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(共41张PPT)
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5.2
染色体变异
课前导入
野生祖先种（多种颜色）
栽培品种（多为黄色）
野生祖先种（有籽）
栽培品种（无籽）
问题探讨
Q：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？
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
12
24
11
异常
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。
减数分裂时染色体发生联会紊乱，不能形成正常的配子，无法结合受精卵形成种子。
一、染色体的变异（P87）
1.概念：体细胞或生殖细胞内染色体数目或结构的变化。
2.类型
染色体结构的变异
染色体数目的变异
Q：染色体变异与基因突变有什么区别呢？
①染色体变异在光学显微镜下可见。
②基因突变是指某一个基因发生了改变，变异影响小；染色体变异涉及的基因数目多，变异影响大。
常染色体个别染色体数目异常：
先天性愚型/21三体综合征/唐氏综合征：
亲代减数分裂时同源染色体未分离，或姐妹染色单体未分离。
胡一舟：在2000年前后曾感动全国甚至世界无数观众的智力残障“天才指挥家”。
二、染色体数目的变异（P87）
若减数分裂Ⅰ后期，同源染色体不能正常分离：
有2个染色体组
没有染色体
若减数分裂Ⅱ后期，姐妹染色单体未分离而进入同一个子细胞；
有2个染色体组
没有染色体
1个染色体组
二、染色体数目的变异（P87）
性染色体个别染色体数目异常：
①XYY三体：比正常的男性多出一条Y染色体，又称“超雄综合征”。
原因：父方在MⅡ时两条Y染色单体分离后，进入同一个配子中，产生YY的异常精子。
②XXY三体：表现为XY男性的生理特征，同时可能出现不同程度的女性化第二性征。
原因：父方在MⅠ时X和Y未分离，进入同一个配子中；或母方在MⅠ时X和X未分离；或MⅡ时两条X单体分离后进入同一个配子中。
二、染色体数目的变异（P87）
二、染色体数目的变异（P87）
1.类型：
①细胞内 的增加或减少。
②染色体数目以 成倍地增加或成套地减少。
个别染色体
一套完整的非同源染色体为基数
（以染色体组的形式增加或减少）
正常果蝇
（2n=8）
个别异常→
成套异常→
增加一条
减少一条
增加二套
减少一套
21-三体综合征
二、染色体数目的变异（P87）
2.染色体组：每套非同源染色体称为一个染色体组。
（1）内涵：①不存在同源染色体
②不含有等位基因
③各个染色体的形态和功能均不相同
④含有该物种的全部遗传信息
雄果蝇染色体图解
X
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Y
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
X
Y
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅱ
Ⅲ
二、染色体数目的变异（P87）
2.染色体组：每套非同源染色体称为一个染色体组。
（2）判断方式：
①根据“染色体形态”：
——细胞内同种形态染色体有几条就含几个染色体组。
3个
染色体组
4个
染色体组
1个
染色体组
2个
染色体组
4个
染色体组
二、染色体数目的变异（P87）
2.染色体组：每套非同源染色体称为一个染色体组。
（2）判断方式：
②根据“基因型”：
——控制相同基因或等位基因（包括同一字母的大、小写）出现几次，则含有几个染色体组。
YyRr
AABBDD
Aaa
AABbD
2个
染色体组
2个
染色体组
3个
染色体组
1个
染色体组
ABCD
2个
染色体组
二、染色体数目的变异（P87）
2.染色体组：每套非同源染色体称为一个染色体组。
（2）判断方式：
③根据染色体的数目和形态数：
——染色体组的数目 = 染色体数 ÷ 染色体形态数
例：韭菜的体细胞中含有32条染色体，这32条染色体有8种形态结构，韭菜有（ ）个染色体组？
A.2 B.4 C.6 D.8
B
二、染色体数目的变异（P87）
2.染色体组：每套非同源染色体称为一个染色体组。
（2）判断方式：
④根据名称：
——叫几倍体，则体细胞中就有几个染色体组。
例：野生马铃薯是二倍体，则其体细胞中有 个染色体组，生殖细胞中有 个染色体组。
染色体组数＝ 。
1个染色体组中的染色体数＝ 。
形态相同的染色体的条数
不同形态染色体的种类数
2
1
二、染色体数目的变异（P87）
3.二倍体：
由受精卵发育而来，体细胞中有2个染色体组的生物。
野生马铃薯的染色体组成
人体内染色体组成
2N=46，2： N：
有两个染色体组
每组有N条非同源染色体
二、染色体数目的变异（P87）
4.三倍体：
由受精卵发育而来，体细胞中有三个染色体组的生物。
三倍体因原始生殖细胞中含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。
如香蕉、三倍体无子西瓜的果实中没有种子。
二、染色体数目的变异（P87）
5.多倍体：
由受精卵发育而来，体细胞中有三个或三个以上染色体组的个体。（有几个染色体组就叫几倍体）
野生草莓VS加倍后的草莓
①优点：茎秆粗壮，叶片、果实和种子都比较大，营养物质含量较多
②缺点：生长发育延迟，结实率低
③人工诱导方法：低温处理、秋水仙素诱发（萌发的种子或幼苗）
拓
展
人工诱导多倍体：
方法
①低温处理
②秋水仙素诱发种子或幼苗（最常用且最有效）
原理
低温或秋水仙素，能够抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞的两极
结果
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。
秋水仙
拓
展
一
人工诱导多倍体
：
二倍体
授粉
二倍体
（父本）
四倍体
（母本）
三倍体
联会紊乱
无籽西瓜
秋水仙素
授粉
第一年
第二年
第1次传粉：得到三倍体的种子。
第2次传粉：刺激子房产生生长素，促进子房发育为果实。
拓
展
一
人工诱导多倍体
：
2.（1）为什么用一定浓度的秋水仙素滴在二倍体西瓜幼苗的芽尖？（P91）
芽尖是有丝分裂旺盛的地方，用秋水仙素处理可以抑制细胞有丝分裂时形成纺锤体，导致细胞内染色体数目加倍，从而得到四倍体植株。
课后习题
拓
展
一
人工诱导多倍体
：
2.（2）获得的四倍体为什么与二倍体杂交？联系第1问，能说出产生多倍体的基本途径吗？
杂交可获得三倍体植株。
途径：用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。
课后习题
拓
展
一
人工诱导多倍体
：
2.（3）有时可以看到三倍体西瓜有少量发育不成熟的种子，请推测产生这些种子的原因？
三倍体植株一般不能进行正常的减数分裂形成配子，因此不能形成种子。但是，也有可能在减数分裂时形成正常的卵细胞，从而形成正常的种子，但这种概率特别小。
课后习题
拓
展
一
人工诱导多倍体
：
2.（4）无子西瓜每年都要制种，很麻烦，有无别的替代方法？
①进行无性生殖，将三倍体植株进行组织培养获取大量组培苗，再进行移栽；
②利用生长素或生长素类似物处理二倍体植株未受粉的雌蕊，以促进子房发育成无子果实，同时，在花期全时段要进行套袋处理，以避免受粉。
课后习题
拓
展
二
低温诱导多倍体
：
用低温处理植物的 细胞，能够抑制 的形成，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
1.实验原理
拓
展
二
低温诱导多倍体
：
2.实验步骤及现象
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
固定细胞的形态
拓
展
二
低温诱导多倍体
：
解离：盐酸和酒精混合液（1：1混合）。
目的：使组织中的细胞相互分离开来。
漂洗：清水漂洗。
目的：洗去药液，防止解离过度。
染色：用甲紫/龙胆紫或醋酸洋红溶液对染色体染色。
制片：放在载玻片上，加清水并用镊子把根尖弄碎，盖上盖玻片，用拇指轻轻地按压盖玻片完成制片。
拓
展
二
低温诱导多倍体
：
【注意】
①诱导率不是百分之百，因此视野中既有二倍体细胞，也有少部分染色体数目发生改变的细胞。
②解离之后，细胞失去活性，因此不能观察到连续的变化。
二、染色体数目的变异（P87）
7.单倍体：
配子（生殖细胞）发育而成 ，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。
蜂王 雄蜂 工蜂
32条 16条 32条
蜜蜂
蜂王
工蜂
雄峰→
由受精卵发育而来
二倍体
由卵细胞发育而来
单倍体
①由受精卵发育来的个体，细胞中含有几个染色体组，就叫几倍体；
②而由配子直接发育来的，不管含有几个染色体，都只能叫单倍体。
判断
是否含有两个染色体组的都是二倍体？是否单倍体都只有一个染色体组？
二、染色体数目的变异（P87）
7.单倍体：
配子（生殖细胞）发育而成 ，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。
①缺点：植株长得弱小，而且高度不育
②优点：明显缩短育种年限、快速获得纯合子
（得到的植株不仅能够正常生殖，而且每对染色体上成对的基因都是纯合的，自交后代不发生性状分离）
③培育方式：花药（花粉）离体培养获得单倍体植株→人工诱导加倍（秋水仙素）染色体加倍
拓
展
三
单倍体育种
：
亲本
F1
DDTT
ddtt
×
×
（抗倒伏，不抗病）
（易倒伏，抗病）
DdTt
自交多代，获得目标品种（抗倒伏，抗病）
优点：操作简单
缺点：耗时长
传统育种方式：连续自交
拓
展
三
单倍体育种
：
单倍体育种方式≠花药离体培养
（抗倒伏，不抗病）
（抗倒伏抗病）
花药（粉）：DT Dt dT dt
单倍体幼苗：DT Dt dT dt
正常植株：DDTT DDtt ddTT ddtt
新品种：DDtt
花药离体培养
秋水仙素处理幼苗
缺点：操作复杂
优点：缩短育种年限
DDTT（♀）× ddtt（♂）
第一年
第二年
筛选
DdTt
（抗倒伏，不抗病）
（倒伏，抗病）
二倍体生物
（体现细胞全能性）
DdTt植株
单倍体育种 多倍体育种
原理
常用方法
优势
缺点
染色体数目变异
染色体组成倍减少，再加倍后得到纯种
染色体数目变异
染色体组成倍增加
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或幼苗
明显缩短育种年限
得到的植株是纯合子
操作简单
操作复杂，需与杂交育种配合
适用于植物，动物难以操作
ps: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。
课后小结
三、染色体结构的变异（P90）
①缺失：一条染色体某一片段缺失
a
b
c
d
e
f
结果：基因数目减少
人类的猫叫综合征：5号染色体部分缺失。
症状：两眼距离较远，耳位低下，生长发育缓慢，存在着严重的智力障碍。患儿哭声轻，音调高，很像猫叫。
1.类型：
三、染色体结构的变异（P90）
a
b
c
d
e
f
b
棒状眼
正常眼
②重复：染色体增加了某一片段
结果：基因数目增加
1.类型：
三、染色体结构的变异（P90）
a
b
c
d
e
f
g
h
i
j
k
正常眼
花斑眼
③易位：染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上
结果：染色体上基因的排列顺序发生改变
1.类型：
拓
展
比较染色体易位与交叉互换：
染色体易位 交叉互换
图解
区别 位置
原理
观察
发生于非同源染色之间
发生于同源染色体的
非姐妹染色单体之间
染色体结构变异
基因重组
可在显微镜下观察到
在显微镜下观察不到
三、染色体结构的变异（P90）
c
d
e
f
a
b
a
f
b
c
d
e
e
d
b
c
正常翅
卷翅
④倒位：染色体的某一片段位置颠倒引起的变异
结果：染色体上基因的排列顺序发生改变
1.类型：
a
b
c
d
e
f
a
b
c
d
e
f
b
c
d
e
a
f
三、染色体结构的变异（P90）
染色体结构上的缺失、重复、易位和倒位
染色体上的基因数量、排列顺序的改变
生物性状的改变（变异）
2.结果：
3.影响：大多数染色体结构变异对生物体是不利的，甚至导致生物体死亡。
课堂练习
缺失
重复
易位
倒位
上述变异类型中， 和 改变了染色体上基因的数量，
和 改变了基因在染色体上的 。
缺失
重复
易位
倒位
排列顺序
发生结构变异的染色体在联会时是怎样？
总
结
生物变异总结：
变异类型 基因突变 基因重组 染色体 结构变异 染色体
数目变异
发生时间
间期
减Ⅰ前期
减Ⅰ后期
有丝分裂
减数分裂
有丝后期
减Ⅰ后期
减Ⅱ后期
原核生物有哪些变异类型？
基因突变
总
结
类别 基因突变 基因重组 染色体变异
适用范围 所有生物（包括病毒） 自然状态下，发生在真核生物的有性生殖过程 真核生物
类型 诱发突变、自发突变或（显性、隐性突变） 交叉互换型、自由组合型（基因工程） 染色体结构变异
染色体数目变异
发生时期 任何时期，主要发生在有丝分裂前间期和减数分裂前的间期 减数第一次分裂前期、减数第一次分裂后期 任何时期，主要发生在细胞分裂时
结果 引起基因碱基序列的改变（产生了新基因，但不改变基因的数量和位置） 产生了新基因型和性状组成、不能产生新的基因和性状 使排列在染色体上基因的数目或排列顺序发生改变，不产生新的基因
光学显微镜观察 不能观察到 属于分子水平 不能观察到 属于分子水平 能观察到
属于细胞水平
意义 新基因产生的途径； 生物变异的根本来源； 为生物的进化提供了丰富的原材料； 生物变异的来源之一，对生物进化具有重要的意义 生物变异的来源之一，对生物进化具有重要的意义
课堂小结

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