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)染色體變異基因突變分子水平的變異，光鏡下不可見。染色體變異細(xì)胞水平的變異，光鏡下可見?；蛑亟M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染色體結(jié)構(gòu)變異染色體數(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一、染色體變異果蠅正常（8）增加（8+1）減少（8-1）單體：2n-1三體：2n+1二、染色體數(shù)目的變異（一）個別染色體的增加或減少（2n=8）個別染色體增加21三體綜合征（先天性愚型）多了一條21號染色體21三體綜合征原因？3條21號染色體精子卵細(xì)胞1條21號染色體2條21號染色體受精卵+→+1條21號染色體2條21號染色體3條21號染色體母方減Ⅰ或減Ⅱ的問題父方減Ⅰ或減Ⅱ的問題212121212121212121212121212121三體綜合征原因？減數(shù)分裂Ⅰ后期減數(shù)分裂II后期21號同源染色體未分離姐妹染色單體分離后移向細(xì)胞的同一極染色體數(shù)目成倍地增加或成套地減少正常（8）增加一套（12）減少一套（4）2n=83n=12n=4在大多數(shù)生物的體細(xì)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。每套非同源染色體稱為一個染色體組。果蠅1.染色體組：野生馬鈴薯配子中染色體兩組如果把配子中的染色體看作一組，野生馬鈴薯體細(xì)胞中有幾組染色體？（二）染色體數(shù)目成倍地增加或成套減少（以非同源染色體為基數(shù)）一個染色體組的特點：①不含同源染色體，不含等位基因。②所含的染色體大小、形態(tài)和功能各不相同，均為非同源染色體。③含有控制生物生長、發(fā)育、遺傳和變異的全套遺傳信息。④同種生物具有相同的染色體組，不同物種的染色體組不同。1套1套=1個染色體組=1個染色體組例：雌雄果蠅體細(xì)胞的染色體圖解以人的染色體為例，人總共23對，46條，每號染色體都有其特定功能！感知“套”所以染色體組中每一號染色體都要有一條，這樣才能包含全套遺傳信息！問題：假如給你一副牌（除去大小王），你會分成幾組？感知“套”2套感知“套”2套感知“套”方法一：根據(jù)形態(tài)判斷

1個染色體組1組3條染色體3個染色體組1組5條染色體4個染色體組1組2條染色體4個染色體組1組3條染色體2.染色體組判斷細(xì)胞中同一形態(tài)的染色體有幾條，則含有幾個染色體組；細(xì)胞中有幾種形態(tài)的染色體，一個染色體組中就有幾條染色體。判斷下圖中分別有幾個染色體組，每個染色體組有幾條染色體？

思考：分裂圖染色體組數(shù)判斷：判斷下圖中分別有幾個染色體組？132個2個4個2個2個2個2個1個1個方法二：根據(jù)基因型判斷

YyRrAABBDDAaaABCD2個染色體組1組2條染色體2個染色體組1組3條染色體3個染色體組1組1條染色體1個染色體組1組4條染色體同一英文字母（無論大小寫）出現(xiàn)幾次，就含有幾個染色體組。有幾種字母出現(xiàn)，一個染色體組中就有幾條染色體。韭菜的體細(xì)胞中含有32條染色體，這32條染色體有8種形態(tài)結(jié)構(gòu)，韭菜有（

）個染色體組。

A2B4C6D8B馬鈴薯體細(xì)胞中有4個染色體組，生殖細(xì)胞中有

個染色體組，體細(xì)胞有絲分裂后期有

個染色體組，減數(shù)分裂Ⅱ后期有

個染色體組。284補(bǔ)充：表示染色體數(shù)目n的系數(shù)即為染色體組的個數(shù)練習(xí)與應(yīng)用4.填表比較豌豆、普通小麥、小黑麥的體細(xì)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(xì)胞中的染色體數(shù)/條配子中的染色體數(shù)/條728體細(xì)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21141二倍體六倍體4265684(1)二倍體3.二倍體與多倍體由受精卵發(fā)育而來，體細(xì)胞中含有兩個染色體組的個體。幾乎全部的動物和過半的高等植物都是二倍體。(2)多倍體由受精卵發(fā)育而來，體細(xì)胞中含有三個或三個以上染色體組的個體菊花六倍體葡萄三/四倍體四倍體番茄例：四倍體葡萄的果實比二倍體的大得多；四倍體番茄的維生素C含量比二倍體的幾乎增加了一倍。普通小麥六倍體優(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：發(fā)育遲緩，結(jié)實率低。二倍體與多倍體多倍體在植物中廣泛存在，而在動物中則較少見。減數(shù)分裂Ⅰ后期出現(xiàn)錯誤減數(shù)分裂Ⅱ后期出現(xiàn)錯誤含有兩個染色體組的異常配子含有兩個染色體組的異常配子三倍體的形成的過程減數(shù)分裂Ⅰ出現(xiàn)錯誤異常配子正常的配子減數(shù)分裂Ⅱ出現(xiàn)錯誤異常配子正常的配子三倍體形成原因：含有兩個染色體組的異常配子與含有一個染色體組的正常配子結(jié)合發(fā)育成個體三倍體的形成的過程減數(shù)分裂出現(xiàn)錯誤有絲分裂出現(xiàn)錯誤①兩個含有兩個染色體組的配子結(jié)合。②二倍體在胚或幼苗時期受某種因素影響，體細(xì)胞在進(jìn)行有絲分裂時，染色體只復(fù)制未分離。四倍體形成原因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。多倍體的育性偶數(shù)可育奇數(shù)不可育形成紡錘體內(nèi)外因素的影響下不形成紡錘體細(xì)胞分裂異常，導(dǎo)致子細(xì)胞染色體加倍XXXXXXXXvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvv細(xì)胞分裂正常，染色體平均分配到兩個子細(xì)胞中多倍體形成的原因溫度、濕度等自然條件劇變，導(dǎo)致細(xì)胞分裂受阻，紡錘體的形成受到抑制，著絲粒分裂后，染色體不能拉向兩極，細(xì)胞不能分裂為兩個子細(xì)胞。植物細(xì)胞進(jìn)行有絲分裂時（染色體已完成復(fù)制）多倍體細(xì)胞（核內(nèi)染色體加倍）多倍體植物正常分裂分化發(fā)育（1）外因：溫度等驟變是產(chǎn)生多倍體的主要誘因。（2）內(nèi)因：植物細(xì)胞分裂過程中，紡錘體的形成受抑制。自然界多倍體植物產(chǎn)生的原因：人工誘導(dǎo)多倍體人工誘導(dǎo)多倍體—多倍體育種（1）人工誘導(dǎo)多倍體的方法很多：目前最常用且最有效的方法是——用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗。有時用低溫誘導(dǎo)（2）原理——秋水仙素（教材P88相關(guān)信息）的作用：

秋水仙素能抑制細(xì)胞分裂時紡錘體的形成，導(dǎo)致著絲粒分裂后,染色體不能移向細(xì)胞的兩級，從而導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目加倍。①秋水仙素作用的時期：有絲分裂前期。②在誘導(dǎo)染色體加倍時，秋水仙素對染色體的復(fù)制和著絲粒的分裂無影響。③使用方法：涂在萌發(fā)種子或幼苗練習(xí)與應(yīng)用2.秋水仙素能誘導(dǎo)多倍體形成的原因是（）A.促進(jìn)細(xì)胞融合B.誘導(dǎo)染色體多次復(fù)制C.促進(jìn)染色單體分開，形成染色體D.抑制細(xì)胞有絲分裂時紡錘體的形成D二倍體秋水仙素處理四倍體三倍體西瓜植株多倍體育種—三倍體無子西瓜的培育二倍體自然長成二倍體（父本）一次傳粉（母本）種子(三倍體)1、為什么以一定濃度的秋水仙素滴在二倍體西瓜幼苗的芽尖？2、秋水仙素處理過芽尖之后，得到的四倍體植株，整個植株的所有細(xì)胞都是四個染色體組嗎？6、秋水仙素處理后，分生組織分裂產(chǎn)生的莖、葉、花的細(xì)胞中染色體數(shù)目加倍，變成四個染色體組；而未處理的如根部細(xì)胞中染色體數(shù)仍為兩個染色體組。芽尖細(xì)胞正在進(jìn)行有絲分裂，當(dāng)秋水仙素作用于正在分裂的細(xì)胞時，能夠抑制紡錘體的形成，導(dǎo)致染色體不能移向細(xì)胞兩極，從而引起細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目加倍。二倍體秋水仙素處理四倍體三倍體西瓜植株多倍體育種—三倍體無子西瓜的培育二倍體自然長成二倍體（父本）一次傳粉（母本）種子(三倍體)進(jìn)行雜交得到三倍體種子3、第一次傳粉的目的是？4、四倍體植株結(jié)的西瓜，其瓜皮，瓜瓤，種皮，種子的胚分別含幾個染色體組？瓜皮，瓜瓤，種皮都是直接由母本的細(xì)胞發(fā)育而來，都含4個染色體組；胚由受精卵發(fā)育而來，含3個染色體組只有胚由受精卵發(fā)育而來，含3個染色體組，其他都含4個。二倍體秋水仙素處理四倍體三倍體西瓜植株多倍體育種—三倍體無子西瓜的培育二倍體自然長成二倍體（父本）一次傳粉（母本）種子(三倍體)無子西瓜二次傳粉二倍體同源染色體聯(lián)會紊亂5、第二次傳粉目的：提供生長素刺激子房發(fā)育成果實6、獲取三倍體種子是在第幾年什么植株上？獲取無子果實是在第幾年什么植株上？第一年四倍體植株上、第二年三倍體植株上第一年第二年7、三倍體西瓜為什么沒有種子？真的一顆都沒有嗎？同源染色體聯(lián)會紊亂，一般情況下不能形成配子，也有可能形成正常的配子。8、每年都要制種，很麻煩，有沒有別的替代方法？三倍體植株細(xì)胞進(jìn)行植物組織培養(yǎng)無性繁殖理論上三倍體Aaa產(chǎn)生配子的種類及比例：A：aa：Aa：a=1：1：2：2⑤舉例：三倍體無籽西瓜的培育③優(yōu)點：操作簡便、易行②原理：染色體數(shù)目變異有絲分裂秋水仙素抑制紡錘體形成細(xì)胞內(nèi)染色體

數(shù)目加倍多倍體植株發(fā)育①過程：④缺點：適用于植物，動物難開展。多倍體育種：總結(jié)無子西瓜的培育1.實驗原理

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)胞不能分裂成兩個子細(xì)胞，于是植物細(xì)胞中的染色體數(shù)目發(fā)生變化?！咎骄俊嵺`】低溫誘導(dǎo)植物細(xì)胞染色體數(shù)目的變化解離→____→_____→制片剪取0.5-1cm根尖→_________浸泡0.5~1h→用體積分?jǐn)?shù)為___________沖洗2次。培養(yǎng)不定根低溫誘導(dǎo)卡諾氏液95%的酒精漂洗染色視野中大多數(shù)是正常的二倍體細(xì)胞，少部分是染色體數(shù)目加倍的細(xì)胞先低倍鏡再高倍鏡將1cm長的不定根→冰箱(4℃)→培養(yǎng)48~72h→室溫再培養(yǎng)12h以上培養(yǎng)誘導(dǎo)固定制作裝片觀察2.實驗步驟試劑使用方法作用卡諾氏液體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的鹽酸蒸餾水甲紫溶液將根尖放入卡諾氏液中浸泡0.5～1h沖洗用卡諾氏液處理的根尖與質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的鹽酸等體積混合，作為解離液浸泡解離后的根尖約10min把漂洗過的根尖放進(jìn)盛有甲紫溶液的玻璃皿中染色3～5min固定細(xì)胞形態(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(xì)胞，使細(xì)胞分離低溫誘導(dǎo)植物細(xì)胞染色體數(shù)目的變化核心探討1.本實驗是否溫度越低效果越顯著？為什么？提示不是；必須為“適當(dāng)?shù)蜏亍保苑乐箿囟冗^低對根尖細(xì)胞造成傷害。2.觀察時是否所有細(xì)胞中染色體均已加倍？為什么？提示不是；只有少部分細(xì)胞實現(xiàn)“染色體加倍”，大部分細(xì)胞仍為二倍體分裂狀況。2.低溫誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍實驗中的理解誤區(qū)(1)顯微鏡下觀察到的是死細(xì)胞，而不是活細(xì)胞：植物細(xì)胞經(jīng)卡諾氏液固定后死亡。(2)選擇材料不能隨意：誤將低溫處理“分生組織細(xì)胞”等同于“任何細(xì)胞”。因為染色體數(shù)目變化發(fā)生在細(xì)胞分裂時，處理其他細(xì)胞可能不會出現(xiàn)染色體加倍的情況。(3)低溫處理的理解誤區(qū)：誤認(rèn)為低溫處理時間越長越好。低溫處理的目的只是抑制紡錘體形成，使染色體不能被拉向兩極。如果低溫持續(xù)時間過長，會影響細(xì)胞的各項功能，甚至死亡。(4)著絲粒分裂不是紡錘絲牽引的結(jié)果：誤將“抑制紡錘體形成”等同于“著絲粒不分裂”。著絲粒是自動分裂，不需要紡錘絲牽引。紡錘絲牽引的作用是將染色體拉向兩極。(1)低溫誘導(dǎo)時溫度越低效果越顯著(

)(2)用顯微鏡觀察時發(fā)現(xiàn)所有細(xì)胞中染色體均已加倍(

)(3)低溫處理和利用秋水仙素處理材料的原理是相同的(

)(4)固定細(xì)胞后所用的沖洗試劑與解離后所用的漂洗試劑是一樣的(

)(5)在高倍顯微鏡下可以觀察到細(xì)胞從二倍體變?yōu)樗谋扼w的過程(

)判斷實驗注意事項蜜蜂雄蜂和蜂王體細(xì)胞中染色體數(shù)相同嗎2N=32N=162N=32蜂王雄蜂工蜂精子卵細(xì)胞受精卵蜂王工蜂雄蜂單倍體2N=32N=162N=32

像蜜蜂的雄蜂這樣，由配子直接發(fā)育而成，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。①由受精卵發(fā)育來的個體，細(xì)胞中含有幾個染色體組，就叫幾倍體；②而由配子直接發(fā)育來的,不管含有幾個染色體，都只能叫單倍體?？偨Y(jié)含有兩個染色體組的是否都是二倍體？思考：單倍體是否都只有一個染色體組？4、單倍體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5.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。這些單倍體一般不能通過有性生殖繁殖后代，是因為它們的體細(xì)胞中只含有一個染色體組，減數(shù)分裂時沒有同源染色體的聯(lián)會，就會造成染色體分別移向細(xì)胞兩極時的紊亂，不能形成正常的配子，因此，就不能繁殖后代。單倍體育種花藥(或花粉）離體培養(yǎng)二倍體植株花藥離體培養(yǎng)單倍體幼苗秋水仙素處理恢復(fù)二倍體植株（1）原理：

染色體數(shù)目變異（2）方法：與社會的聯(lián)系

（P.89）（3）過程：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（4）優(yōu)點：明顯縮短育種年限，所得個體均為純合子單倍體、二倍體和多倍體總結(jié)項目二倍體多倍體單倍體概念發(fā)育起點染色體組的數(shù)目性狀表現(xiàn)

由受精卵發(fā)育而成，體細(xì)胞中含有2個染色體組的個體由受精卵發(fā)育而成，體細(xì)胞中含有3個或3個以上染色體組的個體由配子發(fā)育而來，體細(xì)胞的染色體數(shù)目與本物種配子染色體數(shù)目相同的個體受精卵受精卵未受精的配子2個3個或3個以上不確定（是正常體細(xì)胞染色體組數(shù)目一半）正常莖稈粗壯，葉片、果實、種子較大，營養(yǎng)豐富，但發(fā)育遲緩，結(jié)實率低植株矮小，且一般高度不育（雄蜂可育）染色體的某一片段消失abcdef1.缺失實例：果蠅缺刻翅的形成

人類貓叫綜合征5號染色體部分片段缺失三、染色體結(jié)構(gòu)的變異(基因數(shù)目減少)5號染色體缺失貓叫綜合癥染色體增加了某一片段abcdefb2.重復(fù)棒狀眼正常眼實例：果蠅棒狀眼的形成(基因數(shù)目增加)abcdefghijk染色體的某一片段移接到另一條非同源染色體上3.易位正常眼花斑眼實例：果蠅花斑眼的形成

人慢性粒細(xì)胞白血?。ǚ堑任换虻闹嘏牛┍容^染色體易位與染色體互換圖解區(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染色體互換大本P.96

下圖①②③④分別表示不同的變異類型，其中圖③中的基因2由基因1變異而來。據(jù)此分析：深化探究1.圖①和圖②的變異分別發(fā)生在哪種染色體之間？屬于哪類變異？提示圖①發(fā)生在同源染色體的非姐妹染色單體之間，屬于基因重組；

圖②發(fā)生在非同源染色體之間，屬于染色體結(jié)構(gòu)變異中的易位。2.圖②和圖③相比，二者對染色體上基因的數(shù)目或排列順序的影響有什么不同？

提示圖②是易位，排列在染色體上的基因的數(shù)目或排列順序發(fā)生改變；圖③是基因突變，只是改變基因的結(jié)構(gòu)，不改變?nèi)旧w上的基因的數(shù)目或排列順序。3.能確定圖④中的變異具體屬于哪種染色體結(jié)構(gòu)變異嗎？

提示不能。若染色體3正常，染色體4則發(fā)生染色體結(jié)構(gòu)變異中的缺失；若染色體4正常，染色體3則發(fā)生染色體結(jié)構(gòu)變異中的重復(fù)。cdefabafbcde染色體的某一片段位置顛倒引起的變異4.倒位cdefabafbcde染色體的某一片段位置顛倒引起的變異4.倒位正常翅卷翅實例：果蠅卷翅的形成

女性9號染色體倒位后造成習(xí)慣性流產(chǎn)（染色體上的基因位置顛倒）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）大多數(shù)染色體結(jié)構(gòu)變異對生物體是不利的，甚至導(dǎo)致生物體死亡。影響結(jié)果

1.下圖為顯微鏡觀察的變異雜合子染色體聯(lián)會異?，F(xiàn)象，通過圖示辨析染色體結(jié)構(gòu)變異