山东省沂水县高中生物 第五章 基因突变及其他变异 5.2 染色体变异 第二课时课件 新人教版必修2.ppt

第2节染色体变异第二课时 一 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 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 3 多倍体植株特点茎秆粗壮 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 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 马铃薯是四倍体 普通小麦是六倍体 香蕉是三倍体 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 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 多倍体的特征 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 多倍体产生的原因 4个染色体 8个染色体 无纺缍体形成 前期 染色体复制 着丝点分裂 无纺缍丝牵引 若继续进行正常的有丝分裂 染色体加倍的组织或个体 8个染色体 1 单倍体的概念 由配子发育而来 体细胞中含有本物种配子的染色体数目的个体 2 形成原因 生殖细胞未受精直接发育成的个体 1 自然条件 由有性生殖细胞 如卵 花粉等 直接发育而成 如蜜蜂中的雄峰 2 人工条件 一般利用花粉离体培养获得 如单倍体玉米 小麦 3 特点 对一个个体称单倍体还是几倍体 关键看什么 二 单倍体 4 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 植株长得弱小 而且高度不育 同源染色体联会紊乱 关键看它是受精卵发育成的 还是配子直接发育而成的 由受精卵发育成的个体叫几倍体 由配子发育而成的个体叫单倍体 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 几倍体判别 例1 蜜蜂家族中有雄蜂 蜂王 工蜂 工蜂 蜂王都是由受精卵发育而成的 而雄蜂是由卵细胞直接发育而成的 问 雄蜂体细胞内的染色体组数和蜂王体细胞内的染色体组数的关系是怎样的 雄蜂的染色体组数是蜂王的一半 与蜂王产生的卵细胞相同 如果亲代蜂王的基因型为AaBb 则子代雄蜂的基因型是什么 如果子代雄蜂全为Ab 亲代蜂王的基因型是什么 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 卵细胞精子 单倍体 受精卵 生物体 2N二倍体3N三倍体4N四倍体6N六倍体 直接发育 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 注意 1 体细胞中含一个染色体组的个体一定是单倍体 2 单倍体的体细胞中不一定含一个染色体组 3 体细胞中含有两个或三个染色体组的个体不一定就是二倍体或三倍体 也可能是单倍体 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 三 无籽西瓜的培育 人工诱导多倍体育种 1 常用方法 A 常用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗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 秋水仙素的作用时期 细胞分裂前期 7 举例 三倍体无籽西瓜的培育 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 人工诱导多倍体育种 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 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 1 多倍体是怎样形成的 2 人工诱导多倍体的方法是什么 3 秋水仙素的作用原理是什么 思考 两种无籽果实的培育方法比较 花蕾去雄 用一定浓度的生长素处理柱头 用秋水仙素处理幼苗长成四倍体 再与二倍体杂交 无受精作用 不能形成种子 减数分裂无法进行 不能形成正常种子 含两个染色体组 二倍体 含三个染色体组 三倍体 不遗传的变异 可遗传变异 小结 1 关于三倍体无子西瓜培育过程 两次传粉 第一次是杂交得到三倍体 第二次传粉是为了刺激子房发育成果实 秋水仙素处理后 分生组织分裂产生的茎叶花染色体数目加倍 而未处理的部分如根部细胞染色体数目不变 2 秋水仙素作用既能诱导多倍体形成又能诱导基因突变 3 细胞内含有几个同源染色体 就含几个染色体组 细胞内含有几个相同的等位基因 就含几个染色体组 4 一个染色体组内一定不含有同源染色体 而生殖细胞内则不一定 如四倍体的生殖细胞 注意 1 无子西瓜和无子番茄的原理不同 无子番茄是用一定浓度人工合成的生长素来处理没有授粉的花蕾 无子西瓜是由于三倍体植株在减数分裂中同源染色体联会紊乱 因而不能形成正常的生殖细胞 2 秋水仙素与生长素的作用的区别 秋水仙素是抑制纺锤体的形成 使染色体数目加倍 生长素能促进果实的发育 不影响细胞中染色体有组成和数目 3 诱导多倍体的方法有低温或用秋水仙素处理 思考 棉花的抗病 B 对不抗病 b 为显性 易倒伏 R 对抗倒伏 r 为显性 现有一基因型为BBRR的抗病易倒伏棉花和bbrr的不抗病抗倒伏 那么用什么方法可以在最短时间内获得纯种的抗病抗倒伏 BBrr 棉花 用 获得单倍体植株 再用 等处理单倍体植株 使其染色体数目 得到纯种植株 四 单倍体育种 花药离体培养 秋水仙素 加倍 单倍体育种 1 方法花药 花粉 离体培养人工诱导染色体加倍 2 过程 花药离体培养 秋水仙素 3 优点 明显缩短育种年限 得到的植株都是纯合体 方法复杂 要与杂交育种配合 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 单倍体育种过程 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 DDTT DdTt 花药离体培养 DTDtdTdt幼苗 秋水仙素处理 DDTTDDttddTTddtt 筛选所需的品种 ddtt DTDtdTdt 特点 明显缩短育种年限 子代都是纯合子 原理 植物组织培养 植株弱小 高度不育 茎秆粗壮 叶片 果实和种子都比较大 但结实率低 糖类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 花药离体培养 秋水仙素或低温处理萌发的种子或幼苗 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 人工诱导单倍体育种 分两步 花药离体培养 单倍体 秋水仙素处理 正常纯合体 植株 意义 基因型 明显缩短育种年限 2 3年 Aa Aa AAaa 人工诱导多倍体育种 萌发的种子或幼苗 秋水仙素处理 染色体数目加倍 多倍体植株 秋水仙素的作用 抑制纺锤体的形成 秋水仙素起作用的时期 有丝分裂前期 基因型 Aa AAaa 下列有关水稻的叙述 错误的是 A 二倍体水稻含有二个染色体组B 二倍体水稻经秋水仙素处理 可得到四倍体水稻 稻穗 米粒变大C 二倍体水稻与四倍体水稻杂交 可得到三倍体水稻 含三个染色体组D 二倍体水稻的花粉经离体培养 可得单倍体水稻 稻穗 米粒变小 例题 下列表示某种农作物 和 两种品种分别培育出 三种品种 根据上述过程 回答下列问题 用 和 培育 所采用的方法 称为 方法 称为 由 和 培育 所依据的原理是 用 培育出 的常用方法 是 由 培育成 的过程中用化学药剂 处理 的幼苗 方法 和 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 和 两种品种分别培育出 三种品种 根据上述过程 回答下列问题 由 培育出 的常用方法是 形成的 叫 依据的原理是 用秋水仙素处理 多倍体 染色体变异 基因重组 基因突变 染色体变异的比较 减 前期 后期 间期 有丝分裂期 单性生殖时 有性生殖过程 碱基顺序改变 抑制纺锤丝的形成 配子直接发育 没有产生 产生 没有产生 没有产生 杂交育种 诱变育种 多倍体育种 单倍体育种 基因突变 基因重组 发生机理 可遗传的变异 基因突变 基因重组 染色体变异 一 概念 二 实例 三 原因 四 特点 五 意义 六 应用 一 概念 二 原因 三 意义 四 应用 染色体数目变异 染色体结构变异 个别染色体数目增减 以染色体组的形式成倍增减 小结