资源简介

(共37张PPT)
5.2染色体变异
新课导入
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
作为野生植物的后代，许多栽培植物的染色体数目却与它们的祖先大不相同，如马
铃薯和香蕉（见下表）。
1.根据前面所学减数分裂的知识，试着完成该表格。
2.为什么平时吃的香蕉是没有种子的？
3.减数分裂和受精作用能够使生物体亲子代间的染色体数目保持稳定，然而马铃薯和香蕉的染色体数目为什么与它们的野生祖先有这么大差别呢？
12
24
11
异常
染色体变异
1. 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。
2. 类型
染色体变异
结构变异：缺失、重复、倒位、易位
数目变异
个别染色体的增加或减少
以染色体组成倍地增加或减少
染色体数目变异——二倍体
一、染色体组
右图为马铃薯的染色体组成图，小组合作回答以下
问题，并尝试构建染色体组的概念。
1. 野生马铃薯体细胞中有几条染色体？
2. 标记为3号的两条染色体是什么关系？2号与3号
染色体又是什么关系？
3. 野生马铃薯体细胞中有几对同源染色体？
4. 野生马铃薯配子（精子或卵细胞）中有几条染色体？
这些染色体的形态和功能有什么特点？这些染色体之间是什么关系？可以将其称为什么？
5. 如果让你将图中的染色体进行分组，要求每组中不能有形态大小相同的染色体，你认为可以分为几组？
1. 24条。 2. 同源染色体，非同源染色体。 3. 12对。
4. 12条，各不相同，是一组非同源染色体，一个染色体组。 5. 2组。
果蝇体细胞
果蝇配子
果蝇体细胞有 个染色体组
每组染色体组含 条染色体
果蝇配子中有 个染色体组。
属于 倍体
正常男性染色体组型
正常男性体细胞中有 条染色体
这些染色体可以组成 对
这些染色体中有 条来自父亲， 条来自母亲
有 套染色体，属于 倍体
2
4
1
46
23
23
23
2
二
二
巩固练习
巩固练习
1. 野生马铃薯体细胞中有几组染色体？是几倍体？减数分裂形成的配子含有几个染色体组？
2. 野生马铃薯如果在MI后期同源染色体不分离，形成的异常配子（精子或卵细胞）中有几个染色体组？如果MI正常，MII后期，着丝粒分裂后，姐妹染色单体未分离而是进入同一个子细胞中，形成的异常配子中有几个染色体组？
3. 上述异常的雌雄配子结合发育成的个体的体细胞中有几个染色体组？属于几倍体？上述异常配子与正常的配子结合发育成的个体的体细胞中有几个染色体组？属于几倍体？
4. 如果野生马铃薯的配子形成后未经过受精作用就直接发育成新个体，新个体的体细胞中有几个染色体组？属于几倍体呢？
5. 单倍体的体细胞中是否只含一个染色体组？体细胞中只含一个染色体的个体是否一定是单倍体呢？
二、细胞内染色体数目以染色体组成倍地增加或减少
染色体数目变异
染色体数目变异
二倍体正常的减数分裂（示两对同源染色体）
染色体数目变异
（1）多倍体的成因：
染色体数目变异
①二倍体的减数分裂出现错误，形成含有两个染色体组的配子
（1）多倍体的成因：
染色体数目变异
②二倍体的胚或幼苗，体细胞在进行有丝分裂时，染色体只复制未分离
（1）多倍体的成因：
染色体数目变异
三、相关概念建构
二倍体：由受精卵发育而来，体细胞中含有两个染色体组。
多倍体：由受精卵发育而来，体细胞中含有三个或三个以上染色体组。
单倍体：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。
四、多倍体、单倍体的特点
多倍体：茎秆粗壮、叶片、果实和种子比较大，糖和蛋白质等营养物质的含量有所增加。
单倍体：植株弱小，且高度不育。
秋水仙素使染色体数目加倍的基本原理：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。
用低温诱导植物细胞染色体数目变化的基本原理：进行正常有丝分裂的植物分生组织细胞，在有丝分裂后期，染色体的着丝粒分裂，子染色体在纺锤丝的作用下，分别移向细胞两极，最终被平均分配到两个子细胞中去。用低温处理植物分生组织细胞，能够抑制纺锤体的形成，染色体不能被正常拉向细胞的两极，细胞也不能分裂成两个子细胞，结果导致植物细胞的染色体数目发生变化。
染色体数目变异
杂交
三倍体
（母本）
（父本）
联会紊乱
无子西瓜
第一年
第二年
三倍体植株
1、在二倍体西瓜幼苗的芽尖滴加秋水仙素的目的是什么？依据的原理是什么？
2、四倍体西瓜植株做母本产生的雌配子中含有几个染色体组？获得的四倍体西瓜为何要与二倍体杂交？
3、四倍体植株上结的西瓜是无籽西瓜吗？
当秋水仙素作用于芽尖时,它能渗入分生组织正在进行有丝分裂的细胞里面,抑制纺锤丝的形成,导致染色体不能移向细胞两极。但不影响染色体的复制,复制后的染色体共存于该细胞中,进而经有丝分裂形成染色体加倍的细胞。
2个；杂交可以获得三倍体植株。
有籽西瓜
三倍体无子西瓜培育过程
杂交
三倍体
（母本）
（父本）
联会紊乱
无子西瓜
第一年
第二年
三倍体植株
4、有时可以看到三倍体西瓜中有少量发育并不成熟的种子，请推测产生这些种子的原因。
无籽西瓜属同源三倍体植株(3n=33),其性母细胞在减数分裂时,同源的每三个染色体在第一次分裂前期联会时或组成三价体(三个染色体连在一起)或组成二价体(两个染色体连和单价体(一个染色体单独存在)。在后期时,二价体分离正常,单价体一般随机进入细胞两极的一极,而三价体一般是两条进入细胞的一极,另一条则进入细胞的另一极。对于同源的每三个染色体来说,形成的二倍体配子与单倍体配子的机率各为l/2；而三倍体无籽西瓜共有十一种非同源染色体,在减数分裂过程中,遵循自由组合规律,产生的生殖细胞的染色体数大多在2n=22与n=11之间。由于生殖细胞没有完整的染色体组,具有不平衡性,它是不育性的,从而决定了胚珠具有高度不孕性。这就是三倍体西瓜一般不结种子(瘪子)的原因。从表中我们也能看出,极少数生殖细胞里的染色体数为2n=22或n=11,具有完整的染色组数,唯此是可育性的,其机率分别为(l/2)11。因此,三倍体西瓜结籽率可推算由此可见,三倍体西瓜并非绝对不结籽,而是结籽率极低,故通常被称为无籽西瓜。
三倍体无子西瓜培育过程
染色体数目变异——单倍体
卵
幼虫
受精卵
受精卵
持续获得蜂王浆
未受精的卵
2n=32
2n=32
n=16
n=16
2n=32
蜂王
工蜂
雄蜂
蜂王
雄蜂
工蜂
像蜜蜂的雄蜂这样，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做单倍体。
蜜蜂的蜂王和工蜂的体细胞中有32条染色体，而雄蜂的体细胞中只有16条染色体。
在生物的体细胞中，染色体数目不仅可以以染色体组的形式成倍的增加，还可以成套的减少。
蜜蜂的蜂王会先经过减数分裂产生卵细胞，卵细胞若不受精，则孵化为雄性个体，即雄蜂；卵细胞受精后产生的受精卵则孵化为雌性个体，即蜂王和工蜂。
染色体数目变异——单倍体
减数
分裂
单倍体植株的特点：与正常二倍体植株比较，单倍体植株长得弱小，而且高度不育。
利用单倍体植株培育作物新品种：育种工作者常采用花药（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，恢复到正常植株染色体数目。
P
AABB×aabb
AB
Ab
aB
ab
AB
AABB
Ab
aB
ab
AAbb
aaBB
aabb
花药离体培养获得单倍体
秋水仙素处理单倍体幼苗
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，自交后代不会发生性状分离，能明显缩短育种年限。
F1
AaBb
染色体数目变异——单倍体
单倍体、二倍体、多倍体概念辨析
以上分析的染色体数目的变异是细胞内的染色体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，还有一类染色体数目的变异是细胞内个别染色体的增加或减少。
单倍体
发育起点
配子
受精卵
体细胞中
染色体组数
二倍体
多倍体
=2
>2
（无论有多少个染色体组）
唐氏综合症又称21三体综合症，由于患者比正常人多了一条21号染色体导致患者的智力低于常人，身体发育缓慢，并且表现出特殊的面容。
染色体数目变异
染色体数目变异
单倍体育种 多倍体育种
原理
常用方法
优势
缺点
小结：多倍体育种和单倍体育种的比较
染色体组成倍增加
染色体变异
染色体变异
染色体组成倍减少,再加倍后得到纯种
花药离体培养后
人工诱导染色体数目加倍
秋水仙素处理萌发的种子、幼苗
明显缩短育种年限
得到的植株是纯合子
操作简单
技术复杂一些，需与杂交育种配合
适用于植物，在动物方面难以操作
用秋水仙素处理植株使染色体数目加倍,若操作对象是单倍体植株,叫单倍体育种,若操作对象为正常植株,叫多倍体育种,不要一看到“染色体数目加倍”就认为是多倍体育种。
巩固练习
现有两小麦品种：矮秆感病(ddrr)，高秆抗病(DDRR)，如何获得矮秆抗病的优良品种(ddRR)？
杂交育种
P
高杆抗病
DDTT
×
矮杆感病
ddtt
F1
高杆抗病
DdTt
F2
D_T_
D_tt
ddT_
ddtt
ddTT
矮抗

需要的纯合矮抗品种
连续
第1年
第2年
第3年
及之后
优点：能将多个亲本的优良性状集于一体
缺点：育种时间太长
花药离体培养
P
F1
配子
DDTT
DDtt
ddTT
ddtt
正常植株（纯合）
秋水仙素
高杆抗病
DDTT
×
矮杆感病
ddtt
高杆抗病
DdTt
DT
Dt
dT
dt
单倍体植株
第1年
第2年
DT
Dt
dT
dt
需要的纯合矮抗品种
单倍体育种
有关染色体组数的判断：
(1)请根据染色体的形态判断染色体组的数量，并完成表格的填写。
项目
染色体组数 __ __ __ __ __
每个染色体组内染色体数 __ __ __ __ __
规律：染色体组数＝ ，一个染色体组中的染色体数＝ 。
3
2
1
4
2
3
3
4
2
2
形态相同的染色体的条数
不同形态染色体的种类数
染色体组
(2)请根据基因型判断染色体组数：
项目
染色体组数 __ __ __ __
规律：染色体组数＝ 。
1
3
2
4
控制同一性状的基因的个数
染色体组
低温诱导植物细胞染色体数目的变化
1.实验原理
用低温处理植物的 细胞，能够抑制 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 ，于是，植物细胞的染色体数目发生变化。
分生组织
纺锤体
分裂成两个子细胞
低温诱导植物细胞染色体数目的变化
根冠
分生区
伸长区
成熟区(根毛区)
根尖、茎尖等分生区
(1)高等植物的分生组织有丝分裂较旺盛。
(2)高等植物细胞有丝分裂过程分为分裂间期和分裂期（前、中、后、末）。可在高倍显微镜下根据各个时期内染色体的变化情况。
(3)染色体易被碱性染料染成深色。
醋酸洋红\龙胆紫\改良苯酚品红染液
低温诱导植物细胞染色体数目的变化
2.实验步骤与现象
(1)实验步骤
(2)现象：视野中既有正常的二倍体细胞，也有 发生改变的细胞。
4 ℃
卡诺氏液
95%
漂洗
染色
染色体数目
低温诱导植物细胞染色体数目的变化
制片：
包括______、______、______、_______4个步骤；
解离
漂洗
染色
制片
解离目的：
漂洗目的：
染色目的：
制片目的：
用药液使组织中的细胞相互分离开来
洗去药液，防止解离过度
甲紫溶液或醋酸洋红液能使染色体着色
使细胞分散开来，有利于观察
2.实验步骤与现象
(1)实验步骤
低温诱导植物细胞染色体数目的变化
低温可以诱导植物细胞染色体数目发生变化
3.实验结论：
注意事项
(1)在显微镜下观察到的细胞已经死亡，不能观察到细胞中染色体数目的变化过程。
(2)选材只能是分生区细胞，不能进行细胞分裂的细胞不会出现染色体数目的变化。
染色体结构的改变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。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死亡。
缺失：染色体的某一片段缺失引起变异
例如猫叫综合征、果蝇缺刻翅的形成
果蝇正常翅
果蝇缺刻翅
染色体结构变异——缺失
棒状眼
正常眼
增加：染色体上增加某一片段引起变异
例如果蝇棒状眼的形成
染色体结构变异——增加
正常眼
花斑眼
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
例如果蝇花斑眼的形成
染色体结构变异——移接
倒位：染色体的某一片段位置颠倒引起变异
例如果蝇卷翅的形成
正常翅
卷翅
染色体结构变异——倒位
染色体结构变异
项目 染色体易位 交叉互换
图解
区别 位置 非同源染色体之间 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
比较易位与互换
染色体结构变异
项目 染色体片段缺失 碱基对缺失
图解
区别 原理 染色体结构变异 基因突变
观察 可在显微镜下观察到 在显微镜下观察不到
小结：比较染色体片段缺失与碱基对缺失
下图为显微镜观察的变异杂合子染色体联会异常现象，通过图示辨析染色体结构变异的类型。
缺失
重复
易位
倒位
巩固练习
巩固练习
如图表示细胞中所含的染色体，①②③④的基因型可以表示为(　　)
C
A. ①:AABb ②:AAABBb　③:ABCD　 ④:A
B. ①:Aabb ②:AaBbCc ③:AAAaBBbb ④:AB
C. ①:AaBb ②:AaaBbb ③:AAaaBBbb ④:AbCD
D. ①:AABB ②:AaBbCc ③:AaBbCcDd ④:ABCD
课堂小结

展开更多......

收起↑