資源簡介

(共41張PPT)
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5.2
染色體變異
課前導(dǎo)入
野生祖先種（多種顏色）
栽培品種（多為黃色）
野生祖先種（有籽）
栽培品種（無籽）
問題探討
Q：1.根據(jù)前面所學(xué)減數(shù)分裂的知識，試著完成該表格。
2.為什么平時吃的香蕉是沒有種子的？
生物種類 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 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
異常
作為野生植物的后代，許多栽培植物的染色體數(shù)目卻與它們的祖先大不相同，如馬鈴薯和香蕉。
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，無法結(jié)合受精卵形成種子。
一、染色體的變異（P87）
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.類型
染色體結(jié)構(gòu)的變異
染色體數(shù)目的變異
Q：染色體變異與基因突變有什么區(qū)別呢？
①染色體變異在光學(xué)顯微鏡下可見。
②基因突變是指某一個基因發(fā)生了改變，變異影響小；染色體變異涉及的基因數(shù)目多，變異影響大。
常染色體個別染色體數(shù)目異常：
先天性愚型/21三體綜合征/唐氏綜合征：
親代減數(shù)分裂時同源染色體未分離，或姐妹染色單體未分離。
胡一舟：在2000年前后曾感動全國甚至世界無數(shù)觀眾的智力殘障“天才指揮家”。
二、染色體數(shù)目的變異（P87）
若減數(shù)分裂Ⅰ后期，同源染色體不能正常分離：
有2個染色體組
沒有染色體
若減數(shù)分裂Ⅱ后期，姐妹染色單體未分離而進(jìn)入同一個子細(xì)胞；
有2個染色體組
沒有染色體
1個染色體組
二、染色體數(shù)目的變異（P87）
性染色體個別染色體數(shù)目異常：
①XYY三體：比正常的男性多出一條Y染色體，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(jìn)入同一個配子中，產(chǎn)生YY的異常精子。
②XXY三體：表現(xiàn)為XY男性的生理特征，同時可能出現(xiàn)不同程度的女性化第二性征。
原因：父方在MⅠ時X和Y未分離，進(jìn)入同一個配子中；或母方在MⅠ時X和X未分離；或MⅡ時兩條X單體分離后進(jìn)入同一個配子中。
二、染色體數(shù)目的變異（P87）
二、染色體數(shù)目的變異（P87）
1.類型：
①細(xì)胞內(nèi) 的增加或減少。
②染色體數(shù)目以 成倍地增加或成套地減少。
個別染色體
一套完整的非同源染色體為基數(shù)
（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
增加二套
減少一套
21-三體綜合征
二、染色體數(shù)目的變異（P87）
2.染色體組：每套非同源染色體稱為一個染色體組。
（1）內(nèi)涵：①不存在同源染色體
②不含有等位基因
③各個染色體的形態(tài)和功能均不相同
④含有該物種的全部遺傳信息
雄果蠅染色體圖解
X
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Y
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
X
Y
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅱ
Ⅲ
二、染色體數(shù)目的變異（P87）
2.染色體組：每套非同源染色體稱為一個染色體組。
（2）判斷方式：
①根據(jù)“染色體形態(tài)”：
——細(xì)胞內(nèi)同種形態(tài)染色體有幾條就含幾個染色體組。
3個
染色體組
4個
染色體組
1個
染色體組
2個
染色體組
4個
染色體組
二、染色體數(shù)目的變異（P87）
2.染色體組：每套非同源染色體稱為一個染色體組。
（2）判斷方式：
②根據(jù)“基因型”：
——控制相同基因或等位基因（包括同一字母的大、小寫）出現(xiàn)幾次，則含有幾個染色體組。
YyRr
AABBDD
Aaa
AABbD
2個
染色體組
2個
染色體組
3個
染色體組
1個
染色體組
ABCD
2個
染色體組
二、染色體數(shù)目的變異（P87）
2.染色體組：每套非同源染色體稱為一個染色體組。
（2）判斷方式：
③根據(jù)染色體的數(shù)目和形態(tài)數(shù)：
——染色體組的數(shù)目 = 染色體數(shù) ÷ 染色體形態(tài)數(shù)
例：韭菜的體細(xì)胞中含有32條染色體，這32條染色體有8種形態(tài)結(jié)構(gòu)，韭菜有（ ）個染色體組？
A.2 B.4 C.6 D.8
B
二、染色體數(shù)目的變異（P87）
2.染色體組：每套非同源染色體稱為一個染色體組。
（2）判斷方式：
④根據(jù)名稱：
——叫幾倍體，則體細(xì)胞中就有幾個染色體組。
例：野生馬鈴薯是二倍體，則其體細(xì)胞中有 個染色體組，生殖細(xì)胞中有 個染色體組。
染色體組數(shù)＝ 。
1個染色體組中的染色體數(shù)＝ 。
形態(tài)相同的染色體的條數(shù)
不同形態(tài)染色體的種類數(shù)
2
1
二、染色體數(shù)目的變異（P87）
3.二倍體：
由受精卵發(fā)育而來，體細(xì)胞中有2個染色體組的生物。
野生馬鈴薯的染色體組成
人體內(nèi)染色體組成
2N=46，2： N：
有兩個染色體組
每組有N條非同源染色體
二、染色體數(shù)目的變異（P87）
4.三倍體：
由受精卵發(fā)育而來，體細(xì)胞中有三個染色體組的生物。
三倍體因原始生殖細(xì)胞中含有三套非同源染色體，減數(shù)分裂時出現(xiàn)聯(lián)會紊亂，因此不能形成可育的配子。
如香蕉、三倍體無子西瓜的果實中沒有種子。
二、染色體數(shù)目的變異（P87）
5.多倍體：
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個體。（有幾個染色體組就叫幾倍體）
野生草莓VS加倍后的草莓
①優(yōu)點(diǎn)：莖稈粗壯，葉片、果實和種子都比較大，營養(yǎng)物質(zhì)含量較多
②缺點(diǎn)：生長發(fā)育延遲，結(jié)實率低
③人工誘導(dǎo)方法：低溫處理、秋水仙素誘發(fā)（萌發(fā)的種子或幼苗）
拓
展
人工誘導(dǎo)多倍體：
方法
①低溫處理
②秋水仙素誘發(fā)種子或幼苗（最常用且最有效）
原理
低溫或秋水仙素，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
結(jié)果
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。
秋水仙
拓
展
一
人工誘導(dǎo)多倍體
：
二倍體
授粉
二倍體
（父本）
四倍體
（母本）
三倍體
聯(lián)會紊亂
無籽西瓜
秋水仙素
授粉
第一年
第二年
第1次傳粉：得到三倍體的種子。
第2次傳粉：刺激子房產(chǎn)生生長素，促進(jìn)子房發(fā)育為果實。
拓
展
一
人工誘導(dǎo)多倍體
：
2.（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？（P91）
芽尖是有絲分裂旺盛的地方，用秋水仙素處理可以抑制細(xì)胞有絲分裂時形成紡錘體，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目加倍，從而得到四倍體植株。
課后習(xí)題
拓
展
一
人工誘導(dǎo)多倍體
：
2.（2）獲得的四倍體為什么與二倍體雜交？聯(lián)系第1問，能說出產(chǎn)生多倍體的基本途徑嗎？
雜交可獲得三倍體植株。
途徑：用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗。
課后習(xí)題
拓
展
一
人工誘導(dǎo)多倍體
：
2.（3）有時可以看到三倍體西瓜有少量發(fā)育不成熟的種子，請推測產(chǎn)生這些種子的原因？
三倍體植株一般不能進(jìn)行正常的減數(shù)分裂形成配子，因此不能形成種子。但是，也有可能在減數(shù)分裂時形成正常的卵細(xì)胞，從而形成正常的種子，但這種概率特別小。
課后習(xí)題
拓
展
一
人工誘導(dǎo)多倍體
：
2.（4）無子西瓜每年都要制種，很麻煩，有無別的替代方法？
①進(jìn)行無性生殖，將三倍體植株進(jìn)行組織培養(yǎng)獲取大量組培苗，再進(jìn)行移栽；
②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(jìn)子房發(fā)育成無子果實，同時，在花期全時段要進(jìn)行套袋處理，以避免受粉。
課后習(xí)題
拓
展
二
低溫誘導(dǎo)多倍體
：
用低溫處理植物的 細(xì)胞，能夠抑制 的形成，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 ，于是，植物細(xì)胞的染色體數(shù)目發(fā)生變化。
分生組織
紡錘體
分裂成兩個子細(xì)胞
1.實驗原理
拓
展
二
低溫誘導(dǎo)多倍體
：
2.實驗步驟及現(xiàn)象
現(xiàn)象：視野中既有正常的二倍體細(xì)胞，也有 發(fā)生改變的細(xì)胞。
4℃
卡諾氏液
95%
漂洗
染色
染色體數(shù)目
固定細(xì)胞的形態(tài)
拓
展
二
低溫誘導(dǎo)多倍體
：
解離：鹽酸和酒精混合液（1：1混合）。
目的：使組織中的細(xì)胞相互分離開來。
漂洗：清水漂洗。
目的：洗去藥液，防止解離過度。
染色：用甲紫/龍膽紫或醋酸洋紅溶液對染色體染色。
制片：放在載玻片上，加清水并用鑷子把根尖弄碎，蓋上蓋玻片，用拇指輕輕地按壓蓋玻片完成制片。
拓
展
二
低溫誘導(dǎo)多倍體
：
【注意】
①誘導(dǎo)率不是百分之百，因此視野中既有二倍體細(xì)胞，也有少部分染色體數(shù)目發(fā)生改變的細(xì)胞。
②解離之后，細(xì)胞失去活性，因此不能觀察到連續(xù)的變化。
二、染色體數(shù)目的變異（P87）
7.單倍體：
配子（生殖細(xì)胞）發(fā)育而成 ，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。
蜂王 雄蜂 工蜂
32條 16條 32條
蜜蜂
蜂王
工蜂
雄峰→
由受精卵發(fā)育而來
二倍體
由卵細(xì)胞發(fā)育而來
單倍體
①由受精卵發(fā)育來的個體，細(xì)胞中含有幾個染色體組，就叫幾倍體；
②而由配子直接發(fā)育來的，不管含有幾個染色體，都只能叫單倍體。
判斷
是否含有兩個染色體組的都是二倍體？是否單倍體都只有一個染色體組？
二、染色體數(shù)目的變異（P87）
7.單倍體：
配子（生殖細(xì)胞）發(fā)育而成 ，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。
①缺點(diǎn)：植株長得弱小，而且高度不育
②優(yōu)點(diǎn)：明顯縮短育種年限、快速獲得純合子
（得到的植株不僅能夠正常生殖，而且每對染色體上成對的基因都是純合的，自交后代不發(fā)生性狀分離）
③培育方式：花藥（花粉）離體培養(yǎng)獲得單倍體植株→人工誘導(dǎo)加倍（秋水仙素）染色體加倍
拓
展
三
單倍體育種
：
親本
F1
DDTT
ddtt
×
×
（抗倒伏，不抗病）
（易倒伏，抗病）
DdTt
自交多代，獲得目標(biāo)品種（抗倒伏，抗病）
優(yōu)點(diǎn)：操作簡單
缺點(diǎn)：耗時長
傳統(tǒng)育種方式：連續(xù)自交
拓
展
三
單倍體育種
：
單倍體育種方式≠花藥離體培養(yǎng)
（抗倒伏，不抗病）
（抗倒伏抗病）
花藥（粉）：DT Dt dT dt
單倍體幼苗：DT Dt dT dt
正常植株：DDTT DDtt ddTT ddtt
新品種：DDtt
花藥離體培養(yǎng)
秋水仙素處理幼苗
缺點(diǎn)：操作復(fù)雜
優(yōu)點(diǎn)：縮短育種年限
DDTT（♀）× ddtt（♂）
第一年
第二年
篩選
DdTt
（抗倒伏，不抗病）
（倒伏，抗病）
二倍體生物
（體現(xiàn)細(xì)胞全能性）
DdTt植株
單倍體育種 多倍體育種
原理
常用方法
優(yōu)勢
缺點(diǎn)
染色體數(shù)目變異
染色體組成倍減少，再加倍后得到純種
染色體數(shù)目變異
染色體組成倍增加
花藥離體培養(yǎng)后
人工誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍
秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗
明顯縮短育種年限
得到的植株是純合子
操作簡單
操作復(fù)雜，需與雜交育種配合
適用于植物，動物難以操作
ps:用秋水仙素處理植株使染色體數(shù)目加倍：若操作對象是單倍體植株，叫單倍體育種，若操作對象為正常植株，叫多倍體育種。
課后小結(jié)
三、染色體結(jié)構(gòu)的變異（P90）
①缺失：一條染色體某一片段缺失
a
b
c
d
e
f
結(jié)果：基因數(shù)目減少
人類的貓叫綜合征：5號染色體部分缺失。
癥狀：兩眼距離較遠(yuǎn)，耳位低下，生長發(fā)育緩慢，存在著嚴(yán)重的智力障礙。患兒哭聲輕，音調(diào)高，很像貓叫。
1.類型：
三、染色體結(jié)構(gòu)的變異（P90）
a
b
c
d
e
f
b
棒狀眼
正常眼
②重復(fù)：染色體增加了某一片段
結(jié)果：基因數(shù)目增加
1.類型：
三、染色體結(jié)構(gòu)的變異（P90）
a
b
c
d
e
f
g
h
i
j
k
正常眼
花斑眼
③易位：染色體的某一片段移接到另一條非同源染色體上
結(jié)果：染色體上基因的排列順序發(fā)生改變
1.類型：
拓
展
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
原理
觀察
發(fā)生于非同源染色之間
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
可在顯微鏡下觀察到
在顯微鏡下觀察不到
三、染色體結(jié)構(gòu)的變異（P90）
c
d
e
f
a
b
a
f
b
c
d
e
e
d
b
c
正常翅
卷翅
④倒位：染色體的某一片段位置顛倒引起的變異
結(jié)果：染色體上基因的排列順序發(fā)生改變
1.類型：
a
b
c
d
e
f
a
b
c
d
e
f
b
c
d
e
a
f
三、染色體結(jié)構(gòu)的變異（P90）
染色體結(jié)構(gòu)上的缺失、重復(fù)、易位和倒位
染色體上的基因數(shù)量、排列順序的改變
生物性狀的改變（變異）
2.結(jié)果：
3.影響：大多數(shù)染色體結(jié)構(gòu)變異對生物體是不利的，甚至導(dǎo)致生物體死亡。
課堂練習(xí)
缺失
重復(fù)
易位
倒位
上述變異類型中， 和 改變了染色體上基因的數(shù)量，
和 改變了基因在染色體上的 。
缺失
重復(fù)
易位
倒位
排列順序
發(fā)生結(jié)構(gòu)變異的染色體在聯(lián)會時是怎樣？
總
結(jié)
生物變異總結(jié)：
變異類型 基因突變 基因重組 染色體 結(jié)構(gòu)變異 染色體
數(shù)目變異
發(fā)生時間
間期
減Ⅰ前期
減Ⅰ后期
有絲分裂
減數(shù)分裂
有絲后期
減Ⅰ后期
減Ⅱ后期
原核生物有哪些變異類型？
基因突變
總
結(jié)
類別 基因突變 基因重組 染色體變異
適用范圍 所有生物（包括病毒） 自然狀態(tài)下，發(fā)生在真核生物的有性生殖過程 真核生物
類型 誘發(fā)突變、自發(fā)突變或（顯性、隱性突變） 交叉互換型、自由組合型（基因工程） 染色體結(jié)構(gòu)變異
染色體數(shù)目變異
發(fā)生時期 任何時期，主要發(fā)生在有絲分裂前間期和減數(shù)分裂前的間期 減數(shù)第一次分裂前期、減數(shù)第一次分裂后期 任何時期，主要發(fā)生在細(xì)胞分裂時
結(jié)果 引起基因堿基序列的改變（產(chǎn)生了新基因，但不改變基因的數(shù)量和位置） 產(chǎn)生了新基因型和性狀組成、不能產(chǎn)生新的基因和性狀 使排列在染色體上基因的數(shù)目或排列順序發(fā)生改變，不產(chǎn)生新的基因
光學(xué)顯微鏡觀察 不能觀察到 屬于分子水平 不能觀察到 屬于分子水平 能觀察到
屬于細(xì)胞水平
意義 新基因產(chǎn)生的途徑； 生物變異的根本來源； 為生物的進(jìn)化提供了豐富的原材料； 生物變異的來源之一，對生物進(jìn)化具有重要的意義 生物變異的來源之一，對生物進(jìn)化具有重要的意義
課堂小結(jié)

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