第2节染色体变异

1、第二节第二节 染色体变异染色体变异 基因基因A A基因基因b b基因基因D D基因基因HrSHrS+ +v回忆：基因是什么？它和染色体又有何关系？回忆：基因是什么？它和染色体又有何关系？请判断：请判断：染色体中缺失一个基因属于？染色体中缺失一个基因属于？A、基因突变、基因突变 B、基因重组、基因重组 C、染色体变异、染色体变异C 基因突变的实质是基因分子结构的改变，基因突变的实质是基因分子结构的改变，是分子水平的变化，这种变化不会导致基因数是分子水平的变化，这种变化不会导致基因数量的改变。量的改变。 猫叫综合征的患儿哭声轻，音调高，猫叫综合征的患儿哭声轻，音调高，因哭声似猫叫而得名。因哭声似猫

2、叫而得名。正常人的染色体组型正常人的染色体组型猫叫综合征患者的染色体组型猫叫综合征患者的染色体组型患者第患者第5 5号染色体部分缺失号染色体部分缺失响誉世界的著名响誉世界的著名“天才天才”音乐指挥家舟舟音乐指挥家舟舟 舟舟是一个先天智力障碍患者。舟舟是一个先天智力障碍患者。比正常人多了一条比正常人多了一条2121号染色体。号染色体。病因：病因：正常人的染色体组型正常人的染色体组型舟舟的染色体组型舟舟的染色体组型可用显微镜可用显微镜直接观察直接观察到的比较明显的染色体变化。到的比较明显的染色体变化。染色体变异的类型染色体变异的类型染色体结构变异染色体结构变异染色体数目变异染色体数目变异例例1 1

3、：能在显微镜下观察到的变异是：能在显微镜下观察到的变异是： A A、基因的自由组合、基因的自由组合 B B、基因突变、基因突变 C C、基因重组、基因重组 D D、染色体变异、染色体变异D染色体的某一片段缺失染色体的某一片段缺失消失消失1 1、缺失、缺失 (一一)a ab bc cd de ef fb ba ac cd de ef f果蝇缺刻翅的形成果蝇缺刻翅的形成染色体中增加某一片段染色体中增加某一片段重复重复、重复、重复a ab bc cd de ef fb bb ba ab bc cd de ef fb b果蝇棒状眼的形成果蝇棒状眼的形成 (一一)果蝇的卵圆眼和棒状眼果蝇的卵圆眼和棒状眼

4、野生型：卵圆眼野生型：卵圆眼变异型：棒状眼变异型：棒状眼染色体的某一片段移接到另一染色体的某一片段移接到另一条条上上3 3、易位、易位a ab bc cd de ef fg gh hi ij jk kl lg gh hi i j jk kl la ab bc ce ef fd da ab bc ck kl lg gh hd de e f fj ji i夜来香的变异夜来香的变异移接移接 (一一)注意：必须是注意：必须是非同源染色体非同源染色体之间的染色体交换，同源染之间的染色体交换，同源染色体之间的交叉互换属于基色体之间的交叉互换属于基因重组，对生物的变异是有因重组，对生物的变异是有利的。利的。

5、121212染色体的某一片段位置颠倒染色体的某一片段位置颠倒4 4、倒位、倒位a ab bc cd de ef fa ab bc cd de ef fb bc cd de ea af f颠倒颠倒 (一一)缺失缺失重复重复倒位倒位易位易位染色体结构的变染色体结构的变异的原因是什么？异的原因是什么？ (一一) (一一)染色体结构变异的原因：染色体结构变异的原因： 在某些自然或人为因素的作用下，在某些自然或人为因素的作用下，染色体可能发生断裂，断裂段具有愈合染色体可能发生断裂，断裂段具有愈合和重接能力。和重接能力。缺失缺失重复重复倒位倒位易位易位染色体结构的变染色体结构的变异导致生物变异异导致生物变

6、异的原因是什么？的原因是什么？ (一一)染色体结构变异染色体结构变异染色体上基因的数目或排列顺序改变染色体上基因的数目或排列顺序改变生物性状的变异生物性状的变异多数不利多数不利 (一一)材料材料1、细胞内个别染色体的增加或减少、细胞内个别染色体的增加或减少 (二二)指细胞内染色体数目增添或缺失的改变。指细胞内染色体数目增添或缺失的改变。 有有个别染色体变异个别染色体变异和和染色体组变异染色体组变异两种两种情况。情况。正常正常增多增多减少减少个别染色体个别染色体变异变异染色体组染色体组变异变异成倍增多或减少成倍增多或减少 (二二)观察思考：观察思考：1.1.果蝇体细胞有几条染色体？果蝇体细胞有几

7、条染色体？8 8条条2.2.号和号和号染色体是什么关系号染色体是什么关系?号和号和号呢号呢? ?同源染色体同源染色体非同源染色体非同源染色体3.3.雄果蝇的体细胞中共有哪几对同源染色体雄果蝇的体细胞中共有哪几对同源染色体? ?和和、和和、和和、X X和和Y Y 一一 染色体组染色体组： (二二) X XY Y4.4.雄果蝇产生的精子中有哪几条染色体？这些染色体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？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？它们是否携带着控制生这些染色体之间是什么关系？它们是否携带着控制生物生长发育的全部遗传信息？物生长发育

8、的全部遗传信息？减数分裂减数分裂5.5.如果将果蝇如果将果蝇 的精子中的染色的精子中的染色体看作一组，那体看作一组，那么果蝇的体细胞么果蝇的体细胞中有几组染色体？中有几组染色体？X XY Y细胞中的一组细胞中的一组_染色体，它们在染色体，它们在_和和_上各不相同，但是携带着控制生物生上各不相同，但是携带着控制生物生长发育的长发育的_，这样的一组染色体，叫，这样的一组染色体，叫做一个做一个染色体组染色体组。一、染色体组的概念一、染色体组的概念非同源非同源形态形态功能功能全部信息全部信息一个染色体组中一个染色体组中不存在同源染色体不存在同源染色体一个染色体组中一个染色体组中各个染色体的形态和功能均

9、不相同各个染色体的形态和功能均不相同一个染色体组中一个染色体组中不含有等位基因和相同基因不含有等位基因和相同基因一个染色体组中一个染色体组中含有该生物的含有该生物的全部遗传信息全部遗传信息，控制该生物的生长发育、遗传变异，控制该生物的生长发育、遗传变异（1 1）A A细胞是某生物的体细胞，该细胞中含细胞是某生物的体细胞，该细胞中含有有_个染色体组，一个染色体组中有个染色体组，一个染色体组中有_条条染色体。染色体。（2 2）B B细胞是某生物的体细胞，该细胞中含细胞是某生物的体细胞，该细胞中含有有_个染色体组，一个染色体组中有个染色体组，一个染色体组中有_条条染色体。染色体。AB2 23 33

10、32 2ACBDAAaaAABBDDAaaBbbABCDABCD1、同一个染色体组内的染色体，其形态和大小：、同一个染色体组内的染色体，其形态和大小： A.A.都相同都相同 B.B.各不相同各不相同 C.C.多数相同多数相同 D.D.多数不同多数不同2 2、某生物的基因型为、某生物的基因型为AAaaBbbbCCCcAAaaBbbbCCCc，那么它有多少个染，那么它有多少个染色体组：色体组： A、2、 B、3 C、4 D、8BC3、下列细胞均发生了染色体变异，它们变异的原因分别是：、下列细胞均发生了染色体变异，它们变异的原因分别是：多了多了1 1条染色体条染色体1 2 3 4 5 61 2 3

11、4 5 64染色体片断增加染色体片断增加增加了增加了1 1个染色体组个染色体组1 2 631 2456染色体片断丢失染色体片断丢失1、来源、来源：由：由受精卵受精卵发育而来的个体发育而来的个体2 2、概念、概念：具有两个染色体组的细胞或个体称为二倍体：具有两个染色体组的细胞或个体称为二倍体 (2n)(2n)； 具有三个或三个以上染色体组的细胞或个体统称具有三个或三个以上染色体组的细胞或个体统称为多倍体。为多倍体。代表生物代表生物：果蝇、玉米、洋葱就是二倍体。：果蝇、玉米、洋葱就是二倍体。几乎全部的动物和过半数以上的高等植物都是几乎全部的动物和过半数以上的高等植物都是二倍体。二倍体。 香蕉就是三

12、倍体香蕉就是三倍体 马铃薯是四倍体马铃薯是四倍体 普通小麦是六倍体普通小麦是六倍体 八倍体的黑小麦八倍体的黑小麦 不能把二倍体、三倍体、不能把二倍体、三倍体、四倍体四倍体中的二、三、四中的二、三、四等写成等写成2、3、43、多倍体产生的原因、多倍体产生的原因主要原因：体细胞在进行有丝分裂过程中，主要原因：体细胞在进行有丝分裂过程中，染色体已经复制染色体已经复制，但受，但受外界环境因素影响外界环境因素影响(如温度骤变如温度骤变-影响酶的活性影响酶的活性)或内部因素干扰，或内部因素干扰，纺锤体形成受到破坏纺锤体形成受到破坏，使染色体不能分裂到两个子细胞中。，使染色体不能分裂到两个子细胞中。正常有丝

13、分裂正常有丝分裂三、多倍体的特点及其人工诱导在育种三、多倍体的特点及其人工诱导在育种中的应用中的应用3 3、人工诱导多倍体最常用最用效的方法、人工诱导多倍体最常用最用效的方法 用秋水仙素来处理萌发的种子或幼苗。用秋水仙素来处理萌发的种子或幼苗。2、多倍体植株特点、多倍体植株特点(和二倍体相比和二倍体相比)1、原理：、原理：器官巨大：器官巨大：茎杆粗壮、叶、果、种子大茎杆粗壮、叶、果、种子大(延长营养生长延长营养生长)营养丰富：营养丰富：糖类、蛋白质等营养含量增加糖类、蛋白质等营养含量增加染色体加倍，同类基因数量增多，控制合成的酶多，染色体加倍，同类基因数量增多，控制合成的酶多，代谢加强代谢加强

14、染色体变异染色体变异 (染色体组成倍增加染色体组成倍增加)葡萄二倍体(左)和四倍体(右)的比较 3.1 3.1 可否人工诱导多倍体的形成呢？常用方法有哪些？可否人工诱导多倍体的形成呢？常用方法有哪些？温度和秋水仙素处理法温度和秋水仙素处理法3.2 3.2 秋水仙素处理法的具体做法是什么？原理又是什么？秋水仙素处理法的具体做法是什么？原理又是什么？方法：方法：用秋水仙素处理用秋水仙素处理_或或_。萌发的种子萌发的种子 幼苗幼苗 温度骤变温度骤变：影响酶合成，导致不能合成纺锤体：影响酶合成，导致不能合成纺锤体 一定浓度的秋水仙素一定浓度的秋水仙素： 处理萌发的种子或幼苗处理萌发的种子或幼苗 (细胞

15、分裂旺盛细胞分裂旺盛) 抑制纺锤体形成抑制纺锤体形成,使复制后的染色体不分离到两子细胞使复制后的染色体不分离到两子细胞 一定浓度一定浓度(低浓度引起染色体加倍低浓度引起染色体加倍,高浓度引起基因突变高浓度引起基因突变)三倍体无子西瓜的处理过程三倍体无子西瓜的处理过程二倍体的幼苗二倍体的幼苗+秋水仙素秋水仙素二倍体的幼苗二倍体的幼苗二倍体的植株二倍体的植株X四倍体的植株四倍体的植株(母本母本)X二倍体的植株二倍体的植株(父本父本)三倍体的植株三倍体的植株三倍体的种子三倍体的种子(第一年得到第一年得到)联会紊乱，果实无种子联会紊乱，果实无种子三倍体无子西瓜三倍体无子西瓜二倍体二倍体秋水仙素秋水仙素

16、四倍体四倍体(母本母本)二倍体二倍体二倍体二倍体(父本父本)卵细胞卵细胞(2N)2个极核个极核(22N)精子精子(N)精子精子(N)受精受精三倍体三倍体联会紊乱联会紊乱，不能，不能形成正常配子，不受精形成正常配子，不受精无种子。无种子。二倍体父本二倍体父本杂交杂交三倍体无子西瓜三倍体无子西瓜三倍体有子西瓜三倍体有子西瓜四倍体植株所结的西瓜，四倍体植株所结的西瓜，果皮细胞内含有几个染色体组？果皮细胞内含有几个染色体组？四倍体西瓜的根部含有几个染色体组？四倍体西瓜的根部含有几个染色体组？无子西瓜无子，也无种皮？无子西瓜无子，也无种皮？香蕉的培育香蕉的培育香蕉的祖先为野生芭蕉，个小而多种子，香蕉的祖

17、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：无法食用。香蕉的培育过程如下：野生芭蕉野生芭蕉2n2n有籽香蕉有籽香蕉4n4n加倍加倍野生芭蕉野生芭蕉2n2n无籽香蕉无籽香蕉3n3n细胞内染色体数目以染色体组的形式细胞内染色体数目以染色体组的形式成倍地增加或减少。成倍地增加或减少。1 1、概念：、概念：体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体。体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体。单倍体单倍体 卵细胞卵细胞(N=16) 精子精子(N=16)蜂王蜂王(2N=32) 雄蜂雄蜂(N=16) 受精作用受精作用蜂王、工蜂蜂王、工蜂(2N=32)二倍体二倍体雄蜂雄蜂(N=16)单倍体单倍体受精卵

18、受精卵(2N=32)生长发育生长发育减数分裂减数分裂假减数分假减数分裂裂卵细胞直接发育卵细胞直接发育四四、单倍体及单倍体育种、单倍体及单倍体育种 六倍体六倍体减数分裂减数分裂花药（粉）花药（粉）（含三个染含三个染色体组）色体组）3N小麦新植株小麦新植株（含三个（含三个染色体组）染色体组）3N减数分裂减数分裂花药（粉）花药（粉）（配子）（配子）（含（含1个染色体组）个染色体组）N离体培养离体培养离体培养离体培养（不受精）（不受精）水稻新植株水稻新植株（含（含1个染色体组）个染色体组）N二倍体二倍体单倍体单倍体水稻水稻（含二个染色体组）（含二个染色体组）2N（配子）（配子）（不受精）（不受精）单倍

19、体单倍体普通小麦普通小麦6N2 2、来源：、来源：由由生殖细胞直接发育生殖细胞直接发育而来。而来。如：花药如：花药(主要是利用其中的生殖细胞主要是利用其中的生殖细胞)离体培养；离体培养； 部分动物卵细胞培养部分动物卵细胞培养对一个个体称单倍体还是几倍体，关键看什么？对一个个体称单倍体还是几倍体，关键看什么？一倍体一定是单倍体吗？单倍体一定是一倍体吗？一倍体一定是单倍体吗？单倍体一定是一倍体吗？一倍体一定是单倍体；单倍体不一定是一倍体。一倍体一定是单倍体；单倍体不一定是一倍体。如何区分几倍体？如何区分几倍体？受精卵而来，体细胞含几个染色体组就是受精卵而来，体细胞含几个染色体组就是几倍体几倍体由配

20、子而来，无论含几个染色体组都叫由配子而来，无论含几个染色体组都叫单倍体单倍体一倍体肯定是单倍体；一倍体肯定是单倍体； 单倍体可能含单倍体可能含1 1个染色体组，也可能含个染色体组，也可能含2 2个或多个染个或多个染色体组色体组例：普通的小麦的卵细胞当中有三个染色体组。用这种小麦例：普通的小麦的卵细胞当中有三个染色体组。用这种小麦 的胚芽细胞、花粉分别进行离体培养，发育成的植株分的胚芽细胞、花粉分别进行离体培养，发育成的植株分 别是别是：（：（ ）A、六倍体、单倍体、六倍体、单倍体 B、六倍体、三倍体、六倍体、三倍体C、二倍体、三倍体、二倍体、三倍体 D、二倍体、单倍体、二倍体、单倍体A3 3、

21、单倍体的特点：、单倍体的特点：植株弱小植株弱小( (基因减少，代谢减弱和生物合成量小基因减少，代谢减弱和生物合成量小) )高度不育高度不育( (联会紊乱，不能形成正常配子联会紊乱，不能形成正常配子) )4 4、在育种上的应用、在育种上的应用（对二倍体生物而言）（对二倍体生物而言）5 5、单倍体育种的优点：、单倍体育种的优点：二倍体植株二倍体植株（2N2N）花药离体培养花药离体培养单倍体植株（单倍体植株（N N）人工诱导人工诱导 染色体加倍染色体加倍恢复回二倍体植株（恢复回二倍体植株（2N2N）（纯合体纯合体）自自 交交纯合体纯合体若从播种到收获种子需要一年若从播种到收获种子需要一年,则培育出能

22、稳定则培育出能稳定遗传的矮杆抗病的品种至少需要几年遗传的矮杆抗病的品种至少需要几年?P高杆抗病高杆抗病 DDTT矮杆感病矮杆感病 ddttF1高杆抗病高杆抗病 DdTt第第1年年选育选育出需要的矮抗品种出需要的矮抗品种F2D_T_ D_tt ddT_ ddtt矮抗矮抗杂交育种杂交育种第第2年年第第3年年生长生长ddTTF3减数分裂减数分裂配子配子DTDtdTdt单倍体单倍体 DTDtdTdt花药离体培养花药离体培养秋水仙素秋水仙素第第1年年第第2年年第第4年年 单倍体育种单倍体育种DDttddTT ddtt纯合体纯合体DDTT矮抗矮抗明显缩短育种年限明显缩短育种年限基因突变基因突变 基因重组基

23、因重组 染色体变异染色体变异发生时期发生时期适用范围适用范围结果结果意义意义应用应用DNA复制复制多为有间、减多为有间、减I间间减减I前交叉互换前交叉互换减减I后非等位基因后非等位基因自由组合自由组合细胞分裂期细胞分裂期只要有只要有DNA复制复制均可发生均可发生真核生物真核生物有性生殖有性生殖核遗传核遗传真核生物真核生物核遗传核遗传产生等位基因产生等位基因增加基因种类增加基因种类改变基因型改变基因型不产生新基因不产生新基因改变基因的数量和改变基因的数量和排列顺序排列顺序变异的根本来源变异的根本来源提供进化原材料提供进化原材料变异的丰富来源变异的丰富来源导致生物多样性导致生物多样性诱变育种诱变育

24、种杂交育种杂交育种单倍体育种单倍体育种多倍体育种多倍体育种解离解离漂洗漂洗染色染色制片制片固定固定HCl/酒精酒精清水清水龙胆紫龙胆紫卡诺氏卡诺氏95%酒精漂洗酒精漂洗DDTTddttDdTtDtdtDDTT单倍体植株单倍体植株D_T_D_ttddT_ddttddTT(一一)(二二)(五五)(三三)(四四)(六六)(高秆抗病高秆抗病)(矮秆易病矮秆易病)(1)要缩短育种年限，应选择的方法是要缩短育种年限，应选择的方法是 ；方法；方法依据的原理依据的原理是是 。(2)图中和的基因组成分别为图中和的基因组成分别为 和和 。(3)(二二)过程中，过程中，D与与d的分离发生在的分离发生在 时期；时期；(三三)过程采用的方法称过程采用的方法称为为 ；(四四)过程采用的方法称为过程采用的方法称为 ，最常用，最常用的化学药剂是的化学药剂是 ，其发挥