資源簡介

(共50張PPT)
第五章基因突變及其他變異
第2節 染色體變異
(第一課時)
目標
01
02
03
通過低溫誘導染色體的實驗，理解染色體數目變化的機制。（科學探究）
通過分析染色體組的概念，理解二倍體、多倍體和單倍體的特點和生產中的應用。
（生命觀念、社會責任）
結合染色體結構變異的示意圖，了解染色體結構變異的常見類型。（科學思維）
學習目標
情景視頻一：
“蠶欲老，箱頭作繭絲皓皓。”養蠶業在我國已經有悠久的歷史(右圖)，雄蠶食桑量少、吐絲早、出絲率高，而且生絲質量好，所以蠶農喜歡專養雄蠶。如果能夠早早區分出蠶的性別，就有利于提高蠶絲的產量和品質。科學家通過對家蠶的染色體進行改造，使得雄蠶在孵化前出現一個可以機器識別的獨特性狀，解決了生產上的一大難題。
姓名：胡一舟
出生：1978.4.1
智商：30 （正常人的最低70）
病因：比正常人多了一條21號染色體
簡介：自1999年1月在保利劇場進行第一場指揮表演以來，至今已演出20場，與國內外十余家交響樂團進行過合作。
情景視頻二：
馬鈴薯：野生祖先種 VS 栽培品種
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）
情景材料一：
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？
香蕉：野生祖先種 VS 栽培品種
野生祖先種香蕉（有籽）
栽培品種香蕉（無籽）
情景材料一：
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？
情景材料一：
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
異常
問題3: 根據前面所學減數分裂的知識，試著完成該表格。
問題4: 減數分裂和受精作用，能夠使生物體親子代間的染色體數目保持穩定。然而，馬鈴薯和香蕉的染色體數目為什么與它們的野生袓先有很大差別？
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
一、染色體變異
形成個別染色體的增加或減少原因是什么呢？
2
3
4
1
合作探究一：請同學們自主閱讀教材P87-88，小組合作思考討論完成問題。
什么是染色體組？有什么特征？判斷染色體組的方法有哪些？
什么是二倍體？有幾個染色體組？什么是三倍體？有幾個染色體組？三倍體可育嗎？
什么是“多倍體”成因是什么？多倍體植株的特點是什么？
二、染色體的數目變異
正常：8
增多：8+1
減少：8-1
三體
單體
舉例：21三體綜合征（唐氏綜合征）
（一）個別染色體的增加或減少
問題5: 形成個別染色體的增加或減少原因是什么呢？
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、染色體的數目變異
原因一
原因二
（一）個別染色體的增加或減少
同源染色體未分離
姐妹染色單體分離后移向細胞的同一極
二、染色體的數目變異
細胞中的一套完整的非同源染色體
（1）染色體組概念：
（2）染色體組分組方法：
顯微攝影
凡是大小形態相同的分開（同源染色體分開）
大小形態不同的分到一組（都是非同源染色體）
在大多數生物的體細胞中，染色體都是兩兩成對的，也就是說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。
X
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Y
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
X
Y
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅱ
Ⅲ
雄果蠅染色體組成
一個染色體組
一個染色體組
（二）以一套完整的非同源染色體為基數成倍的增加或或成套的減少
二、染色體的數目變異
（3）染色體組的特征：
（二）以一套完整的非同源染色體為基數成倍的增加或或成套的減少
特征
本質上
1
形態上
2
功能上
3
一個染色體組不含同源染色體，不含等位基因。
各不相同
各不相同，但攜帶生物生長、發育、遺傳和變異的一整套遺傳信息。
二、染色體的數目變異
圖示 染色體組數 每1個染色體組的染色體條數 1個染色體組的圖示
3
2
2
3
4
1
問題6: 根據我們剛才所學的知識，請完成下表。
（二）以一套完整的非同源染色體為基數成倍的增加或或成套的減少
二、染色體的數目變異
（二）以一套完整的非同源染色體為基數成倍的增加或或成套的減少
（4）染色體組數目的判斷方法：
（1）根據染色體的形態判斷：細胞內同一形態的染色體有幾條，則含有幾個染色體組。
染色體組數
3
4
1
二、染色體的數目變異
（二）以一套完整的非同源染色體為基數成倍的增加或或成套的減少
（4）染色體組數目的判斷方法：
(2)根據基因型判斷：在生物體基因型中，相同基因或等位基因出現幾次，則有幾個染色體組
4個染色體組
同一字母不分大小寫重復出現幾次，就含有幾個染色體組。
AaBB
AAa
2個染色體組
3個染色體組
AaaaBBbb
二、染色體的數目變異
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
1.判斷細胞含幾個染色體組？每組有幾條染色體？
　實戰訓練　
（三）二倍體
（1）概念：
由受精卵發育而來，體細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
×
2N
2N
N
N
受精卵
2N
子代
2N
問題7: 一般情況下，二倍體通過減數分裂形成的配子有幾個染色體組呢？
二、染色體的數目變異
（三）二倍體
（2）配子染色體組數：
一般情況下，二倍體通過減數分裂形成的配子只有一個染色體組。
問題8: 一般情況下，二倍體通過減數分裂形成的配子只有一個染色體組，有會出現錯誤的嗎？
二、染色體的數目變異
（四）三倍體
（1）形成原因一：
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。
減數分裂Ⅰ出現錯誤
問題9: 三倍體形成只有減數分裂Ⅰ出現錯誤才會導致嗎？
二、染色體的數目變異
（四）三倍體
減數分裂Ⅱ出現錯誤
問題10: 通過與二倍體生物相比，同學們思考三倍體的生物可育嗎？
（1）形成原因二：
二、染色體的數目變異
（四）三倍體
（2）是否可育：
由于原始生殖細胞中有3套非同源染色體，減數分裂時會出現聯會紊亂，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
問題11: 若二倍體生物形成兩個正常的配子，受精后形成的幼苗受到外界環境的影響，進行有絲分裂時，姐妹染色單體未分離，則子細胞中有幾個染色體組？
二、染色體的數目變異
（四）四倍體
如果兩個含有兩個染色體組的配子結合，發育成的個體的體細胞中就含有四個染色體組，稱作四倍體。
減數分裂出現錯誤
有絲分裂出現錯誤
問題12: 通過與二倍體生物相比，同學們思考四倍體的生物可育嗎？
二、染色體的數目變異
（四）四倍體
一般是可育的
馬鈴薯（4n=48）
棉花（4n=52）
山藥（4n=40）
香蔥（4n=32）
問題13: 以此類推，由受精卵發育而成，體細胞中含有三個或三個以上染色體組的個體統稱為幾倍體呢？有哪些優點呢？
二、染色體的數目變異
（五）多倍體
由受精卵發育而來，體細胞中含有三個或三個以上染色體組的個體。
小麥（六倍體）
菊花（六倍體）
葡萄（三/四倍體）
優點
缺點
①莖稈粗壯；
②葉片、果實和種子都比較大；
③糖類和蛋白質等營養物質的含量都有所增加。
①結實率低，
②晚熟
問題14: 多倍體植物有這么優點，那該如何獲得多倍體植株呢？
二、染色體的數目變異
合作探究二：請同學們自主閱讀教材P88,小組合作思考討論完成人工誘導多倍體的方法、處理對象、原理及應用等問題。
二、染色體的數目變異
方法
處理對象
原理
應用
方法：人工誘導多倍體的方法很多，
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：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。
處理對象：萌發的種子或幼苗
舉例：含糖量高的甜菜和三倍體無子西瓜等。
作用時間：有絲分裂的前期或減數分裂前期
多倍體育種
（六）多倍體育種
染色體數加倍
染色體復制
著絲點分裂
細胞無法正常分裂
無紡綞絲牽引
二、染色體的數目變異
（六）多倍體育種
無子西瓜的培育
合作探究三：請自主閱讀教材P91，請嘗試說出三倍體西瓜培育的過程。
二倍體
授粉
二倍體
（父本）
四倍體
（母本）
三倍體
聯會紊亂
無子西瓜
秋水仙素
授粉
第一年
第二年
為什么要進行兩次傳粉？
第一次：
雜交獲得三倍體植株的種子
第二次：
刺激子房發育成果實
為什么用四倍體作母本？
無子西瓜一定沒有種子嗎？
二、染色體的數目變異
（六）多倍體育種
無子西瓜的培育
二、染色體的數目變異
　實戰訓練　
2.與正常植株相比，多倍體植株所不具備的特點是：
A.莖桿粗壯 B.營養豐富 C.結實減少 D.提前成熟
3.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
　實戰訓練　
4．秋水仙素在誘導產生多倍體過程中的作用是（ ）
A.促進染色體的復制 B.抑制細胞壁的形成
C.干擾紡錘體的形成 D.使染色體配對紊亂
5．二倍體黑麥與六倍體普通小麥雜交產生的 F1 代的體細胞具有（ ）
A.兩個染色體組 B.三個染色體組
C.四個染色體組 D.八個染色體組
問題15: 有沒有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呢？
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
（七）單倍體
二、染色體的數目變異
卵
幼蟲
受精卵
受精卵
持續獲得蜂王漿
未受精的卵
2n=32
2n=32
n=16
n=16
2n=32
蜂王
工蜂
雄蜂
（七）單倍體
二、染色體的數目變異
（八）單倍體育種
合作探究四：請自主閱讀教材P89，請嘗試構建出單倍體育種的過程。
1.過程：
二倍體植株
花藥離體培養
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.優點：
（1）明顯縮短育種年限
（2）純合體，自交后代不會發生性狀分離
注意：秋水仙素只能處理萌發的幼苗
技術復雜，需與雜交育種配合
4.缺點：
二、染色體的數目變異
（八）單倍體育種
合作探究五：現有純合的高稈抗病的小麥（DDTT）和矮稈不抗病的小麥（ddtt），怎樣得到矮稈抗病的優良品種（ddTT）？用遺傳圖解表示出來。
花藥離體培養
P
F1
配子
DDTT
DDtt
ddTT
ddtt
正常植株（純合）
秋水仙素
單倍體育種
P
高桿抗病
DDTT
×
矮桿感病
ddtt
F1
高桿抗病
DdTt
F2
D_T_
D_tt
ddT_
ddtt
ddTT
雜交育種
矮抗

需要的純合矮抗品種
連續
第1年
第2年
第3-6年
高桿抗病
DDTT
×
矮桿感病
ddtt
高桿抗病
DdTt
DT
Dt
dT
dt
單倍體植株
第1年
第2年
DT
Dt
dT
dt
需要的純合矮抗品種
二、染色體的數目變異
　實戰訓練　
6.下列關于單倍體的敘述正確的是（ ）
①單倍體在植株中只含有一個染色體組
②單倍體細胞中含有一個染色體
③單倍體是體細胞中只含有本物種配子染色體數的個體
④單倍體細胞中只含有二個染色體
⑤未受精的配子直接發育成的個體都是單倍體
A．③⑤　　B．②④⑤　　C．①②③　　　D．①③⑤　　　
注意
花藥離體培養≠單倍體育種
單倍體育種一般包括：雜交、花藥離體培養、秋水仙素處理和篩選4個過程。
單倍體育種的選擇時機
不能選擇特定基因型的花粉，因為花粉不能表現出相關性狀，應在秋水仙素處理后獲得的純合子中選擇具有所需性狀的個體。
單倍體育種與多倍體育種的操作對象不同
①由于單倍體往往高度不育，育種操作的對象一般是單倍體幼苗，通過組織培養得到純合子植株。
②多倍體育種操作的對象是正常萌發的種子或幼苗。
1
2
3
二、染色體的數目變異
項目 二倍體 多倍體 單倍體
概念
發育起點
染色體組的數目
性狀表現
體細胞中含有2個染色體組的個體
體細胞中含有3個或3個以上染色體組的個體
體細胞的染色體數目與本物種配子染色體數目相同的個體
受精卵
受精卵
未受精的配子
2個
3個或3個以上
不確定
正常
莖稈粗壯，葉片、果實、種子較大，營養豐富
植株矮小，高度不育
三、二倍體、多倍體和單倍體的比較
四、單倍體、二倍體和多倍體的判斷方法
　實戰訓練　
7. 右圖為果蠅體細胞染色體組成示意圖，以下說法正確的是（ ）
A．果蠅的一個染色體組含有的染色體是Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X、Y
B．X 染色體上的基因均與性別決定有關
C．果蠅體內的細胞，除生殖細胞外都只含有兩個染色體組
D．Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X（或 Y）四條染色體攜帶了控制果蠅生長發育所需的全部遺傳信息
　實戰訓練　
8. 一對夫婦生了個基因型為 XBXbY 的孩子，已知父親正常，母親為色盲基因攜帶者。下列分析中正確的是（ ）
A.問題可能來自父親，在減數第一次分裂過程中出現了問題
B.問題可能來自父親，在減數第二次分裂過程中出現了問題
C.問題一定來自母親，在減數第一次分裂過程中出現了問題
D.問題一定來自母親，在減數第二次分裂過程中出現了問題
　實戰訓練　
9.下列有關多倍體的敘述，正確的是(　　)
A.體細胞中含有3個或3個以上染色體組的個體就是多倍體
B.人工誘導多倍體的方法很多，目前最常用最有效的方法是用低溫處理植物分生組織細胞
C.人工誘導多倍體最常用的是用秋水仙素處理萌發的種子或幼苗
D.秋水仙素誘導多倍體形成的原因是促使染色單體分離，從而使染色體數目加倍
　實戰訓練　
10.二倍體西瓜的染色體組成是2n＝22，如圖是培育三倍體無子西瓜的流程圖。下列分析正確的是（ ）
A.西瓜細胞一個染色體組含有11條同源染色體
B.①②③表示雜交過程，雜交過程發生基因重組
C.四倍體(♀)提供的生殖細胞含有兩個染色體組
D.三倍體(♀)因不能進行減數分裂而不能結出種子
　實戰訓練　
11.用純種的高稈抗銹病(DDTT)小麥與矮稈易染銹病(ddtt)小麥培育矮稈抗銹病小麥新品種的方法如圖所示。下列有關此育種方法的敘述中，正確的是
A.過程①的作用原理為
染色體變異
B.過程③必須經過受精
作用
C.過程④必須使用秋水仙素處理萌發的種子或幼苗
D.此育種方法選出的符合生產要求的品種占1/4
　實戰訓練　
12．無籽西瓜是由普通二倍體（2n=22）西瓜與四倍體（4n=44）西瓜雜交后形成的三倍體。下列敘述正確的是（ ）A．四倍體西瓜的配子可發育成二倍體B．無籽西瓜果肉細胞有三個染色體組C．無籽西瓜的培育原理是染色體結構變異D．三倍體植株授以二倍體的成熟花粉，無法刺激其子房發育成果實
　實戰訓練　
13.14號染色體往往由于細胞分裂后期染色體不分離而出現三體。完全型14號染色體三體指所有有核細胞均含有3條14號染色體；嵌合型14號染色體三體通常是部分細胞形成三體，而另一部分細胞維持正常二倍體，從而形成嵌合體，其原因之一是形成的三體細胞部分發生三體自救，將多余的染色體丟棄而產生了正常細胞系。下列分析正確的是（ ）A．三體是因雙親之一進行減數分裂時14號同源染色體異常分離所致B．完全型14號染色體三體可能是由于三體受精卵有絲分裂異常所致C．嵌合型14號染色體三體可能是由于正常受精卵有絲分裂異常所致D．在三體自救過程中可能出現兩條14號染色體來自同一親本的情況
　實戰訓練　
14.雌性蝗蟲體細胞有兩條性染色體，為XX型，雄性蝗蟲體細胞僅有一條性染色體，為XO型。關于基因型為AaXRO的蝗蟲精原細胞進行減數分裂的過程，不考慮基因突變等變異，下列敘述錯誤的是（　　）A．該蝗蟲體內處于減數第一次分裂后期的細胞僅有一條性染色體B．減數第一次分裂產生的細胞含有的性染色體數為1條或0條C．該蝗蟲體內處于減數第二次分裂后期的細胞只有兩種基因型D．該蝗蟲可產生4種精子，其基因型為AO、aO、AXR、aXR
　實戰訓練　
15．蜜蜂中的蜂王和工蜂由受精卵發育形成，雄蜂由未受精的卵細胞發育形成。雌蜂是否有生育能力取決于幼蟲時期吃蜂王漿的天數，如果幼蟲時期能吃蜂王漿5天，它們就能長成可育的蜂王，如果幼蟲時期只能吃蜂王漿2~3天，它們只能發育成不育的工蜂。下列說法錯誤的是（ ）A．蜜蜂中的雄蜂屬于單倍體，雌蜂屬于二倍體B．雄蜂在形成精子的過程中染色體數目減半C．蜜蜂的性別和其體細胞中染色體的數目有關D．雌蜂是否可育與其所處的環境條件息息相關
　實戰訓練　
16．為獲得果實較大、含糖量較高的四倍體葡萄（4N=76），常用一定濃度的秋水仙素溶液處理二倍體葡萄莖段上的芽，然后將莖段扦插栽培成新植株。研究結果顯示：新植株中約40%的細胞染色體被誘導加倍。這種植株同時含有2N細胞和4N細胞，稱為“嵌合體”。有關“嵌合體”的敘述，正確的是（　　）A．秋水仙素誘導染色體數目加倍的原理是抑制間期紡錘體的形成B．在生命活動中，4N細胞內染色體組數目最多出現在有絲分裂后期C．“嵌合體”根尖分生區的部分細胞含19條染色體D．若該個體自交，后代中不可能出現三倍體
　實戰訓練　
17．二倍體生物體細胞中某對同源染色體少一條的個體，稱為單體（2n－1）。水稻（2n＝24）中各種單體的配子育性及結實率與二倍體相同，現發現一株野生型水稻的隱性突變體，為確定該突變基因的染色體位置，科研人員構建了一系列缺少不同染色體的野生型單體系水稻，分別與該隱性突變體雜交，留種并單獨種植。下列敘述錯誤的是（ ）A．為了確保獲得實驗結論，至少要構建11種野生型單體系水稻B．依據某單體系水稻后代是否出現突變型植株，即可達到實驗目的C．單體系水稻能產生含12條染色體的配子和含11條染色體的配子D．單體的形成由減數分裂I后期著絲粒分裂后形成的子染色體未分離所致

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