新课标人教版课件系列
《高中生物》

必修2
第五章《基因突变及其他变异》
第二节

《染色体变异 》
教案目标
知识与技能
１、简述染色体结构变异和数目变异搜集生物变异在育种上应用的事例
２、情感态度与价值观
教学重点
１、染色体数目的变异
教学难点
１、染色体组的定义；２、二倍体、多倍体和单倍体的概念及其联系
３、单倍体和一倍体的区别
教学方法
猜想,推理的科学方法 问题情境导入法，观察法，谈话法，归纳总结法
第一课时
掌握染色体结构变异和染色体组
回忆：基因是什么？它和染色体又有何关系？
基因是有遗传效应的DNA片段
染色体是基因的载体
基因在染色体上呈线性排列
染色体变异的概念
在自然条件和人为条件改变的情况下，染色体_____的改变和染色体______的增减而导致生物______的变异。
数目
性状
结构
基因突变 ，基因重组与染色体变异的区别
基因突变是染色体上的某一个位点上的基因的改变,在光学显微镜下是看不见的；而染色体变异是光学显微镜下看得见的变异。
染色体变异由于牵涉到许多基因改变，因而后果比基因突变要严重得多。
真核生物有性生殖减数分裂基因之间的重新组合
3基因重组：
染色体的某一片段缺失
消失
1、缺失
果蝇缺刻翅的形成
“猫叫综合症”是人的5号染色体部分缺失引起的遗传病，病儿生长发育迟缓，头部畸形，哭声奇特，皮纹改变等特点，并有智能障碍，而其最明显的特征是哭声类似猫叫。
染色体中增加某一片段
重复
２、重复
果蝇棒状眼的形成
染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上
3、易位
夜来香的变异
移接
注意：必须强调是非同源染色体之间的染色体交换，同源染色体之间的交叉互换属于基因重组
染色体的某一片段位置颠倒
4、倒位
颠倒
缺失
重复
倒位
易位
果蝇缺刻翅、猫叫综合症
果蝇棒状眼
夜来香的变异、 慢性粒细胞白血病
染色体结构的变异导致生物变异的原因是什么？
染色体结构变异
染色体上基因的数目或排列顺序改变
生物性状的变异
多数不利
染色体结构的变异导致生物变异的原因是什么？
1．已知某物种的一条染色体上依次排列着M、N、O、p、q五个基因，如下图列出的若干种变化中，不属于染色体结构发生变化的是(　　)
正常
增多
减少
（一）个别染色体的增加或减少
（二）以染色体组的形式成倍的增加或减少
二、染色体数目的变异：　　指细胞内染色体数目增添或缺失的改变。
响誉世界的著名“天才”音乐指挥家舟舟
一)个别染色体的增加或减少
例
■先天智力障碍(21三体综合症)患者
■病因：常染色体变异,比正常人多了一条21号染色体
先天性愚型（21三体综合症）
性腺发育不良（特纳氏综合症）
二)细胞内的染色体数目以染色体组的形式成倍的增加或减少
例如：三倍体无籽西瓜；三倍体香蕉等
染色体组
Q1:果蝇体细胞有几条染色体？
8条
Q2:Ⅱ号和Ⅱ号染色体是什么关系?Ⅲ号和Ⅳ号呢?
同源染色体
非同源染色体
Q3:雄果蝇的体细胞中共有哪几对同源染色体?
Ⅱ和Ⅱ、Ⅲ和Ⅲ、Ⅳ和Ⅳ、X和Y
二、染色体数目的变异
◆、染色体组
Ⅱ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅳ
♀
X
X
♂
X
Y
Ⅱ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅳ
果蝇体细胞染色体图解
雌果蝇产生的配子
雄果蝇产生的配子
◆、染色体组
下列细胞中，属于果蝇配子并能形成受精卵的是（   ）
A．甲与乙 B．乙与丙
C．乙与丁　 D．丙与丁

C
雄果蝇染色体组图解
X
Y
Ⅱ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅳ
1、果蝇的体细胞中有几条染色体？几对常染色体？几对性染色体？
2、Ⅱ号与Ⅱ号染色体是什么关系？Ⅲ号与Ⅳ号染色体是什么关系？
3、雄果蝇的体细胞中有哪几对同源染色体？
4、果蝇精子中有哪几条染色体？这些染色体在形态、大小和功能上有什么特点？它们是否携带控制生物生长发育的全部遗传信息？
5、如果果蝇的精子中的染色体看成一组，那么果蝇的体细胞中有几组染色体？
细胞中的一组非同源染色体，在形态和功能上各不相同，携带着控制生物生长发育的全部遗传信息，这样的一组染色体，叫一个染色体组。
1、概念：细胞中的一组非同源染色体，在形态和功能上各不相同，携带着控制生物生长发育的全部遗传信息，这样的一组染色体，叫一个染色体组。
一）染色体组
特点：
a.互为非同源染色体 ，不含等位基因
b.形态大小、功能各不相同
c.携带着一种生物生长发育、遗传变异的全套遗传信息
d.不同生物一个染色体组的染色体形态和数目不同
如二倍体（人、果蝇）等生物的配子中的所有染色体就是一个染色体组。那么人的体细胞中含有 染色体组
二个
2、染色体组数目的判断
a：细胞内形态相同的染色体有几条，则含有几个染色体组。

如图，细胞中形状相同的染色体有4条，此细胞有4个染色体组。
b：控制同一性状的基因（不分大小写）有几个，就有几个染色体组。

如基因型为AAaBBbCCc的细胞，可以用右图表示。根据方法1我们可以知道此细胞有3个染色体组。
C、根据染色体数目和染色体形态推算含有几个染色体组。
染色体组数＝

如图：共有8条染色体，染色体形态数(形态大小不相同)为2，所以染色体组数为8÷2＝4(个)。
染色体总数
染色体形态数
1、某生物正常体细胞的染色体数目为8条，下图中，表示含有一个染色体组的细胞是
C
2、某生物的基因型为AAaaBbbbCCCc，那么它有多少个染色体组
A、2、 B、3 C、4 D、8
C
练习1
3．如图所示细胞的代表四个物种的不同时期细胞的，其中含有染色体组数最多的是(　　)
4：韭菜体细胞中含有的32条染色体具有8种各不相同的形态，韭菜应是（ ）
A、二个染色体组 B、三个染色体组
C、四个染色体组 D、八个染色体组
C
上图是某植物正常的体细胞，判断该植物可能的基因型及细胞中所含的染色体组数（ ）
A、ABCd，4 B、Aaaa，4
C、AaBbCcDd，8 D、BbbbDddd，8
B
人类的染色体
有几个染色体组?每个染色体组有几条染色体?
思考：1、该细胞经减数分裂，得到的每个子细胞中有多少条染色体？2、子细胞中有没有同源染色体？3、子细胞中有几个染色体组？4、每个染色体组由几条染色体构成？
10条
有
2个
5个
第二课时
会区分多倍体和单倍体
二）二倍体和多倍体
1、二倍体
由受精卵发育而成的个体，体细胞中含有两个染色体组的叫二倍体。
记作2N（N表示一个染色体组所包含的染色体数目）
几乎全部的动物和过半数以上的高等植物，都是二倍体
人：2N=46 果蝇：2N=8 水稻：2N=24
玉米、洋葱都是二倍体。
番茄是二倍体
葡萄是二倍体
几乎全部的动物和过半的高等植物都是二倍体。
（1） 由受精卵发育而成的个体，体细胞中含有三个或三个以上染色体组的叫多倍体。
2、多倍体
（2）举例： 香蕉：三倍体 马铃薯：四倍体
普通小麦：六倍体 小黑麦：八倍体
帕米尔高原的植物65%的种类是多倍体
多倍体在植物中广泛存在，而在动物中则较少见
但发育延迟，结实率低。
多倍体植株茎秆粗壮、叶片、果实、种子都比较大，糖类和蛋白质等营养物质的含量都增加。
（3）多倍体特点
马铃薯是四倍体
普通小麦是六倍体
香蕉是三倍体
细胞分裂时，染色体完成复制，但细胞受外界环境条件（如温度骤变）或生物内部因素的干扰，纺锤体不能正常形成，以致染色体不能被拉向两极，细胞也不能分裂成两个子细胞，于是就形成了染色体数目加倍的细胞。
（4）多倍体产生的主要原因
例如：秋水仙素；低温等外界因素
（4）多倍体的形成的原因

三）单倍体
1、概念：由本物种配子发育而来的个体。
2、成因：生殖细胞未受精直接发育成的个体
3、举例雄蜂
它是由卵细胞未经过受精作用直接发育而来的。
它的体细胞染色体=配子染色体数
4、单倍体植株的特点
植株长得弱小，而且高度不育（同源染色体联会紊乱）
高度不育=不育吗？
但是“单倍体一定高度不育”吗？ 　　例如：用秋水仙素处理二倍体西瓜的幼苗，能得到同源四倍体，若将该四倍体的花药进行离体培养能得到含有偶数个相同的染色体组数的单倍体，它可育。
二倍体的单倍体的确“高度不育”！但也不是“不育”。
生物几倍体判别不能只看细胞内含有多少个染色体组，还要考虑生物个体发育的直接来源。

A、如果生物体由受精卵发育而成，生物体细胞内有几个染色体组就叫几倍体。
B、如果生物体是由配子——卵细胞或花粉直接发育而成，无论细胞内含有几个染色体组，都叫单倍体。
C、如果体细胞内只有一个染色体组，则一定是单倍体。
■几倍体判别：
玉米是二倍体，它的体细胞中含有 染色体组，20个染色体，它的单倍体植株体细胞含 染色体组， 染色体。
又如普通小麦是六倍体，它的体细胞中含有 染色体组，42个染色体，它的单倍体植株体细胞中含
有 染色体组， 染色体。
可见，单倍体植株的染色体数目总是正常植株染色体数目的一半。
二个
1个
10个
六个
3个
21个
生物体倍数的判断
1.来源于受精卵或合子:含几个染色体组则为几倍体.

2.来源于生殖细胞:无论含有几个染色体组都是单倍体.
一般由未受精的卵细胞发育而来。
常用花药离体培养法。
由于外界环境条件的剧变，影响了细胞
分裂时纺锤体的形成而使染色体数目加
倍产生的。
秋水仙素（常用且最有效）或低温处理萌发的种子或幼苗，影响了细胞分裂时纺锤体的形成而使染色体数目加倍产生的。
■单倍体和多倍体的形成
植株弱小，高度不育
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
单倍体育种
多倍体育种
由生殖细胞直接发育 由受精卵发育成
常用花药离体培养
秋水仙素或低温处理
萌发的种子或幼苗
a、二倍体物种所形成的单倍体中，其体细胞中
只含一个染色体组。
请判断：
b、如果是四倍体、六倍体物种形成的单倍体，
其体细胞中就含有两个或三个染色体组，
我们可以称它为二倍体或三倍体。
c、单倍体中可以只有一个染色体组，也可以有多个染色体组
d、个体的体细胞中含几个染色体组就是几倍体
染色体总数 组数 几倍体
小家鼠
香蕉
马铃薯
普通小麦

2
二倍体
三倍体
？
4
？
？
六倍体
40
33
48
42
3
四倍体
6
比较项目
生物种类
14
1
二倍体
六倍体
21
56
8
4
6
课堂巩固
3．下列基因型的生物中最可能是单倍体的是(　　)　　　　　　　　　　　　　　　　　　
A．Bbb B．Aaa C．ABCD D．AaBb
解析：A、B中相同基因和等位基因共有3个，所以可能是三倍体，也可能是单倍体；D同样可能是二倍体，也可能是单倍体；C中相同基因和等位基因只有1个，说明染色体组数为1，所以最可能是单倍体。
答案：C
4．(2010·郑州模拟)下列几种育种方法中，只产生出与亲代相同基因型品种的育种方式是(　　)
A．杂筛选育种 B．单倍体育种
C．植物的组织培养 D．人工诱变育种
解析：杂筛选育种的原理是基因重组，可以产生出与亲代不同基因型的品种；单倍体育种的原理是染色体变异，其常用方法是花药离体培养，可以产生出与亲代不同的基因型品种；多倍体育种、人工诱变育种也都可以产生出与亲代不同的基因型品种；植物的组织培养属于无性生殖。花药离体培养以及单倍体育种属于有性生殖。
答案：C
1．用马铃薯的花药离体培养出的单倍体植株，可以正常地进行减数分裂，用显微镜可以观察到染色体两两配对形成12对。据此现象可推知产生该花药的马铃薯是（  ）
A．三倍体  B．二倍体  C．四倍体  D．六倍体
C
2．水稻的某3对相对性状，分别由位于非同源染色体上的3对等位基因控制。利用它的花药进行离体培养，再用浓度适当的秋水仙素处理。经此种方法培育出的水稻植株，其表现型最多可有（  ）
A．l种 B．4种  C．8种  D．16种
C
第三课时
掌握多倍体和单倍体育种
无子西瓜的培育
人工诱导多倍体的产生
如：无籽西瓜的培育
多倍体育种
1、常用方法：
A、常用秋水仙素处理正在萌发的种子或幼苗
B、有时低温诱导
2、秋水仙素作用
抑制纺锤体形成，导致染色体不分离，从而引起细胞内染色体数目加倍。
3、过程：
秋水仙素作用于正在______的细胞时，能够抑制________的形成，导致________不________，从而引起细胞内染色体__________。染色体目加倍的细胞继续进行_______分裂，将来就可能发育_________植株。
分裂
纺锤丝
染色体
移向两极
数目加倍
有丝
多倍体
7、举例：三倍体无籽西瓜的培育
多倍体育种
5、优点：
操作简便、易行
4、原理：
染色体变异
有丝分裂
秋水仙素
抑制纺锤体形成
细胞内染色体数目加倍
多倍体植株
发育
3、过程：
6、缺点：适用于植物，动物难开展。
不行，秋水仙素的作用对象是正在有丝分裂的细胞，成熟的植株大多细胞不进行有丝分裂。
8、为什么要处理萌发的种子或幼苗，处理成熟的植株可以不？
人工诱导多倍体的产生（无子西瓜的培育过程）
（多倍体育种）
例：下面是三倍体无子西瓜的培育过程图解。请回答下列问题：
（1）为什么以一定浓度的秋水仙素溶液滴在二倍体西瓜幼苗的
尖?_________ _
。

除了使用秋水仙素外，还能采用_________________方法处理。
幼苗的芽尖细胞正在分裂，秋水仙素能够抑制纺锤体的形成，
导致染色体不能移向两极，从而引起细胞内染色体数目加倍。
低温 （40C）
例：下面是三倍体无子西瓜的培育过程图解。请回答下列问题：
（2）获得的四倍体西瓜缘何要和二倍体杂交?____ ___
，
。
写出三倍体无子西瓜的培育过程遗传图解(用A表示一个染色组)。
因为四倍体的西瓜和二倍体的西瓜才能产生三倍体的西瓜种子。
例：下面是三倍体无子西瓜的培育过程图解。请回答下列问题：
（3）三倍体西瓜为什么没有种子?______ _
_。
单倍体育种：
1、方法
花药（花粉）离体培养
2、过程
花药离体培养
秋水
仙素
3、优点
①明显缩短育种年限
②得到的植株都是纯合体
①方法复杂，要与杂交育种配合
②成活率较低，成本高
恢复正常植株
（纯合体）
单倍体植株
4、缺点
5、原理：
染色体变异
6、单倍体育种的措施和优点
以利用高茎皱粒豌豆和矮茎圆粒豌豆培育高茎圆粒豌豆为例说明单倍体育种方法：
纯合高圆DDTT
纯合矮皱ddtt
纯合高皱DDtt
纯合矮圆ddTT
必须结合杂交育种
单倍体育种与多倍体育种的比较
普通植株
减数 分裂
花粉
花药离 体培养
单倍体幼苗
秋水仙 素处理
纯合子幼苗
筛选所需的品种
用秋水仙素处理种子或
幼苗
花药离体培养
抑制细胞分裂中纺锤体的
形成，使染色体数目加倍
后不能形成两个细胞
诱导配子直接发育成
植株，再用秋水仙素
加倍成纯合体
器官大，营养物质含量
高，但发育延迟，结实
率低
缩短育种年限，
但方法复杂，
成活率较低
三倍体西瓜、
八倍体小黑麦
抗病植株的育成
例题：下列表示某种农作物①和②两种品种分别培育
出④⑤⑥三种品种,根据上述过程,回答下列问题:
⑴ 用①和②培育⑤所采用的方法Ⅰ称为_______,
方法Ⅱ称为 _________,由Ⅰ和 Ⅱ培育⑤所依据的原
理是________ .
⑵ 用③培育出④的常用方法Ⅲ是_____________,
由④培育成⑤的过程中用化学药剂_________处理④的
幼苗,方法Ⅲ和Ⅴ合称为_______育种.其优点
是__________________ _.
杂交
自交
基因重组
花药离体培养
秋水仙素
单倍体
明显缩短育种年限
例题：下列表示某种农作物①和②两种品种分别培育
出④⑤⑥三种品种,根据上述过程,回答下列问题:
⑶ 由③培育出⑥的常用方法是___________,
形成的⑥叫_________。
依据的原理是________ 。
用秋水仙素处理
多倍体
染色体变异
思考：现有高秆抗病和矮秆感病的两小麦纯种，请分别用杂交育种和单倍体育种两种方法培育矮秆抗病的纯种，比较育种年限。
连续自交
明显缩短育种年限
例2：普通小麦体细胞内含有六个染色体组，42条染色体 。它的花粉不经受精可直接发育成小麦植株。问由花粉直接发育成的小麦体细胞内有几个染色体组，有几条染色体,是几倍体？
3个 21条 单
五．实验：低温诱导植物染色体数目的变化
实验中各种试剂的作用
卡诺氏液:
体积分数为95%的酒精:
解离液:
清水:
改良后的苯酚品红染液:
固定细胞形态
冲洗附着在根尖表面的卡诺氏液
使组织中的细胞相互分离开来
洗去解离液,防止解离过度,便于染色.
使染色体(质)着色,便于观察.
4．普通小麦成熟花粉粒中含有三个染色体组，用这种花粉粒培育成的植株是
A．单倍体 B．二倍体
C．六倍体 D．三倍体
5．某品种水稻的体细胞中含有48条染色体，具有四个染色体组。则此品种水稻属于
A．四倍体 B．三倍体
C．二倍体 D．单倍体
A
A
6．单倍体生物的体细胞内
A．只有一个染色体
B．只有一个染色体组
C．染色体组数目成单
D．与本物种配子的染色体数相同
D
7 .雌蜂和一雄蜂交配产生F1代，在F1代雌雄个体产生的F2代中，雄蜂基因型共有AB、Ab、aB、ab四种，雌蜂的基因型共有AaBb、Aabb、aaBb、aabb四种则亲本的基因型是  A、 aabb×AB B 、AaBb×Ab
C 、Aabb×aB D、 AABB×ab
A
生物的后代出现不同于亲本的性状
基因重组基因突变染色体变异
不遗传的变异
遗传的变　异
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