得到四倍體植株。雜交可以獲得三倍體植株。產(chǎn)生多倍體的基本途徑為:用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗。（3）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。方法一,進行無性生殖,將三倍體植株進行組織培養(yǎng)獲取大量的組培苗,再進行移栽;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)育成無種子的果實,同時,在花期全時段要進行套袋處理,以避免受粉。（4）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。單倍體育種用高稈抗病(DDTT)和矮稈不抗病(ddtt)小麥品種，培育矮稈抗病小麥的過程，如下圖所示：單倍體育種單倍體育種的核心步驟為①花藥離體培養(yǎng)

②秋水仙素處理誘導染色體數(shù)目加倍。①與雜交育種相比，單倍體育種能明顯縮短育種年限②子代均為純合子，優(yōu)良性狀能穩(wěn)定遺傳。優(yōu)點：缺點：技術(shù)復雜且需與雜交技術(shù)結(jié)合使用。雜交育種誘變育種單倍體育種多倍體育種原理基因重組基因突變?nèi)旧w變異染色體變異常用方法雜交→自交→選優(yōu)→連續(xù)自交用物理（輻射、激光誘變）或化學方法處理花藥離體培養(yǎng)→單倍體→秋水仙素處理使染色體數(shù)目加倍→純種秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗優(yōu)點集優(yōu)良性狀于一體，操作簡便提高變異頻率加速育種進程明顯縮短育種年限各種器官大、營養(yǎng)成分高、抗性強缺點育種時間最長，不能克服遠緣雜交不親和的障礙有利變異少，需大量處理供試材料（盲目性大）技術(shù)復雜，需與雜交育種配合只適用于植物，獲得的新品種發(fā)育延遲，結(jié)實率低知識回顧與拓展實驗：低溫誘導植物染色體數(shù)目變化的實驗2．實驗流程及結(jié)論剪取上述根尖0.5~1cm→放人卡諾氏液中浸泡0.5~1h,用體積分數(shù)為95%的酒精沖洗2次先用低倍鏡尋找,再用高倍鏡觀察解離→漂洗→染色→制片實驗流程誘導培養(yǎng)固定細胞形態(tài)培養(yǎng)不定根制作裝片觀察低溫誘導待蒜長出約1cm長的不定根→放人冰箱冷藏室培養(yǎng)48~72h將蒜在冰箱冷藏室內(nèi)(4℃)放置一周→取出后,將蒜置于裝滿清水的容器上方→蒜的底部接觸水面,于室溫25℃進行培養(yǎng)現(xiàn)象:視野中既有正常的二倍體細胞，也有染色體目發(fā)生改變的細胞

結(jié)論：低溫可以誘導植物細胞染色體數(shù)目發(fā)生變化低溫誘導植物細胞染色體數(shù)目的變化實驗注意事項：①選材：應選擇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溫度不是越低越好：溫度過低對根尖細胞造成傷害，應選擇適宜溫度。③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。④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。⑤著絲點分裂與紡錘體無關：著絲點到有絲分裂后期即分裂，無紡錘絲牽引，著絲點也分裂。二、染色體結(jié)構(gòu)的變異abcdef實例1：果蠅缺刻翅的形成實例2：貓叫綜合征正常翅缺刻翅人的5號染色體部分缺失引起的遺傳病，因為患兒哭聲輕，音調(diào)高，很像貓叫而得名。貓叫綜合征患者的生長發(fā)育遲緩，而且存在嚴重的智力障礙。①缺失:類型：染色體的某一片段缺失引起變異。二、染色體結(jié)構(gòu)的變異abcdefb棒狀眼正常眼實例：果蠅棒狀眼的形成②重復:染色體中增加某一片段引起變異。③易位:染色體的某一片段移接到另一條非同源染色體上引起變異。abcdefghijk正常眼花斑眼實例：果蠅花斑眼的形成二、染色體結(jié)構(gòu)的變異染色體易位與交叉互換的比較圖解區(qū)別位置原理觀察發(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染色體易位交叉互換二、染色體結(jié)構(gòu)的變異cdefabafbcdeedbc正常翅卷翅實例：果蠅卷翅的形成

女性9號染色體倒位后造成習慣性流產(chǎn)④倒位:染色體的某一片段位置顛倒引起變異。二、染色體結(jié)構(gòu)的變異大多數(shù)染色體結(jié)構(gòu)變異對生物體是不利的，甚至導致生物體死亡。影響結(jié)果思考4：染色體結(jié)構(gòu)變異中基因的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化了嗎？缺失重復易位倒位染色體上基因數(shù)量的改變?nèi)旧w上基因排列順序的改變生物性狀的改變(變異)基因突變基因重組染色體變異本質(zhì)時期觀察范圍結(jié)果共同點比較基因突變、基因重組和染色體變異基因結(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法觀察光學顯微鏡下無法觀察光學顯微鏡下可以觀察任何生物真核生物有性生殖的真核生物產(chǎn)生新的基因只改變基因型基因“數(shù)量”上發(fā)生變化都是可遺傳的變異歸納總結(jié)X1、染色體變異包括染色體數(shù)目的變異和結(jié)構(gòu)的變異。判斷下列相關表述是否正確。(1)只有生殖細胞中的染色體數(shù)目或結(jié)構(gòu)的變化才屬于染色體變異。（

）(2)體細胞中含有兩個染色體組的個體就是二倍體。（

）（3）用秋水仙素處理單倍體植株后得到的一定是二倍體。（

）XX概念檢測2、秋水仙素能誘導多倍體形成的原因是（）A.促進細胞融合B.誘導染色體多次復制C.促進染色單體分開,形成染色體D.抑制細胞有絲分裂時紡錘體的形成D3、慢性髓細胞性白血病是一種惡性疾病，患者骨髓內(nèi)會出現(xiàn)大量惡性增殖

的白細胞。該病是由于9號染色體和22號染色體互換片段所致。這種變

異屬于（）A.基因突變B.基因重組C.染色體結(jié)構(gòu)變異D.染色體數(shù)目變異C4、填表比較豌豆、普通小麥、小黑麥的體細胞和配子中的染色體數(shù)目、染色體組數(shù)目，并且注明它們分別屬于幾倍體生物。生物種類豌豆普通小麥小黑麥體細胞中的染色體數(shù)/條42配子中的染色體數(shù)/條728體細胞中的染色體組數(shù)2配子中的染色體組數(shù)3屬于幾倍體生物八倍體1456216814二倍體六倍體1.在二倍體的高等植物中，偶然會長出一些植株弱小的單倍體。這些單倍體一般不能通過有性生殖繁殖后代。單倍體是如何形成的？為什么不能繁殖后代？

可能原因是，二倍體植株經(jīng)減數(shù)分裂形成配子后，一些配子可以在離體條件下發(fā)育成單倍體。這些單