资源简介

(共23张PPT)
第2节 染色体变异
第5章 基因突变及其他变异
近三年（2021-2023）考情分析
考点 命题情况 关联考点
染色体结构变异 21年广东选择题 全国、各省有考选择题 常结合细胞分裂综合考查
染色体数目变异 全国、各省有考选择题 常与细胞分裂、人类遗传病、育种等知识点相结合考查
低温诱导植物染色体数目的变化实验
【问题探讨】在自然界，几乎全部动物和过半数的高等植物都是二倍体。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，如下表中的马铃薯和香蕉。而且这些栽培植物与野生植物相比，在性状上也有许多差异，有些结实率低甚至不育。
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 几倍体
马铃薯 野生祖先种 24 2
栽培品种 48 4
香蕉 野生祖先种 22 2
栽培品种 33 3
12
24
11
异常
二倍体
四倍体
二倍体
三倍体
问题1：根据前面所学减数分裂的知识，完成该表格，阐述染色体组、
多倍体的概念。
染色体组
①从形态、大小和功能看，一个染色体组中所含的染色体_________。
②从染色体组成看，一个染色体组中不含_______________。
③从所含的基因看，一个染色体组中含有控制本物种生物性状的__________。
同源染色体
各不相同
全套基因
项目 单倍体 二倍体 多倍体
概念 体细胞中染色体数目与本物种______染色体数目相同的个体 体细胞中含有两个__________的个体 体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体
发育起点 _____________ 受精卵(通常) 受精卵(通常)
植株特点 ①________________②________________ 正常可育 ①____________________②____________________③____________________
体细胞染色体组数 _______________ 2 ____________
举例 几乎全部的动物和过半数的高等植物
配子
染色体组
≥1
≥3
配子
植株弱小
高度不育
茎秆粗壮
叶片、果实和种子较大
营养物质丰富
蜜蜂的雄蜂
香蕉(三倍体)；马铃薯(四倍体)；八倍体小黑麦
单倍体、二倍体、多倍体的比较
染色体组数
一个染色体组包含的染色体数
染色体组数
一个染色体组包含的染色体数
下图中染色体组数，每个染色体组含几条染色体
3
4
2
1
3
2
2
4
3
4
1
2
2
2
4
2
【思考】：
（1）蜜蜂中的雄蜂是由卵细胞直接发育形成的，则雄蜂是____倍体；卵细胞能发育成完整个体的原因是_______________________________________________
___________________________。
（2）如果上图细胞的生物由受精卵发育而来，则该生物属于____倍体；如果其由配子直接发育而来，则其属于____倍体；无论哪种情况，该生物都______(填“不可育”或“可育”），原因是______________________________________。
单
卵细胞中含有一个染色体组，含有控制该生物的生长、发育、遗传的全套遗传信息
三
单
不可育
减数分裂时联会紊乱，不能形成正常的配子
将长约1cm整个装置的不定根 冰
低温诱导植物染色体数目的变化实验
固定细胞形态
冲洗附着在根尖表面的卡诺氏液
问题2：导致植物的染色体数目发生变化的原因是什么？
受各种因素影响(如：各种射线、低温、代谢失调等)，抑制纺锤体形成，导致染色体不能移向两极。
选择材料使用低温处理“分生组织细胞”。染色体数目变化发生在细胞分裂时，处理其他细胞可能不会出现染色体加倍的情况。
植物细胞经卡诺氏液固定后死亡，显微镜下观察到的是死细胞，观察不到到细胞分裂的连续变化。
2.为什么是处理分生区不是其他区细胞？
3.低温处理时间是不是越长越好？
1.可以看到细胞分裂的连续变化过程吗？
时间过长会影响细胞的各项功能，甚至死亡
4.实验过程中有几次漂洗？目的是什么？
两次， 用酒精洗去卡诺试液 ，用清水洗去解离液
思考
染色体变异
问题3：解释栽培种马铃薯和栽培种香蕉形成的原因？
（1）栽培种四倍体马铃薯形成的原因
①若二倍体马铃薯幼苗进行有丝分裂时受到外界环境剧烈变化（如低温等）的影响，不能形成纺锤体，导致细胞中染色体不能移到细胞两极，细胞不能分裂，染色体数目加倍。由染色体数加倍的细胞发育而成的植株，即为四倍体马铃薯。或由该植株产生含两个染色体组的雌雄配子结合形成四倍体植株。
②若二倍体马铃薯在减数分裂时受到环境因素剧烈变化的影响，不能形成纺锤体，形成含两个染色体组的配子，如果两个含有两个染色体组的雌雄配子结合，发育成的个体即为四倍体马铃薯。
（2）栽培种香蕉形成的原因
①若二倍体香蕉减数分裂出现错误，形成含两个染色体组的配子，如果这样的配子与含有一个染色体组的正常配子结合，发育成的个体即为三倍体香蕉。
②若二倍体香蕉由于有丝分裂受到外界环境剧烈变化的影响，形成了四倍体香蕉，四倍体香蕉与二倍体香蕉杂交，会产生含有三个染色体组的子代即为三倍体香蕉。
问题4：栽培种香蕉为什么无籽？与野生植物相比在性状上哪些差异？如何
人工培育多倍体？
②多倍体特点：茎秆粗壮，叶片、果实和种子较大，糖类和蛋白质等营养物质含量都有所增加。
①栽培种香蕉细胞中三个染色体组，减数分裂时联会紊乱，一般不能产生可育的配子，因此不能形成受精卵，胚珠就不能发育为种子。
③人工诱导多倍体：秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，或低温处理。
原理：秋水仙素（或低温）制纺锤体的形成。
断裂片段丢失
缺失
易位
接到同源染色体上
接到非同源染色体上
重复
中间断裂颠倒
倒位
染色体结构变异
问题5：如果用显微镜观察染色体数目变化时，还观察到断裂的染色体片
段，说明什么？
在细胞分裂过程中，受到环境因素或内部因素的影响，细胞中的染色体会发生断裂或愈合现象，导致发生染色体结构变异。
变异类型 染色体结构变异 异常联会结构 实例
缺失 猫叫综合症、
果蝇的缺刻翅
重复 果蝇的棒状眼、人类慢性粒细胞白血病
易位
果蝇的花斑眼
倒位
果蝇的卷翅
染色体易位 交叉互换
图解
区 别 位 置
原 理
易位和交叉互换的比较：
发生于非同源染色体之间
染色体结构变异
发生于同源染色体的非姐妹染色单体之间
基因重组
“染色体结构变异”与“基因突变”
染色体结构变异
显微镜下观察到
(没有产生新基因，发生了基因数目或排列顺序的变化)
基因突变
显微镜下不能观察到
(产生新基因，基因数目、排列顺序都没有变化)
染色体某一位点上基因的改变(基因中碱基对的改变)
三种“染色体互换”现象辨析
1 2
3 4
5 6
1、2表示为同源染色体，此互换属于基因重组，因为发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间。
3、4表示为非同源染色体，此互换属于易位(染色体结构变异)，因为发生在非同源染色体之间。
5、6表示为同源染色体，此互换属于易位(染色体结构变异)，因为发生在同源染色体的非姐妹染色单体的非同源部分之间。
问题6：染色体结构变异的结果会怎样？对生物性状有什么影响？
染色体变异有何意义？
①会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。
②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。
③生物变异增加了物种的多样性，为生物进化提供了原材料。
比较项目 基因突变 基因重组 染色体变异
时间
实质
结果
减一前、减一后
细胞分裂（有、无、减）过程中。
任何时候，但主要在DNA复制时
基因结构的改变（碱基对的替换、增添、缺失）
原有基因重新组合
染色体结构和数目变化
产生新基因、改变DNA序列，可能改变表现型。不改变基因数目和位置，
产生新基因型，出现新性状组合（表现型），不产生新基因和新性状
改变染色体上的基因数目和排列顺序，结构变异可改变DNA序列，可能改变表现型
基因突变、基因重组和染色体变异的比较
1.（2021·广东卷）白菜型油菜(2n＝20)的种子可以榨取食用油(菜籽油)。为了培育高产新品种，科学家诱导该油菜未受精的卵细胞发育形成完整植株Bc。下列叙述错误的是(　　)
A．Bc成熟叶肉细胞中含有两个染色体组
B．将Bc作为育种材料，能缩短育种年限
C．秋水仙素处理Bc幼苗可以培育出纯合植株
D．自然状态下Bc因配子发育异常而高度不育
A
课堂随练
2.(2022·湖南卷)大鼠控制黑眼/红眼的基因和控制黑毛/白化的基因位于同一条染色体上。某个体测交后代表型及比例为黑眼黑毛∶黑眼白化∶红眼黑毛∶红眼白化＝1∶1∶1∶1。该个体最可能发生了下列哪种染色体结构变异（ ）
C
3.下图中图1为等位基因Aa间的转化关系图，图2为黑腹果蝇(2n＝8)的单体图，图3为某动物的精原细胞形成的四个精细胞的示意图，则图1、2、3分别发生何种变异(　　)
A
A. 基因突变 染色体变异 基因重组
B. 基因突变 染色体变异 染色体变异
C. 基因重组 基因突变 染色体变异
D. 基因突变 基因重组 基因突变
4.(2020·全国Ⅲ改编)普通小麦是目前世界各地栽培的重要粮食作物。普通小麦的形成包括不同物种杂交和染色体加倍过程，如图所示(其中A、B、D分别代表不同物种的一个染色体组，每个染色体组均含7条染色体)。在此基础上，人们又通过杂交育种培育出许多优良品种。回答下列问题：
(1)在普通小麦的形成过程中，杂种一是高度不育的，原因是___________________________________。已知普通小麦是杂种二染色体加倍形成的多倍体，普通小麦体细胞中有____条染色体。一般来说，与二倍体相比，多倍体的优点是___________________________(答出2点即可)。
无同源染色体，不能进行正常的减数分裂
42
营养物质含量高、茎秆粗壮
(2)若要用人工方法使植物细胞染色体加倍，可采用的方法有______________(答出1点即可)。
秋水仙素处理
(3)小麦的高秆(D)对矮秆(d)为显性，抗病(R)对易感病为显性(r)，两对基因独立遗传。现有甲、乙两个普通小麦纯合品种，甲的表型是易倒伏抗病，乙的表型是抗倒伏易感病，尝试以甲、乙为实验材料设计实验快速获得抗倒伏抗病且稳定遗传的新品种。写出相应的遗传图解。
筛选所需的品种
育种时间只要两年
DDRR
×
ddrr
DdRr
P
F1
花粉
DR、Dr、dR、dr
花药离体培养
DR、Dr、dR、dr
单倍体幼苗
秋水仙素处理
DDRR、DDrr、ddRR、ddrr
正常纯合子
第2年
第1年
遗传图解：

展开更多......

收起↑