資源簡介

(共37張PPT)
§5-2 染色體變異
基因突變及其他變異
第2節 染色體變異
（第一課時）
學習目標
染色體變異：①定義；②類型：2（數目/結構）
類型1： 染色體數目變異
①非整倍變異（概念、原因）
②整倍變異 染色體組（概念、內涵、判定方法）
二倍體（定義、實例）、區分染色體組/基因組
三倍體（定義、原因、香蕉育種）
四倍體（定義、原因、育性）
多倍體（概念、實例、特點）
③多倍體育種：三倍體無籽西瓜的育種
實驗：低溫誘導多倍體植物
單倍體（定義、特點、實例、應用：單倍體育種）
1.根據前面所學減數分裂的知識，試著完成上表。
2.為什么我們平時吃的香蕉沒有種子？
生物種類 體細胞染色體數/條 體細胞非同源染色體/套 配子染色體數/條
馬鈴薯 野生祖先種 24 2
栽培品種 48 4
香蕉 野生祖先種 22 2
栽培品種 33 3
12
24
11
11
【提示】因為香蕉栽培品種體細胞中的染色體數目是33條，減數分裂時染色體發生聯會紊亂，難以形成正常可育的配子，因此無法形成受精卵，進而不能形成種子。
問題探討
父方
(2N)
母方
(2N)
精子
(N)
卵子
(N)
受精卵
(2N)
新個體
(2N)
減數分裂
減數分裂
受精作用
有絲分裂
減數分裂和受精作用能夠使生物體親子代間的染色數目保持穩定。
思考
Thinking
生物種類 體細胞染 色體數/條 體細胞非同 源染色體/套 配子染色
體數/條
馬
鈴
薯 野生祖先種 24 2 12　
栽培品種 48 4 24　
香
蕉 野生祖先種 22 2 11　
栽培品種 33 3 11　
馬鈴薯和香蕉的染色體數目表
馬鈴薯和香蕉的染色體數目為什么與他們的野生祖先有很大差別呢？
問題探討
請認真閱讀教材P87相關內容，思考：
1.什么是染色體變異？它分類哪幾類？
2.哪一種變異可以通過顯微鏡觀察進行判斷？
3.嘗試對染色體變異類型分類？
過渡
生物體的體細胞或生殖細胞內染色體數目或結構的變化，稱為染色體變異。
定 義
類 型
染色體變異
結構變異
數目變異
細胞內個別染色體增加或減少
細胞內染色體組成倍增加或成套減少
二倍體和多倍體
單倍體
染色體變異①定義；②類型
1.染色體數目變異的類型
（1）非整倍性變異：細胞內個別染色體增加或減少
（2）整倍性變異：以一套完整的非同源染色體為基數成倍的增加
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）
個別異常
成套異常
增加一條
減少一條
增加一套
減少一套
三體：2n+1
單體：2n-1
染色體變異②類型1：染色體數目變異
染色體變異②類型1：染色體數目變異（非整倍性變異）
非整倍性變異：細胞內個別染色體增加或減少
正常地染色體組中,丟失或添加了一條或幾條完整的染色體。
個別異常
增加一條
減少一條
三體：2n+1
單體：2n-1
像這樣單體和三體屬于幾倍體？
染色體變異②類型1：染色體數目變異（非整倍性變異）
非整倍性變異：細胞內個別染色體增加或減少
①XYY三體
性染色體數目異常
一種人類男性的性染色體疾病，比正常的男性多出一條Y染色體，所以又稱“超雄綜合征”
原因：
父方在MⅡ時兩條Y染色單體分離后，進入同一個配子中，產生YY的異常精子。
原因
父方在MⅠ時X和Y未分離，進入同一個配子中，形成XY的異常精子。
②XXY三體
具有XXY染色體的人通常表現為XY男性的生理特征，同時可能出現不同程度的女性化第二性征。
或母方在MⅠ時X和X未分離，
或母方在MⅡ時兩條X單體分離后進入同一個配子中，形成XX的異常卵細胞。
大多數X三體個體表型正常，但發育較早，平均身高較正常女性高，平均智商比正常人群低10-15.
原因
父方在MⅡ時兩條X染色單體分離后，進入同一個配子中，產生XX的異常精子。
或母方在MⅠ時X和X未分離，
或母方在MⅡ時兩條X單體分離后進入同一個配子中，形成XX的異常卵細胞。
③XXX三體
④XO單體
少一條性染色體，稱為特納綜合癥，很難生育。
原因
父方在MⅠ時X和Y未分離，進入同一個配子中，形成不含性染色體的異常精子。
或母方在MⅠ時X和X未分離，或MⅡ時兩條X單體分離后進入同一個配子中，形成不含性染色體的異常卵細胞。
染色體變異②類型1：染色體數目變異
什么是“染色體組”？
判斷染色體組的方法？
什么是“二倍體”、“多倍體”？
多倍體植株的特點：優點、缺點
“多倍體”的成因
多倍體育種（無籽西瓜培育）
低溫誘導植物細胞染色體數目的變化
染色體變異②類型1：染色體數目變異（整倍性變異）
整倍性變異：以一套完整的非同源染色體為基數成倍的增加
或成套的減少。（以染色體組的形式增加或減少）
1.染色體組
染色體組：細胞中的一組非同源染色體，它們在形態和功能上各不相同，但是攜帶著控制一種生物生長發育、遺傳和變異的全部信息，這樣的一組染色體叫做一個染色體組。
果蠅染色體組成
一個染色體組
①定義
染色體變異②類型1：染色體數目變異（整倍性變異）
整倍性變異：以一套完整的非同源染色體為基數成倍的增加
或成套的減少。（以染色體組的形式增加或減少）
1.染色體組
一個染色體組中不存在同源染色體
一個染色體組中不含有等位基因
一個染色體組中各個染色體的形態和功能均不相同
一個染色體組中含有該物種的全部遺傳信息
②內涵
1、3、5、7組成一個染色體組。
1、3、5雖然不存在同源染色體、等位基因，且各個染色體形態功能不同，但是，含有該物種的全部遺傳信息。
染色體變異②類型1：染色體數目變異（整倍性變異）
整倍性變異：以一套完整的非同源染色體為基數成倍的增加
或成套的減少。（以染色體組的形式增加或減少）
1.染色體組
③染色體組數的判斷
下列各細胞中有幾個染色體組？
據染色體形態判斷：細胞內形態相同的染色體有幾條，則含有幾個染色體組。
4個
3個
2個
1個
染色體變異②類型1：染色體數目變異（整倍性變異）
1.染色體組
③染色體組數的判斷
下列各細胞中有幾個染色體組？
整倍性變異：以一套完整的非同源染色體為基數成倍的增加
或成套的減少。（以染色體組的形式增加或減少）
據基因型判斷：
控制同一性狀的基因(包括同一字母的大、小寫)出現幾次，就含幾個染色體組。
4個
2個
3個
1個
根據染色體的數目和染色體的形態數來推算。
染色體組的數目＝常染色體數/常染色體形態數。
如果蠅體細胞中有6條常染色體，分為3種形態，則染色體組的數目為6÷3=2個。
整倍性變異：以一套完整的非同源染色體為基數成倍的增加
或成套的減少。（以染色體組的形式增加或減少）
1.染色體組
③染色體組數的判斷
染色體變異②類型1：染色體數目變異（整倍性變異）
3個
3條
1個
4條
2個
4條
3個
2條
4個
3條
4個
2條
1個
4條
2個
2條
課中檢測
請判斷下列的幾個細胞含幾個染色體組？每組有幾條染色體？
染色體變異②類型1：染色體數目變異（整倍性變異）
2、二倍體（2n)
①定義：由受精卵發育而來的，體細胞中含兩個染色體組的個體。
③實例： 幾乎全部動物以及過半數的高等植物是二倍體
如：番茄、人、玉米、果蠅
②常用2n表示，“2”表示兩個染色體組，
“n”表示每個染色體組中有n條染色體。
染色體變異②類型1：染色體數目變異（整倍性變異）
人類中期染色體形態示意圖
2n=46
人類體細胞含有2個染色體組，每個染色體組有23條染色體組成
(22條常染色體和一條X或Y)。
注意：區分染色體組 VS 基因組
人類的染色體組：22常+X/Y
基因組：22常+X+Y
果蠅的染色體組：3常+X/Y
基因組：3常+X+Y
染色體變異②類型1：染色體數目變異（整倍性變異）
果蠅體細胞
果蠅配子
果蠅體細胞有 個染色體組
每組染色體組含 條染色體
果蠅配子中有 個染色體組。
屬于 倍體
正常男性染色體組型
正常男性體細胞中有 條染色體
這些染色體可以組成 對
這些染色體中有 條來自父親， 條來自母親
有 套染色體，屬于 倍體
2
4
1
46
23
23
23
2
二
二
減數分裂Ⅰ出現錯誤
受精作用
復制
減數分裂I后期異常
染色體變異②類型1：染色體數目變異（整倍性變異）
二倍體的減數分裂出現錯誤，形成含有兩個染色體組的配子，這樣的配子與含有一個染色體組的配子結合，發育成的個體的體細胞中就含有三個染色體組，稱作三倍體。
3.三倍體
減數分裂II出現錯誤
3.三倍體
染色體變異②類型1：染色體數目變異（整倍性變異）
減數分裂II后期異常
受精作用
減數分裂I后期正常
二倍體的減數分裂出現錯誤，形成含有兩個染色體組的配子，這樣的配子與含有一個染色體組的配子結合，發育成的個體的體細胞中就含有三個染色體組，稱作三倍體。
染色體變異②類型1：染色體數目變異（整倍性變異）
香蕉的培育
香蕉的祖先為野生芭蕉，個小而多種子，無法食用。香蕉的培育過程如下：
野生
芭蕉
2n
有籽香蕉
4n
加倍
野生
芭蕉
2n
×
2n
n
無籽香蕉
3n
受精作用
←減數分裂→
無籽香蕉
3n
無性生殖
3.三倍體
染色體變異②類型1：染色體數目變異（整倍性變異）
4.四倍體
減數分裂出現錯誤
受精作用
減數分裂I后期正常
減數分裂II后期異常
染色體變異②類型1：染色體數目變異（整倍性變異）
4.四倍體
什么是四倍體？它是如何形成的？
由2個含有兩個染色體組的配子結合發育成的個體，體細胞中含有4個染色體組，稱為四倍體；
四倍體的成因有兩種：
①有2個含有兩個染色體組的配子結合發育而來的；
②二倍體在胚或幼苗時期受某種因素影響，體細胞在進行有絲分裂時，染色體只復制未分離，也會形成四倍體。
三倍體、四倍體是否可育？
四倍體可以通過減數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胞中有三套非同源染色體，減數分裂時出現聯會紊亂，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。
染色體變異②類型1：染色體數目變異（整倍性變異）
體細胞中含有3個或3個以上染色體組的個體統稱為多倍體。
【特點】莖稈粗壯，葉片、果實和種子都比較大，糖類和蛋白質等營養物質的含量都有所增加；也存在結實率低，晚熟等缺點。
因此人們常常采用人工誘導多倍體的方法來獲得多倍體植株培育新品種。
5.多倍體
馬鈴薯是四倍體
香蕉是三倍體
普通小麥是六倍體
四倍體葡萄的果實比二倍體的大的多
四倍體番茄的維生素C含量
比二倍體的幾乎增加了一倍
多倍體植物中很常見，動物中極少見。
幾乎全部的動物和過半數以上的高等植物，都是二倍體。
染色體變異②類型1：染色體數目變異（整倍性變異）
5.多倍體
方法：人工誘導多倍體的方法很多，如：
低溫處理：【探究·實踐】低溫誘導植物細胞染色體數目的變化
秋水仙素誘導：
方法：用秋水仙素處理萌發的種子或幼苗
秋水仙素作用：是抑制細胞分裂時紡錘體的形成，導致染色體不能移向細胞兩極。
是目前最常用且最有效的方法。
舉例：含糖量高的甜菜和三倍體無子西瓜等。
多倍體育種
雜交
三倍體
（母本）
聯會紊亂
無子西瓜
第一年
第二年
三倍體植株
三倍體無子西瓜培育過程
染色體變異②類型1：染色體數目變異（整倍性變異）
（父本）
1、在二倍體西瓜幼苗的芽尖滴加秋水仙素的目的是什么？依據的原理是什么？
當秋水仙素作用于芽尖時,它能滲入分生組織正在進行有絲分裂的細胞里面,抑制紡錘絲的形成,導致染色體不能移向細胞兩極。但不影響染色體的復制,復制后的染色體共存于該細胞中,進而經有絲分裂形成染色體加倍的細胞。
2、四倍體西瓜植株做母本產生的雌配子中含有幾個染色體組？獲得的四倍體西瓜為何要與二倍體雜交？
2個；
雜交可以獲得三倍體植株。
3、四倍體植株上結的西瓜是無籽西瓜嗎？
有籽西瓜
染色體變異②類型1：染色體數目變異（整倍性變異）
三倍體無子西瓜培育過程
4、有時可以看到三倍體西瓜中有少量發育并成熟的種子，請推測產生這些種子的原因？
三倍體植株一般不能進行正常的減數分裂形成配子，因此，不能形成種子。但是，也有可能在減數分裂時形成正常的卵細胞，從而形成正常的種子，但這種概率特別小。
5、無子西瓜每年都要制種，很麻煩，有沒有別的替代方法
有其他方法可以替代
方法一：進行無性生殖，將三倍體植株進行組織培養獲取大量培苗，再進行移栽；
方法二：利用生長素或生長素類似物處理二倍體植株未受粉的雌蕊，以促進子房發育成無種子的果實，同時，在花期全時段要進行套袋處理，以避免受粉。
6、兩次傳粉的目的相同嗎？
第一次：雜交，得到三倍體種子。
第二次：提供生長素，刺激子房發育成果實。
學習低溫誘導植物細胞染色體數目變化的方法。
理解低溫誘導植物細胞染色體數目變化的作用機制。
目的要求
材料用具
材料：蒜或洋蔥（均為二倍體，體細胞中的染色體數目為16）
用具：培養皿，濾紙，紗布，燒杯，鑷子，剪刀，顯微鏡，載玻片，蓋玻片，冰箱
藥品：卡諾氏液，質量濃度為0.01g/mL的甲紫（舊稱龍膽紫）溶液，質量分數為15%的鹽酸，體積分數為95%的酒精。
用低溫處理植物的分生組織細胞，能夠抑制紡錘體的形成，以致影響細胞有絲分裂中染色體被拉向兩極，導致細胞不能分裂成兩個子細胞，于是，植物細胞的染色體數目發生變化。
實驗原理
探究實驗：低溫誘導植物細胞染色體數目變化
探究實驗：低溫誘導植物細胞染色體數目變化
誘導培養
將蒜（或洋蔥）在冰箱冷藏室內（4℃）放置一周。取出后，將蒜放在裝滿清水的容器上方，讓蒜的底部接觸水面，于室溫（約25℃）進行培養。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，誘導培養48~72h。
材料處理
剪取根尖：約0.5～1cm
固定細胞形態：放入卡諾氏液中浸泡0.5～1h
沖洗：用體積分數為95%的酒精沖洗2次
制作裝片
解離、漂洗、染色、制片，方法同實驗“觀察植物細胞的有絲分裂”
觀察
先用低倍鏡尋找染色體形態較好的分裂象。視野中既有正常的二倍體細胞，也有染色體數目發生改變的細胞。確認某個細胞發生染色體數目變化后，再用高倍鏡觀察。
方法步驟
探究實驗：低溫誘導植物細胞染色體數目變化
1.單倍體細胞內含有一個染色體組？
2.細胞內含有兩個染色體組就是二倍體？
3.單倍體的定義？
4.馬和驢雜交的后代騾子為什么不能生育？
染色體變異②類型1：染色體數目變異（整倍性變異）
看完課本并思考如下問題
染色體變異②類型1：染色體數目變異（整倍性變異）
6.單倍體
蜂王
工蜂
雄蜂
舉 例
（體細胞中32條染色體）
（體細胞中32條染色體）
（體細胞中16條染色體）
體細胞：2N=32
配　子：
減數分裂
單倍體：
發育
N=16
蜂王：
二倍體(2N)
體細胞中含中32條染色體
雄蜂：
單倍體(N)
體細胞中含中16條染色體
16（N）
N=16（N）
雄蜂的形成
染色體變異②類型1：染色體數目變異（整倍性變異）
體細胞中的染色體數目與本物種配子染色體數目相同的個體，叫作單倍體。
定 義
與正常植株相比，植株弱小，且高度不育。
特 點
體細胞：2N=32
配　子：
減數分裂
單倍體：
發育
N=16
16（N）
N=16（N）
染色體數相等
染色體變異②類型1：染色體數目變異（整倍性變異）
應用——單倍體育種
舉例：已知小麥的高稈（D）對矮稈（d）為顯性，抗銹病（R）對易染銹病（r）為顯性，兩對性狀獨立遺傳。現有高稈抗銹病、矮稈易染銹病兩純系品種。要求用單倍體育種的方法培育出具有優良性狀的新品種。
P
DDRR
ddrr
×
DdRr
DR　　　 Dr　　 　dR　　　dr
DDRR　　DDrr　　ddRR　　ddrr
F1
花藥(配子)
單倍體
雜交
減數分裂
②秋水仙素誘導染色體加倍
DR　　　 Dr　　 　dR　　　dr
①花藥離體培養（組織培養技術）
純合子
選取ddRR（矮抗）即為所需類型
染色體變異②類型1：染色體數目變異（整倍性變異）
單倍體育種
方法
常采用花藥（或花粉）離體培養的方法來獲得單倍體植株
然后人工誘導使這些植株的染色體數目加倍，恢復到正常植株的染色體數目。
特點
明顯縮短育種年限。
原因：用這種方法培育得到的植株，不但能夠正常生殖，而且每對染色體上成對的基因都是純合的，自交的后代不會發生性狀分離。
染色體變異②類型1：染色體數目變異（整倍性變異）

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