【生物】染色體變異課件 2022-2023學(xué)年高一下學(xué)期生物人教版必修2

第2節(jié)染色體變異第5章基因突變和其他變異為什么沒(méi)有籽？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異常思考：請(qǐng)根據(jù)所學(xué)的減數(shù)分裂的知識(shí)，試著完成該表格。問(wèn)題探討因?yàn)橄憬对耘嗥贩N體細(xì)胞中的染色體數(shù)目是33條，減數(shù)分裂時(shí)染色體發(fā)生聯(lián)會(huì)紊亂，不能形成正常的配子，因此無(wú)法形成受精卵，進(jìn)而形成種子?？蛇z傳變異基因突變基因重組染色體變異：分子水平的變異，光鏡下不可見(jiàn)。細(xì)胞水平的變異，光鏡下可見(jiàn)。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)：染色體

的變異。染色體

的變異。數(shù)目結(jié)構(gòu)3、區(qū)別：一、染色體變異（一）、染色體數(shù)目的變異細(xì)胞內(nèi)個(gè)別染色體的增加或減少實(shí)例1：唐氏綜合征即21三體綜合征病因：表現(xiàn)：智力低于常人呆傻面容生長(zhǎng)發(fā)育障礙多發(fā)畸形多了一條21號(hào)染色體（45+XX或XY）21三體綜合征的根本原因是？父或母在減Ⅰ時(shí)21號(hào)染色體未正常分離，或減Ⅱ時(shí)21號(hào)染色體點(diǎn)裂后移向同一極。一、染色體數(shù)目的變異思考原因一原因二同源染色體未分離姐妹染色單體分離后移向細(xì)胞的同一極一、染色體數(shù)目的變異細(xì)胞內(nèi)個(gè)別染色體的增加或減少的原因：實(shí)例2：男性Klinefelter綜合征（XXY）病因：表現(xiàn)：多了一條X染色體身材較高性腺發(fā)育不良無(wú)精子，不育有女性特征細(xì)胞內(nèi)個(gè)別染色體的增加或減少一、染色體數(shù)目的變異病因：表現(xiàn)：少了一條X染色體身材較矮性腺發(fā)育不良實(shí)例3：女性Turner綜合征（XO）細(xì)胞內(nèi)個(gè)別染色體的增加或減少一、染色體數(shù)目的變異（染色體數(shù)為：44+X）沒(méi)有生育能力一、染色體數(shù)目的變異細(xì)胞內(nèi)個(gè)別染色體的增加或減少實(shí)例4：XXX綜合征（超雌綜合征）病因：比正常女性多一條X染色體表現(xiàn)：身體發(fā)育正常、有生育能力或稍差少數(shù)表現(xiàn)為乳腺發(fā)育不良，卵巢功能異常等一、染色體數(shù)目的變異實(shí)例5：XYY綜合征（超雄綜合征）細(xì)胞內(nèi)個(gè)別染色體的增加或減少病因：含有兩條Y染色體表現(xiàn)：身材特別高，易于興奮，自我克制力差，易產(chǎn)生攻擊行為，有狂暴傾向。習(xí)題檢測(cè)XbXbYXBYXBXb例1.一對(duì)表現(xiàn)正常的夫婦，生了一個(gè)（XbXbY）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。母二1.類(lèi)型（1）細(xì)胞內(nèi)個(gè)別染色體增加或減少（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。（以染色體組的形式增加或減少）正常果蠅（2n=8）個(gè)別異常成套異常增加一條減少一條增加兩套減少一套一、染色體數(shù)目的變異♀XXXY♂雌雄果蠅體細(xì)胞染色體示意圖果蠅果蠅體細(xì)胞中的染色體兩兩成對(duì)，且含有4對(duì)同源染色體，3對(duì)常染色體：Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ各一對(duì)1對(duì)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(gè)染色體組）稱(chēng)為一個(gè)染色體組果蠅是二倍體一、染色體數(shù)目的變異細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目以一套完整非同源染色體為基數(shù)成倍的增加或成套的減少（以染色體組的形式增加或減少）染色體組：在大多數(shù)生物的體細(xì)胞中，染色體都是兩兩成對(duì)的，也就是說(shuō)含有兩套非同源染色體。每套非同源染色體稱(chēng)為一個(gè)染色體組。一、染色體數(shù)目的變異染色體組的特點(diǎn)：一套非同源染色體。無(wú)相同基因、等位基因染色體的形態(tài)、大小、功能各不相同含有該物種生長(zhǎng)、發(fā)育、繁殖和遺傳的全套遺傳信息一、染色體數(shù)目的變異3個(gè)（每組5條）4個(gè)（每組2條）1個(gè)（每組3條）細(xì)胞中染色體組數(shù)目的確定方法（1）根據(jù)“染色體形態(tài)”判斷2個(gè)（每組3條）4個(gè)（每組2條）——細(xì)胞內(nèi)同種形態(tài)染色體有幾條就含幾個(gè)染色體組（2）根據(jù)“基因型”判斷

——控制同一性狀的基因(包括同一字母的大、小寫(xiě))重復(fù)出現(xiàn)幾次，就含有幾個(gè)染色體組YyRrAABBDDAaaAABb2個(gè)2個(gè)3個(gè)1個(gè)ABCD2個(gè)細(xì)胞中染色體組數(shù)目的確定方法一、染色體數(shù)目的變異有幾種字母出現(xiàn)，一個(gè)染色體組中就有幾條染色體。2條3條1條4條2條判斷下列的幾個(gè)細(xì)胞含個(gè)染色體組？每組有幾條染色體？AaaBbbvABCDAaaaBbbbAAbbabcdefgh3個(gè)；3條3個(gè)；2條2個(gè)；4條1個(gè)；4條4個(gè)；3條4個(gè)；2條1個(gè)；4條2個(gè)；2條一、染色體數(shù)目的變異二倍體：由受精卵發(fā)育而來(lái)，體細(xì)胞中含有兩個(gè)染色體組的個(gè)體。

在自然界，幾乎全部動(dòng)物和過(guò)半數(shù)植物都是二倍體。配子親代×2N2NNN受精卵2N子代2N一般寫(xiě)作：2n每個(gè)染色體組中染色體數(shù)染色體組數(shù)一、染色體數(shù)目的變異玉米貓減數(shù)分裂Ⅰ受精作用♀♂減數(shù)分裂Ⅰ二倍體正常的減數(shù)分裂（表示兩對(duì)同源染色體）復(fù)制復(fù)制減數(shù)分裂Ⅱ減數(shù)分裂Ⅱ二倍體一般情況下，二倍體通過(guò)減數(shù)分裂形成的配子只有染色體組。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？一個(gè)一、染色體數(shù)目的變異一、染色體數(shù)目的變異由受精卵發(fā)育而來(lái)，體細(xì)胞中含有三個(gè)染色體組的個(gè)體。

三倍體三倍體生物為什么不能形成可育種子?由于原始生殖細(xì)胞中有三套非同源染色體，減數(shù)分裂時(shí)會(huì)出現(xiàn)聯(lián)會(huì)紊亂，不能形成可育的配子。所以三倍體的生物一般不可育?！崾芫饔萌扼w♀減數(shù)分裂減數(shù)分裂異常二倍體不正常的減數(shù)分裂（表示兩對(duì)同源染色體）三倍體的形成原因①——減數(shù)分裂Ⅰ后期出現(xiàn)錯(cuò)誤三倍體的形成原因①——減數(shù)分裂ⅠⅠ后期出現(xiàn)錯(cuò)誤一、染色體數(shù)目的變異2N2N2NN3N三倍體的形成原因①——減數(shù)分裂Ⅰ后期出現(xiàn)錯(cuò)誤，同源染色體未分離復(fù)制減數(shù)分裂Ⅰ減數(shù)分裂Ⅱ減數(shù)分裂Ⅰ復(fù)制減數(shù)分裂Ⅱ♀♂受精作用一、染色體數(shù)目的變異三倍體三倍體的形成原因②——減數(shù)分裂Ⅱ后期出現(xiàn)錯(cuò)誤,姐妹染色單體分離后移向細(xì)胞的同一極復(fù)制減數(shù)分裂Ⅰ減數(shù)分裂Ⅱ減數(shù)分裂Ⅰ復(fù)制減數(shù)分裂Ⅱ♀♂受精作用一、染色體數(shù)目的變異一、染色體數(shù)目的變異由受精卵發(fā)育而來(lái)，體細(xì)胞中含有四個(gè)染色體組的個(gè)體。

四倍體馬鈴薯（4n=48）棉花（4n=52）山藥（4n=40）香蔥（4n=32）2n二倍體(♀)2n二倍體(♂)受精作用4n受精卵發(fā)育4n四倍體有絲分裂2n雌配子減數(shù)分裂異常雄配子2n減數(shù)分裂異常四倍體一般是可育的一、染色體數(shù)目的變異四倍體形成原因（過(guò)程):2n二倍體(♀)2n二倍體(♂)受精作用2n受精卵發(fā)育4n四倍體有絲分裂異常n雌配子減數(shù)分裂異常雄配子n減數(shù)分裂異常一、染色體數(shù)目的變異四倍體形成原因（過(guò)程):染色體復(fù)制，未分離多倍體：由受精卵發(fā)育而來(lái)，體細(xì)胞中含有三個(gè)或三個(gè)以上染色體組的個(gè)體。馬鈴薯是四倍體香蕉是三倍體普通小麥?zhǔn)橇扼w多倍體在植物中很常見(jiàn)，在動(dòng)物中極少一、染色體數(shù)目的變異四倍體番茄維生素C的含量比二倍體品種幾乎增加一倍二倍體平均粒重6克四倍體平均粒重10克多倍體特點(diǎn)①莖稈粗壯②葉片、果實(shí)和種子都比較大③糖類(lèi)和蛋白質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量都有所增加。晚熟，結(jié)實(shí)率低。優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)四倍體玫瑰葡萄多倍體草莓普通二倍體草莓四倍體西紅柿多倍體特點(diǎn)海拔/m2100-30003000-40004000-5200草本植物多倍體頻率29.4%-47.1%33.3%-53.3%55.6%-70.4%青藏高原東北部多年生草本植物多倍體頻率青藏高原草本植物多倍體頻率隨海拔高度上升而增加多倍體是如何形成的呢？能否用人工的方式處理植物以獲得多倍體呢；1.方法：低溫處理、秋水仙素誘發(fā)等3.處理對(duì)象：萌發(fā)的種子或幼苗2.原理：當(dāng)秋水仙素作用于正在分裂的細(xì)胞時(shí)，能夠抑制紡錘體的形成，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。染色體數(shù)目加倍的細(xì)胞繼續(xù)進(jìn)行有絲分裂，就可能發(fā)育成多倍體植株。人工誘導(dǎo)多倍體4.秋水仙素作用的機(jī)理：抑制紡錘體的形成。5：作用時(shí)間：有絲分裂前期注意：用秋水仙素處理后細(xì)胞停留在有絲中期，不影響染色體的復(fù)制和著絲粒分裂4個(gè)染色體8條染色體無(wú)紡錘體形成（前期）染色體復(fù)制著絲粒分裂無(wú)紡錘絲牽引若繼續(xù)進(jìn)行正常的有絲分裂染色體加倍的組織或個(gè)體8條染色體多倍體植物產(chǎn)生的原因：二倍體授粉二倍體（父本）四倍體（母本）三倍體聯(lián)會(huì)紊亂無(wú)子西瓜秋水仙素授粉第一年第二年2.為什么要進(jìn)行兩次傳粉？第一次：雜交獲得三倍體植株的種子第二次：刺激子房發(fā)育成果實(shí)閱讀P91，請(qǐng)嘗試說(shuō)出三倍體西瓜培育的過(guò)程1.為什么三倍體植株（又如：香蕉）不能產(chǎn)生卵細(xì)胞？減數(shù)分裂時(shí)，聯(lián)會(huì)紊亂一、染色體數(shù)目的變異卵幼蟲(chóng)受精卵持續(xù)獲得蜂王漿未受精的卵2n=32n=16n=162n=32蜂王工蜂雄蜂受精卵2n=32性腺未發(fā)育性腺發(fā)育成熟吃3天蜂王漿由配子發(fā)育而來(lái)，體細(xì)胞染色體數(shù)目與本物種配子染色體數(shù)目相同。

單倍體與正常植株相比，單倍體植株弱小，且高度不育。特點(diǎn)應(yīng)用——單倍體育種(1)方法：花藥（花粉）離體培養(yǎng)

+人工誘導(dǎo)染色體加倍(2)流程：離體培養(yǎng)秋水仙素處理篩選(3)原理：染色體變異花藥單倍體幼苗純合體優(yōu)良性狀純合體一、染色體數(shù)目的變異操作技術(shù)復(fù)雜①能明顯縮短育種年限(4)優(yōu)點(diǎn)：缺點(diǎn)：②子代全是純合子，自交后代不發(fā)生性狀分離二、二倍體和多倍體應(yīng)用——單倍體育種(1)方法：花藥（花粉）離體培養(yǎng)+人工誘導(dǎo)染色體加倍(2)流程：離體培養(yǎng)秋水仙素處理篩選(3)原理：染色體變異

現(xiàn)有純合的高稈抗病小麥（DDTT）和矮稈感病小麥(ddtt)，怎樣盡快得到矮稈抗病的優(yōu)良品種(ddTT)？用遺傳圖解表示出來(lái)。思考·討論：花藥單倍體幼苗純合體優(yōu)良性狀純合體二、二倍體和多倍體P高桿抗病矮桿不抗病DDTTddtt×↓高桿抗病DdTtF1↓F2高桿抗病9D_T_高桿不抗病3D_tt矮桿抗病3ddT_矮桿不抗病1ddtt（淘汰）（淘汰）（保留）（淘汰）多次自交選種矮桿抗病ddTT雜交自交選種多次自交選種優(yōu)良性狀的純合子雜交育種純種既矮桿抗?。╠dTT）的小麥育種過(guò)程

第1年第2年第3-6年二、二倍體和多倍體花藥單倍體幼苗DDTTDDttddTTddtt花藥離體培養(yǎng)秋水仙素處理DdTtDTDtdTdt純種既矮桿抗?。╠dTT）的小麥育種過(guò)程雜交高桿抗病矮桿不抗病DDTTddtt×DTDtdTdt正常植株第1年第2年單倍體育種二、二倍體和多倍體雜交育種單倍體育種二、二倍體和多倍體花藥單倍體幼苗DDTTDDttddTTddtt花藥離體培養(yǎng)秋水仙素處理DdTtDTDtdTdt純種既矮桿抗病（ddTT）的小麥育種過(guò)程雜交高桿抗病矮桿不抗病DDTTddtt×DTDtdTdt正常植株第1年第2年操作技術(shù)復(fù)雜①能明顯縮短育種年限優(yōu)點(diǎn)：缺點(diǎn)：?jiǎn)伪扼w育種②子代全是純合子，自交后代不發(fā)生性狀分離(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)用一、染色體數(shù)目的變異一倍體（體細(xì)胞中含一個(gè)染色體組的個(gè)體）一定是單倍體。單倍體的體細(xì)胞中只含一個(gè)染色體組?！獭粱蛐蜑锳Aabbb的個(gè)體一定為三倍體?！帘嫖觯号袛嘁韵玛P(guān)于“單倍體”的說(shuō)法提問(wèn)：?jiǎn)伪扼w生物的體細(xì)胞中一定只含有一個(gè)染色體組嗎？1.判斷正誤1.體細(xì)胞中含有兩個(gè)染色體組的個(gè)體一定是二倍體。()2.二倍體水稻和四倍體水稻雜交,可獲得三倍體,三倍體水稻的稻穗和籽粒變小。(

)3.四倍體葡萄的果實(shí)比二倍體的大得多,且營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)更豐富。()

4.單倍體的體細(xì)胞中一定只含一個(gè)染色體組。()5.與正常植株相比,單倍體植株長(zhǎng)得弱小,而且高度不育。()×√××√習(xí)題檢測(cè)探究實(shí)驗(yàn)：低溫誘導(dǎo)植物細(xì)胞染色體數(shù)目的變化探究實(shí)驗(yàn)：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.一、染色體數(shù)目的變異2.實(shí)驗(yàn)步驟誘導(dǎo)培養(yǎng)01培養(yǎng)方法將蒜（或洋蔥）放在裝滿清水的容器上，讓洋蔥底部接觸水面，室溫培養(yǎng)。低溫誘導(dǎo)待洋蔥長(zhǎng)出1cm長(zhǎng)的不定根時(shí)，將整個(gè)裝置放入冰箱冷藏室內(nèi)，誘導(dǎo)培養(yǎng)48~72h。固定細(xì)胞02取材剪取誘導(dǎo)處理的根尖0.5~1cm固定放入卡諾氏液中浸泡0.5~1h，以固定細(xì)胞形態(tài)。沖洗用體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精沖洗2次探究實(shí)驗(yàn)：低溫誘導(dǎo)植物細(xì)胞染色體數(shù)目的變化一、染色體數(shù)目的變異2.方法步驟制作裝片03包括：解離、漂洗、染色和制片4個(gè)步驟，具體操作方法與觀察植物細(xì)胞有絲分裂的實(shí)驗(yàn)相同。解離3~5min清水漂洗約10min甲紫溶液染色3~5min制片觀察裝片04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，再用高倍鏡觀察。探究實(shí)驗(yàn)：低溫誘導(dǎo)植物細(xì)胞染色體數(shù)目的變化一、染色體數(shù)目的變異秋水仙素與低溫都能誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍，這兩種方法在原理上有什么相似之處？對(duì)照低溫誘導(dǎo)72h蒜根尖細(xì)胞染色體數(shù)目加倍的纖維照片（放大400倍）相同點(diǎn)：都能誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍，都與抑制紡錘體的形成有關(guān)，

不同之處是：低溫條件容易創(chuàng)造和控制，成本低、對(duì)人體無(wú)害、易于操作。思考·討論：一、染色體數(shù)目的變異一、染色體數(shù)目的變異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(guò)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)胞分離二、染色體結(jié)構(gòu)的變異染色體結(jié)構(gòu)變異缺失重復(fù)易位倒位在自然條件或人為因素的影響下，染色體發(fā)生的結(jié)構(gòu)變異主要有以下4種類(lèi)型。癥狀：患兒哭聲輕，音調(diào)高，很像貓叫。生長(zhǎng)發(fā)育緩慢，存在著嚴(yán)重的智力障礙。5號(hào)染色體部分缺失貓叫綜合癥缺失：染色體的某一片段缺失引起變異。

（同一條染色體上）缺刻翅正常翅丟失babcdefacdef二、染色體結(jié)構(gòu)的變異重復(fù)：染色體中增加某一片段引起的變異。

（同一條染色體上）正常眼棒狀眼重復(fù)babcdefbabcdefb注意：發(fā)生在同源染色體上，重復(fù)次數(shù)不確定二、染色體結(jié)構(gòu)的變異易位：染色體的某一片段移接到另一條非同源染色體上。abcdefghijklghijklabcefdabcklghdefji例如：果蠅花斑眼的形成移接

人慢性粒細(xì)胞白血病二、染色體結(jié)構(gòu)的變異比較染色體易位與交叉互換染色體易位交叉互換圖解區(qū)別位置

結(jié)果觀察發(fā)生于非同源染色體之間

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)變異基因重組可在光學(xué)顯微鏡下觀察到在光學(xué)顯微鏡下觀察不到倒位：染色體的某一片段位置顛倒abcdefabcdefbcdeaf位置顛倒例如：果蠅卷翅的形成正常翅卷翅女性9