5.2 染色體變異-2024-2025學(xué)年高一生物同步備課課件（人教版2019必修2）

5.2染色體變異2課時問題探討野生祖先種馬鈴薯（多種顏色）栽培品種馬鈴薯（一般都為黃色）野生祖先種栽培品種（馬鈴薯）野生祖先種香蕉（有籽）栽培品種香蕉（無籽）野生祖先種

栽培品種（香蕉）問題1:作為野生植物的后代，栽培品種馬鈴薯和它們的祖先顏色卻大不相同，這是為什么呢？問題2:作為野生植物的后代，為什么平時吃的香蕉是沒有種子的？問題3:野生品種是如何演化成栽培品種的？生物種類體細(xì)胞染色體總數(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】：根據(jù)前面所學(xué)減數(shù)分裂的知識，試著完成該表格2、野生祖先種和栽培品種性狀差異的原因是什么？細(xì)胞內(nèi)發(fā)生了染色體數(shù)目變異1、為什么平時吃的香蕉是沒有種子的？因為香蕉栽培品種體細(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)會紊亂，不能形成正常的配子，因此無法形成受精卵，進而形成種子。栽培種香蕉的染色體3n=33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。

2.染色體變異：3.類型染色體數(shù)目的變異染色體結(jié)構(gòu)的變異

（光學(xué)顯微鏡下可以觀察到）一.染色體變異1.染色體染色體顯微圖染色體與DNA和蛋白質(zhì)的關(guān)系示意圖缺失、重復(fù)、倒位、易位正常：8增多：8+1減少：8-1三體單體(1)個別染色體的增加或減少舉例：唐氏綜合征/21三體綜合征病因：21號同源染色體由2條增為3條。癥狀：智力低下，發(fā)育遲緩，眼間較寬，外眼角上斜，口常半張，舌外伸，又叫伸舌樣癡呆。二.染色體的數(shù)目變異1.類型(2)以一套完整的非同源染色體為基數(shù)成倍的增加或減少(2)特征：2.染色體組：(1)定義：在大多數(shù)生物的體細(xì)胞中，染色體都是兩兩成對的，含有兩套非同源染色體，其中每套非同源染色體稱為一個染色體組。XⅡⅢⅣYⅡⅢⅣXYⅡⅢⅣⅡⅢ雄果蠅染色體組成一個染色體組一個染色體組二.染色體的數(shù)目變異本質(zhì)上1形態(tài)上2功能上3一整套非同源染色體各不相同各不相同,但攜帶生物生長、發(fā)育、遺傳和變異的一整套遺傳信息。項目染色體組數(shù)每個染色體組中染色體數(shù)3323144222(3)染色體組數(shù)的判斷①請根據(jù)染色體的形態(tài)判斷染色體組的數(shù)量，并完成表格的填寫看染色體的形態(tài)：

細(xì)胞內(nèi)同一形態(tài)的染色體有幾條，則含有幾個染色體組。二.染色數(shù)目變異②請根據(jù)基因型判斷染色體組數(shù)項目染色體組數(shù)2314看同一字母出現(xiàn)的次數(shù)：

同一字母（不分大小寫）重復(fù)出現(xiàn)幾次，則含有幾個染色體組。二.染色數(shù)目變異(3)染色體組數(shù)的判斷3.二倍體由受精卵發(fā)育而來，體細(xì)胞中含有兩個染色體組的個體。

在自然界中，幾乎全部動物和過半數(shù)的高等植物都是二倍體。例如：果蠅、玉米、洋蔥就是二倍體

配子親代×2N2NNN受精卵2N子代2N二.染色體數(shù)目變異

由于原始生殖細(xì)胞中有3套非同源染色體，減數(shù)分裂時會出現(xiàn)聯(lián)會紊亂，不能形成可育的配子。所以三倍體的生物一般不可育。無子西瓜香蕉4.三倍體二.染色體數(shù)目變異

如果兩個含有兩個染色體組的配子結(jié)合，發(fā)育成的個體的體細(xì)胞中就含有四個染色體組，稱作四倍體。減數(shù)分裂出現(xiàn)錯誤有絲分裂出現(xiàn)錯誤5.四倍體二.染色體數(shù)目變異6.多倍體：(1)定義：由受精卵發(fā)育而來，體細(xì)胞中有三個或三個以上染色體組的生物，統(tǒng)稱為多倍體。（有幾個染色體組就叫幾倍體）4n=483n=336n=42多倍體在植物中很常見，動物中極少見。二.染色數(shù)目變異四倍體番茄的維生素C含量比二倍體的幾乎增加了一倍。四倍體水稻平均粒重10克二倍體平均粒重6克（2）多倍體的特點：優(yōu)點缺點①莖稈粗壯；②葉片、果實和種子都比較大；③糖類和蛋白質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)的含量都有所增加。①結(jié)實率低，②晚熟二.染色數(shù)目變異多倍體植物的誘導(dǎo)方法有哪些？作用原理是什么？資料1：低溫誘導(dǎo)自然界中的高等植物，較容易形成多倍體，特別是一些環(huán)境條件劇烈變化的地方，如帕米爾高原的高山植物，有65%的種類是多倍體。形成多倍體的主要原因是低溫能抑制紡錘體的形成，使這些植物幼苗的體細(xì)胞在進行有絲分裂時受阻，使細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目加倍。資料2:

秋水仙素是從百合科植物秋水仙的種子和球莖中提取的一種植物堿。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，從而使細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目加倍.1.低溫等極端環(huán)境→抑制紡錘絲形成，阻止細(xì)胞分裂2.秋水仙素→抑制紡錘絲形成，阻止細(xì)胞分裂二.染色數(shù)目變異時期：有絲分裂前期如圖是三倍體無子西瓜的培育過程圖解。據(jù)圖回答下列問題：1.為什么用一定濃度的秋水仙素滴在二倍體西瓜幼苗的芽尖？芽尖有絲分裂旺盛，秋水仙素能夠抑制紡錘體的形成，引起細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目加倍。二倍體授粉二倍體（父本）四倍體（母本）三倍體聯(lián)會紊亂無子西瓜秋水仙素授粉第一年第二年2.在無子西瓜培育的過程中用二倍體給三倍體傳粉的目的是什么？促進子房發(fā)育成果實。3.無子西瓜每年都要制種，很麻煩，有沒有別的替代方法？進行無性繁殖，將三倍體西瓜植株進行組織培養(yǎng)獲得大量的組織苗，再進行移栽。二.染色數(shù)目變異體細(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。(1)定義與正常植株相比，植株弱小，且高度不育。(2)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7.單倍體二.染色體數(shù)目變異7.單倍體(3)應(yīng)用——單倍體育種①.過程：二倍體植株花藥離體培養(yǎng)單倍體植株秋水仙素處理二倍體植株（純合子）②.原理：染色體變異③.優(yōu)點：（1）明顯縮短育種年限（2）純合體，自交后代不會發(fā)生性狀分離注意：秋水仙素只能處理萌發(fā)的幼苗技術(shù)復(fù)雜，需與雜交育種配合④.缺點：二.染色體數(shù)目變異探究實驗：低溫誘導(dǎo)植物細(xì)胞染色體數(shù)目的變化

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，染色體數(shù)目加倍。1.實驗原理2.實驗過程（一）誘導(dǎo)培養(yǎng)（二）固定細(xì)胞形態(tài)培養(yǎng)不定根低溫誘導(dǎo)1.將洋蔥在冰箱冷藏室內(nèi)放置一周。取出后,放在裝滿清水的容器上方,讓洋蔥的底部接觸水面,于室溫(約25°C)進行培養(yǎng)。2.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。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次包括：解離、漂洗、染色和制片4個步驟，具體操作方法與觀察植物細(xì)胞有絲分裂的實驗相同。（三）制作裝片解離液（鹽酸：酒精=1:1）解離3~5min清水漂洗約10min甲紫溶液染色3~5min制片解離目的：使組織中的細(xì)胞相互分離開來漂洗目的：洗去解離液，防止解離過度壓片目的：使細(xì)胞分散開來，有利于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。（四）觀察【深入思考】選染色體數(shù)目變化發(fā)生在細(xì)胞分裂時，分生區(qū)細(xì)胞分裂能力強。植物細(xì)胞經(jīng)卡諾氏液固定后死亡，顯微鏡下觀察到的是死細(xì)胞，觀察不到到細(xì)胞分裂的連續(xù)變化。2、為什么是處理分生區(qū)不是其他區(qū)細(xì)胞？3、低溫處理時間是不是越長越好？1、可以看到細(xì)胞分裂的連續(xù)變化過程嗎？時間過長會影響細(xì)胞的各項功能，甚至死亡4.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？原理：都與抑制紡錘體的形成有關(guān)，著絲點分裂后，沒有紡錘體的牽引作用，因而不能將染色體拉向細(xì)胞的兩極，導(dǎo)致細(xì)胞中的染色體數(shù)目加倍。該實驗低溫條件更容易創(chuàng)造和控制，對人體無害1.缺失染色體的某一片段缺失引起變異abcdefacdefbcdef②果蠅缺刻翅的形成舉例：①人類的貓叫綜合征:5號染色體部分缺失正常翅缺刻翅結(jié)果：基因數(shù)目減少三.染色體結(jié)構(gòu)變異2.重復(fù)染色體中增加某一片段引起的變異abcdefbacdefb果蠅棒狀眼的形成正常眼棒狀眼舉例：結(jié)果：基因數(shù)目增加三.染色體結(jié)構(gòu)變異3.易位一條染色體某一片段移接到另一條非同源染色體引起（兩條非同源）abcdefhijkabcdefghijkg舉例：②果蠅花斑眼的形成①人慢性粒細(xì)胞白血病正常眼花斑眼基因數(shù)目、排列順序改變結(jié)果

：三.染色體結(jié)構(gòu)變異染色體結(jié)構(gòu)變異中易位現(xiàn)象與基因重組中交叉互換很相似，他們一樣嗎？項目染色體易位交叉互換圖解區(qū)別位置原理觀察非同源染色體之間同源染色體的非姐妹染色單體之間染色體結(jié)構(gòu)變異基因重組光學(xué)顯微鏡下觀察到光學(xué)顯微鏡下觀察不到三.染色體結(jié)構(gòu)變異3.易位4.倒位染色體的某一片段位置顛倒引起變