新教材同步备课2024春高中生物第5章基因突变及其他变异5.2染色体变异第1课时课件新人教版必修2

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5.2 染色体变异 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(见右表)。讨论：1.根据前面所学减数分裂的知识，试着完成该表格。122411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(见右表)。122411异常讨论：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，进而无法形成种子。 作为野生植物的后代，许多栽培植物的染色体数目却与它们的祖先大不相同，如马铃薯和香蕉(见右表)。122411异常讨论：3.分析表中数据，你还能提出什么问题吗?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?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。【染色体变异】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。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。细胞内个别染色体的增加或减少一、染色体数目的变异1.非整倍变异（1）定义：正常染色体组中,丢失或添加了一条或几条完整的染色体。注意：单体和三体也是二倍体，均可进行减数分裂，产生配子，配子育 性情况，见具体实例。一、染色体数目的变异①21三体综合征唐氏综合征 (21三体综合征)，又称先天愚型，由于多了一条21号染色体而导致的疾病。存活者有明显的智能落后、特殊面容、生长发育障碍和多发畸形。1.非整倍变异（2）举例：一、染色体数目的变异胡一舟,在2000年前后曾经感动全国甚至世界无数观众的智力残障“天才指挥家”.原因：减数第一次分裂后期21号同源染色体未分离或减数第二次分裂后期姐妹染色单体分离后移向细胞的同一极①21三体综合征1.非整倍变异（2）举例：一、染色体数目的变异44条＋XO（45条）Turner综合征症状：颈蹼，肘外翻、部分患者智力轻度低下。有的患者伴有心、肾、骨骼等先天畸形。外观表现为女性，但性腺发育不良，没有生育能力。(先天性卵巢发育不全综合征)②性染色体数目异常1.非整倍变异（2）举例：一、染色体数目的变异【A】: XO单体原因:父方在MⅠ时X和Y未分离，进入同一个配子中，形成不含性染色体的异常精子。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，形成不含性染色体的异常卵细胞。②性染色体数目异常1.非整倍变异（2）举例：一、染色体数目的变异【A】: XO单体一种人类男性的性染色体疾病，比正常的男性多出一条Y染色体，所以又称“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。②性染色体数目异常1.非整倍变异（2）举例：一、染色体数目的变异【B】: XYY三体原因:父方在MⅠ时X和Y未分离，进入同一个配子中，形成XY的异常精子。具有XXY染色体的人通常表现为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。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，形成XX的异常卵细胞。②性染色体数目异常1.非整倍变异（2）举例：一、染色体数目的变异【C】: XXY三体大多数X三体个体表型正常，但发育较早，平均身高较正常女性高，平均智商比正常人群低10-15.原因:父方在MⅡ时两条X染色单体分离后，进入同一个配子中，产生XX的异常精子。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，形成XX的异常卵细胞。②性染色体数目异常1.非整倍变异（2）举例：一、染色体数目的变异【D】: XXX三体①定义：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。2.整倍变异一、染色体数目的变异（1）染色体组：果蝇的一个染色体组是______________或_______________。Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、XⅡ、Ⅲ、Ⅳ、Y果蝇的一个基因组是_______________________。Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X、Y（3+XY）2.整倍变异一、染色体数目的变异（1）染色体组：二倍体马铃薯：（2n=24)果蝇的一个染色体组含_______条染色体，果蝇的一个基因组含_______条染色体。12122.整倍变异一、染色体数目的变异（1）染色体组：②特征：A.一个染色体组不含同源染色体，不含等位基因。B.一个染色体组所含的染色体大小、形态和功能各不相同，均为非同源染色体。C.一个染色体组中含有控制生物生长、发育、遗传和变异的全套遗传信息。A.据染色体的形态判断染色体组的数量，并完成表格的填写。规律：染色体组数＝ ，一个染色体组中的染色体数＝ 。3214233422形态相同的染色体的条数不同形态染色体的种类数2.整倍变异一、染色体数目的变异（1）染色体组：③判断方法：B.请根据基因型判断染色体组数：规律：染色体组数＝ 。1324控制同一性状的基因的个数2.整倍变异一、染色体数目的变异（1）染色体组：③判断方法： 人和野生马铃薯等生物的体细胞中都有两个染色体组。像这样体细胞中含有两个染色体组的个体叫做二倍体。野生马铃薯的染色体组成人体内染色体组成2.整倍变异一、染色体数目的变异（2）二倍体和多倍体：【思考1】二倍体植株经减数分裂产生的配子中应该有几个染色体组？一个2.整倍变异一、染色体数目的变异（2）二倍体和多倍体：【思考2】若减数分裂时姐妹染色单体未分离，配子中应该有几个染色体组？可能形成含有两个染色体组的配子 减数分裂异常减数分裂异常2.整倍变异一、染色体数目的变异（2）二倍体和多倍体：【思考3】若该异常配子与正常的配子结合后发育成个体，其体细胞中应该含有几个染色体组？三个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体细胞中含有三个染色体组，称作三倍体。2.整倍变异一、染色体数目的变异（2）二倍体和多倍体：无子西瓜香蕉2.整倍变异一、染色体数目的变异（2）二倍体和多倍体：【思考4】若两个正常的配子结合后形成的幼苗受到外界环境的影响，进行有丝分裂时，姐妹染色单体未分离，则子细胞中有几个染色体组？四个由2个含有两个染色体组的配子结合发育成的个体，体细胞中含有4个染色体组，称为四倍体。有丝分裂异常2.整倍变异一、染色体数目的变异（2）二倍体和多倍体：马铃薯（4n=48）棉花（4n=52）2.整倍变异一、染色体数目的变异（2）二倍体和多倍体：山药（4n=40）2.整倍变异一、染色体数目的变异（2）二倍体和多倍体：香葱（4n=32）2.整倍变异一、染色体数目的变异（2）二倍体和多倍体：四倍体形成过程：一种可能性2.整倍变异一、染色体数目的变异（2）二倍体和多倍体：四倍体形成过程：另一种可能性雌配子染色体复制，未分离2.整倍变异一、染色体数目的变异（2）二倍体和多倍体：六倍体小麦（6N=42） 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。2.整倍变异一、染色体数目的变异（2）二倍体和多倍体：：1.染色体加倍的机理低温或秋水仙素染色体不能移向细胞的两极导致一、染色体数目的变异一般是可育的：2.四倍体的生物可育吗？一、染色体数目的变异 下面两张图展示的是香蕉和香蕉的祖先——野生香蕉，两者差异很大。我们可以清晰地看到野生香蕉其实是有籽的，而且籽还很大。 你在吃香蕉时是否有过这样的疑惑：香蕉为什么没有籽，没有籽它是如何进行繁殖的？：3.三倍体的生物可育吗？一、染色体数目的变异三价体二价体单价体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。：3.三倍体的生物可育吗？一、染色体数目的变异①与二倍体植株相比，多倍体植株的特点有： A.茎秆粗壮； B.叶片、果实和种子都比较大； C.糖类和蛋白质等营养物质的含量都有所增加。2.整倍变异一、染色体数目的变异（2）二倍体和多倍体：②人工诱导多倍体：利用低温处理、用秋水仙素诱发等方法来诱导多倍体的产生。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。2.整倍变异一、染色体数目的变异秋水仙素秋水仙 秋水仙素是从百合科植物秋水仙的种子和球茎中提取的一种植物碱。它是白色或淡黄色的粉末或针状结晶，有剧毒，使用时应当特别注意。2.整倍变异一、染色体数目的变异②人工诱导多倍体：实例1：练习与应用（P91）2.人们平常食用的西瓜是二倍体。在二倍体西瓜的幼苗期，用秋水仙素处理，可以得到四倍体植株。然后，用四倍体植株作母本，用二倍体植株作父本，进行杂交，得到的种子细胞中含有三个染色体组。把这些种子种下去，就会长出三倍体植株。下图是三倍体无子西瓜的培育过程图解。据图回答下列问题。一、染色体数目的变异③人工诱导多倍体实例：2.整倍变异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？抑制纺锤体的形成实例1：练习与应用（P91）2.人们平常食用的西瓜是二倍体。在二倍体西瓜的幼苗期，用秋水仙素处理，可以得到四倍体植株。然后，用四倍体植株作母本，用二倍体植株作父本，进行杂交，得到的种子细胞中含有三个染色体组。把这些种子种下去，就会长出三倍体植株。下图是三倍体无子西瓜的培育过程图解。据图回答下列问题。为什么用一定浓度的秋水仙素溶液滴在二倍体西瓜幼苗的芽尖?西瓜幼苗的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。一、染色体数目的变异2.整倍变异③人工诱导多倍体实例：(2)获得的四倍体西瓜为何要与二倍体杂交?联系第1问，你能说出产生多倍体的基本途径吗?杂交可以获得三倍体植株。多倍体产生的途径为：用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。一、染色体数目的变异2.整倍变异实例1：练习与应用（P91）2.③人工诱导多倍体实例：(3)有时可以看到三倍体西瓜中有少量发育并成熟的种子，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。一、染色体数目的变异2.整倍变异实例1：练习与应用（P91）2.③人工诱导多倍体实例：(4)无子西瓜每年都要制种，很麻烦，有没有别的替代方法?有其他方法可以替代。方法一：进行无性生殖，将三倍体植株进行组织培养获取大量培苗，再进行移栽；方法二：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种子的果实，同时，在花期全时段要进行套袋处理，以避免受粉。一、染色体数目的变异2.整倍变异实例1：练习与应用（P91）2.③人工诱导多倍体实例：实例2：香蕉的培育香蕉的祖先为野生芭蕉，个小而多种子，无法食用。香蕉的培育过程如下：一、染色体数目的变异2.整倍变异③人工诱导多倍体实例：这里的A、B、D代表的是染色体组，而不是基因实例3：普通小麦的形成过程一、染色体数目的变异2.整倍变异③人工诱导多倍体实例：第1步：杂交第2步：染色体加倍注意：这里的A、B、D、R代表的是染色体组，而不是基因。所以，异源四倍体（ABDR）是不可育的。 实例4：八倍体小黑麦的培育过程一、染色体数目的变异2.整倍变异③人工诱导多倍体实例：卵幼虫受精卵受精卵持续获得蜂王浆未受精的卵2n=322n=32n=16n=162n=32蜂王工蜂雄蜂2.整倍变异一、染色体数目的变异(3)单倍体： 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。②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。①概念：2.整倍变异一、染色体数目的变异(3)单倍体：③单倍体育种A.过程：花药离体培养PF1配子DDTTDDttddTTddtt秋水仙素处理高杆抗病 DDTT×矮杆感病 ddtt高杆抗病 DdTtDTDtdTdt单倍体植株DTDtdTdt需要的纯合矮抗品种（诱导染色体数加倍）【思考1】单倍体育种中秋水仙素处理萌发的种子吗？不能，因为单倍体往往高度不育，育种操作的对象一般是单倍体幼苗筛选 注意：单倍体育种和多倍体育种中都用到秋水仙素，但单倍体育种中是用秋水仙素处理单倍体幼苗，而多倍体育种中是用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。花药离体培养≠单倍体育种：单倍体育种一般包括杂交、花药离体培养、秋水仙素处理和筛选4个过程，不能简单地认为花药离体培养就是单倍体育种的全部。一、染色体数目的变异2.整倍变异B.原理：染色体数目变异C.优点:a.明显缩短育种年限 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。b.快速获得纯合子【思考2】用秋水仙素处理单倍体一定能够获得纯合子吗？不一定，若亲本为二倍体，则获得的品种一定为纯合子，如： 如果单倍体体细胞中基因型为AB，经秋水仙素处理后基因型为AABB，是纯合子；③单倍体育种一、染色体数目的变异2.整倍变异D.缺点：技术复杂，需与杂交育种配合。如果单倍体体细胞中基因型为Aa，经秋水仙素处理后基因型为AAaa，是杂合子。若亲本为多倍体，则获得的品种不一定为纯合子，如：【思考2】用秋水仙素处理单倍体一定能够获得纯合子吗？③单倍体育种一、染色体数目的变异2.整倍变异小结1：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。一、染色体数目的变异例1.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 ddttF1高杆抗病 DdTtF2D_T_D_ttddT_ddttddTT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PF1配子DDTTDDttddTTddtt正常植株（纯合）秋水仙素高杆抗病 DDTT×矮杆感病 ddtt高杆抗病 DdTtDTDtdTdt单倍体植株第1年第2年DTDtdTdt需要的纯合矮抗品种单倍体育种