2024-2025學(xué)年高中生物課件（人教版2019）必修二5-2染色體變異

§5-2染色體變異基因突變及其他變異根據(jù)前面所學(xué)減數(shù)分裂的知識試著完成表格。為什么平時吃的香蕉是沒有種子的？分析表中數(shù)據(jù)你還能提出什么問題嗎？能否發(fā)揮想象力做出一些推測呢？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)目卻與他們的祖先大不相同，如馬鈴薯和香蕉（見右表）。討論提示：因為香蕉裁培品種體細(xì)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)會親亂，不能形成正常的配子，因此無法形成受精卵，進而形成種子。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333

馬鈴薯和香蕉的染色體數(shù)目表提示：能形成種子的植物細(xì)胞中，染色體數(shù)目一定是偶數(shù)嗎？香蕉體細(xì)胞中的染色體數(shù)目不是偶數(shù)，它是怎樣形成的呢？又是如何繁殖下一代的？導(dǎo)言父方(2N)母方(2N)精子(N)卵子(N)受精卵(2N)新個體(2N)減數(shù)分裂減數(shù)分裂受精作用有絲分裂減數(shù)分裂和受精作用能夠使生物體親子代間的染色數(shù)目保持穩(wěn)定。思考Thinking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24212

栽培品種48424

香

蕉野生祖先種22211

栽培品種33311

馬鈴薯和香蕉的染色體數(shù)目表馬鈴薯和香蕉的染色體數(shù)目為什么與他們的野生祖先有很大差別呢？染色體變異的定義和類型生物體的體細(xì)胞或生殖細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目或結(jié)構(gòu)的變化，稱為染色體變異。定義類型染色體變異結(jié)構(gòu)變異數(shù)目變異細(xì)胞內(nèi)個別染色體增加或減少細(xì)胞內(nèi)染色體組成倍增加或成套減少二倍體和多倍體單倍體細(xì)胞內(nèi)個別染色體增加或減少←21三體綜合征患者的染色體組成21三體綜合征21三體綜合征就是患者比正常人多了一條21號染色體二倍體和多倍體果蠅體細(xì)胞中的染色體兩兩成對，且含有4對同源染色體，其中：3對常染色體：Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ各一對1對性染色體：♀是XX、♂是XYⅡ、Ⅲ、Ⅳ、X或Y構(gòu)成一套非同源染色體（形態(tài)、功能不同）含有兩套非同源染色體（兩個染色體組）稱為一個染色體組果蠅是二倍體♀XXXY♂雌雄果蠅體細(xì)胞染色體示意圖果蠅二倍體和多倍體野生馬鈴薯的染色體組成（紅色為熒光標(biāo)記）野生馬鈴薯的體細(xì)胞中含有12對同源染色體，每個染色體組中包括12條形態(tài)和功能不同的非同源染色體。即體細(xì)胞中含有兩個染色體組，為二倍體。配子(含1個染色體組)二倍體和多倍體二倍體(含2個染色體組)配子(含2個染色體組)配子(含1個染色體組)正常減數(shù)分裂異常減數(shù)分裂個體含3個染色體組（三倍體）配子(含2個染色體組)受精發(fā)育個體含4個染色體組（四倍體）受精發(fā)育二倍體的胚或幼苗有絲分裂染色體復(fù)制未分離體細(xì)胞中含有三個或三個以上染色體組的個體，統(tǒng)稱為多倍體。定義：二倍體和多倍體四倍體可以通過減數(shù)分裂形成含有兩個染色體組的配子。三倍體因為原始生殖細(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，因此不能形成可育的配子。香蕉、三倍體無子西瓜的果實中沒有種子，原因就在于此。多倍體的育性二倍體和多倍體在自然界，幾乎全部動物和過半數(shù)的高等植物都是二倍體。多倍體在植物中很常見，在動物中極少見。在被子植物中，約有33%的物種是多倍體。例如，普通小麥、棉、煙草、菊、水仙等都是多倍體。某些品種的蘋果、梨、葡萄也是多倍體。舉例玉米是二倍體普通小麥?zhǔn)橇扼w二倍體和多倍體與二倍體植株相比，多倍體植株常常是莖稈粗壯，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。多倍體的特點四倍體葡萄的果實比二倍體的大的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二倍體和多倍體方法：人工誘導(dǎo)多倍體的方法很多，如：低溫處理：【探究·實踐】低溫誘導(dǎo)植物細(xì)胞染色體數(shù)目的變化秋水仙素誘導(dǎo)：方法：用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗秋水仙素作用：是抑制細(xì)胞分裂時紡錘體的形成，導(dǎo)致染色體不能移向細(xì)胞兩極。是目前最常用且最有效的方法。舉例：含糖量高的甜菜和三倍體無子西瓜等。多倍體育種【探究·實踐】低溫誘導(dǎo)植物細(xì)胞染色體數(shù)目的變化學(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)目變化的作用機制。目的要求材料用具材料：蒜或洋蔥（均為二倍體，體細(xì)胞中的染色體數(shù)目為16）用具：培養(yǎng)皿，濾紙，紗布，燒杯，鑷子，剪刀，顯微鏡，載玻片，蓋玻片，冰箱藥品：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。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。實驗原理【探究·實踐】低溫誘導(dǎo)植物細(xì)胞染色體數(shù)目的變化誘導(dǎo)培養(yǎng)將蒜（或洋蔥）在冰箱冷藏室內(nèi)（4℃）放置一周。取出后，將蒜放在裝滿清水的容器上方，讓蒜的底部接觸水面，于室溫（約25℃）進行培養(yǎng)。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。材料處理剪取根尖：約0.5～1cm固定細(xì)胞形態(tài)：放入卡諾氏液中浸泡0.5～1h沖洗：用體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精沖洗2次制作裝片解離、漂洗、染色、制片，方法同實驗“觀察植物細(xì)胞的有絲分裂”觀察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。方法步驟【探究·實踐】低溫誘導(dǎo)植物細(xì)胞染色體數(shù)目的變化單倍體蜂王工蜂雄蜂舉例（體細(xì)胞中32條染色體）（體細(xì)胞中32條染色體）（體細(xì)胞中16條染色體）單倍體體細(xì)胞：2N=32配子：減數(shù)分裂單倍體：發(fā)育N=16蜂王：二倍體(2N)體細(xì)胞中含中32條染色體雄蜂：單倍體(N)體細(xì)胞中含中16條染色體16（N）N=16（N）雄蜂的形成單倍體體細(xì)胞中的染色體數(shù)目與本物種配子染色體數(shù)目相同的個體，叫作單倍體。定義與正常植株相比，植株弱小，且高度不育。特點體細(xì)胞：2N=32配子：減數(shù)分裂單倍體：發(fā)育N=1616（N）N=16（N）染色體數(shù)相等單倍體應(yīng)用——單倍體育種舉例：已知小麥的高稈（D）對矮稈（d）為顯性，抗銹?。≧）對易染銹?。╮）為顯性，兩對性狀獨立遺傳?，F(xiàn)有高稈抗銹病、矮稈易染銹病兩純系品種。要求用單倍體育種的方法培育出具有優(yōu)良性狀的新品種。PDDRRddrr×DdRrDR

Dr

dR

drDDRR

DDrr

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ddrrF1花藥(配子)單倍體雜交減數(shù)分裂秋水仙素誘導(dǎo)染色體加倍DR

Dr

dR

dr離體培養(yǎng)（組織培養(yǎng)技術(shù)）純合子選取ddRR（矮抗）即為所需類型單倍體單倍體育種方法常采用花藥（或花粉）離體培養(yǎng)的方法來獲得單倍體植株然后人工誘導(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。特點明顯縮短育種年限。原因：用這種方法培育得到的植株，不但能夠正常生殖，而且每對染色體上成對的基因都是純合的，自交的后代不會發(fā)生性狀分離。染色體結(jié)構(gòu)的變異——病例：貓叫綜合征病因人的第5號染色體部分缺失引起的遺傳病貓叫綜合征患者的染色體組成染色體結(jié)構(gòu)的變異——病例：貓叫綜合征癥狀患病兒童哭聲輕，音調(diào)高，像貓叫。生長發(fā)育遲緩，存在嚴(yán)重的智力障礙。染色體結(jié)構(gòu)的變異——類型abcdefacdef染色體的某一片段缺失引起變異。例如，果蠅缺刻翅的形成。缺失正常翅缺刻翅染色體結(jié)構(gòu)的變異——類型染色體中增加某一片段引起變異。例如，果蠅棒狀眼的形成。重復(fù)abcdefbabcdef正常眼棒狀眼染色體結(jié)構(gòu)的變異——類型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。例如，果蠅花斑眼的形成。易位abcdef12345abcd12345