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(共43張PPT)
第五章
基因突變及其他變異
5.2 染色體變異
人教版（2019）
染色體變異
染色體變異
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。
類型
1.染色體數目變異
2.染色體結構變異
可用光學顯微鏡觀察到
1
類型
缺失
1
思考：在顯微鏡下如何判斷？
a
b
c
d
a
b
d
染色體的某一片段缺失而引起變異。
結果：基因數目減少
實例：果蠅缺刻翅的形成
看聯會形態
圖示：
聯會形態：
染色體結構變異
一
1
類型
缺失
1
結果：基因數目增加
實例：果蠅棒狀眼的形成
圖示：
聯會形態：
b
a
c
d
e
a
b
d
e
a
b
c
d
d
e
重復
2
染色體中增加某一片段引起變異。
區分：基因突變中的“增添”、“缺失”
指基因內部堿基對的變化。
產生新基因，但基因數目和排列順序均未發生變化；光學顯微鏡下無法檢測到。
染色體結構變異
一
染色體結構變異
一
1
類型
缺失
1
結果：基因排列順序變化
實例：果蠅花斑眼的形成
圖示：
聯會形態：
重復
2
染色體的某一片段移接到另一條非同源染色體上引起變異。
區分：交叉互換
發生在同源染色體的非姐妹染色單體之間，不改變染色體上基因的數目和排列順序。
易位
3
染色體結構變異
一
1
類型
缺失
1
結果：基因排列順序變化
實例：果蠅卷翅的形成
圖示：
聯會形態：
重復
2
染色體的某一片段顛倒引起變異。
易位
3
a
b
c
d
e
a
b
c
d
e
倒位
4
染色體結構變異
一
1
類型
缺失
1
重復
2
易位
3
倒位
4
2
原因
3
結果
4
時期
5
范圍
使排列在染色體上的基因數目或排列順序發生改變，導致性狀的變異。
染色體發生斷裂，斷裂端異常愈合與重接
內因：生物體內代謝過程的失調、衰老等
外因：各種射線、化學藥劑、溫度劇變等
最可能發生在間期DNA復制時（染色質形態結構不穩定）
真核生物細胞核
e
A．甲、乙、丁 B．乙、丙、丁
C．乙、丁 D．甲、丙
在細胞分裂過程中出現了甲、乙、丙、丁4種變異，字母代表基因，屬于染色體結構變異的是(　 )
C
第二節 染色體變異
第二課時
自主閱讀教材P87-88，完成《導與練》P64知識梳理內容
染色體數目變異
二
1
類型
個別變異
1
正常
果蠅體細胞正常染色體
增多
減少
細胞內個別染色體的增加或減少
實例1：特納氏綜合征
44+X
特征：外觀表現為女性，但性腺發育不良，沒有生育能力。身高、體重落后，手、足背明顯浮腫，頸側皮膚松弛。
染色體數目變異
二
1
類型
個別變異
1
細胞內個別染色體的增加或減少
實例2：21三體綜合征
特征：智力低下，發育緩慢，常表現特殊面容--外眼角上斜，口常半張，舌常伸出口外。多伴有先天性心臟病。
先天愚型
染色體數目變異
二
1
類型
整組變異
2
正常
果蠅體細胞正常染色體
成倍增減
細胞內染色體數目以一套完整的非同源染色體為基數成倍的增加或減少。
染色體數目變異
二
雌雄果蠅體細胞正常染色體
問題探討
條染色體 對同源染色體 1 對常染色體 對性染色體
8
4
3
1
Ⅱ號和Ⅱ號染色體是：
Ⅱ號和Ⅲ號染色體是：
同源染色體（形態大小相同）
非同源染色體（形態大小不同）
雄果蠅的精子中有哪幾條染色體？這些染色體有什么關系？
若將雄果蠅精子中的染色體看成一組那么果蠅體細胞中共有幾個染色體組？
Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y
形態、大小和功能各不相同;都是非同源染色體
2組
1
概念
細胞中的一組非同源染色體，在形態和功能上各不相同，但又相互協調，共同控制生物的攜帶著控制生物的生長、發育、遺傳、變異，這樣的一組染色體，叫做一個染色體組。
2
特征
不含同源染色體
染色體大小、形態和功能各不相同
①
②
①從本質上看：
②從形式上看：
③
染色體數目變異
二
③從功能上看：
配子具有全能性
1
概念
細胞中的一組非同源染色體，在形態和功能上各不相同，但又相互協調，共同控制生物的攜帶著控制生物的生長、發育、遺傳、變異，這樣的一組染色體，叫做一個染色體組。
①
②
③
染色體數目變異
二
Ⅹ
Ⅲ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅹ
Ⅳ
Ⅱ
Ⅳ
果蠅體細胞
Ⅲ
Ⅹ
Ⅱ
Ⅳ
一個染色體組
2
判斷方法
①根據染色體形態判斷：
細胞內形態、大小相同的染色體（同源染色體）有幾條，就含有幾個染色體組。
②根據基因型判斷：
同一個字母(不分大小寫)出現幾次,就含有幾個染色體組。（每個染色體組內不含等位或相同基因）
3個
2個
1個
ABcd
AAaaBBbb
AAaBbb
Aa
4個
3個
2個
1個
染色體數目變異
二
③根據染色體的數目和染色體的形態數來推算：
染色體組數=
染色體數
染色體的形態數
例：某生物體細胞中有24條染色體
A:若其中各不相同的染色體有6條，
則體細胞中有（ ）個染色體組。
B:若其生殖細胞中有12條染色體，且各不
相同，則體細胞中有（ ）個染色體組。
4
2
2個
2.下列關于染色體組的正確敘述是( )
A．染色體組內不存在同源染色體
B．染色體組只存在于生殖細胞中
C．染色體組只存在于體細胞中
D．染色體組在減數分裂過程中消失
A
B
C
D
1.某生物正常體細胞的染色體數目為8條，下圖中，表示含有一個染色體組的細胞是( )
請判斷下列細胞中各有多少個染色體組？
2個
3個
4個
Aa AaBb Aaa AAaBBb AB
2個
2個
3個
3個
1個
單倍體、二倍體與多倍體
三
二倍體
由受精卵發育而來的個體，體細胞中含有兩個染色體組的個體。記作2N（N表示一個染色體組所包含的染色體數目）。
多倍體
由受精卵發育而來的個體，體細胞中含有三個或三個以上染色體組的個體。
體細胞中含有本物種配子染色體數目的個體。
單倍體
1.概念
配子中的染色體組數= 1/2 受精卵的染色體組數
注意：
二倍體一定含2個染色體組
含2個染色體組的不一定是二倍體
單倍體不一定含一個染色體組
含一個染色體組的一定是單倍體
單倍體細胞中可能含同源染色體、等位基因。
單倍體、二倍體與多倍體
三
2.分布
①幾乎全部的動物和過半數的高等植物都是二倍體。
如：人：2N=46 果蠅：2N=8
②多倍體在植物中常見，在動物中少見。在被子植物中，約有33％的物種是多倍體。
如：香蕉（三倍體）、馬鈴薯（四倍體）
③蜜蜂的雄蜂由卵細胞發育而來，是單倍體。
3.特點
①多倍體植物莖稈粗壯；葉片、果實、種子都比較大，糖類和蛋白質等營養物質的含量增加。
②單倍體植株弱小，高度不育。
染色體數目加倍后的草莓：
但發育遲緩，結實率低
性狀
表現
植株弱小，一般高度不育
莖稈粗壯，葉片、果實、種子較大，營養豐富，但發育遲緩，結實率低
正常（作為參照物）
與本物種正常配子染色體組數相同
三個或三個以上
兩個
體細胞染色體組的數目
單倍體
多倍體
二倍體
發育起點
受精卵
受精卵
配子
舉例
歸納總結
1
多倍體育種
育種中的應用
四
原理
方法
作用于正在分裂的細胞，抑制紡錘體的形成，導致染色體不分離，數目加倍。
用低溫處理或秋水仙素來處理萌發的種子或幼苗。
最常用最有效
有絲分裂旺盛，利于抑制紡錘體的形成。
1
多倍體育種
育種中的應用
四
實例 三倍體無籽西瓜的培育
圖解：
2n
2n
秋水仙素處理
自然長成
2n
4n
去雄授粉
×
三倍體植株減數分裂時聯會紊亂，一般不能形成正常的生殖細胞，因此不能形成種子。
3n有籽西瓜
受精卵——種子（胚）（3n）
珠被——種皮（4n）
子房壁——果皮（4n）
第一年
第
一
年
2n西瓜幼苗（♀）
4n西瓜植株（♀）
3n西瓜種子（♀）
秋水仙素
正常花粉授粉
1
多倍體育種
育種中的應用
四
3n
無子西瓜
花粉刺激
2n
第二年
聯會紊亂
第
一
年
2n西瓜幼苗（♀）
4n西瓜植株（♀）
3n西瓜種子（♀）
秋水仙素
正常花粉授粉
3n無籽西瓜
第
二
年
3n植株
正常花粉刺激
刺激子房發育成果實的作用
3n
三倍體西瓜真的一顆種子都沒有嗎？
1．無子西瓜培育過程中果實各部分染色體分析
果實類型比較項目 第一年所結果實 第二年所結果實
果實位置 四倍體植株上 三倍體植株上
果皮染色體組數
種皮染色體組數
種子中胚的染色體組數
種子中胚乳的染色體組數
①秋水仙素處理后，新產生的莖、葉、花的染色體數目加倍，而未處理的根細胞中仍為兩個染色體組。
②四倍體植株上結的西瓜，種皮和瓜瓤為四個染色體組，而種子的胚為三個染色體組。
4
4
3
5
3
3
無
無
2
單倍體育種
育種中的應用
四
用花藥離體培養的方法獲得單倍體植株，然后人工誘導染色體數目加倍，重新恢復到正常的染色體數目。
原理及方法
單倍體
植株
　AABB AAbb aaBB aabb
單倍體育種
P
　 AABB X aabb
高產感病
低產抗病
F1
　 AaBb
高產感病
配子
　 AB Ab aB ab
單倍體
幼苗
　 AB Ab aB ab
花藥離體培養
秋水仙素處理幼苗
雜交集優
得到純合單倍體植株
2
單倍體育種
育種中的應用
四
利用基因型為AABB（高產感病）和aabb(低產抗病)的種子，在短時間（最快）培育出能穩定遺傳的高產抗病（AAbb）的品種。
實例
單倍體
植株
　AABB AAbb aaBB aabb
單倍體育種
P
　 AABB X aabb
高產感病
低產抗病
F1
　 AaBb
高產感病
配子
　 AB Ab aB ab
單倍體
幼苗
　 AB Ab aB ab
花藥離體培養
秋水仙素處理幼苗
雜交集優
得到純合單倍體植株
2
單倍體育種
育種中的應用
四
明顯縮短育種年限；
獲得可穩定遺傳的新品種
優點
缺點
技術復雜；
往往需要與雜交相結合。
比較 項目 基因突變 基因 重組 染色體變異
多倍體 單倍體
變異 實質
產生 過程
特點
舉例
基因結構的改變，產生新基因
復制時基因中堿基對的改變
減數分裂形成配子時，非等位基因自由組合或等位基因的互換
不同性狀的基因重新組合，產生新的基因型
染色體組成倍增加，產生新基因型
染色體組成倍減少，產生新基因型
細胞分裂時染色體復制后不能形成兩子細胞
有性配子未經受精作用直接發育成個體
發生頻率低，有害變異多，變異的根本來源，進化的原始材料
后代中重新組合的變異類型有一定的分離比
器官大，養分多，成熟遲，結實少
植株弱小，
高度不育
鐮刀型細胞貧血癥
黃圓、綠皺豌豆雜交出現黃皺、綠圓豌豆
三倍體西瓜
雄蜂、
單倍體玉米
低溫誘導染色體數目的變化
五
實驗原理
低溫處理植物分生組織細胞，能夠抑制紡錘體的形成，以致影響染色體被拉向兩極，細胞也不能分裂成兩個子細胞，結果植物細胞染色體數目發生變化。
②實驗步驟
選材——固定——解離——漂洗——染色——制片
2．實驗流程
1 cm
卡諾氏
酒精
沖洗附著在根尖表面的卡諾氏液
溫度不是越低越好，過低對根尖細胞造成傷害，應選擇適宜溫度
剪取根尖時間一般在上午10點左右，此時分裂旺盛，受低溫影響較大，實驗效果明顯
低倍鏡
2．實驗流程
不能調節粗準焦螺旋
染色時間要嚴格控制，不足時染色體看不清，染色過度，染色體一團糟，無法分辨。
1．討論必須在洋蔥培養出1 cm左右不定根之后才能低溫處理的原因
提示：若生根前就進行低溫處理，低溫會抑制細胞代謝，進而抑制根尖分生區的形成，不會發生根尖分生區的有絲分裂受低溫影響的過程。
2．洋蔥為二倍體，在該實驗觀察時，能看到哪些類型的細胞？
提示：二倍體細胞、四倍體細胞、八倍體細胞（加倍后的細胞的有絲分裂后期）。
【注意】：①二倍體觀察到的細胞為死細胞（已被解離液殺死） ；
②只有少部分細胞實現“染色體加倍”，多數細胞仍為二倍體分裂狀況。
1．實驗中幾種溶液的作用
(1)卡諾氏液：
(2)改良苯酚品紅染液：
(3)15%的鹽酸溶液：
(4)95%的酒精：
[解疑難]
固定細胞形態
細胞核染色，便于觀察染色體的形態。
除此之外，醋酸洋紅或龍膽紫都是堿性染料，都可使染色體著色。
解離，使細胞分散開。
沖洗附著在根尖表面的卡諾氏液，
還可與15%的鹽酸溶液混合解離、分散細胞。
醋酸洋紅或龍膽紫均可染色
2．本實驗的其他問題
(1)低溫的作用與秋水仙素的作用基本相似。
(2)此實驗可通過設置不同的溫度來探究溫度對植物染色體數目變化的影響。
1.關于單倍體的敘述正確的是（ ）
①單倍體只含有一個染色體組
②單倍體只含有一個染色體
③單倍體是含有本物種配子染色體數目的個體
④單倍體細胞中只含有一對染色體
⑤未經受精作用的配子發育成的個體一般是單倍體
A. ③⑤ B. ④⑤ C. ①④ D. ①⑤
【當堂訓練】
2.用秋水仙素誘發基因突變和誘導多倍體，
起作用的時期分別是
A.有絲分裂的間期和前期
B.有絲分裂的間期和后期
C.有絲分裂的前期的前期
D.有絲分裂的間期和間期
3.下列細胞中含有1個染色體組的細胞是　　　　A．人的口腔上皮細胞 B．果蠅的受精卵
C．小麥的卵細胞 D．玉米的卵細胞
4.親本基因型為AABB和aabb的植株進行雜交對其子一代的幼苗用秋水仙素處理產生了多倍體，其基因型是：
A.AaBb B.AABB
C.AAaaBBbb D.AAAAbbbb
5.下為了用人工的方法同時得到AABB、AAbb、aaBB、aabb四種純合體，應采取下列那種基因型個體的花藥進行離體培養：
A.AaBB B.AaBb
C.Aabb D.AABb
5.將基因型為AaBb的玉米的一粒花粉離體培養獲得幼苗，再用秋水仙素處理幼苗，處理后植株的基因型是：
A.Ab和ab或Ab和aB
B.AABB或aabb或AAbb或aaBB
C.AB、ab、Ab、Ab
D.AABB或aabb或AABb或aaBb
討論：如果用一朵花的花粉進行離體培養，再用秋水仙素處理幼苗，會產生哪些植株基因型？
6.在三倍體無籽西瓜的培育過程中，將二倍體普通西瓜幼苗用秋水仙素處理，待植物成熟接受普通二倍體西瓜的正常花粉后，發育形成果實的果皮、種皮、胚芽、胚乳細胞的染色體組數依次是（ ）
A．4、2、2、4 B．4、4、3、5
C．3、3、3、4 D．4、4、3、6
謝謝觀看
--為學習加油
人教版（2019）

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