5.2+染色體變異-2024-2025學(xué)年高一生物下學(xué)期課件（人教版2019必修2）VIP

5.2染色體變異作為野生植物的后代，許多栽培植物的染色體數(shù)目卻與它們的祖先大不相同，如馬鈴薯和香蕉（見(jiàn)下表）。

討論

1、請(qǐng)根據(jù)所學(xué)的減數(shù)分裂的知識(shí)，試著完成該表格。生物種類(lèi)體細(xì)胞染色體數(shù)/條體細(xì)胞非同源染色體/套配子染色體數(shù)/條馬鈴

薯野生祖先種242栽培品種484香蕉野生祖先種222栽培品種333122411異常作為野生植物的后代，許多栽培植物的染色體數(shù)目卻與它們的祖先大不相同，如馬鈴薯和香蕉。

討論

2、為什么平時(shí)吃的香蕉是沒(méi)有種子的？因?yàn)橄憬对耘嗥贩N體細(xì)胞中的染色體數(shù)目是33條，減數(shù)分裂時(shí)染色體發(fā)生聯(lián)會(huì)紊亂，不能形成正常的配子，因此無(wú)法形成受精卵，進(jìn)而形成種子。染色體變異生物體的體細(xì)胞或生殖細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目或結(jié)構(gòu)的變化，稱(chēng)為染色體變異。包括染色體結(jié)構(gòu)的變異和染色體數(shù)目的變異兩種類(lèi)型。一、染色體數(shù)目的變異1、類(lèi)型2、染色體組3、二倍體和多倍體4、單倍體5、低溫誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目變化1、類(lèi)型染色體數(shù)目變異細(xì)胞內(nèi)個(gè)別染色體的增加或減少，例如，多一條染色體稱(chēng)為三體，少一條稱(chēng)為單體。細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目以一套完整的非同源染色體為基數(shù)成倍的增加或成套的減少。增加一條減少一條正常雌果蠅體細(xì)胞染色體（2n=8）2、染色體組在大多數(shù)生物的體細(xì)胞中，染色體都是兩兩成對(duì)的，也就是含有兩套非同源染色體，其中把每套非同源染色體稱(chēng)為一個(gè)染色體組。XYⅡⅡⅢⅢⅣⅣXⅢⅣYⅡⅢⅣ2、染色體組染色體組的特征(1)一個(gè)染色體組不含同源染色體，不含等位基因。(2)一個(gè)染色體組所含的染色體大小、形態(tài)和功能各不相同，均為非同源染色體。(3)一個(gè)染色體組中含有控制生物生長(zhǎng)、發(fā)育、遺傳和變異的全套遺傳信息。2、染色體組染色體組數(shù)目的判斷方法①同源染色體有幾條，就有幾個(gè)染色體組；②相同基因或等位基因有幾個(gè)，就有幾個(gè)染色體組。2、染色體組染色體組數(shù)目的判斷方法③表示染色體數(shù)目n的系數(shù)即為染色體組的個(gè)數(shù)。2、染色體組一個(gè)染色體組中染色體數(shù)目的判斷方法染色體總數(shù)÷染色體組數(shù)=一個(gè)染色體組中染色體數(shù)目染色體組和基因組的關(guān)系二倍體生物，如果無(wú)性染色體，那么一個(gè)染色體組就等于該物種的基因組，即配子中的染色體既是染色體組又是基因組；如果有性染色體，那么一個(gè)染色體組不等于基因組，基因組等于一套非同源常染色體加兩條性染色體，例如，人的基因組22+X+Y，果蠅3+X+Y。3、二倍體和多倍體體細(xì)胞中含有兩個(gè)染色體組的個(gè)體叫做二倍體。二倍體多倍體如果二倍體的減數(shù)分裂出現(xiàn)錯(cuò)誤，形成含有兩個(gè)染色體組的配子，這樣的配子與含有一個(gè)染色體組的配子結(jié)合，發(fā)育成的個(gè)體的體細(xì)胞中就含有三個(gè)染色體組，稱(chēng)作三倍體。如果兩個(gè)含有兩個(gè)染色體組的配子結(jié)合，發(fā)育成的個(gè)體的體細(xì)胞中就含有四個(gè)染色體組，稱(chēng)作四倍體。如果二倍體在胚或幼苗期受某種因素影響，體細(xì)胞在進(jìn)行有絲分裂時(shí)，染色體只復(fù)制未分離，也會(huì)形成四倍體。體細(xì)胞中含有三個(gè)或三個(gè)以上染色體組的個(gè)體叫做多倍體。3、二倍體和多倍體多倍體生物種類(lèi)在自然界，幾乎全部動(dòng)物和過(guò)半數(shù)的高等植物都是二倍體。多倍體在植物中很常見(jiàn)，在動(dòng)物中極少見(jiàn)。普通小麥六倍體菊花六倍體葡萄三/四倍體香蕉三倍體相關(guān)信息在被子植物中，約有33%的物種是多倍體。例如，普通小麥、棉、煙草、菊、水仙等都是多倍體。某些品種的蘋(píng)果、梨、葡萄也是多倍體。3、二倍體和多倍體四倍體可以通過(guò)減數(shù)分裂形成含有兩個(gè)染色體組的配子。三倍體因?yàn)樵忌臣?xì)胞中有三套非同源染色體，減數(shù)分裂時(shí)出現(xiàn)聯(lián)會(huì)紊亂，因此不能形成可育的配子，即無(wú)法產(chǎn)生種子。一般情況下，奇數(shù)倍體都聯(lián)會(huì)紊亂，高度不育。多倍體的育性3、二倍體和多倍體與二倍體相比，多倍體的植株常常是莖稈粗壯，葉片、果實(shí)和種子都比較大，糖類(lèi)和蛋白質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量都有所增加。例如，四倍體葡萄的果實(shí)比二倍體的大得多，四倍體番茄維生素C含量比二倍體的幾乎增大了一倍。因此，人們常常采用人工誘導(dǎo)多倍體的方法來(lái)獲得多倍體植株，培育新品種。多倍體植株的特點(diǎn)3、二倍體和多倍體人工誘導(dǎo)多倍體方法：低溫處理、用秋水仙素誘發(fā)等最常用且最有效的方法：用秋水仙素來(lái)處理萌發(fā)的種子或幼苗原理：秋水仙素作用于正在分裂的細(xì)胞時(shí)，能夠抑制紡錘體的形成，導(dǎo)致染色體不能移向細(xì)胞的兩極，從而引起細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目加倍（染色體數(shù)目變異）。二倍體西瓜幼苗二倍體西瓜幼苗秋水仙素處理二倍體西瓜植株四倍體西瓜植株♀♂聯(lián)會(huì)紊亂三倍體西瓜種子無(wú)子西瓜授粉×自然長(zhǎng)成二倍體西瓜植株第一年第二年三倍體西瓜植株人工誘導(dǎo)多倍體實(shí)例——三倍體無(wú)籽西瓜P91第二次傳粉：刺激子房產(chǎn)生生長(zhǎng)素，促進(jìn)子房發(fā)育為果實(shí)。授粉第一次傳粉：獲得三倍體種子注意：如果以二倍體為母本，四倍體為父本進(jìn)行雜交，也能得到三倍體的種子，但是這種種子結(jié)的西瓜，因珠被發(fā)育成厚硬的種皮，達(dá)不到“無(wú)籽”的目的。人工誘導(dǎo)多倍體實(shí)例——三倍體無(wú)籽西瓜P91相關(guān)信息秋水仙素（C22H25O6N）是從百合科植物秋水仙的種子和球莖中提取的一種植物堿。它是白色或淡黃色的粉末或針狀結(jié)晶，有劇毒，使用時(shí)應(yīng)當(dāng)特別注意。4、單倍體體細(xì)胞中的染色體數(shù)目與本物種配子染色體數(shù)目相同的個(gè)體，叫做單倍體。單倍體不一定是一倍體，一倍體一定是單倍體。雄蜂是單倍體。自然狀態(tài)下，玉米、高粱、水稻、番茄等二倍體植株，偶爾也會(huì)出現(xiàn)單倍體。概念單倍體植株特點(diǎn)與正常植株相比，單倍體長(zhǎng)得弱小，且高度不育。4、單倍體單倍體育種單倍體育種的優(yōu)點(diǎn)①明顯縮短育種年限，加速育種進(jìn)程。②單倍體育種每對(duì)染色體上的基因都是純合的，自交后代不會(huì)發(fā)生性狀分離。

單倍體育種包括兩個(gè)過(guò)程：花藥離體培養(yǎng)和人工誘導(dǎo)染色體加倍?；ㄋ幓ㄋ庪x體培養(yǎng)單倍體幼苗秋水仙素處理純合體優(yōu)良性狀純合體篩選4、單倍體單倍體育種實(shí)例5、低溫誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目變化原理用低溫處理植物的分生組織細(xì)胞，能夠抑制紡錘體的形成，以致影響細(xì)胞有絲分裂中染色體被拉向兩極，導(dǎo)致細(xì)胞不能分裂成兩個(gè)子細(xì)胞，于是植物細(xì)胞中的染色體數(shù)目發(fā)生變化。5、低溫誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目變化步驟（1）將蒜（或洋蔥）在冰箱冷藏室內(nèi)（4℃）放置一周；取出后，于室溫（約25℃）進(jìn)行培養(yǎng)；蒜長(zhǎng)出約1cm長(zhǎng)的不定根時(shí)，將裝置放入冰箱冷藏室誘導(dǎo)培養(yǎng)48~72h。（2）剪取誘導(dǎo)處理的根尖約0.5~1cm，放入卡諾氏液中浸泡0.5~1h，以固定細(xì)胞形態(tài)，然后用體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精沖洗２次。5、低溫誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目變化步驟（3）制作裝片包括：解離、漂洗、染色、制片。（4）先低倍鏡觀察，視野中有二倍體也有四倍體細(xì)胞。確認(rèn)某個(gè)細(xì)胞發(fā)生染色體數(shù)目變化后，再用高倍鏡觀察。5、低溫誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目變化5、低溫誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目變化討論秋水仙素與低溫都能誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍，這兩種方法在原理上有什么相似之處？秋水仙素與低溫都能誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍，可能都與抑制紡錘體的形成有關(guān)，著絲粒分裂后沒(méi)有紡錘體的牽引作用，因而不能將染色體拉向細(xì)胞的兩極，導(dǎo)致細(xì)胞中的染色體數(shù)目加倍。二、染色體結(jié)構(gòu)的變異1、類(lèi)型2、缺失3、重復(fù)4、易位5、倒位6、結(jié)構(gòu)變異的減數(shù)分裂聯(lián)會(huì)7、染色體結(jié)構(gòu)變異的本質(zhì)8、染色體結(jié)構(gòu)變異的影響1、類(lèi)型人類(lèi)的許多遺傳病是由染色體結(jié)構(gòu)改變引起的。例如，貓叫綜合征是人的5號(hào)染色體部分缺失引起的遺傳病，因?yàn)榛純嚎蘼曒p，音調(diào)高，很像貓叫而得名。貓叫綜合征患者的生長(zhǎng)發(fā)育遲緩，而且存在嚴(yán)重的智力障礙。在自然條件或人為因素的影響下，染色體發(fā)生的結(jié)構(gòu)變異主要有四種類(lèi)型：缺失、重復(fù)、易位、倒位。2、缺失染色體的某一片段缺失引起的變異。概念abcdefabcdef實(shí)例果蠅缺刻翅的形成、貓叫綜合征。正常翅缺刻翅3、重復(fù)染色體增加某一片段引起的變異。概念實(shí)例果蠅棒狀眼的形成。abcdefbabcdef棒狀眼正常眼4、易位染色體的某一片段移接到另一條非同源染色體上引起的變異。概念實(shí)例果蠅花斑眼的形成。abcdefghijk正常眼花斑眼易位和交叉互換的區(qū)別易位發(fā)生于非同源染色體之間；交叉互換發(fā)生于同源染色體的非姐妹染色單體之間。5、倒位染色體的某一片段位置顛倒引起的變異。概念實(shí)例果蠅卷翅的形成。cdefabaf