安徽省合肥市新康教育中学高中生物 5.2 染色体变异课件 新人教版必修2.ppt

第二节染色体变异 21三体综合征 性腺发育不良 x0 猫叫综合症 在自然条件或人为条件改变的情况下 染色体结构的改变或染色体数目的增减导致生物性状的变异 叫染色体变异 一 染色体变异 1 概念 2 类型 染色体变异包括染色体结构变异和染色体数目变异两种 二 染色体结构的变异 果蝇缺刻翅的形成 1 缺失 指染色体上某一区段及其带有的基因一起缺失 从而引起变异的现象 例果蝇缺刻翅的形成 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 重复 重复 染色体中增加某一片段而引起的变异现象 例果蝇棒状眼形成 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引起的变异 3 易位 夜来香的变异 移接 q 联会时 在形成四分体时 常会发生四分体中的非姐妹染色单体的交叉互换 这是否染色体变异 四分体中非姐妹染色单体的交叉互换 不属于 这属于基因重组 易位 染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上 染色体的某一片段位置颠倒也可以引起变异 4 倒位 颠倒 q 为什么染色体结构的改变会导致性状的发生改变 染色体结构上的缺失 重复 易位和倒位 染色体上基因数量 排列顺序的改变 生物性状的改变 变异 三 染色体数目的变异 一 概念 在某些特定的环境条件下 生物体的染色体数目会发生改变 从而产生的可遗传的变异 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 二 类型 三 个别染色体的增加或减少 个别染色体的增加 如21三体综合征 染色体数为 45 xx或xy 21三体综合征 先天愚型 患者比正常人多一条染色体 21号染色体是三条 其症状表现为智力低下 身体发育缓慢等 性腺发育不良 turner综合征 女性患者少了一条x染色体 外观表现为女性 但性腺发育不良 没有生育能力 个别染色体的减少 如性腺发育不良 染色体数为 44 x 请思考 q1 果蝇体细胞有几条染色体 8条 q2 号和 号染色体是什么关系 号和 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 和 和 和 x和y 四 染色体数目成倍的增加或减少 x y q4 雄果蝇产生的精子中有哪几条染色体 这些染色体在形态 结构和功能上有什么特点 这些染色体之间是什么关系 由此可见 雄果蝇有 种精子 精子内染色体组成可表示为 2 x y 这些染色体在形态 结构和功能上各不相同 它们是非同源染色体 细胞中的一组非同源染色体 在形态和功能上各不相同 但又互相协调 共同控制生物生长 发育 遗传和变异 这样的一组染色体 称为一个染色体组 1 染色体组 特点 一个染色体组中无同源染色体 一个染色体组中所含的染色体在形态 大小和功能上各不相同 一个染色体组中含有控制生物性状的一整套遗传信息 不能重复 不能缺少 染色体组数目及一个染色体组中染色体数目的判别方法 4个染色体组 3个染色体组 a 根据染色体形态判断 细胞中形态相同的染色体 即同源染色体 有几条 则含有几个染色体组 注意 如图 基因型为aaaabbbb的细胞中有个染色体组基因型为aaabbb的细胞中有个染色体组 b 根据基因型判断 控制同一性状的相同或等位基因出现几次 就含有几个染色体组 即 一种字母 大小写 有几个就为几组 4 3 c 根据染色体的数目和形态数来推算 染色体组的数目 染色体数 染色体形态数 a a b b b b a c a c b b 1个染色体组中有两条染色体 e 在细胞或生物体的基因型中 位于非同源染色体上的非等位基因有几种 则每个染色体组中就含有几条染色体 d 在细胞中有几种形态的染色体 一个染色体组中就含有几条染色体 aaaa 1个染色体组中有三条染色体 3 韭菜的体细胞中含有32条染色体 这32条染色体有8种形态结构 韭菜体细胞中含有几个染色体组 a 2b 4c 6d 8 b 2 某生物的基因型为aaaabbbbcccc 那么它有多少个染色体组 a 2b 3c 4d 8 c c 思考 下列细胞中各有几个染色体组 每个染色体组有几条染色体 a aab aabbc aabbxwyd aaa 2个 1条 2个 2条 2个 3条 3个 1条 2 二倍体 多倍体 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个体 常用2n表示染色体数 如 果蝇 2n 8人 2n 46 例如 人 果蝇 玉米是二倍体 自然界中几乎全部动物和过半数的高等植物都是二倍体 多倍体 由受精卵发育成的个体 体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体 例如 香蕉是三倍体 马铃薯是四倍体 普通小麦是六倍体 约有1 3的被子植物是多倍体 在动物中极少见 蜜蜂 精子 16条 卵细胞 16条 蜂王 工蜂 32条 雄峰 16条 单倍体 3 单倍体 单倍体 由配子发育而成的个体 体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体 如蜜蜂中的雄蜂 思考1 二倍体生物所形成的单倍体中 其单倍体体细胞中含几个染色体组 四倍体生物所形成的单倍体中含几个染色体组 六倍体生物所形成的单倍体中含几个染色体组 2 单倍体中只有一个染色体组吗 3 一倍体一定是单倍体吗 单倍体一定是一倍体吗 1个染色体组 2个染色体组 3个染色体组 不一定 如雄峰的体细胞中含有1个染色体组 单倍体小麦体细胞中含有3个染色体组 一定 不一定 4 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吗 不能 尽管其体细胞中含有两个或三个染色体组 但因为是正常的体细胞的配子所形成的物种 只能称为单倍体 有性生殖 雄配子 雌配子 直接发育 如花药离体培养 生物体 单倍体 直接发育 孤雌生殖 如雄蜂 生物体 单倍体 受精卵 发育 生物体 二倍体 两个染色体组 多倍体 三个或三个以上染色体组 单倍体与多倍体的区别 注 x染色体组 a b为正整数 4 染色体倍数变化与育种 染色体数目 多倍体 自然成因 受外界条件骤变 如温度骤变 的影响或生物内部因素的干扰 使有丝分裂受阻 染色体数目加倍 特点 茎杆粗壮 叶片 果实 种子较大 糖类和蛋白质等有机物含多 但发育迟缓 结实率低 应用 多倍体育种 原理 染色体组成倍增加 染色体变异 方法 低温处理 秋水仙素处理萌发的种子或幼苗 最常用 最有效 4条染色体 8条染色体 用秋水仙素处理无纺缍体形成 秋水仙素在细胞分裂过程的何时起作用 其作用机理是什麽 在细胞有丝分裂前期抑制纺锤体的形成 导致复制后的染色体不能移向细胞两极而使染色体数目加倍 p87 过程 萌发的种子或幼苗 染色体加倍的组织块 多倍体植株 优点 器官大 提高产量和营养成分 如四倍体番茄vc含量高于二倍体番茄一倍 缺点 适用于植物 在动物方面难以开展 染色体数目 单倍体 自然成因 特点 应用 单倍体育种 原理 方法 生殖细胞未经受精 直接发育 植株长的弱小 高度不育 单倍体只是作为单倍体育种的一个中间环节 染色体加倍后成为可育纯合子 指每一对染色体上成对基因都是纯合的 在人工培养基上进行花药 花粉 离体培养 4 染色体倍数变化与育种 染色体变异 单性生殖 花药离体培养 染色体加倍 f1花粉 单倍体植株 正常植株 纯合体 种子 新植株 新品种 秋水仙素处理 自交 发育 选择所需性状 过程 实例下面以利用高茎抗病和矮茎不抗病水稻培育矮茎抗病水稻为例说明单倍体育种方法 高抗病ddtt 杂合高抗ddtt 矮不抗ddtt 花药离体培养 纯合高抗ddtt 加倍 比较 优点 明显缩短育种年限 只需2年 都是纯合子 自交后代不发生性状分离 缺点 技术复杂 成功率低 须与杂交育种配合 基因分子结构的改变 产生新的基因 复制时基因中脱氧核苷酸的增减和改变 减数分裂形成配子时 非等位基因自由组合或等位基因的互换 不同性状的基因重新组合 产生新的基因型 染色体组成倍增加 产生新基因型 染色体组成倍减少 产生新基因型 细胞分裂时染色体复制后不能形成两子细胞 有性配子未经受精作用直接发育成个体 发生频率低 有害变异多 变异的根本来源 进化的重要因素 后代中重新组合的变异类型有一定的分离比 器官大 养分多 成熟迟 结实少 植株弱小 高度不育 镰刀型细胞贫血症 黄圆 绿皱豌豆杂交出现黄皱 绿圆豌豆 普通小麦 雄蜂 单倍体玉米 常见育种方式比较 有丝分裂 无核蜜桔 保持亲本的优良性状 基因重组 抗倒伏抗锈病小麦 操作简单 但育种周期长 基因突变 青霉素高产菌株 提高变异频率 产生新基因 新性状 染色体变异 小麦新品种 染色体变异 基因重组 明显缩短育种进程 无子西瓜 果实大 营养成分含量高 但发育延迟 结实率低 抗虫棉 能定向改造生物的性状 实验 低温诱导植物染色体数目的变化 实验原理 低温处理植物分生组织细胞 能够抑制纺锤体的形成 以致影响染色体被拉向两极 细胞也不能分裂成两个子细胞 于是 植物细胞染色体数目发生变化 方法步骤 将洋葱 或大葱 大蒜 放在装满清水的广口瓶上 让洋葱的底部接触水面 待洋葱长出约 cm左右的不定根时 将整个装置放入冰箱的低温室内 诱导培养 h 剪取诱导处理的根尖约 cm 放入卡诺氏液中浸泡 h 以固定细胞的形态 然后用体积分数为 的酒精冲洗 次 因为未长出根前施与低温不利其生出不定根 冲洗附着在根尖表面的卡诺氏液 制作装片 包括 解离 漂洗 染色和制片 个步骤 解离 解离液 体积分数为15 hcl和体积分数为95 酒精1 1混合 目的是使组织中的细胞相互分离开 时间3 5min 漂洗 清水 洗去解离液 防止解离过度 便于染色 时间10min 染色 改良苯酚品红染液 使染色体 质 着色 便于观察染色体 质 的形态 数目 行为 时间3 5min 制片 镊子取根 放在载玻片上 滴一滴清水 镊子尖弄碎根尖 盖上盖玻片 再加载玻片 用拇指轻压载玻片目的使组织细胞分散开来 有利于观察 先用低倍镜寻找染色体形态较好的分裂相 视野中既有正常的二倍体细胞 也有染色体数目发生改变的细胞 确认某个细胞发生染色体数目变化后 再用高倍镜观察 p88讨论 低温诱导植物染色体数目变化和用秋水仙素处理萌发中的种子或幼苗使细胞中染色体变化的原理相似 抑制细胞有丝分裂过程中纺锤体的形成 影响染色体不能被拉向两极 细胞也不能分裂成两个子细胞 结果植物细胞染色体数目发生变化 不同之处是 低温条件容易创造和控制 成本低 对人体无害 易于操作 但通过显微镜观察时只能观察到染色体数目的增加 增加的具体数目不容易确定 染色体变异 染色体变异 个别增减 染色体组 二倍体 概念 特点 应用 成因 概念 特征 多倍体 单倍体 分类 数目变异 成倍增减 缺失 增加 易位 倒位 结构变异 课堂小结 1 用花药离体增养出马铃薯单倍体植株 当它进行减数分裂时 观察到染色体两两配对 形成12对 据此现象可推知产生花药的马铃薯是 a 三倍体b 二倍体c 四倍体d 六倍体 c 2 下列叙述中不正确的是 a 六倍体生物的单倍体中 含有3个染色体组b 单倍体体细胞含有本物种配子的染色体数目c 体细胞中只含有一个染色体组的个体一定是单倍体d 单倍体只含有一个染色体组 d 3 基因型为aaabbbccc的细胞含有的染色体组数目为 a 3个b 6个c 9个d 2个 a 4 取基因型为aabb的水稻的花粉进行花药离体培养 获得的幼苗 再用秋水仙素处理 使之成为纯合子 它们的基因型分别为 a ab和abb aabb aabb和aabbc aabb和aabbd aabb和aabb d 典型例题 1 不是染色体结构变异的结构的是 a染色体缺失某一段b染色体中增加了某一片段c染色体中的dna的碱基对位置的颠倒d染色体中的某一片段的位置的颠倒 c 2 由八倍体小黑麦的花粉培养而成的植物是 a 单倍体b 二倍体c 四倍体d 八倍体 a 4 某二倍体植物基因型是aa 经染色体加倍后形成的四倍体的基因型是 aaaa 3 普通小麦是六倍体 42条染色体 科学家用花药离体培养培育出的小麦幼苗是 a 三倍体 含三个染色体组 21条染色体b 单倍体 含三个染色体组 21条染色体c 六倍体 含六个染色体组 42条染色体d 单倍体 含一个染色体组 21条染色体 b 5 大麦的一个染色体组有7条染色体 在四倍体大麦根尖细胞有丝分裂后期能观察到的染色体数是 a 7条b 14条c 28条d 56条 d 比较项目 生物种类 14 1 二倍体 六倍体 21 56 8 4 6 p89填表 2 1 2 1 种子 三倍体无子西瓜的培育过程 1 为什么以一定浓度的秋水仙素滴在二倍体西瓜幼苗的芽尖 2 获得的四倍体西瓜缘何要和二倍体杂交 西瓜幼苗的芽尖是有丝分裂旺盛的地方 用秋水仙素处理有利于抑制细胞有丝分裂时形成纺锤体 从而形成四倍体西瓜植株 杂交可获得三倍体植株 多倍体产生的途径为 秋水仙素处理萌发的种子或幼苗 拓展题 种子 三倍体无子西瓜的培育过程 3 三倍体西瓜为什么没有种子 真的一颗都没有吗 4 每