[中学联盟]湖南省怀化市湖天中学高中生物人教版必修2第5章：第2节染色体变异.ppt

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1、 第五章第五章 基因突变及其他变异基因突变及其他变异 第第2 2节节 染色体变异染色体变异 在自然条件或人为条件改变的情况下，在自然条件或人为条件改变的情况下，染色体结构的改变或染色体数目的增减导致染色体结构的改变或染色体数目的增减导致生物性状的变异生物性状的变异, ,叫染色体变异。叫染色体变异。染色体结构变异染色体结构变异染色体数目变异染色体数目变异学科网学科网基因突变与染色体变异的区别基因突变与染色体变异的区别 基因突变是染色体上的某一个位点上基因突变是染色体上的某一个位点上的基因的改变的基因的改变, ,在光学显微镜下是在光学显微镜下是无法直无法直接观察到接观察到的，而染色体变异是光学显微

2、镜的，而染色体变异是光学显微镜下下直接观察到直接观察到的变异。的变异。Z.x.x. KZ.x.x. K1 12 23 34 4阅读教材阅读教材8586页页染色体结构变异染色体结构变异内容，内容，识别以下染色体结构变异类型识别以下染色体结构变异类型abcdefbacdef果蝇缺刻翅的形成果蝇缺刻翅的形成Zx.xk Zx.xk “猫叫综合症猫叫综合症”是人的是人的5 5号染色体部分缺失号染色体部分缺失引起的遗传病，病儿生长发育迟缓，头部畸形，引起的遗传病，病儿生长发育迟缓，头部畸形，哭声奇特，皮纹改变等特点，并有智能障碍，哭声奇特，皮纹改变等特点，并有智能障碍，而其最明显的特征是哭声类似猫叫。而其

3、最明显的特征是哭声类似猫叫。重复重复、重复重复：染色体中染色体中增加增加某一片段某一片段abcdefbbabcdefb果蝇棒状眼的形成果蝇棒状眼的形成染色体的某一片段移接到另一染色体的某一片段移接到另一条条上引起的变异上引起的变异3 3、易位易位a ab bc cd de ef fg gh hi ij jk kl lg gh hi i j jk kl la ab bc ce ef fd da ab bc ck kl lg gh hd de e f fj ji i夜来香的变异夜来香的变异移接移接Q:联会时，在形成四分体时，常会发生四联会时，在形成四分体时，常会发生四分体中的非姐妹染色单体的交叉互

4、换，这分体中的非姐妹染色单体的交叉互换，这是否染色体变异？是否染色体变异？四分体中非姐妹染色单体的四分体中非姐妹染色单体的交叉互换交叉互换不属于不属于，这属于这属于基因重组基因重组易位易位: :染色体的某染色体的某一片段移接到另一片段移接到另一条一条非同源染色非同源染色体体上。上。染色体的某一片段位置颠倒染色体的某一片段位置颠倒也可以引起变异也可以引起变异4 4、倒位、倒位a ab bc cd de ef fa ab bc cd de ef fb bc cd de ea af f颠倒颠倒思考讨论：思考讨论：Q1Q1：染色体结构变异对生物都是有害的吗？：染色体结构变异对生物都是有害的吗？Q2Q2

5、：染色体结构变异与基因突变的区别？：染色体结构变异与基因突变的区别？大多数染色体结构变异对生物体是不利的，甚至大多数染色体结构变异对生物体是不利的，甚至导致死亡。少数有利。导致死亡。少数有利。染色体结构变异改变了基因的位置或数量，染色体结构变异改变了基因的位置或数量，基因突变不会改变基因的位置和数量。基因突变不会改变基因的位置和数量。DNA上若干基因的缺失属于染色体变异上若干基因的缺失属于染色体变异DNA上若干碱基对的缺失属于基因突变上若干碱基对的缺失属于基因突变增多减少正常个别增减成倍增减以染色体组形式成倍增多或减少二、染色体数目的变异二、染色体数目的变异（一）个别染色体的增加或减少（一）个

6、别染色体的增加或减少个别染色体的增加：个别染色体的增加：如如21三体综合征三体综合征（染色体数为：（染色体数为：45+XX或或XY）2121三体综合征的异常染色体三体综合征的异常染色体 21 21三体综合征（先三体综合征（先天愚型），患者比正常人天愚型），患者比正常人多一条染色体多一条染色体-21-21号染色号染色体是三条，其症状表现为体是三条，其症状表现为智力低下，身体发育缓慢智力低下，身体发育缓慢等。等。 性腺发育不良（性腺发育不良（TurnerTurner综合征），女性综合征），女性患者少了一条患者少了一条X X染色体，外观表现为女性，染色体，外观表现为女性，但性腺发育不良，没有生育能力

7、。但性腺发育不良，没有生育能力。个别染色体的减少：个别染色体的减少：如性腺发育不良如性腺发育不良（染色体数为：（染色体数为：44+X）请思考：请思考：Q1:Q1:果蝇体细胞有几条染色体？果蝇体细胞有几条染色体？8 8条条Q2:Q2:号和号和号染色体是什么关系号染色体是什么关系?号和号和号呢号呢? ?同源染色体同源染色体非同源染色体非同源染色体Q3:Q3:雄果蝇的体细胞中共有哪几对同源染色体雄果蝇的体细胞中共有哪几对同源染色体? ?和和、和和、和和、X X和和Y Y （二）染色体数目（二）染色体数目成倍的增加或减少成倍的增加或减少这些染色体在形态、这些染色体在形态、结构和功能上结构和功能上各不相

8、各不相同同 X XY YY YX XQ4Q4：雄果蝇产生的精子中有哪几条染色体？这些染色体：雄果蝇产生的精子中有哪几条染色体？这些染色体 在形态、结构和功能上有什么特点？这些染色体之间在形态、结构和功能上有什么特点？这些染色体之间 是什么关系？是什么关系？减数分裂减数分裂它们是非同源染色体它们是非同源染色体雄果蝇精子中的雄果蝇精子中的一组染色体一组染色体就是一个就是一个染色体组染色体组Q4Q4：如果将果蝇的精子的：如果将果蝇的精子的染色体看成一组，那么果染色体看成一组，那么果蝇的体细胞中有几组染色蝇的体细胞中有几组染色体？体？两组两组 细胞中的一组细胞中的一组非同源染色体非同源染色体，在，在形

9、态和形态和功能功能上各不相同，但又互相协调，共同控上各不相同，但又互相协调，共同控制生物制生物生长、发育、遗传和变异生长、发育、遗传和变异，这样的，这样的一组染色体，称为一个染色体组。一组染色体，称为一个染色体组。1.1.染色体组染色体组特点：特点：一个染色体组中一个染色体组中无同源染色体无同源染色体一个染色体组中所含的染色体在形态、大小一个染色体组中所含的染色体在形态、大小和功能上和功能上各不相同各不相同 一个染色体组中含有控制生物性状的一个染色体组中含有控制生物性状的一整套一整套遗传信息遗传信息根据染色体形态判断根据染色体形态判断:请判断下列细胞中各有多少个染色体组？2个3个4个1个2个4

10、个例例3.指出下面细胞分别处于什么时期，此时细指出下面细胞分别处于什么时期，此时细胞中各有几个染色体组？胞中各有几个染色体组？减减后期后期有丝中期有丝中期有丝后期有丝后期减减后期后期4 4个个2 2个个2 2个个2 2个个根据基因型判断：根据基因型判断：控制同一性状的相同或等位基因控制同一性状的相同或等位基因出现几次，就含有几个染色体组；出现几次，就含有几个染色体组；即：一种字母（大小写）有几个即：一种字母（大小写）有几个就为几组就为几组由由受精卵发育而成受精卵发育而成的，体细胞中含有的，体细胞中含有2个个染色体组的生物个体。染色体组的生物个体。2、二倍体和多倍体、二倍体和多倍体例如：人、果蝇

11、、玉米、水稻等。例如：人、果蝇、玉米、水稻等。自然界中，几乎全部的动物和过半数的高等植物都是二倍体生物。常用常用2n表示染色体数，表示染色体数，如：果蝇：如：果蝇：2n=8人：人：2n=46三倍体三倍体四倍体四倍体六倍体六倍体八倍体八倍体香蕉香蕉 3n=33黄花菜黄花菜 3n=33无籽西瓜无籽西瓜 3n=33桑桑 3n=45四倍体水稻四倍体水稻 4n=48四倍体洋葱四倍体洋葱 4n=32烟草烟草 4n=48普通小麦普通小麦 6n=42燕麦燕麦 6n=42小黑麦小黑麦 8n=56(2) 糖类和蛋白质等营养成分含量有所增加(1) 茎杆粗壮，叶片、果实和种子较大4条染色体8条染色体复制无纺缍丝牵引不

12、分裂多倍体产生的原因纺锤体的形成受阻,染色体数目加倍前期：无纺缍体形成着丝点分裂多倍体育种多倍体育种无子西瓜的培育v方法：1、秋水仙素处理萌发的种子或幼苗2、低温诱导处理v机理：v实例： 抑制前期纺锤体的形成，导致染色体抑制前期纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞两极，引起细胞内染色不能移向细胞两极，引起细胞内染色体数目加倍体数目加倍花粉刺激四倍体母 本父 本二倍体三倍体植株普通植株(有子西瓜)无子西瓜的培育无子西瓜(生长素)秋水仙素处理(受精)为什么三倍体植株所结的果实为无子西瓜呢?三倍体植株(3N)在减数分裂过程中,同源染色体联会发生紊乱,难以形成正常的生殖细胞(卵细胞),所以不会产生种子

13、。那香蕉呢?香蕉的形成过程香蕉的祖先为野生芭蕉，个小而多种子，无法食用。香蕉的培育过程如下：野生芭蕉2n有籽香蕉4n加倍野生芭蕉2n无籽香蕉3n精子受精卵蜂王工蜂雄蜂3、单倍体自然条件下产生的个体弱小，且高度不育 由配子直接发育而成的生物个体，体细胞含有本物种配子的染色体数目应用应用单倍体育种单倍体育种v流程：v特点：明显缩短育种的年限v方法：+秋水仙素加倍秋水仙素加倍1、二倍体物种所形成的单倍体中，其体细胞、二倍体物种所形成的单倍体中，其体细胞只含一个染色体组，对吗？为什么只含一个染色体组，对吗？为什么?2、如果是四倍体、六倍体物种形成的单倍体，、如果是四倍体、六倍体物种形成的单倍体，其体细

14、胞含有其体细胞含有2个或个或3个染色体组，我们可以个染色体组，我们可以称之为二倍体或三倍体吗？称之为二倍体或三倍体吗？(对，因为在进行减数分裂形成配子时，同源染色体分开，导致染色体数目减半)(不能,尽管其体细胞含有2个或3个染色体组,但因为是由配子发育而成的个体,所以只能称为单倍体)3、对一个个体称单倍体还是几倍体，其关键、对一个个体称单倍体还是几倍体，其关键是看什么？是看什么？区分的关键是看生物个体发育的起点是受精卵还是配子：由受精卵发育而成的个体，含有几个染色体组就是几倍体；由配子直接发育而成的个体，不管含有几个染色体组，都称为单倍体实验实验:低温诱导植物染色体数目的变化低温诱导植物染色体

15、数目的变化实验原理：低温处理植物实验原理：低温处理植物分生分生组织细胞组织细胞,能够抑制纺锤体的形成能够抑制纺锤体的形成,以以致影响染色体被拉向两极，细胞也致影响染色体被拉向两极，细胞也不能分裂成两个子细胞，于是，植不能分裂成两个子细胞，于是，植物细胞染色体数目发生变化物细胞染色体数目发生变化方法步骤：方法步骤：将洋葱（或大葱、大蒜）放在装满清水的广口将洋葱（或大葱、大蒜）放在装满清水的广口瓶上，让洋葱的底部接触水面。待洋葱长出约瓶上，让洋葱的底部接触水面。待洋葱长出约Cm左右的左右的不定根不定根时，将整个装置放入冰箱的低时，将整个装置放入冰箱的低温室内（温室内（），诱导培养），诱导培养h。、

16、剪取诱导处理的根尖约、剪取诱导处理的根尖约cm，放，放入卡诺氏液中浸泡入卡诺氏液中浸泡h，以，以固定细胞的固定细胞的形态形态，然后用体积分数为，然后用体积分数为的酒精的酒精冲洗次。冲洗次。因为未长出根前因为未长出根前施与低温不利其施与低温不利其生出不定根生出不定根冲洗附着在根尖表面的卡诺氏液冲洗附着在根尖表面的卡诺氏液、制作装片，包括：、制作装片，包括：解离、漂洗、染色和制片解离、漂洗、染色和制片 个步骤。个步骤。解离解离：解离液（体积分数为：解离液（体积分数为15%HCl和体积分数为和体积分数为95%酒精酒精1：1混合；目的是使组织中的细胞相互分离开；时混合；目的是使组织中的细胞相互分离开；

17、时间间35min漂洗漂洗：清水；洗去解离液，防止解离过度，便于染色；：清水；洗去解离液，防止解离过度，便于染色；时间时间10min染色染色：改良苯酚品红染液；使染色体（质）着色，便于：改良苯酚品红染液；使染色体（质）着色，便于观察染色体（质）的形态、数目、行为；时间观察染色体（质）的形态、数目、行为；时间35min制片制片：镊子取根：镊子取根-放在载玻片上，滴一滴清水放在载玻片上，滴一滴清水-镊子尖弄碎根尖镊子尖弄碎根尖-盖上盖玻片盖上盖玻片-再加载玻片再加载玻片-用拇指轻压载玻片用拇指轻压载玻片目的使组织细胞分散开来，有利于观察目的使组织细胞分散开来，有利于观察、先先用低倍镜寻找染色体形态较

18、好用低倍镜寻找染色体形态较好的分裂相。视野中既有正常的二倍体的分裂相。视野中既有正常的二倍体细胞，也有染色体数目发生改变的细细胞，也有染色体数目发生改变的细胞。确认某个细胞发生染色体数目变胞。确认某个细胞发生染色体数目变化后，化后，再再用高倍镜观察。用高倍镜观察。比较比较项目项目 基因突变基因突变 基因基因 重组重组 染色体变异染色体变异 多倍体多倍体 单倍体单倍体变异变异实质实质产生产生过程过程特点特点举例举例基因分子结构基因分子结构的改变，产生的改变，产生新的基因新的基因复制时基因中复制时基因中脱氧核苷酸的脱氧核苷酸的增减和改变增减和改变减数分裂形成配减数分裂形成配子时，非等位基子时，非等

19、位基因自由组合或等因自由组合或等位基因的互换位基因的互换不同性状的基因不同性状的基因重新组合，产生重新组合，产生新的基因型新的基因型染色体组成染色体组成倍增加，产倍增加，产生生新基因型新基因型染色体组成染色体组成倍减少，产倍减少，产生生新基因型新基因型细胞分裂时细胞分裂时染色体复制染色体复制后不能形成后不能形成两子细胞两子细胞有性配子未有性配子未经受精作用经受精作用直接发育成直接发育成个体个体发生频率低，有发生频率低，有害变异多，变异害变异多，变异的的根本来源根本来源，进化的重要因素进化的重要因素后代中重新组合后代中重新组合的变异类型有一的变异类型有一定的分离比定的分离比器官大，养器官大，养分

20、多，成熟分多，成熟迟，结实少迟，结实少植株弱小，植株弱小，高度不育高度不育镰刀型细胞镰刀型细胞贫血症贫血症黄圆、绿皱豌豆黄圆、绿皱豌豆杂交出现黄皱、杂交出现黄皱、绿圆豌豆绿圆豌豆普通小麦普通小麦雄蜂、单雄蜂、单倍体玉米倍体玉米染色体变异染色体变异染色体变异染色体变异个别增减个别增减染色体组染色体组二倍体二倍体概念概念特点特点应用应用成因成因概念概念特征特征多倍体多倍体单倍体单倍体分类分类数目数目变异变异成倍成倍增减增减缺失、增加、易位、倒位缺失、增加、易位、倒位结构变异结构变异 ：课堂练习课堂练习典型例题典型例题 1. 1. 不是染色体不是染色体结构变异的结构的是变异的结构的是( ( ) )A

21、 A 染色体缺失某一段染色体缺失某一段B B 染色体中增加了某一片段染色体中增加了某一片段C C 染色体中的染色体中的DNADNA的碱基对位置的颠倒的碱基对位置的颠倒D D 染色体中的某一片段的位置的颠倒染色体中的某一片段的位置的颠倒C2 . 由八倍体小黑麦的花粉培养而成的植物是由八倍体小黑麦的花粉培养而成的植物是（ ） A单倍体单倍体B二倍体二倍体 C四倍体四倍体D八倍体八倍体A4、某二倍体植物基因型是、某二倍体植物基因型是Aa,经染色体加倍后经染色体加倍后形成的四倍体的基因型是形成的四倍体的基因型是。AAaa3、普通小麦是六倍体，、普通小麦是六倍体，42条染色体，科学家用花药条染色体，科学

22、家用花药离体培养培育出的小麦幼苗是（离体培养培育出的小麦幼苗是（）A、三倍体，含三个染色体组，、三倍体，含三个染色体组，21条染色体条染色体B、单倍体，含三个染色体组，、单倍体，含三个染色体组，21条染色体条染色体C、六倍体，含六个染色体组，、六倍体，含六个染色体组，42条染色体条染色体D、单倍体，含一个染色体组，、单倍体，含一个染色体组，21条染色体条染色体B5、大麦的一个染色体组有、大麦的一个染色体组有7条染色体，在条染色体，在四倍体大麦根尖细胞有丝分裂后期能观察四倍体大麦根尖细胞有丝分裂后期能观察到的染色体数是：到的染色体数是：A、7条条B、14条条C、28条条D、56条条D 体细胞体细

23、胞中的染中的染色体数色体数配子中配子中的染色的染色体数体数体细胞中体细胞中的染色体的染色体组数组数配子中配子中的染色的染色体组数体组数属于几属于几倍体生倍体生物物豌豌 豆豆 7 7 2 2普通普通小麦小麦 4242 3 3 小黑小黑麦麦 28 28八倍体八倍体比较项目比较项目生物生物种类种类141二倍体二倍体六倍体六倍体2156846P89填表填表=2:1=2:1三倍体无子西瓜三倍体无子西瓜的培育过程的培育过程1 1、为什么以一定浓度的、为什么以一定浓度的秋水仙素滴在二倍体西秋水仙素滴在二倍体西瓜幼苗的芽尖？瓜幼苗的芽尖？2 2、获得的四倍体西瓜、获得的四倍体西瓜缘何要和二倍体杂交？缘何要和二

24、倍体杂交？西瓜幼苗的芽尖是西瓜幼苗的芽尖是有有丝分裂旺盛丝分裂旺盛的地方，的地方，用秋水仙素处理有利用秋水仙素处理有利于于抑制细胞有丝分裂抑制细胞有丝分裂时形成纺锤体时形成纺锤体，从而，从而形成四倍体西瓜植株。形成四倍体西瓜植株。杂交可获得三倍体植株。多倍体产生杂交可获得三倍体植株。多倍体产生的途径为：秋水仙素处理萌发的种子的途径为：秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。或幼苗。 拓展题拓展题三倍体无子西三倍体无子西瓜的培育过程瓜的培育过程3 3、三倍体西瓜为什么没有、三倍体西瓜为什么没有种子？真的一颗都没有吗？种子？真的一颗都没有吗？4 4、每年都要制种，、每年都要制种，很麻烦，有没有别的很麻烦，有

25、没有别的替代方法？替代方法？三倍体植株不能进行正常的三倍体植株不能进行正常的减数分裂形成生殖细胞，因减数分裂形成生殖细胞，因此，不能形成种子。但并不此，不能形成种子。但并不是绝对一颗种子都没有，其是绝对一颗种子都没有，其原因是在进行减数分裂时，原因是在进行减数分裂时，有可能形成正常的卵细胞。有可能形成正常的卵细胞。有，方法一：进行无性繁殖。将三倍有，方法一：进行无性繁殖。将三倍体西瓜植株进行组织培养获得大量的体西瓜植株进行组织培养获得大量的组织苗，再进行移栽。方法二：利用组织苗，再进行移栽。方法二：利用生长素或生长素类似物处理二倍体未生长素或生长素类似物处理二倍体未受粉的雌蕊，以促进子房发育成

26、无种受粉的雌蕊，以促进子房发育成无种子的果实，在此过程中要进行套袋处子的果实，在此过程中要进行套袋处理，以避免受粉理，以避免受粉无籽西瓜的培育过程无籽西瓜的培育过程二倍体二倍体幼苗幼苗四倍体四倍体植株植株秋水仙素处理秋水仙素处理染色体加倍染色体加倍二倍体二倍体幼苗幼苗二倍体二倍体植株植株发育发育授粉授粉二倍体二倍体幼苗幼苗二倍体植株发育发育花粉花粉诱导诱导三倍体三倍体种子种子三倍体三倍体无籽瓜无籽瓜三倍体三倍体植株植株发育发育第一年第一年第二年第二年二倍体二倍体幼苗幼苗四倍体四倍体植株植株秋水仙素处理秋水仙素处理染色体加倍染色体加倍二倍体二倍体幼苗幼苗二倍体二倍体植株植株发育发育授授粉粉二倍体二倍体幼苗幼苗二倍体二倍体植株植株发育发育花粉花粉诱导诱导三倍体三倍体种子种子三倍体三倍体无籽瓜无籽瓜三倍体三倍体植株植株发育发育第一年第一年第二年第二年三倍体西瓜联会紊乱，不能产生三倍体西瓜联会紊乱，不能产生正常的配子正常的配子；用二倍体花粉：刺激子房发育为果实用二倍体花粉：刺激子房发育为果实2 2、为什么还需授以二倍体（普通西、为什么还需授以二倍体（普通西瓜）的花粉？瓜）的花粉？