5.2 染色体变异 ppt课件(6)-2023新人教版（2019）《高中生物》必修第二册.pptx

1、第5章 基因突变及其他变异第2节 染色体变异野生祖先种VS栽培品种（马铃薯）野生祖先种马铃薯（多种颜色）栽培品种马铃薯（一般都为黄色）野生祖先种VS栽培品种（香蕉）野生祖先种香蕉（有籽）栽培品种香蕉（无籽）野生祖先种 VS 栽培品种 为什么我们平时吃的香蕉没有种子？生物种类体细胞染色体数/条体细胞非同源染色体/套配子染色体数/条马铃薯野生祖先种242栽培品种484香蕉野生祖先种222栽培品种333122411?1866年，Dr.John Langdon Down第一次对唐氏综合征的典型体征包括这类患儿具有相似的面部特征进行完整的描述并发表，因此，这一综合征以其名字命名为唐氏综合征（Down综合

2、征）。21-三体综合征患者的染色体组成唐氏综合征患者舟舟染色体变异1.概念：生物体的体细胞或生殖细胞内染色体数目或结构的变化。（光学显微镜下可以观察到）2.变异类型 类型一：染色体数目的变异 类型二：染色体结构的变异3.染色体数目的变异 细胞内个别染色体数目增减 细胞内染色体成套增减一、染色体数目的变异1866年，Dr.John Langdon Down第一次对唐氏综合征的典型体征包括这类患儿具有相似的面部特征进行完整的描述并发表，因此，这一综合征以其名字命名为唐氏综合征（Down综合征）。21-三体综合征患者的染色体组成唐氏综合征患者舟舟减数分裂复制减数分裂正常21号染色体进行减数分裂减数分

3、裂复制减数分裂减数分裂异常复制减数分裂减数分裂复制减数分裂异常原因：亲代减数分裂时同源染色体未分离，或姐妹染色单体未分离。1、细胞内个别染色体增加或减少2、以一套完整的非同源染色体为基数成倍的增加或成套的减少。（以染色体组的形式增加或减少）正常果蝇（2n=8）个别异常成套异常增加一条减少一条增加一倍减少一半 条染色体 对同源染色体 对常染色体 对性染色体431号和号染色体是什么关系？号和号染色体是什么关系？同源染色体非同源染色体8果蝇的精子中哪几条染色体？果蝇的精子中哪几条染色体？果蝇果蝇的的一个精子中一个精子中的这些染色体之间是什么关系的这些染色体之间是什么关系?染色体在形态、大小和功能上有

4、什么特点染色体在形态、大小和功能上有什么特点?它们是否携带着控制生物生长发育的全部遗传信息它们是否携带着控制生物生长发育的全部遗传信息?各不相同各不相同非同源染色体非同源染色体是是如果将果蝇精子中的染色体看成一组，果蝇的体如果将果蝇精子中的染色体看成一组，果蝇的体细胞中，有几组？细胞中，有几组？2 2组组 像图中、X或、Y这样的一组非同源染色体，称为一个染色体组。、X 或或 、Y（1）染色体组 细胞中的一组非同源染色体，在形态和功能上各不相同，携带着控制生物生长发育的全部遗传信息，其中每套非同源染色体称为一个染色体组。1套文具 人类正常的体细胞中，含有_个染色体组成，每个染色体组含有_条染色体

5、。成熟生殖细胞中含有_个染色体组。2123生物种类体细胞染色体数/条体细胞非同源染色体/套体细胞染色体组数/个马铃薯野生祖先种242栽培品种484香蕉野生祖先种222栽培品种333野生马铃薯有2个染色体组。242异常异常染色体组的内涵 一个染色体组中不存在同源染色体 一个染色体组中不含有等位基因或相同基因 一个染色体组中各个染色体的形态和功能均不相同 一个染色染色体组中含有该物种的全部遗传信息一组完整的非同源染色体ABC_个染色体组，_个染色体组，每1个染色体组有_条每1个染色体组有_条每1个染色体组有_条322341根据细胞模型判断染色体组数的判断根据基因型判断AaaBbbAbABCDAaB

6、Bdd1个1个3个2个判断技巧：判断技巧：针对针对模型图，细胞内形态相同的染色体模型图，细胞内形态相同的染色体有几条，则含有几个有几条，则含有几个染色体组染色体组；针对基因型，细胞或生物体的基因型中，针对基因型，细胞或生物体的基因型中，控制同一性状的基因有几个，就是有几个控制同一性状的基因有几个，就是有几个染色体组染色体组。4个2个2个2个1个根据分裂图像判断减数分裂后期减数分裂前期有丝分裂中期有丝分裂后期减数分裂后期一、染色体数目的变异2二倍体和多倍体 二倍体：由受精卵发育成的个体，体细胞中含有两个染色体组的个体叫作二倍体。几乎全部动物和过半数的高等植物是二倍体。一、染色体数目的变异2二倍体

7、和多倍体体细胞中含有三个染色体组的个体，叫三倍体。体细胞中含有四个染色体组的个体，叫四倍体。如无子香蕉如栽培马铃薯一、染色体数目的变异2二倍体和多倍体 多倍体：由受精卵发育成的个体，体细胞中含有三个或三个以上的染色体组的个体叫作多倍体。（有几个染色体组就叫几倍体）四倍体三倍体六倍体一、染色体数目的变异多倍体的成因：成因1：二倍体生物减数分裂发生错误，形成的配子是二倍体。减数分裂受精作用减数分裂二倍体正常的减数分裂（示两对同源染色体）复制复制减数分裂减数分裂二倍体减数分裂受精作用减数分裂复制复制减数分裂减数分裂四倍体二倍体的减数分裂出现错误，形成含有两个染色体组的配子受精作用减数分裂减数分裂受精

8、作用四倍体三倍体减数分裂减数分裂受精作用二倍体的胚或幼苗，体细胞在进行有丝分裂时，染色体只复制未分离减数分裂四倍体复制三倍体四倍体二倍体一、染色体数目的变异多倍体的成因：成因2：二倍体生物有丝分裂前期，纺锤体形成受阻。方法：低温诱导、或秋水仙素处理萌发的种子或幼苗原理：抑制有丝分裂前期纺锤体的形成，使染色体加倍海拔/m2100-30003000-40004000-5200草本植物多倍体频率29.4%-47.1%33.3%-53.3%55.6%-70.4%青藏高原东北部青藏高原东北部多年生草本植物多年生草本植物多倍体频率多倍体频率青藏高原草本植物多倍体频率随海拔高度上升而增加青藏高原草本植物多倍

9、体频率随海拔高度上升而增加秋水仙素的诱变机理 秋水仙素（C22H25O6N）是1937年发现的，是从百合科植物秋水仙的种子和球茎中提取出来的一种植物碱。一般多使用它的水溶液。此药有剧毒，使用时应当特别注意。在细胞分裂时，一方面使染色体的着丝粒延迟分裂，虽然染色单体欲分离，但着丝粒仍连在一起；另一方面能引起分裂中期的纺锤丝断裂，或抑制前期纺锤体的形成，结果导致分裂后的染色体不能移向两极而重组成一个具有双倍性细胞核的细胞。针对不同植物，应使用不同浓度的秋水仙素溶液。特点性质作用机理一、染色体数目的变异二倍体草莓四倍体草莓二倍体葡萄 四倍体葡萄多倍体植株的特点奇数倍体减数分裂时联会紊乱，高度不育。优

10、点：茎秆粗壮，叶片、果实和种子都比较大。缺点：生长发育延迟，结实率低。二倍体小麦六倍体小麦多倍体育种人工诱导多倍体方法：用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。过程：萌发的种子或幼苗秋水仙素多倍体植株原理：秋水仙素抑制有丝分裂前期纺锤体的形成，使染色体加倍。滴加秋水仙素杂交二倍体四倍体（母本）二倍体（父本）第一年第二年三倍体联会紊乱无子西瓜无子西瓜的形成一、染色体数目的变异3单倍体有些生物的配子能发育成新个体，这些体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体叫做单倍体。蜂王 雄蜂 工蜂 染色体数目 32条 16条 32条成因：由配子（如卵细胞、花粉等）直接发育而来的个体。蜜蜂的性别由染色体组数目决定 雌蜂

11、体细胞含有2个染色体组 雄峰 体细胞含有1个染色体组 玉米的体细胞中2n=20，由离体的玉米花粉直接发育成的个体含有_条染色体。该个体是单倍体还是二倍体？普通小麦是六倍体，体细胞中有_个染色体组，其配子中有_个染色体组。由普通小麦的配子发育而成的个体，体细胞中有_个染色体组。该个体是单倍体还是二倍体？如何判断单倍体和多倍体？1010单倍体单倍体6 63 33 3单倍体单倍体体细胞中染色体数目与本物种配子染色体数目相同，单倍体。体细胞中染色体数目与本物种配子染色体数目相同，单倍体。判断(1)单倍体的体细胞中一定只含一个染色体组()(2)体细胞中含有两个染色体组的个体一定是二倍体()(3)单倍体经

12、一次秋水仙素处理，可得到二倍体或多倍体()(4)单倍体育种中，可用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗()(5)二倍体西瓜幼苗的基因型为Aa，则用秋水仙素处理后形成的四倍体为纯合子()(6)二倍体水稻和四倍体水稻杂交，可获得三倍体，稻穗和籽粒变小()(7)秋水仙素可抑制纺锤体的形成，导致有丝分裂后期着丝粒不能正常分裂，所以细胞不能分裂，从而使细胞染色体数目加倍()一、染色体数目的变异单倍体特点特点弱小是否可育染色体数目为体细胞染色体数目的的一半含偶数个染色体组：可育含奇数个染色体组：高度不育一、染色体数目的变异单倍体的应用单倍体育种方法：低温、秋水仙素处理单倍体植株的幼苗植株花药离体培养单倍体植株人工

13、诱导染色体加倍正常植株原理：染色体变异优点：明显缩短育种年限原因：子代全是纯合子，不发生性状分离。缺点：技术复杂，需与杂交育种配合。原理：基因重组P高杆抗病高杆抗病 AABB矮杆感病矮杆感病 aabb若从播种到收获种子需要一年，则培育出能稳定遗传的矮杆抗病的品种至少需要几年?F1高杆抗病高杆抗病 AaBb第第1年年选育出需要的矮抗品种选育出需要的矮抗品种F2A_B_A_bb aaB_ aabb矮抗矮抗杂交育种杂交育种第第2年年第第3年年生长生长aaBBF3减数分裂减数分裂配子配子ABAbaBab单倍体单倍体ABAbaBab花药离体培养花药离体培养秋水仙素秋水仙素第第1年年第第4年年 单倍体育种

14、单倍体育种AAbb aaBBaabb纯合体纯合体AABB矮抗矮抗优点：明显缩短育种年限，子代均为纯合体，不发生性状分离优点：明显缩短育种年限，子代均为纯合体，不发生性状分离原理：染色体数目变异辨析单倍体、二倍体和多倍体生物体单倍体二倍体多倍体 发育起点体细胞中染色体组数目植株特点如何获得配子受精卵受精卵不确定2个3个长得弱小，高度不育正常茎秆粗壮，器官比较大，营养物质增加 花药离体培养低温或秋水仙素处理萌发的种子或幼苗课堂小结 多倍体育种单倍体育种原理 染色体组成倍增加染色体组成倍减少，再加倍后得到纯种常用方法秋水仙素处理萌发的种子、幼苗花药的离体培养后，人工诱导染色体加倍优点器官大，提高产量

15、和营养成分明显缩短育种年限缺点适用于植物，在动物方面难以开展技术复杂一些，须与杂交育种配合1缺失染色体的某一片段缺失引起的变异（同一条染色体上）。举例：猫叫综合症（人的第5号染色体部分缺失）果蝇缺刻翅的形成二、染色体结构的变异染色体增加某一片段引起变异。例如，果蝇棒状眼的形成（以上两图为电镜照片）染色体增加某一片段引起变异。例如，果蝇棒状眼的形成（以上两图为电镜照片）一、染色体数目的变异2重复染色体增加某一片段引起的变异（同一条染色体上）。举例：果蝇的棒状眼一、染色体数目的变异3易位染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上引起变异。举例：果蝇花斑眼的形成注意：发生在两条非同源染色体上比较染色

16、体易位与交叉互换染色体易位交叉互换图解区别位置原理观察发生于非同源染色体之间发生于同源染色体的非姐妹染色单体之间染色体结构变异基因重组可在显微镜下观察到在显微镜下观察不到一、染色体数目的变异4倒位 染色体的某一片段位置颠倒引起的变异（同一条染色体上）。举例：果蝇卷翅的形成一、染色体数目的变异数目改变：缺失 重复位置改变：易位 倒位一、染色体数目的变异为什么染色体结构的改变会导致性状发生改变为什么染色体结构的改变会导致性状发生改变?染色体结构上的染色体结构上的缺失缺失、重复重复、易位易位和和倒位倒位基因数量基因数量排列顺序排列顺序生物性状的改变生物性状的改变课堂小结结构变异：缺失（例：猫叫综合症

17、）、重复、易位、倒位染色体变异 数目变异 个别增减（例：21三体综合征）成倍增减染色体组概念：含个体发育全部基因的一组非同源染色体分类二倍体：由受精卵发育来，含两个染色体组的个体概念：由受精卵发育，含三个以上染色体组 多倍体特点：器官较大、营养丰富，但发育延迟，结实率低应用：多倍体育种（例：无籽西瓜、香蕉、小麦）成因：自然或人为（秋水仙素）使染色体加倍概念：配子直接发育来的个体成因：未经受精的配子直接发育而成应用：单倍体育种；花药离体培养法特点：植株一般较弱小、不育单倍体 低温处理植物分生组织细胞，能抑制纺锤体的形成，影响染色体被拉向两极，细胞也不能分裂成两个子细胞，使细胞染色体数目加倍。实验

18、原理实验：低温诱导染色体数目的变化实验：低温诱导染色体数目的变化 实验步骤材料（根1cm）根尖（0.51cm）固定形态冲洗卡诺氏液浸泡0.51 h95%酒精解离15%盐酸和95%酒精漂洗清水 染色甲紫溶液制片镜检44872 h实验：低温诱导染色体数目的变化 观察结果蒜根尖细胞染色体数目加倍的显微照片（放大400倍）低温诱导72 h对照实验：低温诱导染色体数目的变化试剂使用方法作用卡诺氏液将根尖放入卡诺氏液中浸泡0.51 h体积分数为95%的酒精冲洗卡诺氏液处理的根尖与质量分数为15%的盐酸等体积混合，浸泡经固定的根尖蒸馏水浸泡解离后的根尖约10 min质量浓度为0.01 g/mL的甲紫溶液把漂

19、洗干净的根尖放进盛有甲紫溶液的玻璃皿中染色35 min固定细胞形态洗去卡诺氏液解离根尖细胞漂洗根尖，去掉解离液使染色体着色实验：低温诱导染色体数目的变化低温诱导染色体加倍实验与观察细胞有丝分裂实验的比较项目低温诱导植物细胞染色体数目的变化观察根尖分生组织细胞的有丝分裂培养待洋葱长出1 cm左右不定根时4 低温培养适宜温度下培养固定解离前用卡诺氏液进行固定，然后用体积分数为95%的酒精冲洗2次不用固定小试牛刀1下列关于“低温诱导植物染色体数目的变化”实验的叙述，正确的是（）A原理：低温可诱导着丝点分裂，使染色体数目加倍B解离：用卡诺氏液浸泡根尖1 h，使组织细胞分离开C染色：可用酒精代替甲紫染液

20、D观察：镜检发现视野中少数细胞染色体数目增加D小试牛刀2下图是某二倍体植物细胞有丝分裂过程中秋水仙素作用原理的示意图，分别代表处在不同时期的细胞。下列说法错误的是（）A秋水仙素在细胞分裂的时期起作用B时期的细胞可正常分裂发育成多倍体植株C图中所示过程是新品种形成的途径之一D低温处理与用秋水仙素处理的作用原理相似A A小试牛刀3染色体变异包括染色体数目的变异和结构的变异。判断下列相关表述是否正确。（1）只有生殖细胞中的染色体数目或结构的变化才属于染色体变异。（）（2）体细胞中含有2个染色体组的个体就是二倍体。（）（3）用秋水仙素处理单倍体植株后得到的一定是二倍体（）XXX小试牛刀4下列关于染色体

21、组的正确叙述是（）A染色体组内不存在同源染色体 B染色体组只存在于生殖细胞中C染色体组只存在于体细胞中 D染色体组在减数分裂过程中消失 A A小试牛刀5秋水仙素诱导多倍体形成的原因是（）A诱导染色体多次复制B抑制细胞有丝分裂时纺锤体的形成C促使染色单体分开，形成染色体D促进细胞融合B B小试牛刀6分析对照图，从A B C D中确认出表示包含一个染色体组的细胞，是图中的（）B B A B C D对照小试牛刀7下列有关单倍体的叙述，正确的是（）A体细胞中含有一个染色体组的个体B体细胞中含有奇数染色体数目的个体C体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体D体细胞中含有奇数染色体组数目的个体C C小试牛刀8据下图分析下列关于染色体交叉互换与染色体易位的叙述中，不正确的是（）D DA图甲是交叉互换，图乙是染色体易位B交叉互换发生于同源染色体之间，染色体易位发生于非同源染色体之间C交叉互换属于基因重组，染色体易位属于染色体结构变异D交叉互换与染色体易位在显微镜下都观察不到