资源简介

(共30张PPT)
第2节 染色体变异
第5章 基因突变及其他变异
01
染色体数目的变异有哪些类型？
什么是单倍体、二倍体和多倍体？
02
染色体结构的变异有哪些类型
03
本节聚焦
通过比较正常个体与某些变异个体的染色体组成，列举染色体变异的类型；运用结构与功能观，说明染色体变异可能导致生物性状的改变甚至死亡
通过对细胞中染色体形态和数目的观察与统计，概括染色体组的概念
通过对二倍体、多倍体、单倍体的发育起点及体细胞中染色体组数的分析和比较，阐明二倍体、多倍体、单倍体的概念
课程目标
科学思维：结合染色体结构变异的示意图，了解染色体结构变异的常见类型
社会观念：通过分析染色体组的概念，理解二倍体、多倍体和单倍体的特点和生产中的应用
科学探究：通过低温诱导染色体的实验，理解染色体数目变化的机制
核心素养
教学目标
作为野生植物的后代，许多栽培植物的染色体数目却与他们的祖先大不相同，如马铃薯和香蕉
问题探讨
生物种类 体细胞染 色体数/条 体细胞非同 源染色体/套 配子染色
体数/条
马
铃
薯 野生祖先种 24 2 12
栽培品种 48 4 24　
香
蕉 野生祖先种 22 2 11　
栽培品种 33 3 异常
讨论：
1. 根据前面所学减数分裂的知识试着完成表格
作为野生植物的后代，许多栽培植物的染色体数目却与他们的祖先大不相同，如马铃薯和香蕉
问题探讨
生物种类 体细胞染 色体数/条 体细胞非同 源染色体/套 配子染色
体数/条
马
铃
薯 野生祖先种 24 2 12
栽培品种 48 4 24　
香
蕉 野生祖先种 22 2 11　
栽培品种 33 3 异常
2. 为什么平时吃的香蕉是没有种子的？
因为香蕉栽培品种体细胞中的染色体数目是33条，减数分裂时染色体发生联会紊乱，不能形成正常的配子，因此无法形成受精卵，进而形成种子
作为野生植物的后代，许多栽培植物的染色体数目却与他们的祖先大不相同，如马铃薯和香蕉
问题探讨
生物种类 体细胞染 色体数/条 体细胞非同 源染色体/套 配子染色
体数/条
马
铃
薯 野生祖先种 24 2 12
栽培品种 48 4 24　
香
蕉 野生祖先种 22 2 11　
栽培品种 33 3 异常
3. 分析表中数据你还能提出什么问题吗？能否发挥想象力做出一些推测呢？
能形成种子的植物细胞中，染色体数目一定是偶数吗？香蕉体细胞中的染色体数目不是偶数，它是怎样形成的呢？又是如何繁殖下一代的？
细胞内个别染色体的增加或减少
细胞内染色体数目以一套完整的非同源染色体为基数成倍地增加或成套地减少
二倍体和多倍体
单倍体
细胞内个别染色体的增加或减少
细胞内染色体数目以一套完整的非同源染色体为基数成倍地增加或成套地减少
二倍体和多倍体
单倍体
概念：生物体的体细胞或生殖细胞内染色体数目或结构的变化，称为染色体变异
类型：结构变异、数目变异
结构变异类型：缺失、重复、易位、倒位
数目变异类型：①细胞内个别染色体的增加或减少；②细胞内染色体数目以一套完整的非同源染色体为基数成倍地增加或成套地减少
染色体数目的变异
细胞内个别染色体的增加或减少
细胞内染色体数目以一套完整的非同源染色体为基数成倍地增加或成套地减少
二倍体和多倍体
单倍体
个别染色体的增加或减少
染色体数目的变异
细胞内个别染色体的增加或减少
细胞内染色体数目以一套完整的非同源染色体为基数成倍地增加或成套地减少
二倍体和多倍体
单倍体
染色体组
在大多数生物的体细胞中，染色体都是两两成对的，也就是说含有两套非同源染色体，其中每套非同源染色体称为一个染色体组
野生马铃薯体细胞中有两个染色体组，每个染色体组包括12条形态和功能不同的非同源染色体
在果蝇的体细胞中，有2个染色体组，每组有4条染色体
染色体数目的变异
细胞内个别染色体的增加或减少
细胞内染色体数目以一套完整的非同源染色体为基数成倍地增加或成套地减少
二倍体和多倍体
单倍体
二倍体
体细胞中含有两个染色体组的个体叫作二倍体
染色体数目的变异
细胞内个别染色体的增加或减少
细胞内染色体数目以一套完整的非同源染色体为基数成倍地增加或成套地减少
二倍体和多倍体
单倍体
细胞内个别染色体的增加或减少
细胞内染色体数目以一套完整的非同源染色体为基数成倍地增加或成套地减少
二倍体和多倍体
单倍体
一般情况下，二倍体通过减数分裂形成的配子只有一个染色体组
二倍体的减数分裂出现错误，形成含有两个染色体组的配子，这样的配子与含有一个染色体组的配子结合，发育成的个体的体细胞中就含有三个染色体组，称作三倍体
染色体数目的变异
细胞内个别染色体的增加或减少
细胞内染色体数目以一套完整的非同源染色体为基数成倍地增加或成套地减少
二倍体和多倍体
单倍体
如果两个含有两个染色体组的配子结合，发育成的个体的体细胞中就含有四个染色体组，称作四倍体
如果二倍体在胚或幼苗时期受到某种因素影响，体细胞在进行有丝分裂时，染色体只复制未分离，也会形成四倍体
染色体数目的变异
多倍体
体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体，统称为多倍体
染色体数目的变异
在自然界，几乎全部动物和过半数的高等植物都是二倍体，多倍体在植物中很常见，在动物中极少见
多倍体植物优点
常常是茎秆粗壮，叶片、果实和种子都比较大，糖类和蛋白质等营养物质的含量都有所增加
染色体数目的变异
由于原始生殖细胞中有3套非同源染色体，减数分裂时会出现联会紊乱，不能形成可育的配子，所以三倍体的生物一般不可育
具有偶数染色体组的多倍体植物，在减数分裂中，若染色体能够配对， 一般是可育的
具有奇数染色体组的多倍体植物，在减数分裂中染色体不能正常配对，是不可育的
异源二倍体由于联会紊乱也不可育（骡子、马和驴的生殖隔离）
染色体数目的变异
多倍体育种
人工诱导多倍体的方法很多，如低温处理、用秋水仙素诱发等
秋水仙素诱发
材料：萌发的种子或幼苗，因为它们的有丝分裂旺盛
方法：用秋水仙素来处理萌发的种子或幼苗
原理：当秋水仙素作用于正在分裂的细胞时，能够抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞的两极，从而引起细胞内染色体数目加倍。染色体数目加倍的细胞继续进行有丝分裂，就可能发育成多倍体植株
染色体数目的变异
细胞内个别染色体的增加或减少
细胞内染色体数目以一套完整的非同源染色体为基数成倍地增加或成套地减少
二倍体和多倍体
单倍体
染色体数目的变异
细胞内个别染色体的增加或减少
细胞内染色体数目以一套完整的非同源染色体为基数成倍地增加或成套地减少
二倍体和多倍体
单倍体
单倍体
有些生物的配子能发育成新个体，这些体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体叫做单倍体
单倍体不一定只有一个染色体组，也可能有多个染色体组
染色体数目的变异
单倍体植株的特点
弱小
高度不育
含偶数个染色体组：可育
含偶数个染色体组：可育
染色体数目为体细胞染色体数目的的一半
染色体数目的变异
细胞内个别染色体的增加或减少
细胞内染色体数目以一套完整的非同源染色体为基数成倍地增加或成套地减少
二倍体和多倍体
单倍体
染色体数目的变异
单倍体育种
方法：
常采用花药（或花粉）离体培养的方法来获得单倍体植株
然后人工诱导使这些植株的染色体数目加倍，恢复到正常植株的染色体数目
特点
明显缩短育种年限
用这种方法培育得到的植株，不但能够正常生殖，而且每对染色体上成对的基因都是纯合的，自交的后代不会发生性状分离
实验原理
用低温处理植物的分生组织细胞，能够抑制纺锤体的形成，以致影响细胞有丝分裂中染色体被拉向两极，导致细胞不能分裂成两个子细胞，于是，植物细胞的染色体数目发生变化
目的要求
学习低温诱导植物细胞染色体数目变化的方法
理解低温诱导植物细胞染色体数目变化的作用机制
材料用具
材料：蒜或洋葱（均为二倍体，体细胞中的染色体数目为16）
用具：培养皿，滤纸，纱布，烧杯，镊子，剪刀，显微镜，载玻片，盖玻片，冰箱
药品：卡诺氏液，质量浓度为0.01g/mL的甲紫（旧称龙胆紫）溶液，质量分数为15%的盐酸，体积分数为95%的酒精
【探究·实践】低温诱导植物细胞染色体数目的变化
诱导培养
将蒜（或洋葱）在冰箱冷藏室内（4℃）放置一周。取出后，将蒜放在装满清水的容器上方，让蒜的底部接触水面，于室温（约25℃）进行培养。待蒜长出约1cm长的不定根时，将整个装置放入冰箱冷藏室内，诱导培养48~72h
材料处理
剪取根尖：约0.5～1cm
固定细胞形态：放入卡诺氏液中浸泡0.5～1h
冲洗：用体积分数为95%的酒精冲洗2次
制作装片
解离、漂洗、染色、制片，方法同实验“观察植物细胞的有丝分裂”
观察
先用低倍镜寻找染色体形态较好的分裂象。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胞。确认某个细胞发生染色体数目变化后，再用高倍镜观察
【探究·实践】低温诱导植物细胞染色体数目的变化
结果
【探究·实践】低温诱导植物细胞染色体数目的变化
低温诱导 72 h
对照
讨论
秋水仙素与低温都能诱导染色体数目加倍，这两种方法在原理上有什么相似之处？
秋水仙素与低温都能诱导染色体数目加倍，可能都与抑制纺锤体的形成有关，着丝粒分裂后没有纺锤体的牵引作用，因而不能将染色体拉向细胞的两极，导致细胞中的染色体数目加倍
细胞内个别染色体的增加或减少
细胞内染色体数目以一套完整的非同源染色体为基数成倍地增加或成套地减少
二倍体和多倍体
单倍体
细胞内个别染色体的增加或减少
细胞内染色体数目以一套完整的非同源染色体为基数成倍地增加或成套地减少
二倍体和多倍体
单倍体
缺失
染色体的某一片段缺失引起变异
果蝇缺刻翅的形成
染色体结构的变异
细胞内个别染色体的增加或减少
细胞内染色体数目以一套完整的非同源染色体为基数成倍地增加或成套地减少
二倍体和多倍体
单倍体
细胞内个别染色体的增加或减少
细胞内染色体数目以一套完整的非同源染色体为基数成倍地增加或成套地减少
二倍体和多倍体
单倍体
增加(重复)
染色体中增加某一片段引起变异
举例：果蝇棒状眼的形成
染色体结构的变异
正常眼
棒状眼
细胞内个别染色体的增加或减少
细胞内染色体数目以一套完整的非同源染色体为基数成倍地增加或成套地减少
二倍体和多倍体
单倍体
易位
染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上引起变异
果蝇花斑眼的形成
染色体结构的变异
细胞内个别染色体的增加或减少
细胞内染色体数目以一套完整的非同源染色体为基数成倍地增加或成套地减少
二倍体和多倍体
单倍体
正常眼
花斑眼
细胞内个别染色体的增加或减少
细胞内染色体数目以一套完整的非同源染色体为基数成倍地增加或成套地减少
二倍体和多倍体
单倍体
染色体结构的变异
染色体易位 染色体互换
图解
区别 位置 发生于非同源染色体之间 发生于同源染色体的
非姐妹染色单体之间
原理 染色体结构变异 基因重组
观察 可在显微镜下观察到 在显微镜下观察不到
缺失
染色体的某一片段缺失引起变异
果蝇卷翅的形成
染色体结构的变异
细胞内个别染色体的增加或减少
细胞内染色体数目以一套完整的非同源染色体为基数成倍地增加或成套地减少
二倍体和多倍体
单倍体
细胞内个别染色体的增加或减少
细胞内染色体数目以一套完整的非同源染色体为基数成倍地增加或成套地减少
二倍体和多倍体
单倍体
正常翅
卷翅
染色体结构的变异
结果
使排列在染色体上的基因数目或排列顺序发生改变，导致性状的变异
大多数染色体结构变异对生物体是不利的，有的甚至会导致生物体死亡
THANKS
感谢聆听

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