5.2染色體變異課件-高一下學(xué)期生物人教版（2019）必修2

第2節(jié)

染色體變異第5章基因突變及其他變異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。問(wèn)題探討馬鈴薯野生祖先種（多種顏色）馬鈴薯栽培品種（一般都為黃色）香蕉野生祖先種（有籽）香蕉栽培品種（無(wú)籽）生物種類(lèi)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異常根據(jù)前面所學(xué)減數(shù)分裂的知識(shí)，你能完成上表嗎？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袓先有很大差別？1.概念：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。2.分類(lèi)：3.區(qū)別

染色體結(jié)構(gòu)變異染色體數(shù)目變異基因突變分子水平的變異，光鏡下不可見(jiàn)。染色體變異：細(xì)胞水平的變異，光鏡下可見(jiàn)?；蛑亟M個(gè)別染色體的增加或減少以一套完整的非同源染色體為基數(shù)成倍地增加或減少一、染色體變異的概念和類(lèi)型一、

染色體數(shù)目變異1.細(xì)胞內(nèi)個(gè)別染色體的增加或減少響譽(yù)世界的音樂(lè)指揮家舟舟先天性愚型（21三體綜合征）：45條＋XY（47）實(shí)例：21三體綜合征XXX綜合征（超雌綜合征）XYY綜合征（超雄綜合征）①減數(shù)分裂I后期同源染色體未分離

②減數(shù)分裂II后期姐妹染色單體分離后移向細(xì)胞的同一極

個(gè)別染色體的增加或減少形成原因：①同源染色體未分離--減Ⅰ后期

②姐妹染色單體移向細(xì)胞同一極--減Ⅱ后期（1）細(xì)胞內(nèi)個(gè)別染色體的增加或減少的原因XbXbYXBYXBXb例1.一對(duì)表現(xiàn)正常的夫婦，生了一個(gè)色盲的兒子。如果異常的原因是夫婦中的一方減數(shù)分裂產(chǎn)生配子時(shí)發(fā)生了一次差錯(cuò)之故，則這次差錯(cuò)一定發(fā)生在

方減數(shù)第

次分裂的過(guò)程中。母二練習(xí)兩套三套一套（1）染色體組：①一組非同源染色體（染色體的形態(tài)、大小、功能各不相同）②含有該物種生長(zhǎng)、發(fā)育、遺傳、變異的全套遺傳信息2.以一套完整的非同源染色體為基數(shù)成倍的增加或成套的減少2N=242表示：

N表示：有兩個(gè)染色體組每組有n條非同源染色體

3、染色體組的判斷方法方法一：根據(jù)染色體形態(tài)判斷細(xì)胞中同一形態(tài)的染色體有幾條，則含有幾個(gè)染色體組；細(xì)胞中有幾種形態(tài)的染色體，一個(gè)染色體組中就有幾條染色體。1個(gè)染色體組1組3條染色體3個(gè)染色體組1組5條染色體4個(gè)染色體組1組2條染色體4個(gè)染色體組1組4條染色體方法二：根據(jù)基因型判斷同一英文字母（無(wú)論大小寫(xiě)）出現(xiàn)幾次，就含有幾個(gè)染色體組。有幾種字母出現(xiàn)，一個(gè)染色體組中就有幾條染色體。AAaaBbbb→同一字母出現(xiàn)4次→4個(gè)染色體組YyRrAABBDDAaaABCD2個(gè)染色體組1組2條染色體2個(gè)染色體組1組3條染色體3個(gè)染色體組1組1條染色體1個(gè)染色體組1組4條染色體

3、染色體組的判斷方法有

個(gè)染色體組、每組有

條染色體現(xiàn)學(xué)現(xiàn)用：下面細(xì)胞分別處于什么時(shí)期，此時(shí)細(xì)胞中各有幾個(gè)染色體組？減數(shù)分裂Ⅰ后期有絲中期有絲后期減數(shù)分裂Ⅱ后期4個(gè)2個(gè)2個(gè)2個(gè)

【

練

一

練

】二倍體：由受精卵發(fā)育而成的個(gè)體，體細(xì)胞中含有兩個(gè)染色體組的個(gè)體二、

單倍體、二倍體、多倍體1.二倍體概念

在自然界，幾乎全部動(dòng)物和過(guò)半數(shù)的高等植物都是二倍體配子果蠅體細(xì)胞野生馬鈴薯人思考：一般情況下，二倍體通過(guò)減數(shù)分裂形成的配子有幾個(gè)染色體組呢？玉米1）發(fā)育起點(diǎn)：

2）染色體組數(shù)：

一般情況下，二倍體通過(guò)減數(shù)分裂形成的配子只有一個(gè)染色體組。思考：一般情況下，二倍體通過(guò)減數(shù)分裂形成的配子只有一個(gè)染色體組，有會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤的嗎？2.多倍體：由受精卵發(fā)育而來(lái)，體細(xì)胞中含有三個(gè)或三個(gè)以上的染色體組的個(gè)體。（有幾個(gè)染色體組就是幾倍體）三倍體：體細(xì)胞中含有三個(gè)染色體組的個(gè)體。四倍體：體細(xì)胞中含有四個(gè)染色體組的個(gè)體。小麥（六倍體，6N）菊花（六倍體，6N）葡萄（三/四倍體，3N/4N）多倍體在植物中很常見(jiàn)，在動(dòng)物中極少見(jiàn)1）發(fā)育起點(diǎn)：2）染色體組數(shù)：

1）多倍體的特點(diǎn)

多倍體在植物中很常見(jiàn)，在動(dòng)物中極少見(jiàn)。四倍體番茄的維生素C含量比二倍體幾乎增加了一倍。四倍體葡萄的果實(shí)比二倍體的大得多。①多倍體優(yōu)點(diǎn)：莖稈粗壯。葉片、果實(shí)和種子都比較大。糖類(lèi)和蛋白質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的含量都有所增加。②缺點(diǎn):生長(zhǎng)發(fā)育延遲,結(jié)實(shí)率低。四倍體可以通過(guò)減數(shù)分裂形成含有兩個(gè)染色體組的配子。三倍體因?yàn)樵忌臣?xì)胞中有三套非同源染色體，減數(shù)分裂時(shí)出現(xiàn)聯(lián)會(huì)紊亂，不能形成可育的配子。香蕉、三倍體無(wú)子西瓜的果實(shí)中沒(méi)有種子，原因就在于此。2）多倍體的育性偶數(shù)可育奇數(shù)不可育拓展：關(guān)于可育、可遺傳二倍體生物可育異源二倍體不可育兩個(gè)染色體組來(lái)自不同物種3N、5N高度不育、結(jié)實(shí)率低同源多倍體兩個(gè)染色體組同源，即來(lái)自同一物種異源多倍體馬鈴薯（4N）可育小麥（6N）可育多倍體植物同源二倍體（如：騾子）原因：聯(lián)會(huì)紊亂（1）方法：Ⅰ低溫處理。染色體數(shù)加倍染色體復(fù)制著絲點(diǎn)分裂細(xì)胞無(wú)法正常分裂無(wú)紡綞絲牽引

Ⅱ秋水仙素誘發(fā)。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（3）原理：（4）作用時(shí)期：有絲分裂的前期或減數(shù)分裂I前期目前常用、最有效3.多倍體育種（人工誘導(dǎo)多倍體）（2）處理對(duì)象：萌發(fā)的種子或幼苗。萌發(fā)的種子秋水仙素幼苗生長(zhǎng)、發(fā)育多倍體幼苗秋水仙素處理芽尖生長(zhǎng)、發(fā)育多倍體思考1：為什么用秋水仙素處理的是萌發(fā)的種子或幼苗（芽尖）呢？萌發(fā)的種子或幼苗生長(zhǎng)旺盛，細(xì)胞有絲分裂旺盛，此時(shí)處理效果較好。思考2：處理后的幼苗長(zhǎng)大以后是否所有的器官染色體數(shù)目均加倍呢？不是。芽尖發(fā)育而來(lái)的莖葉花均加倍，但是未處理的根部細(xì)胞沒(méi)有加倍人工誘導(dǎo)多倍體—多倍體育種秋水仙素四倍體（母本）二倍體（父本）二倍體雜交三倍體聯(lián)會(huì)紊亂授粉實(shí)例：多倍體育種—三倍體無(wú)子西瓜（P91）第一年第二年二倍體幼苗四倍體幼苗長(zhǎng)大四倍體植株第一年①為什么要用秋水仙素處理二倍體西瓜幼苗的芽尖？芽尖細(xì)胞有絲分裂旺盛，更容易使染色體數(shù)目加倍實(shí)例：多倍體育種—三倍體無(wú)子西瓜（P91）秋水仙素②獲得的四倍體為什么與二倍體雜交？雜交可以獲得三倍體植株。③兩次傳粉的作用有什么不同？第一次：雜交獲得三倍體種子。第二次：刺激子房發(fā)育成果實(shí)。4、為什么要用四倍體植株做母本？多倍體花粉可育低種子產(chǎn)量高種皮薄，利于播種5、為什么有時(shí)可以看到三倍體西瓜有少量發(fā)育不成熟的種子？三倍體植株一般不能進(jìn)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(shí)形成正常的卵細(xì)胞，從而形成正常的種子，但這種概率特別小。6、每年都要制種，很麻煩，有沒(méi)有替代方法？Ⅰ.進(jìn)行無(wú)性繁殖。將三倍體西瓜植株進(jìn)行組織培養(yǎng)（細(xì)胞全能性）獲取大量的組培苗，再進(jìn)行移栽；Ⅱ.利用生長(zhǎng)素或生長(zhǎng)素類(lèi)似物處理二倍體未受粉的雌蕊，以促進(jìn)子房發(fā)育成無(wú)種子的果實(shí)。單倍體由配子直接發(fā)育而來(lái)，體細(xì)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(gè)體。（1）成因：由配子（如卵細(xì)胞、花粉等）直接發(fā)育而來(lái)的個(gè)體。（2）代表生物：蜜蜂中的雄蜂蜂王雄蜂工蜂

32條

16條

32條4.單倍體(3)特點(diǎn)：植株長(zhǎng)得弱小、高度不育單倍體、二倍體、多倍體的判斷①由配子發(fā)育而來(lái)，不管有幾個(gè)染色體組，都稱(chēng)為單倍體。②由受精卵發(fā)育而來(lái)，體細(xì)胞中有幾個(gè)染色體組就是幾倍體。③單倍體不一定只含有一個(gè)染色體組，只有一個(gè)染色體組的個(gè)體一定是單倍體。④二倍體一定含兩個(gè)染色體組，含兩個(gè)染色體組的不一定是二倍體。⑤單倍體并非都不育，如四倍體的配子含有2個(gè)染色體組，則發(fā)育成的單倍體含有同源染色體及等位基因，可育能產(chǎn)生后代；⑥單倍體是生物個(gè)體，而不是配子，精子和卵細(xì)胞屬于配子，但不是單倍體。1.由受精卵發(fā)育而成，體細(xì)胞含有兩個(gè)染色體組的個(gè)體叫二倍體()2.未經(jīng)受精的卵細(xì)胞發(fā)育成的植株，一定是單倍體(

)3.含有兩個(gè)染色體組的生物體，一定是二倍體()4.生物的一個(gè)精子或卵細(xì)胞就是單倍體()5.基因型是aaaBBBCcc的植株一定不是單倍體()6.含一個(gè)染色體組的個(gè)體是單倍體，但單倍體未必只含一個(gè)染色體組()√√√×××練習(xí)：判斷下列描述的正誤，并說(shuō)出理由①過(guò)程：二倍體植株花藥離體培養(yǎng)單倍體幼苗秋水仙素處理二倍體植株（純合子）②原理：染色體（數(shù)目）變異③優(yōu)點(diǎn)：1）明顯縮短育種年限2）所得個(gè)體均為純合子注意：秋水仙素只能處理萌發(fā)的幼苗技術(shù)復(fù)雜④缺點(diǎn)：?jiǎn)伪扼w植株高度不育5.單倍體育種花藥離體培養(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優(yōu)點(diǎn)：?jiǎn)伪扼w育種能明顯縮短育種年限，子代均為純合子。(1)花藥離體培養(yǎng)≠單倍體育種：?jiǎn)伪扼w育種一般包括：雜交、花藥離體培養(yǎng)、秋水仙素處理和篩選4個(gè)過(guò)程。(2)單倍體育種的選擇時(shí)機(jī)：不能選擇特定基因型的花粉，因?yàn)榛ǚ鄄荒鼙憩F(xiàn)出相關(guān)性狀，應(yīng)在秋水仙素處理后獲得的純合子中選擇具有所需性狀的個(gè)體。(3)單倍體育種與多倍體育種的操作對(duì)象不同：①由于單倍體往往高度不育，育種操作的對(duì)象一般是單倍體幼苗，通過(guò)組織培養(yǎng)得到純合子植株。②多倍體育種操作的對(duì)象是正常萌發(fā)的種子或幼苗。染色體變異在育種上的應(yīng)用項(xiàng)目二倍體多倍體單倍體概念發(fā)育起點(diǎn)染色體組的數(shù)目性狀表現(xiàn)體細(xì)胞中含有2個(gè)染色體組的個(gè)體體細(xì)胞中含有3個(gè)或3個(gè)以上染色體組的個(gè)體體細(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(gè)體受精卵受精卵未受精的配子2個(gè)3個(gè)或3個(gè)以上不確定正常莖稈粗壯，葉片、果實(shí)、種子較大，營(yíng)養(yǎng)豐富植株矮小，高度不育二倍體、多倍體和單倍體的比較五、染色體的結(jié)構(gòu)變異結(jié)構(gòu)變異缺失重復(fù)倒位易位abcdefacdef

果蠅缺刻翅的形成

貓叫綜合征（1）缺失：染色體的某一片段缺失，導(dǎo)致基因數(shù)目減少正常翅缺刻翅1.

類(lèi)型五、染色體的結(jié)構(gòu)變異B基因缺失聯(lián)會(huì)

染色體的結(jié)構(gòu)變異(1)缺失染色體的某一片段缺失引起變異項(xiàng)目染色體片段缺失堿基對(duì)缺失圖解區(qū)別原理觀(guān)察染色體結(jié)構(gòu)變異基因突變?cè)诠鈱W(xué)顯微鏡下觀(guān)察到在光學(xué)顯微鏡下觀(guān)察不到果蠅棒狀眼的形成abcdefbabcdef正常眼棒狀眼（2）重復(fù)：染色體增加了某一片段，導(dǎo)致基因數(shù)目增加B基因重復(fù)聯(lián)會(huì)abcdef12345abcd12345efEF和JKL易位聯(lián)會(huì)（3）易位：染色體某一片段移接到另一條非同源染色體上，導(dǎo)致基因排列順序改變正常眼花斑眼染色體易位與染色體互換比較圖解區(qū)別位置原理觀(guān)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)變異基因重組可在顯微鏡下觀(guān)察到在顯微鏡下觀(guān)察不到染色體易位互換defabcaedcbfBC和DE倒位聯(lián)會(huì)（4）倒位：染色體的某一片段位置顛倒，導(dǎo)致基因排列順序改變正常翅卷翅

果蠅卷翅的形成人9號(hào)染色體倒位導(dǎo)致習(xí)慣性流產(chǎn)缺失重復(fù)倒位類(lèi)型易位基因數(shù)目增加結(jié)果：基因數(shù)目減少結(jié)果：基因排列順序改變結(jié)果：基因排列順序改變結(jié)果：染色體結(jié)構(gòu)的變異染色體結(jié)構(gòu)上的缺失、重復(fù)、易位和倒位染色體上的基因數(shù)量、排列順序的改變生物性狀的改變（變異）3.影響：大多數(shù)染色體結(jié)構(gòu)變異對(duì)生物體是不利的，有的甚至?xí)?dǎo)致生物體死亡。2.結(jié)果三、染色體結(jié)構(gòu)的變異變異類(lèi)型項(xiàng)目基因突變基因重組染色體變異實(shí)質(zhì)基因堿基序列的改變基因之間的重新組合染色體結(jié)構(gòu)或數(shù)目變化適用范圍任何生物均可發(fā)生（主要在間期）真核生物有性生殖減數(shù)分裂（減I前四分體時(shí)期、減I后期）真核生物核遺傳產(chǎn)生結(jié)果產(chǎn)生新基因只改變基因型基因數(shù)量和順序的變化意義生物變異的根本來(lái)源生物變異來(lái)源之一對(duì)生物進(jìn)化有一定意義育種應(yīng)用誘變育種雜交育種單倍體、多倍體育種基因突變、基因重組和染色體變異的比較方法原理原因?qū)嵗齼?yōu)點(diǎn)無(wú)性繁殖有絲分裂遺傳物質(zhì)沒(méi)有發(fā)生改變無(wú)核蜜桔保持優(yōu)良性狀雜交育種（有性生殖）基因重組非同源染色體上的非等位基因自由組合抗倒伏抗銹病小麥組合優(yōu)良性狀；育種時(shí)間最長(zhǎng)，不能克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙誘變育種基因突變?nèi)斯な笵NA復(fù)制過(guò)程發(fā)生差錯(cuò)青霉素高產(chǎn)菌株提高變異頻率，出現(xiàn)新性狀；有利變異少，需大量處理供試材料（盲目性大）單倍體育種基因重組和染色體變異秋水仙素處理單倍體使其染色體加倍小麥新品種縮短育種進(jìn)程，得到純合體；技術(shù)復(fù)雜，需與雜交育種配合多倍體染色體變異秋水仙素處理使染色體加倍無(wú)籽西瓜器官大，營(yíng)養(yǎng)成分含量高；只適用于植物，獲得的新品種發(fā)育延遲，結(jié)實(shí)率低育種方式的比較低溫誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目的變化探究.實(shí)驗(yàn)1.實(shí)驗(yàn)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(gè)子細(xì)胞，于是植物細(xì)胞中的染色體數(shù)目發(fā)生變化。探究.實(shí)驗(yàn)2.實(shí)驗(yàn)步驟低溫誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目的變化觀(guān)察裝片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(gè)細(xì)胞發(fā)生染色體數(shù)目變化后，再用高倍鏡觀(guān)察。誘導(dǎo)率不是百分之百，因此視野中既有二倍體細(xì)胞，也有染色體數(shù)目發(fā)生改變的細(xì)胞，且前者數(shù)目多于后者。（二）方法步驟1.

誘導(dǎo)培養(yǎng)（1）將蒜（或洋蔥）在冰箱冷藏室內(nèi)（4℃）放置一周；（2）取出后，于室溫（約25℃）進(jìn)行培養(yǎng)；（3）蒜長(zhǎng)出約1cm長(zhǎng)的不定根時(shí)，將裝置放入冰箱冷藏室誘導(dǎo)培養(yǎng)48-72h。2.

固定（1）剪取根尖0.5-1cm，放入卡諾氏液（無(wú)水乙醇和冰醋酸等混合）中浸泡0.5-1h，以固定細(xì)胞形態(tài)，然后用體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精沖洗2次；探究·實(shí)