染色体变异及其应用(1)
染色体变异及其应用
染色体变异及其应用在真核生物的体内，染色体是遗传物质DNA的载体。
当染色体的数目发生改变时（缺少，增多）或者染色体的结构发生改变时，遗传信息就随之改变，带来的就是生物体的后代性状的改变，这就是染色体变异。
它是可遗传变异的一种。
根据产生变异的原因，它可以分为结构变异和数量变异两大类。
一、染色体结构变异染色体结构变异最早是在果蝇中发现的。
遗传学家在1917年发现染色体缺失,1919年发现染色体重复,1923年发现染色体易位,1926年发现染色体倒位。
人们在果蝇幼虫唾腺染色体上,对各种染色体结构变异进行了详细的遗传学研究。
染色体结构变异的发生是内因和外因共同作用的结果,外因有各种射线、化学药剂、温度的剧变等, 内因有生物体内代谢过程的失调、衰老等。
在这些因素的作用下, 染色体可能发生断裂,断裂端具有愈合与重接的能力。
当染色体在不同区段发生断裂后,在同一条染色体内或不同的染色体之间以不同的方式重接时,就会导致各种结构变异的出现。
下面分别介绍这几种结构变异的情况。
1. 缺失。
缺失是指染色体上某一区段及其带有的基因一起丢失,从而引起变异的现象。
缺失的断片如系染色体臂的外端区段,则称顶端缺失；如系染色体臂的中间区段,则称中间缺失。
缺失的纯合体可能引起致死或表型异常。
在杂合体中如携有显性等位基因的染色体区段缺失，则隐性等位基因得以实现其表型效应，出现所谓假显性。
在缺失杂合体中,由于缺失的染色体不能和它的正常同源染色体完全相应地配对,所以当同源染色体联会时,可以看到正常的一条染色体多出了一段(顶端缺失),或者形成一个拱形的结构(中间缺失),这条正常染色体上多出的一段或者一个结,正是缺失染色体上相应失去的部分。
缺失引起的遗传效应随着缺失片段大小和细胞所处发育时期的不同而不同。
在个体发育中,缺失发生得越早,影响越大缺失的片段越大,对个体的影响也越严重,重则引起个体死亡, 轻则影响个体的生活力。
在人类遗传中,染色体缺失常会引起较严重的遗传性疾病,如猫叫综合征等。
5-2 染色体变异 (教案)——高中生物学人教版(2019)必修二
第五章基因突变及其他变异第2节染色体变异（一）教学目标1、举例说明染色体结构和数目变异的类型，及其可能导致生物体性状的改变甚至死亡。
2、然后判断细胞中染色体的数目，学会判断二倍体多倍体单倍体的方法，体会人工诱导多倍体在育种上的应用及成就。
3、学习低温诱导染色体数目变化的实验，观察染色体数目的变化。
（二）教学重难点1、教学重点（1）染色体变异的类型及应用。
（2）染色体组、二倍体、多倍体、单倍体的判断2、教学难点（1）染色体组、二倍体、多倍体、单倍体的判断（2）染色体变异的类型。
（三）教学过程一、创设情境、导入新课1、野生祖先种马铃薯具有多种颜色而且体细胞中含有24条染色体，现在栽培的马铃薯几乎都是淡黄色，而且体细胞中含有48条染色体。
野生的香蕉祖先又小又涩，而且有很多籽，体细胞中含有22条染色体，而目前我们食用的香蕉又大又甜而且是无籽的，体细胞中含有33条染色体。
思考：根据以上事例能否发挥想象力做出一些推测。
二、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。
2、类型：（1）染色体数目的变异（2）染色体结构的变异3、（1）染色体数目变异——细胞内个别染色体增加或减少（2）实例：①21三体综合征（唐氏综合征）原因：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。
②Turner综合征症状：先天性卵巢发育不全综合征，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。
病因：单一的X染色体来自母亲，失去的X染色体由于父亲的精母细胞性染色体未分离造成的。
4、染色体数目变异的类型——以染色体组的形式成倍增加或减少（1）果蝇配子中有几条染色体？这些染色体形态上有怎样的区别？果蝇的配子中有4条染色体，这4条染色体是形态和功能不同的非同源染色体（2）如果把配子中的染色体看作一组，果蝇体细胞中有几组染色体？两组（3）染色体组概念：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注意：每个染色体组中包含的非同源染色体形态和功能各不相同（4）染色体组相关练习有3个染色体组每个染色体组有2条染色体有2个染色体组每个染色体组有3条染色体注意：图形题就看形状大小相同的染色体(同源染色体)有几条，就是几个染色体组。
2024届高考一轮复习生物课件(人教版)：染色体变异
色体数目加倍
(5)实例：三倍体无子西瓜
第一次传粉：杂交获得_三__倍__体__种__子__ ①两次传粉
第二次传粉：刺激子房发育成_果__实__
②用秋水仙素处理幼苗后，分生组织分裂产生的茎、叶、花染色体数目 加倍 ，而未经处理部分(如根部细胞)的染色体数 不变 。 ③三倍体西瓜无子的原因：三倍体西瓜在减数分裂过程中，由于染色体 联会紊乱，不能产生正常配子。
由受精卵发育而来，含有两个染色体组的个体称为二倍体，但是二 倍体不一定都是由受精卵发育来的，比如单倍体育种中人工诱导加 倍后得到的二倍体，A错误； 单倍体生物体细胞中，含有本物种配子染色体组数，但不一定只含 有一个染色体组，也可能含有多个染色体组，B正确； 采用花药离体培养的方法得到的个体与本物种配子中的染色体数目 相同，都是单倍体，C正确；
归纳 总结
(1)染色体结构变异和基因突变的比较
项目
染色体结构变异
本质
染色体片段的缺失、重复、 易位或倒位
对象
基因
变异水平
细胞水平
光镜检测
可见
基因数目或排列顺序改变 变异结果
基因突变
碱基的替换、增添或缺失
碱基 分子水平 不可见 碱基的排列顺序改变，基 因的数目、位置不变
归纳 总结
(2)染色体易位与互换的比较
拓展 提升科学思维 1.如图1表示果蝇某细胞内的相关染色体行为，1、2代表两条未发生变异 的染色体，3、4代表两条正在发生变异的染色体，图中字母表示染色体 上的不同片段。
(1)正常情况下，1与2是非同源染色体，图1中A中发生碱基的增添、缺失 或替换 不一定 (填“一定”或“不一定”)属于基因突变。
第2课时 染色体变异
课标要求
举例说明染色体结构和数目的变异都可能导致生物性状的改变甚至 死亡。
染色体变异
• A．图a和图b均为染色 体结构变异
• B．图a为基因重组， 图b为染色体结构变异
• C．图a为染色体结构 变异，图b为基因重组
• D．图a和图b均为基因 重组
• 1.染色体数目变异类型
（1）个别染色体的增加或减少 如：21三体综合征，性腺发育不良等。
常染色体异常遗传病
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：
C．四倍体，48
D．四倍体，24
3
——
、 多 倍 体 育 种 无 子 西 瓜 的 培 育
母本
父本
母本
去雄授粉
父本
四倍体
二倍体
有籽 西瓜
种下去
花粉刺激 （提供生长素）
三倍体 植株
普通西瓜植株 无籽西瓜
方法体验
三倍体无子西瓜的培育方法
1．无子西瓜培育过程中果实各部分染色体分析
类型
果实 第一年所结果实
变
突变
变异
结 果
产生新的基因，导致基因 种类增加，基因在染色体 上的位置和数量不变
导致基因的数量和排列顺 序改变，但基因种类不变 ，即未产生新基因
影 响
有的有害有的有利
一般是有害的，有的甚至 会致死
栏目 导引
第七单元 生物变异、育种和进化
⑵
变异类 型
结果
等位基 因分离 时期
基因突变 交叉互换(基因重组)
比较项目
Байду номын сангаас
果实位置
四倍体植株上
果皮染色体组数
4
种皮染色体组数
4
种子中染色体组数
3
第二年所结果实
生物必修二《3.4 染色体变异及其应用》学案(苏教版必修二)
第三章遗传和染色体第5课时染色体变异及其应用考纲要求考点梳理1 染色体结构的变异(1)概念:染色体结构的改变,使排列在染色体上的基因的和发生改变,从而导致性状的变异。
(2)类型:包括染色体的、重复、、倒位。
(3)特点①一般可以在下观察到。
②绝大多数变异对生物,有的甚至可导致死亡。
2 染色体数目的变异(1)概念:染色体数目的成倍,或者个别染色体的等。
(2)类型:包括非整倍性变异、一倍性变异、多倍性变异。
①以染色体条数为单位的增加或缺失而引起的变异21三体综合征:患者细胞中有三条染色体。
②以染色体组为单位的倍增或倍减而引起的变异a.单倍体: 中含有本物种配子染色体数目的个体,即由配子发育来的生物体。
举例:花粉发育成的植物体、蜜蜂中的雄蜂。
b.二倍体:经受精卵发育的个体,体细胞中有染色体组。
举例:人等绝大多数动物、过半数的植物。
c.多倍体:经受精卵发育的个体,体细胞中有染色体组。
举例:香蕉(3n)、马铃薯(4n)、小麦(6n)。
3 染色体变异在育种上的应用(1)单倍体育种植株特点: 、。
①原理:采用的方法来获得单倍体植株,然后经过人工诱导使染色体数目加倍重新恢复到正常植株的染色体的数目。
②育种优点:获得的品种都是,自交后产生的后代性状不会发生分离,可以明显。
(2)多倍体育种植株特点:植株茎秆粗壮,叶片、果实和种子都比较大, 等营养物质的含量高。
①原理:用处理,适当浓度的秋水仙素能在不影响细胞活力的条件下抑制生成,导致染色体复制且着丝粒分裂后不能分配到两个细胞中,从而使细胞内的染色体数目加倍。
②育种优点:器官大,提高产量和营养成分。
基础过关1 将二倍体玉米的幼苗用秋水仙素处理,待其长成后用其花药进行离体培养得到了新的植株,下列有关新植株的叙述正确的一组是( )①是单倍体②体细胞内没有同源染色体③不能形成可育的配子④体细胞内有同源染色体⑤能形成可育的配子⑥可能是纯合子也有可能是杂合子 ⑦一定是纯合子⑧是二倍体A ④⑤⑦⑧B ①④⑤⑥C ①②③⑥D ①④⑤⑦2 下列关于低温诱导染色体加倍实验的叙述,正确的是( )A 原理:低温抑制染色体着丝粒分裂,使子染色体不能分别移向两极B 解离:盐酸酒精混合液和卡诺氏液都可以使洋葱根尖解离C 染色:改良苯酚品红溶液和醋酸洋红溶液都可以使染色体着色D 观察:显微镜下可以看到大多数细胞的染色体数目发生改变3 改良缺乏某种抗病性的水稻品种,不宜采用的方法是( )A 诱变育种B 单倍体育种C 基因工程育种D 杂交育种4 下列关于多倍体和单倍体的成因叙述中,错误的是… ( )A 多倍体:染色体已经分裂,但细胞分裂受阻B 单倍体:未受精的卵细胞发育而成C 多倍体、单倍体:染色体结构发生改变D 单倍体:花药离体培养的结果5 培育矮秆抗锈病小麦新品种的方法如下:下列有关该育种方法的叙述中,正确的是( ) A 过程①②③是杂交B 过程④必须使用生长素处理C 过程③必须经过受精作用D 过程②是减数分裂6 用纯合的二倍体水稻品种高秆抗锈病(DDTT)和矮秆不抗锈病(ddtt)进行育种时,一种方法是杂交得到11F F 再自交得2F ;另一种方法是用1F 的花药进行离体培养,再用秋水仙素处理幼苗得到相应植株。
染色体结构变异(共101张PPT)
• 例如，猫叫综合征是人的第5号染色体局 部缺失引起的遗传病，因为患病儿童哭 声轻，音调高，很像猫叫而得名。猫叫 综合征患者的两眼距离较远，耳位低下， 生长发育缓慢，而且存在严重的智力障 碍；果蝇的缺刻翅的形成也是由于一段 染色体缺失造成的
• 位置效应(position effect)：
– 果蝇眼面大小遗传的位置效应 – 位置效应的意义
〔三〕重复的遗传效应
(1)剂量效应：随着细胞内基因拷 贝数增加，基因的表现能力和表 现程度也会随之加强,即细胞内基 因拷贝数越多，表现型效应越显 著
例1 果蝇眼色：红色(v+) 朱红色(v)
果蝇棒眼遗传
〔1〕断头很难愈合，断头可能同另一
有着丝粒的染色体的断头重接， 成为双着丝粒染色体 〔2〕顶端缺失染色体的两个姊妹染色
单体可能在断头上彼此接合，形
成双着丝粒染色体
双着丝粒染色体就会在细胞分裂的后期 受两个着丝粒向相反两极移动所产生的拉 力所折断，再次造成结构的变异而不能稳 定
双着丝粒染色体：
两条末端缺失的染色体末端之间相互连接，形成双着丝粒染色体。 用dic表示，如46，X，dic〔Y〕表示X正常，Y是双着丝粒染色 体。
图 6－6 不等交换与果蝇16A区段重复形成
重复区段内不能有着丝粒,否那么重复 染色体就变成双着丝粒的染色体，就会 继续发生结构变异，很难稳定成型。
重复和缺失总是伴随出现的。某染色 体的一个区段转移给同源的另一个染 色体之后，它自己就成为缺失染色体 了。
高中生物课件-- 染色体变异
细胞内的个别染色体增加或减少
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
染色体数目的变异类型
个别变异：个别 染色体增加或减
少
正常
增多
减少
整组变异：以染色 体组的形式成倍增
加或减少
成倍增多或减少
二、染色体数目的变异 请思考：
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?
大多有害、少数有利
Q2：染色体变异与基因突变相比，哪一种变异对引起的 性状变化较大一些？为什么？
每条染色体上含有许多基因，染色体变异会引起多个基 因的变化，所以引起的性状变化较大一些
基因突变 染色体结构变异
实质 对象（单位）
基因中一个或几个 碱基对替换，增添 和缺失
碱基对
染色体上基因增减或排序 改变
Ⅱ Ⅰ
减
有
有
减
丝
丝
后
中
后
后
期
期
期
期
2个
2个
4个
2个
【聚焦】染色体数目的变异（二倍体、多倍体和单倍体）
二倍体：
1.概念：由受精卵发育而来的、体细胞中含有两个染 色体组的个体称为二倍体
2.实例: 在自然界中，几乎全部动物和过半数的高等 植物都是二倍体。如人、玉米、果蝇等。
【聚焦】染色体数目的变异
多倍体：
方法原理：用低温或秋水仙素处理萌发的种子 或幼苗
方法：用秋水仙素来处理萌发的种子或幼苗 机理：作用于正在分裂的细胞，抑制纺锤丝的形成，
导致染色体不分离，数目加倍
萌发的种子 秋水仙素 染色体加
或幼苗
倍的组织
多倍体植株的特点：
2019-2020年高中生物苏教版必修2教学案：第三章 第三节 染色体变异及其应用(含答案)
2019-2020年高中生物苏教版必修2教学案：第三章第三节染色体变异及其应用(含答案)一、染色体结构的变异1．特点：染色体结构变异一般可通过光学显微镜直接观察。
2．类型：包括缺失、重复、倒位和易位四种。
3．染色体结构变异导致性状变异的原因：染色体结构变异都会使染色体上的基因的数目或排列顺序发生改变，从而导致性状的变异。
4．结果：大多数染色体结构的变异对生物体是不利的，甚至会导致生物体死亡。
5．影响因素：电离辐射、病毒感染或一些化学物质诱导。
二、染色体数目变异1．概念和类型(1)概念：染色体数目以染色体组的方式成倍增加或减少，个别染色体的增加或减少，都称为染色体数目的变异。
(2)类型：2．染色体组(1)概念：细胞中形态和功能各不相同，但互相协调、共同控制生物的生长、发育、遗传和变异的一组非同源染色体，称为一个染色体组。
(2)实例：人的精子或卵细胞中含有一个染色体组，体细胞中含有两个染色体组。
(3)单倍体、二倍体与多倍体：①单倍体是指体细胞中含有配子染色体组的个体。
②由受精卵发育成的个体，体细胞内含有两个染色体组的称为二倍体，含有三个或三个以上染色体组的叫多倍体。
3．低温诱导染色体数目加倍(1)原理：用低温处理或化学因素刺激植物分生组织细胞，有可能抑制纺锤体的形成，导致细胞内染色体数目加倍。
(2)实验步骤：①培养根尖：将一些蚕豆或豌豆种子放入培养皿，加入适量的清水浸泡，在培养皿上覆盖2～3层潮湿的纱布。
②低温诱导：在蚕豆幼根长至 1.0～1.5 cm左右的不定根时，将其中的两个培养装置放入冰箱的低温室内(4 ℃)，诱导培养36 h。
③固定细胞形态：剪取诱导处理的根尖约5 mm，放入卡诺氏固定液中固定0.5～1 h，以固定细胞的形态，然后用体积分数为95%的乙醇溶液冲洗2～3次。
④XXX装片：取固定好的根尖，进行解离→漂洗→染色→制片4个步骤。
⑤观察装片：先用低倍镜寻找染色体形态较好的分裂相，确认某个细胞发生染色体数目变化后，再换用高倍镜观察。
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赣马高级中学 王1 磊
普通的西瓜
无子西瓜
可编辑ppt
2
香蕉是天然 的三倍体， 没有种子
自然界中哪些植 物没有种子呢？
那西瓜怎 样不产生 种子呢？
可编辑ppt
3
一、多倍体育种
1.1 三倍体无子西瓜的培育过程： 秋水仙素处理
2n 传粉
4n
♀
种植
3n 传粉
♂ 种植
3n
♀
♂
无子西瓜 可编辑ppt
2n
第 一 年
2n
第 二 2n 年
4
阅读课文，分组讨论以下问题：
多倍体植株有什么优点？为什么无子 西瓜会没有种子？
茎秆粗壮，叶片果实种子都比较大，糖类蛋白质等含 量也有所增加 ； 减数分裂时染色体联会出现紊乱， 不能产生正常的配子。
用秋水仙素诱导多倍体的原理是什么？ 作用于细胞分裂的什么时期？
C 该秋水仙素的主要作用是（ ）
A.使纺锤体再次复制 B.使染色体着丝点不分裂 C.抑制纺锤体的形成 D.使细胞稳定在间期阶段
2.(多选)用四倍体西瓜与二倍体西瓜杂交所得的
CD 子一代植株开花后，经适当处理，则（
）
A.能产生正常配子，结出种子形成果实
B.结出的果实为5倍体
C.不能产生正常配子，但可形成无子果实
C.二倍体 × 六倍体 → 四倍体
D.三倍体 × 三倍体 → 三倍体
可编辑ppt
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二、 单倍体育种
2.1 如何获得单倍体植株？ 花药离体培养法
单倍体作物植株弱小， 而且高度不育，
不能得到种子怎么办？
2.2 可以使用秋水仙素使它染色体 组加倍，从而可以进行减数分裂， 产生配子，进而产生子代。
可编辑ppt
D.结出的果实为3倍体
可编辑ppt
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3.由八倍体小黑麦的花粉培养而成的植物是
（A）
A．单倍体
B．二倍体
C．四倍体
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
（ ）C
秋水仙素作用于正在分裂的细胞能抑制纺锤体的形成
培育无子西瓜的关键步骤是哪些？
1.用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗
2.传授二倍体植株的花粉。可编辑ppt
5
1.2总结归纳多倍体育种的一般步骤：
秋水仙素
染色体 数目
多倍体
1.3 多倍体育种的遗传学原理是什么？
染色体数目的变异，即以 染色体组的形式成倍增加。
下去后产生可育的后代，产生这种现象可能的
原因是
（ C）
A.基因的自由组合
B.基因变化
C.染色体数目加倍
D.染色体结构变化
可编辑ppt
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A. 1 B. 4 C. 8 D. 16
可编辑ppt
16
5. 马（2N=64）和驴（2N=62）杂交形成的
D 骡子是高度不育的，原因是 （
）
A.马和驴的染色体不能共存
B.染色体结构发生了变化
C.马和驴的遗传物质有本质区别
D.减数分裂中染色体联会紊乱
6. 萝卜和甘蓝杂交得到的种子发育而成的植物
一般是不育的，但偶尔也发现有个别的种子种
年限，加速育种进程。
缺点：技术复杂，需
与杂交育种结合，多限
于植物。
可编辑ppt
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例2、 单倍体育种可以明显地缩短
育种年限，这是由于（ C ）
A. 育种技术操作简单 B. 单倍体植株生长迅速 C. 后代不发生性状分离 D. 出苗率高
可编辑ppt
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巩固练习 课堂训练
1.用秋水仙素处理幼苗可诱导形成多倍体植物，
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2.3 单倍体育种过程图：
离体 培养
单倍体
二倍体植物 的花粉
优良品种 可编辑ppt
人工诱导染 色体加倍
纯合二倍体 选择
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2.4 单倍体育种的基本过程示意图 ：
花药离体培养
单
纯
染色体数
可编辑ppt
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2.5 实例：
以培育矮秆抗锈病小麦为例，高秆(A)对矮 秆(a)为显性，感锈病(B)对抗锈病(b)为显 性.现有AABB和aabb的亲本，如何培育 出aaBB的种子出来？
AABB×aabb
花药离体培养
花药
幼苗
杂交
AB
减数 Ab
AaBb 分裂 aB
F1
ab
AB Ab 秋水
aB 仙素 ab
AABB AAbb aaBB aabb
可编辑ppt
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2.6 单倍体育种的遗传学原理是什么？
染色体数目的变异，即以染色 体组的形式成倍减少
2.7 单倍体育种的优缺点是什么？
优点：明显缩短育种
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1.4 多倍体育种的优缺点如何？
优点：可培育出自然界中没
有的新品种，且培育出的植物 器官大，产量高，营养丰富 。
缺点：只适于植物，
生长迟缓，结实率低。
可编辑ppt
7
例1.根据所学知识从理论上分析，
下列杂交不能进行的是
（ D）
A.二倍体 × 四倍体 → 三倍体
B.二倍体 × 二倍体 → 二倍体