人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第2节 染色体变异课前预习课件ppt

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作为野生植物的后代，许多栽培植物的染色体数目却与他们的祖先大不相同，如马铃薯和香蕉。
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？
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，不能形成种子。
3.分析表中数据，你还能提出什么问题吗？能否发挥想象力作出一些推测呢？
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？
我们已经知道，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。然而，马铃薯和香蕉的染色体数目为什么与它们的野生祖先有很大差别呢?其实，在自然界，像马铃薯和香蕉这样的例子还有很多，这充分说明了生物界的复杂性。换个角度想，生物界如果只有稳定，而没有变化，又何来多样性和进化呢? 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（chrmsmal variatin）。
第五章基因突变及其他变异
染色体数目的变异可以分为两类∶一类是细胞内个别染色体的增加或减少，另一类是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。
个别染色体数目的增加或减少
以一套完整的非同源染色体为基数成倍的增加或成套地减少
二倍体和多倍体 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。例如，野生马铃薯体细胞中有两个染色体组（图5-5），每个染色体组包括12条形态和功能不同的非同源染色体。像这样，体细胞中含有两个染色体组的个体叫作二倍体（diplid）。
一般情况下，二倍体通过减数分裂形成的配子只有一个染色体组。如果二倍体的减数分裂出现错误，形成含有两个染色体组的配子，这样的配子与含有一个染色体组的配子结合，发育成的个体的体细胞中就含有三个染色体组，称作三倍体。如果两个含有两个染色体组的配子结合，发育成的个体的体细胞中就含有四个染色体组，称作四倍体。如果二倍体在胚或幼苗时期受某种因素影响，体细胞在进行有丝分裂时，染色体只复制未分离，也会形成四倍体。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。 四倍体可以通过减数分裂形成含有两个染色体组的配子。三倍体因为原始生殖细胞中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。香蕉、三倍体无子西瓜的果实中没有种子，原因就在于此。
在自然界、几乎全部动物和过半数的高等植物都是二倍体。多倍体在植物中很常见，在动物中极少见。 与二倍体植株相比，多倍体植株常常是茎秆粗壮，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。例如，四倍体葡萄的果实比二倍体的大得多，四倍体番茄的维生素C含量比二倍体的几乎增加了一倍。因此，人们常常采用人工诱导多倍体的方法来获得多倍体植株，培育新品种。
人工诱导多倍体的方法很多、如低温处理、用秋水仙素诱发等。其中，用秋水仙素来处理萌发的种子或幼苗，是目前最常用且最有效的方法。当秋水仙素作用于正在分裂的细胞时，能够抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向组胞的两极，从而引起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。目前世界各国利用人工诱导多倍体的方法已经培育出不少新品种，如含糖量高的甜菜和三倍体无子西瓜等。
单倍体 在生物的体细胞中，染色体数目不仅可以成倍地增加，还可以成套地减少。例如，蜜蜂的蜂王和工蜂的体细胞中有32条染色体，而雄蜂的体细胞中只有16条染色体（图5-6）。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，叫作单倍体（haplid）。
在自然条件下，玉米、高梁、水稻、番茄等二倍体植物，偶尔也会出现单倍体植株。与正常植株相比，单倍体植株长得弱小，而且高度不育。
与社会的联系 利用单倍体植林培育新品种，能明显缩短育种年限。育种工作者常常采用花药（或花粉）离体培养的方法来获得单倍体植株，然后人工诱导使这些植株的染色体数恢复到正常植株的染色体数目。用这种方法培育得到的植株，不但能够正常生殖，而且每对染色体上成对的基因都是纯合的，自交的后代不会发生性状分离。
思考：1、体细胞中含有一个染色体组的生物一定是单倍体吗？一定2、如果是四倍体、六倍体物种形成的单倍体，其体细胞含有2个或3个染色体组，我们可以称之为二倍体或三倍体吗?不可以由配子发育而来是单倍体（单倍体不一定只有一个染色体组）3、对一个个体称单倍体还是几倍体，其关键是看什么?看是由什么发育而来配子还是受精卵。
单倍体与二倍体、多倍体的区别∶
受精卵（发育）→二倍体或多倍体配子（发育）→单倍体
人类的许多遗传病是由染色体结构改变引起的。例如，猫叫综合征是人的5号染色体部分缺失引起的遗传病，因为患儿哭声轻，音调高，很像猫叫而得名。猫叫综合征患者的生长发育迟缓，而且存在严重的智力障碍。 在自然条件或人为因素的影响下，染色体发生的结构变异主要有以下4种类型（图5-7）。
染色体结构的改变、会使排列在染色体上的基因数目或排列顺序发生改变，导致性状的变异大多数染色体结构变异对生物体是不利的，有的甚至会导致生物体死亡。
染色体的某一片段缺失引起变异。例如，果蝇缺刻翅的形成
染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上引起变异。例如，果蝇花斑眼的形成
染色体中增加某一片段引起变异。例如，果蝇棒状眼的形成
染色体的某一片段位置颠倒也可引起变异。一例如，果蝇卷翅的形成
杂交→自交→选优→自交
将不同品种的优良性状集中于同一个体上
不能产生新基因；育种进程缓慢、过程复杂；
用物理或化学方法处理生物
提高突变率，可以在较短的时间内获得更多的优良变异类型
有利变异少，需大量处理实验材料（具有不定向性、低频性）
花药离体培养；秋水仙素处理幼苗（非种子）；选择；
明显缩短育种年限；(得到的植株都是纯合子；)
技术性强，需结合杂交育种和人工诱导染色体加倍技术
用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗
茎秆粗壮，叶片、果实、种子都比较大，营养物质含量有所增加
发育延迟，结实率降低，一般只适用于植物
体细胞中含有2个染色体组
体细胞中含有3个或3个以上染色体组
体细胞的染色体数目与本物种配子染色体数目相同
正常体细胞染色体组数目的一半
茎秆粗壮，叶片、果实、种子较大，营养丰富，但发育迟缓，结实率低
植株矮小，且高度不育（除雄蜂外）
基因突变、基因重组和染色体变异的比较
自然状态下，发生在真核生物的有性生殖过程中
诱发突变、自发突变或（显性突变、隐性突变）
交叉互换型、自由组合型（基因工程、转化实验）
染色体结构变异、染色体数目变异
任何时期，主要发生在有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期
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
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，
不能观察到，属于分子水平
能观察到，属于细胞水平
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
单倍体育种、多倍体育种
1.下列关于染色体组、单倍体和二倍体的叙述,错误的是(　　)A.一个染色体组中不含同源染色体B.体细胞中含有两个染色体组的个体就是二倍体 C.由配子直接发育得到的个体称为单倍体D.二倍体生物中的一个染色体组携有控制该物种生长发育的全部遗传信息
2.在三倍体西瓜的培育过程中,用秋水仙素溶液处理二倍体西瓜(2n=22)的幼苗,获得四倍体植株。经过研究发现,四倍体植株中有的体细胞含2n条染色体,有的含有4n条染色体。下列有关该四倍体植株的叙述,错误的是(　　) A.可能产生含22条染色体的精子和卵细胞 B.该植株的不同花之间传粉可以产生三倍体的子代 C.该植株体细胞染色体数目不同的原因之一是细胞分裂不同步 D.该植株根尖分生区产生的子细胞含有44条染色体
3.下列关于染色体结构变异的叙述,正确的是 (　　) A.染色体之间的交换属于染色体结构变异 B.只有在有丝分裂过程中才能发生染色体结构变异 C.猫叫综合征是人的5号染色体部分缺失引起的一 种遗传病 D.染色体结构变异对生物体都是不利的,甚至会导致生物体死亡
4.秋水仙素诱导染色体数目加倍的原因是（ ）A.诱导染色体连续复制两次B.促使染色单体分开，形成了染色体C.促进细胞两两融合D.抑制细胞分裂时纺锤体的形成