5-2-染色體變異(第2課時(shí))-課件-2021-2022學(xué)年高一下學(xué)期生物人教版(2019)必修

第5章基因突變及其他變異

5.2染色體變異第2課時(shí)學(xué)習(xí)目標(biāo)核心素養(yǎng)1.說出單倍體的特點(diǎn)和應(yīng)用2.進(jìn)行低溫誘導(dǎo)染色體數(shù)目變化的實(shí)驗(yàn)。3.說出染色體結(jié)構(gòu)的變異。1.通過分析染色體的結(jié)構(gòu)變異對(duì)生物形狀的影響，形成結(jié)構(gòu)與功能是相適應(yīng)的觀點(diǎn)。2.通過低溫誘導(dǎo)染色體的實(shí)驗(yàn)，理解染色體數(shù)目變化的機(jī)制，提高科學(xué)思維能力。6、低溫誘導(dǎo)植物細(xì)胞染色體數(shù)目的變化（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)胞的染色體數(shù)目發(fā)生變化。（2）目的要求學(xué)習(xí)低溫誘導(dǎo)植物細(xì)胞染色體數(shù)目變化的方法。理解低溫誘導(dǎo)植物細(xì)胞染色體數(shù)目變化的作用機(jī)制。（3）材料用具蒜或洋蔥（均為二倍體，體細(xì)胞中的染色體數(shù)目為16），培養(yǎng)皿，濾紙，紗布，燒杯，鑷子，剪刀，顯微鏡，載玻片，蓋玻片，冰箱，卡諾氏液，質(zhì)量濃度為0.01g/mL的甲紫（舊稱龍膽紫）溶液，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的鹽酸，體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精。試劑作用卡諾氏液固定細(xì)胞的形態(tài)體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精溶液洗去卡諾氏液質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的鹽酸與95%酒精等體積混合成解離液。解離根尖細(xì)胞，使細(xì)胞相互分離開來清水洗去解離液質(zhì)量濃度為0.01g/mL的甲紫使染色體著色（4）方法步驟培養(yǎng)誘導(dǎo)

蒜或洋蔥→冰箱4℃放置一周→取出置于培養(yǎng)皿，底部觸水→長(zhǎng)出不定根1cm→整個(gè)裝置放入冰箱4℃冷藏室內(nèi)→培養(yǎng)48~72h。固定細(xì)胞形態(tài)剪取誘導(dǎo)處理的根0.5~1cm→卡諾氏液浸泡0.5~1h→體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精沖洗2次。制作裝片：

解離→漂洗→染色→制片。觀察：

先用低倍鏡觀察，再用高倍鏡觀察。解離：解離液（15%HCl和95%酒精1：1混合）；目的是使組織中的細(xì)胞相互分離；時(shí)間3-5min漂洗：清水洗去解離液，防止解離過度，便于染色染色：甲紫染液；使染色體（質(zhì)）著色觀察：先用低倍鏡觀察，再用高倍鏡觀察4.先用低倍鏡尋找染色體形態(tài)較好的分裂相。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，再用高倍鏡觀察。注意：1.在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的過程中，與“觀察植物細(xì)胞的有絲分裂”一樣，所觀察的細(xì)胞已經(jīng)被卡諾氏液等殺死，最終在顯微鏡下看到的是死細(xì)胞。2.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。誘導(dǎo)率不是百分之百，7.單倍體概念特點(diǎn)育種看完課本并思考如下問題1.單倍體細(xì)胞內(nèi)含有一個(gè)染色體組？2.細(xì)胞內(nèi)含有兩個(gè)染色體組就是二倍體？3.單倍體/二倍體/多倍體的定義？4.馬和驢雜交的后代騾子為什么不能生育？蜜蜂的性別決定

雌蜂（蜂后）（2n=32）雄蜂（n=16）減數(shù)分裂配子n=16n=16雄峰（n=16）單倍體受精雌蜂（2n=32）二倍體n=16假減數(shù)分裂工蜂蜂王蜂王雄蜂工蜂7.單倍體⑴定義

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。

想一想，單倍體是怎么來的？

由生殖細(xì)胞直接發(fā)育而來。⑵單倍體的特點(diǎn)

與正常植株相比，單倍體植株長(zhǎng)得弱小，而且高度不育。

花藥離體培養(yǎng)PF1配子DDTTDDttddTTddtt正常植株（純合）秋水仙素誘導(dǎo)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7.單倍體

（3）育種優(yōu)點(diǎn)：利用單倍體植株培育新品種，能明顯縮短育種年限。缺點(diǎn)：技術(shù)性強(qiáng)，需結(jié)合雜交育種和人工誘導(dǎo)染色體加倍技術(shù)流程常常采用花藥（或花粉）離體培養(yǎng)的方法來獲得單倍體植株，人工誘導(dǎo)使這些植株的染色體數(shù)目加倍，恢復(fù)到正常植株的染色體數(shù)目。結(jié)果用這種方法培育得到的植株，不但能夠正常生殖，而且每對(duì)染色體上成對(duì)的基因都是純合的，自交的后代不會(huì)發(fā)生性狀分離。單倍體育種和多倍體育種的比較

多倍體育種單倍體育種原理染色體組成倍增加染色體組成倍減少，再加倍后得到純種方法秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗花藥離體培養(yǎng)后，誘導(dǎo)染色體加倍優(yōu)點(diǎn)操作簡(jiǎn)單明顯縮短育種年限缺點(diǎn)適用于植物，在動(dòng)物方面難以操作技術(shù)復(fù)雜一些，需與多種育種方式配合閱讀課本P901.染色體結(jié)構(gòu)變異包括哪些類型？2.每種變異分別導(dǎo)致染色體上的基因發(fā)生了什么變化？3.染色體結(jié)構(gòu)變異與基因突變有什么區(qū)別，哪一種變異引起的性狀變化更大?三、染色體結(jié)構(gòu)的變異1、缺失abcdefbacdef

缺失是指染色體上某一區(qū)段及其帶有的基因一起缺失引起變異的現(xiàn)象；如：人的貓叫綜合征果蠅缺刻翅結(jié)果：基因數(shù)量減少如何與同源染色體聯(lián)會(huì)？三、染色體結(jié)構(gòu)變異２、重復(fù)abcdefbbabcdefb染色體上增加了相同的某個(gè)區(qū)段而引起變異的現(xiàn)象，叫做重復(fù)。如：果蠅棒狀眼結(jié)果：基因數(shù)量增加

該如何與同源染色體聯(lián)會(huì)？abcdefbbabcdefbabcdefbnancdefb重復(fù)vs？三、染色體結(jié)構(gòu)變異3、易位abcdefghijklghijklabcefdabcklghdefji一條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。如：果蠅花斑眼與互換有何區(qū)別？結(jié)果：基因的排列順序發(fā)生改變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(duì)生物的變異是有利的。易位與互換的區(qū)別：

類型不同時(shí)間不同對(duì)象不同易位染色體結(jié)構(gòu)變異任何時(shí)間非同源染色體之間互換基因重組減數(shù)第一次分裂的四分體時(shí)期同源染色體的非姐妹染色單體該如何與同源染色體聯(lián)會(huì)？abcdefghijklghijklabcefdabcklghdefji移接三、染色體結(jié)構(gòu)變異4.倒位:染色體的某一片段位置顛倒abcdefabcdefbcdeaf如：果蠅卷翅的形成結(jié)果：基因的排列順序發(fā)生改變?nèi)旧w結(jié)構(gòu)變異結(jié)果

缺失重復(fù)易位倒位染色體上基因數(shù)目改變?nèi)旧w上基因排列順序改變?nèi)旧w上基因的數(shù)目或排列順序改變?nèi)旧w結(jié)構(gòu)變異生物性狀的變異，多數(shù)不利甚至致死1、染色體結(jié)構(gòu)的變異導(dǎo)致生物變異的原因是什么？2、染色體結(jié)構(gòu)變異對(duì)生物都是有害的嗎？3、染色體變異與基因突變相比，哪一種變異引起的性狀變化較大一些？為什么？少數(shù)有利、大多有害，有的甚至導(dǎo)致生物體死亡。

每條染色體上含有許多基因，染色體變異會(huì)引起多個(gè)基因的變化，所以引起的性狀變化較大一些。由于染色體上基因的數(shù)目或位置改變而導(dǎo)致的性狀的改變下圖顯示了染色體及其部分基因，對(duì)①和②過程最恰當(dāng)?shù)谋硎龇謩e是(

)A.交換、缺失B.倒位、缺失C.倒位、易位D.交換、易位關(guān)于植物染色體變異的敘述，正確的是(

)A.染色體組整倍性變化必然導(dǎo)致基因種類的增加B.染色體組非整倍性變化必然導(dǎo)致新基因的產(chǎn)生C.染色體片段的缺失和重復(fù)必然導(dǎo)致基因種類的變化D.染色體片段的倒位和易位必然導(dǎo)致基因排列順序的變化基因突變、基因重組和染色體變異三者的共同點(diǎn)是（）A.產(chǎn)生的變異均對(duì)生物不利B.都能產(chǎn)生新的基因C.都能產(chǎn)生可遺傳的變異D.產(chǎn)生的變異均對(duì)生物有利下列各項(xiàng)中，屬于染色體變異的是（）

1、21三體綜合征

2、染色體之間發(fā)生相對(duì)應(yīng)部位的交叉互換

3、染色體數(shù)目增加或減少

4、花藥離體培養(yǎng)后長(zhǎng)成的植株

5、非同源染色體之間自由組合

6、染色體上堿基對(duì)的增添或缺失7、第5號(hào)染色體短臂缺失引起的遺傳病8、用花藥培育出的單倍體植株三種可遺傳變異比較表

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(shí)期結(jié)果光學(xué)顯微鏡觀察意義育種中應(yīng)用所有生物（包括病毒）真核生物、原核生物真核生物誘發(fā)突變、自發(fā)突變交叉互換型、自由組合型（基因工程、轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)）染色體結(jié)構(gòu)變異、染色體數(shù)目變異任何時(shí)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(shí)期，主要發(fā)生在細(xì)胞分裂時(shí)引起基因堿基序列的改變（產(chǎn)生了新基因，但不改變基因的數(shù)量和位置）產(chǎn)生了新基因型和性狀組成、不能產(chǎn)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(chǎn)生新基因不能觀察到，屬于分子水平不能觀察到，屬于分子水平能觀察到，屬于細(xì)胞水平新基因產(chǎn)生的途徑；生物變異的根本來源；為生物進(jìn)化提供了豐富的原材料；生物變異的來源之一，對(duì)生物進(jìn)化具有重要的意義誘變育種雜交育種單倍體育種、多倍體育種生物變異的來源之一，對(duì)生物進(jìn)化具有重要的意義類別

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(diǎn)缺點(diǎn)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(gè)體上不能產(chǎn)生新基因；育種進(jìn)程緩慢、過程復(fù)雜；基因突變用物理或