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(共54张PPT)
课前背书
1.可遗传变异的三个来源是？
2.基因突变的概念是？一般发生在什么时期？
3.基因突变为什么不一定导致生物性状的改变？其意义是？
4.诱发基因突变的因素主要包括？
5.基因突变具有哪些特点？它们的含义分别是？
6.基因突变的意义是（对群体进化）？
7.细胞癌变的根本原因是？癌细胞的特点是？
8.诱变育种的原理是？主要优缺点分别是？
9.基因重组的概念是？包括哪两种类型？具体的内容和发生时期是？
10.基因重组的特点是？基因重组的意义是？
§5-2 染色体变异
基因突变及其他变异
根据前面所学减数分裂的知识试着完成表格。
为什么平时吃的香蕉是没有种子的？
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？
问题探讨
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（见右表）。
讨论
因为香蕉裁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。
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 　
栽培品种 48 4 　
香
蕉 野生祖先种 22 2 　
栽培品种 33 3 　
马铃薯和香蕉的染色体数目表
12
24
11
异常
父方
(2N)
母方
(2N)
精子
(N)
卵子
(N)
受精卵
(2N)
新个体
(2N)
减数分裂
减数分裂
受精作用
有丝分裂
减数分裂和受精作用能够使生物体亲子代间的染色数目保持稳定。
思考
Thinking
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　
马铃薯和香蕉的染色体数目表
思考1：马铃薯和香蕉的染色体数目为什么与他们的野生祖先有很大差别呢？
问题探讨
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。
定 义
类 型
染色体变异
结构变异
数目变异
细胞内个别染色体增加或减少
细胞内染色体组成倍增加或成套减少
染色体变异的定义和类型
1.染色体数目的变异——细胞内个别染色体增加或减少
←21三体综合征患者的染色体组成
21三体综合征
21三体综合征就是患者比正常人多了一条21号染色体
21三体综合征，又称唐氏综合征、先天性愚型
21三体综合征
21号染色体在减数分
裂中的正常分离行为
1.染色体数目的变异——细胞内个别染色体增加或减少
21三体综合征
21号染色体在减数分
裂中的异常分离行为
2条21号
3条21号
2条21号
3条21号
0条21号
1条21号
0条21号
1条21号
1.染色体数目的变异——细胞内个别染色体增加或减少
21三体综合征
21号染色体在减数分
裂中的异常分离行为
2条21号
3条21号
0条21号
1条21号
1条21号
2条21号
1条21号
2条21号
1.染色体数目的变异——细胞内个别染色体增加或减少
←13三体综合征患者的染色体组成
13三体综合征
13三体综合征就是患者比正常人多了一条13号染色体
13三体综合征，重度智力低下，小头，两眼分开较远，小眼，外耳畸形，唇裂，腭裂，躯体其他发育畸形
1.染色体数目的变异——细胞内个别染色体增加或减少
克氏综合征
44+XXY
1.染色体数目的变异——细胞内个别染色体增加或减少
X X Y
b
b
X Y
B
X X
B
—
练习：一对表现正常的夫妇，生了一个XbXbY（色盲）的儿子。如果异常的原因是夫妇中的一方减数分裂产生配子时发生了一次差错之故，则这次差错一定发生在____方减数第____次分裂的过程中。
母
二
1.染色体数目的变异——细胞内个别染色体增加或减少
具体原因：母方减数第二次分裂后期，两条X染色体未正常分离。
超雌综合征
超雌综合征特点：
①可能特别漂亮（又称“芭比娃娃”）
②智力迟钝
③生育能力低下或丧失生育能力
1.染色体数目的变异——细胞内个别染色体增加或减少
44+XXX
性染色体异常
1.染色体数目的变异——细胞内个别染色体增加或减少
果蝇体细胞中的染色体两两成对，且含有4对同源染色体，其中：
3对常染色体：Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ各一对
1对性染色体：♀是XX、♂是XY
Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或Y构成一套非同源染色体（形态、功能不同）
称为一个染色体组
♀
X
X
X
Y
♂
雌雄果蝇体细胞染色体示意图
果蝇
2.染色体数目的变异——细胞内染色体组成倍增加或成套减少
一个染色体组中的染色体有什么特点呢？
2.染色体数目的变异——细胞内染色体组成倍增加或成套减少
问题：假如给你一副牌（除去大小王），直觉上你会分成几组？
每一组中牌的数字有什么特点？
判断：下图是不是一个染色体组（来自果蝇）？
不是，存在同源染色体
不是，少了一条染色体
是
怎么理解？
2.染色体数目的变异——细胞内染色体组成倍增加或成套减少
染色体组：
1） 一组非同源染色体
2） 染色体的形态、大小、功能各不相同
3） 含有该物种生长、发育、遗传、变异的全套遗传信息
整理到
P87最下
人体共23对（46条）染色体，编号1～23号，其中每号染色体都有其特定功能。
2.染色体数目的变异——细胞内染色体组成倍增加或成套减少
2.染色体数目的变异——细胞内染色体组成倍增加或成套减少
因为每一号染色体都有其特定的功能，所以染色体组中每一号染色体都要有一条，这样一个染色体组就包含了全套遗传信息，也才有研究的意义！
2.染色体数目的变异——细胞内染色体组成倍增加或成套减少
果蝇体细胞中的染色体两两成对，且含有4对同源染色体，其中：
3对常染色体：Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ各一对
1对性染色体：♀是XX、♂是XY
Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或Y构成一套非同源染色体（形态、功能不同）
含有两套非同源染色体（两个染色体组）
称为一个染色体组
果蝇是二倍体
♀
X
X
X
Y
♂
雌雄果蝇体细胞染色体示意图
果蝇
2.染色体数目的变异——细胞内染色体组成倍增加或成套减少
细胞中染色体数通常用2n表示
野生马铃薯的染色体组成（红色为荧光标记）
野生马铃薯的体细胞中含有12对同源染色体，每个染色体组中包括12条形态和功能不同的非同源染色体。即野生马铃薯为二倍体。
2.染色体数目的变异——细胞内染色体组成倍增加或成套减少
配子
(含1个染色体组)
二倍体
(含2个染色体组)
配子
(含2个染色体组)
配子
(含1个染色体组)
正常减数分裂
异常减数分裂
个体含3个染色体组（三倍体）
配子
(含2个染色体组)
受精
发育
个体含4个染色体组（四倍体）
受精
发育
二倍体的胚或幼苗
有丝分裂染色体复制未分离
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。
定义：
2.染色体数目的变异——细胞内染色体组成倍增加或成套减少
对比理解：判断下列各图分别代表什么染色体变异
正常（8）
增加一套
（12）
减少一套
（4）
2.染色体数目的变异——细胞内染色体组成倍增加或成套减少
增加一条
（9）
减少一条
（7）
1个
3个
2个
3个
1个
2个
3个
4个
判断：下列细胞中分别有多少个染色体组
2.染色体数目的变异——染色体组数的判断
B
例4.
根据“染色体数/染色体形态数”值，比值是几，即含几个染色体组。
2.染色体数目的变异——染色体组数的判断
继续判断：
右边细胞中分别有多少个染色体组。
2个
2个
2个
1个
4个
2个
1个
2.染色体数目的变异——染色体组数的判断
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。在被子植物中，约有33%的物种是多倍体。例如，普通小麦、棉、烟草、菊、水仙等都是多倍体。某些品种的苹果、梨、葡萄也是多倍体。
举 例
2.染色体数目的变异——常见的多倍体及多倍体的特点
注意在课本P88批画
四倍体可以通过减数分裂形成含有两个染色体组的配子。
三倍体因为原始生殖细胞中有三套非同源染色体，减数分裂时出现联会紊乱，因此不能形成可育的配子。（常考）
香蕉、三倍体无子西瓜的果实中没有种子，原因就在于此。
多倍体的育性
偶数可育
奇数不可育
2.染色体数目的变异——常见的多倍体及多倍体的特点
注意在
课本P88批画
与二倍体植株相比，多倍体植株常常是茎秆粗壮，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。
多倍体的其它特点
四倍体葡萄的果实比二倍体的大的多
四倍体番茄的维生素C含量比二倍体的几乎增加了一倍
2.染色体数目的变异——常见的多倍体及多倍体的特点
注意在课本P88批画
蜂王
工蜂
雄蜂
举 例
（体细胞中32条染色体）
（体细胞中32条染色体）
（体细胞中16条染色体）
2.染色体数目的变异——单倍体（染色体组成套减少）
工蜂(2n=32)
(♀性腺未发育)
雄蜂(n=16)
精子
(n=16)
受精卵
(2n=32)
卵细胞（n=16）
蜂王(2n=32)
(♀性腺发育成熟)
减数
分裂
假减数
分裂
工蜂(2n=32)
(只吃3天蜂王浆)
蜂王(2n=32)
(一直吃蜂王浆)
不受精
直接发育
2.染色体数目的变异——单倍体
真正的勤劳的小蜜蜂！
体细胞中的染色体数目与本物种配子染色体数目相同的个体，叫作单倍体。
定 义
与正常植株相比，植株弱小，且一般高度不育。
特 点
亲 代：2N=32
配　子：
减数分裂
子 代：
直接发育
16（N）
N=16（N）
染色体数相等
2.染色体数目的变异——单倍体
注意在课本P88-89批画
单倍体只含有一个染色体组吗？
思考
Thinking
2.染色体数目的变异——单倍体
提示：单倍体染色体组成的最大特点是？为什么具有这个特点？
4N（四倍体）
减数分裂
花粉
（含2个染色体组）
花药离体培养
某植物
新个体
它是几倍体？
示例：
1.体细胞中含一个染色体组的个体一定是单倍体。
2.单倍体的体细胞中只含一个染色体组。
3.基因型为AAabbb的个体一定为三倍体。
判断：
√
明确1：单倍体都是有配子直接发育而成的，其体细胞中不一定只有一个染色体组！
2.染色体数目的变异——多倍体和单倍体判断小结
明确3：二倍体和多倍体都是由受精卵发育而来的，其中含有几个染色体组就叫几倍体！
单倍体一定高度不育吗？
明确2：只要是由配子直接发育而成的个体，其体细胞中无论含有几个染色体组，都叫单倍体！
明确4：判断某个体是多倍体还是单倍体，不仅要分析其细胞中含有几个染色体组，更要先判断它的发育来源！
整理到
P88最下
方法：人工诱导多倍体的方法很多，如：
低温处理：【探究·实践】低温诱导植物细胞染色体数目的变化
秋水仙素诱导：（常考）
方法：用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗
作用机理：是抑制细胞分裂时纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞两极。（和低温诱导相同）
是目前最常用且最有效的方法。
举例：含糖量高的甜菜和三倍体无子西瓜等。
多倍体育种
3.染色体数目的变异在育种上的应用——多倍体育种
注意在课本P88批画
低温或秋水仙素诱导染色体加倍的机理
低温或
秋水仙素
着丝粒分裂后，染色体不能移
向细胞的两极
纺锤体
的形成
染色体
数目加倍
多倍体
抑制
导致
导致
正常有
丝分裂
两个小问题：①细胞分裂中纺锤体的作用是？
②着丝粒分裂是纺锤体牵拉导致的吗？
低温或秋水仙素诱导染色体加倍的时期是？
【探究·实践】低温诱导植物细胞染色体数目的变化
3分钟阅读课本P89实验内容，明确实验原理、目的要求，理清方法步骤。
【探究·实践】低温诱导植物细胞染色体数目的变化
诱导培养
放置在哪儿？多长时间？放置的目的是？
培养的目的是？培养的条件是？培养结束的标准是？
诱导的目的是？诱导方法和时间是？
固定细胞
剪取的部位和长度？
浸泡所用的试剂是？目的和时间是？冲洗所用的试剂是？目的和次数是？
制作装片
参照必修1复习每一步的目的、试剂和时间？
显微观察
低倍镜换成高倍镜的操作？是百分之百诱导成功吗？
依据下面的问题，梳理方法步骤及其中的注意事项（5min）——
【探究·实践】低温诱导植物细胞染色体数目的变化
概况为三小步：
放置→培养→诱导
概况为三小步：
剪取→浸泡→冲洗
概况为四小步：
解离→漂洗→染色→制片
基本原则：先低后高
先自己找，不确定的可以交流讨论。
试剂 使用方法 作用
卡诺氏液
体积分数为 95%的酒精
质量分数为 15%的盐酸 蒸馏水
甲紫溶液
将根尖放入卡诺氏液中浸泡0.5～1 h
冲洗用卡诺氏液处理的根尖
与质量分数为15%的盐酸等体积混合，作为解离液
浸泡解离后的根尖约10 min
把漂洗过的根尖放进盛有甲紫溶液的玻璃皿中染色3～5 min
固定细胞形态
洗去卡诺氏液
漂洗根尖，洗去解离液
使染色体着色
解离根尖细胞，
使细胞分离
【探究·实践】本实验重要试剂的使用方法和作用再明确
背记5min
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 　
栽培品种 48 4 　
香
蕉 野生祖先种 22 2 　
栽培品种 33 3 　
马铃薯和香蕉的染色体数目表
思考1：马铃薯的野生祖先种如何变成今天的栽培品种吗？
思考2：香蕉的野生祖先种如何变成今天的栽培品种吗？
低温诱导
野生芭
蕉2n
有籽香
蕉4n
加倍
野生芭
蕉2n
无籽香蕉3n
联会紊乱，不能形成可育配子。
思考
Thinking
思考
Thinking
回头望月月更明
单倍体育种
举例：已知小麦的高秆（D）对矮秆（d）为显性，抗锈病（R）对易染锈病（r）为显性，两对性状独立遗传。现有高秆抗锈病、矮秆易染锈病两纯系品种。要求用单倍体育种的方法培育出具有优良性状的新品种。
P
DDRR
ddrr
×
DdRr
DR　　　 Dr　　 　dR　　　dr
DDRR　　DDrr　　ddRR　　ddrr
F1
配子
单倍体
×
减数分裂
秋水仙素诱导染色体加倍
DR　　　 Dr　　 　dR　　　dr
花药离体培养（组织培养技术）
正常小麦
选取ddRR（矮抗）即为所需类型
3.染色体数目的变异在育种上的应用——单倍体育种
亲本AABB
F1 (AaBb)
F1配子
1AB
1Ab
1aB
1ab
单倍体
恢复育性
F2
9A_B_
3A_bb
3aaB_
1aabb
选出aaB_
纯合体
aaBB
自交
杂交育种
单倍体育种
亲本aabb
×
1AB
1Ab
1aB
1ab
花药离体培养
秋水仙素
诱导染色体加倍
连续自交多代，直至不再性状分离
纯合体
aaBB
3.染色体数目的变异在育种上的应用——单倍体育种
问题①：单倍体育种得到的是单倍体吗？ 问题②：单倍体育种过程需要筛选吗？问题③：单倍体育种中秋水仙素诱导的是幼苗还是种子？
问题④：两相比较，哪种育种方法的年限更短？
单倍体育种
具体方法：
让XX和XX杂交得到F1，待F1成熟后，取F1的花药进行离体培养，然后在幼苗期用秋水仙素进行处理并继续培养至成熟，选出XX性状即为所需。
最大特点：明显缩短育种年限。
3.染色体数目的变异在育种上的应用——单倍体育种
视情况而定！
整理到P89右上角
4.染色体结构的变异
我滴妈呀，终于轮到我了，一定要好好看看我……
2min阅读课本P90所有内容。
明确两个基本问题——
1.染色体结构变异包括哪四种类型？（结合例子理解）
2.染色体结构变异的结果是什么？对生物体又有什么影响？
4.染色体结构的变异
7min独立完成《学导》P111—112新知探究（二），3min交流讨论。
重点弄懂两个常考易错点（会做题）——
1.染色体易位（移接）与交叉互换的区别。
2.三种可遗传变异的比较，尤其是染色体结构变异和基因突变。
项目 染色体易位 交叉互换
图解
区别 位置
原理
观察
非同源染色体之间
染色体结构变异
可在显微镜下观察到
同源染色体的非姐妹染色单体之间
基因重组
可在显微镜下观察到
4.染色体结构的变异
基因突变、基因重组和染色体变异的比较
项 目 基因突变 基因重组 染色体变异
本 质
发生时期
观 察
适用范围
产生结果
共同点 基因结构的改变
基因的重新组合
染色体结构或数目发生变化
DNA复制时期
减数分裂Ⅰ
减数分裂 、有丝分裂
1种可观察1种无法观察
光学显微镜下无法观察
光学显微镜下可以观察
任何生物
真核生物、有性生殖
真核生物
产生新的基因
只改变基因型
基因“数量”上发生变化
都是可遗传的变异
4.染色体结构的变异
4.染色体结构的变异
染色体结构变异对联会的影响
乙
乙图中包含几条染色体，几个DNA分子？
判断：下列三幅图分别代表哪一种染色体结构变异？
4.染色体结构的变异
染色体结构变异对联会的影响
倒位
易位
4.染色体结构的变异
秋水仙素
无籽西瓜的培育（多倍体育种实例）
授粉
二倍体
（父本）
四倍体
（母本）
三倍体
无籽
西瓜
二倍体
授粉
二倍体
三倍体植株
三倍体无籽西瓜的培育
第一年
第二年
思考
Thinking
无籽西瓜培育过程中的两次授粉的作用是什么？
①第一次是利用二倍体的花粉给四倍体植株授粉，使四倍体的植株上结三倍体的西瓜子；
②第二次是提供生长素，刺激三倍体西瓜的子房壁发育成无子果实。
无籽西瓜的培育（多倍体育种实例）
提示1：三倍体西瓜可育吗？
提示2：正常情况下，子房发育成果实，该过程需要发育中的种子提供生长素。
提示3：植物的花粉也可以产生少量的生长素。

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