染色体变异及其应用

第三节第三节 染色体变异及其应用染色体变异及其应用（染色体（染色体结构结构的变异）的变异）病因：病因：5 5号染色体部分缺失号染色体部分缺失猫叫综合征猫叫综合征生物必修生物必修2哭声轻、音调高、哭声轻、音调高、两眼距离较远、耳两眼距离较远、耳位低下位低下生长发育缓慢生长发育缓慢存在严重的智力障存在严重的智力障碍。碍。智力低下智力低下身体发育缓慢身体发育缓慢常表现特殊面容常表现特殊面容50%50%患儿有先天性患儿有先天性心脏病，部分患儿心脏病，部分患儿发育过程中夭折。发育过程中夭折。21三体综合征三体综合征（染色体（染色体数目数目的变异）的变异）病因：病因：患者多了一条患者多了一条2121号染色体号染色体生物必修生物必修2一、染色体结构的变异一、染色体结构的变异1、原因：、原因：染色体断裂以及断裂后片段不正常的重新连接。2、类型：、类型：缺失、重复、倒位、易位生物必修生物必修2缺失缺失生物必修生物必修2重复重复生物必修生物必修2倒位倒位生物必修生物必修2易位易位生物必修生物必修2染色体结构的改变会导致染色体上基因的数目或排列顺序发生改变，从而导致性状的变异。大多数染色体结构的变异对生物体是不利的，有时甚至导致生物体死亡。3、后果：、后果：4、特点：、特点：频率很低5、诱导因素：、诱导因素：电离辐射、病毒感染或化学物质诱导。生物必修生物必修2二、染色体数目的变异二、染色体数目的变异（一）个别染色体增加或减少：个别染色体增加或减少：1 1、实例：、实例：2、形成原因：、形成原因：（1）减分裂后期，个别同源染色体没有分开。（2）减分裂后期，个别姐妹染色单体分开后移向细胞同一极。21三体综合征（多三体综合征（多1条条21号染色体）号染色体）性腺发育不全性腺发育不全综合征（综合征（XO）先天性睾丸发育不全综合征（先天性睾丸发育不全综合征（XXY）生物必修生物必修2（二）以染色体组的形式成倍增加或减少：以染色体组的形式成倍增加或减少：雌果蝇雌果蝇雄果蝇雄果蝇1、染色体组：、染色体组：生物必修生物必修2减数减数分裂分裂二倍体二倍体生物必修生物必修2 一个染色体组中无同源染色体，形态和功能各一个染色体组中无同源染色体，形态和功能各不相同；不相同；一个染色体组携带着控制生物生长的全部遗传一个染色体组携带着控制生物生长的全部遗传信息。信息。1、染色体组：、染色体组：（1）概念：）概念：细胞中形态和功能各不相同，但是携带细胞中形态和功能各不相同，但是携带着控制一种生物生长发育，遗传和变异着控制一种生物生长发育，遗传和变异的全部遗传信息的一组非同源染色体。的全部遗传信息的一组非同源染色体。（2）特点：）特点：（3）染色体组数的判断：）染色体组数的判断：生物必修生物必修2例例1：以下各图中，各有几个染色体组？：以下各图中，各有几个染色体组？4个个2个个3个个5个个1个个 染色体组数染色体组数 =细胞中任意一种染色体条数细胞中任意一种染色体条数生物必修生物必修2例例2：以下基因型，所代表的生物染色体组数：以下基因型，所代表的生物染色体组数分别是多少分别是多少?（1）Aa _（2）AaBb _（3）AAa _（4）AaaBbb _（5）AAAaBBbb _（6）ABCD _2个个2个个3个个3个个 4个个 染色体组数染色体组数 =基因型中控制同一性状的基因个数基因型中控制同一性状的基因个数1个个生物必修生物必修2由受精卵发育而成，体细胞中含有两个染色体组的个体。几乎全部动物，过半数的高等植物。2 2、二倍体：、二倍体：概念：概念：存在：存在：（2N）3 3、多倍体：、多倍体：概念：概念：由受精卵发育而成，体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体。（kN）存在：存在：主要是植物，动物极少见。生物必修生物必修24、单倍体：、单倍体：概念：概念：由配子直接发育而成，体细胞中含本物种配子染色体数目的个体。存在存在动物：植物：如雄蜂偶尔出现（k/2N）生物必修生物必修2思考思考：普通小麦由受精卵发育而成，其体内有六普通小麦由受精卵发育而成，其体内有六个染色体组，普通小麦是几倍体？个染色体组，普通小麦是几倍体？普通小麦的配子中有几个染色体组，如果普通小麦的配子中有几个染色体组，如果用小麦的配子发育成小麦，这样的小麦是用小麦的配子发育成小麦，这样的小麦是几倍体？几倍体？形成原因：形成原因：多倍体植物的特点：多倍体植物的特点：茎杆粗壮；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增加。一般认为，当植物体的内外环境发生骤变时，正在分裂的细胞中的纺锤体可能受到破坏，已经复制的染色体不能分配到细胞两极，细胞也就不能分裂成两个子细胞，于是形成了染色体组加倍的细胞。生物必修生物必修2 长的弱小、高度不育，再生产上没有价值，但是在育种上有特殊的意义。单倍体植物的特点：单倍体植物的特点：方法：方法：用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。实例：实例：三倍体无子西瓜的培育1、多倍体育种：、多倍体育种：三、染色体变异在育种上的应用三、染色体变异在育种上的应用（原理：能够抑制纺锤体的形成,导致染色体不分离,从而引起细胞内染色体数目加倍）原理：原理：优点：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：缺点：结实率低，成熟迟（晚熟晚熟）染色体变异生物必修生物必修22、单倍体育种：、单倍体育种：实例：实例：花粉花粉(药药)秋水秋水仙素仙素正常纯合子正常纯合子单倍体幼苗单倍体幼苗离体离体培养培养优点：优点：后代是纯合子，明显缩短了育种年限。缺点：缺点：技术较复杂方法：方法：花粉(药)离体培养原理：原理：染色体变异矮杆抗病水稻的培育生物必修生物必修2花粉花粉单倍体单倍体纯合二倍体纯合二倍体优良品种优良品种返回返回离体离体培养培养人工诱导人工诱导染色体加倍染色体加倍选择选择生物必修生物必修2 例：在水稻中，高杆例：在水稻中，高杆(D)(D)对矮杆对矮杆(d)(d)是显性，抗病是显性，抗病(R)(R)对不抗对不抗病病(r)(r)是显性。现有纯合矮杆不抗病水稻是显性。现有纯合矮杆不抗病水稻ddrr和纯合高杆抗病水和纯合高杆抗病水稻稻DDRR两个品种两个品种,要想得到能够稳定遗传的矮杆抗病水稻要想得到能够稳定遗传的矮杆抗病水稻ddRR，应该怎么做？，应该怎么做？P DDRR ddrrF1DdRr配子配子DR Dr dR dr花粉花粉(药药)离体培养离体培养幼苗幼苗DR Dr dR dr秋水仙素处理秋水仙素处理DDRR DDrr ddRR ddrr正常植株正常植株（单倍体）（单倍体）（纯合子）（纯合子）高杆高杆抗病抗病高杆高杆不抗病不抗病矮杆矮杆抗病抗病矮杆矮杆不抗病不抗病生物必修生物必修22N4N种子种子:3N秋水仙素处理秋水仙素处理2N2N3N2N三倍体无子西瓜的培育三倍体无子西瓜的培育返回返回第一年第一年第二年第二年 种植种植 种植种植 传粉传粉传粉刺激传粉刺激果实发育果实发育3N果皮、种果皮、种皮：皮：4N染色体染色体联会紊乱联会紊乱无生殖细胞形成无生殖细胞形成生物必修生物必修2普通小麦普通小麦 黑麦黑麦6N2NF13N+N（异源异源多倍体，多倍体，不育不育）秋水仙素处理秋水仙素处理小黑麦小黑麦6N+2N（异源异源多倍体，多倍体，可育可育）八倍体小黑麦的培育八倍体小黑麦的培育返回返回生物必修生物必修2杂交育种多倍体育种单倍体育种方法原理优点缺点3 3、育种方法小结：、育种方法小结：杂交杂交用秋水仙素处理用秋水仙素处理萌发的种子或幼萌发的种子或幼苗苗花药花药(粉粉)离体培养离体培养基因重组基因重组染色体变异染色体变异染色体变异染色体变异方法简便方法简便可培育出新种，可培育出新种，器官大，产量高，器官大，产量高，营养丰富营养丰富后代都是纯合子，后代都是纯合子，明显缩短育种年限明显缩短育种年限育种年限长育种年限长结实率低，成结实率低，成熟迟（熟迟（晚熟晚熟）技术较复杂技术较复杂生物必修生物必修2低温诱导植物染色体数目的变化原理原理 用低温处理植物分生组织细胞，能够用低温处理植物分生组织细胞，能够抑制纺抑制纺锤体的形成锤体的形成，以至影响染色体被被拉向两极，细，以至影响染色体被被拉向两极，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。色体数目发生变化。材料用具材料用具 洋葱或大葱、蒜（均为二倍体，体细胞中的染洋葱或大葱、蒜（均为二倍体，体细胞中的染色体数为色体数为1616），培养皿，滤纸，纱布，烧杯，镊子，），培养皿，滤纸，纱布，烧杯，镊子，剪刀，剪刀，显微镜显微镜，载玻片，盖玻片，载玻片，盖玻片，冰箱冰箱，卡诺氏液卡诺氏液，改良改良苯酚品红染液苯酚品红染液，体积分数为，体积分数为15%15%的盐酸溶液，体的盐酸溶液，体积分数为积分数为95%95%的酒精溶液。的酒精溶液。实验生物必修生物必修2方法步骤方法步骤1 1、将洋葱或（大葱、大蒜）放在装满清水的广口瓶上，让、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。待洋葱长出约洋葱的底部接触水面。待洋葱长出约1cm1cm的不定根时，将整的不定根时，将整个装置放入冰箱的低温室内（个装置放入冰箱的低温室内（44），诱导培养），诱导培养36h36h。2 2、剪取诱导处理的根尖、剪取诱导处理的根尖0.5-1cm0.5-1cm，放入卡诺氏液中浸泡，放入卡诺氏液中浸泡0.5-0.5-1h1h，以，以固定细胞的形态固定细胞的形态，然后用体积分数为，然后用体积分数为95%95%的酒精冲洗的酒精冲洗2 2次。次。3 3、制作装片，包括：、制作装片，包括：解离解离、漂洗漂洗、染色染色和和制片制片4 4个步骤，具个步骤，具体操作方法与实验体操作方法与实验“观察植物细胞的有丝分裂观察植物细胞的有丝分裂”相同。相同。4 4、先用低倍镜寻找染色体形态较好的分裂相。视野中既有、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。某个细胞发生染色体数目变化后，再用高倍镜观察。生物必修生物必修2 秋水仙素与低温都能诱导染色体数目加秋水仙素与低温都能诱导染色体数目加倍，这两种方法在原理上有什么相似之处？倍，这两种方法在原理上有什么相似之处？结论结论低温能诱导植物染色体数目发生变化。低温能诱导植物染色体数目发生变化。讨论讨论 都能抑制纺锤体的形成都能抑制纺锤体的形成,导致染色体不导致染色体不分离分离,从而引起细胞内染色体数目加倍。从而引起细胞内染色体数目加倍。生物必修生物必修21.1.下列有关整倍性变异的叙述不正确的是（下列有关整倍性变异的叙述不正确的是（）A.A.偶数染色体组的多倍体植物是可育的，而奇数染色体组的多偶数染色体组的多倍体植物是可育的，而奇数染色体组的多倍体则一般不可育倍体则一般不可育B.B.由正常的配子发育成的生物体，细胞中无论有几个染色体组由正常的配子发育成的生物体，细胞中无论有几个染色体组也只能叫单倍体也只能叫单倍体C.C.单倍体一般高度不育，多倍体单倍体一般高度不育，多倍体般茎秆粗壮，叶片、果实较般茎秆粗壮，叶片、果实较大大D.D.单倍体都是纯种，多倍体等位基因至少有三个单倍体都是纯种，多倍体等位基因至少有三个D2.2.下列关于单倍体的叙述正确的是（下列关于单倍体的叙述正确的是（）单倍体在植株中只含有一个染色体组单倍体在植株中只含有一个染色体组单倍体细胞中含有一条染色体单倍体细胞中含有一条染色体单倍体是体细胞中只含有本物种配子染色体数目的个体单倍体是体细胞中只含有本物种配子染色体数目的个体单倍体细胞中只含有一对染色体单倍体细胞中只含有一对染色体未受精的配子直接发育成的个体一般是单倍体未受精的配子直接发育成的个体一般是单倍体A.A.B.B.C.C.D.D.【解析】【解析】选选A A。单倍体是指含有本物种配子染色体数目的个体。单倍体是指含有本物种配子染色体数目的个体。在自然条件下是由未受精的卵细胞发育形成的，人们对植物的在自然条件下是由未受精的卵细胞发育形成的，人们对植物的花粉进行离体培养也可得到单倍体。花粉进行离体培养也可得到单倍体。3.3.三倍体无子西瓜肉汁鲜美，含糖量高，在其培育过程中收获三倍体无子西瓜肉汁鲜美，含糖量高，在其培育过程中收获三倍体种子是在（三倍体种子是在（）A.A.第一年，二倍体母本上第一年，二倍体母本上 B.B.第一年，四倍体母本上第一年，四倍体母本上C.C.第二年，三倍体母本上第二年，三倍体母本上 D.D.第二年，二倍体母本上第二年，二倍体母本上【解析】【解析】选选B B。在三倍体无子西瓜的形成过程中，第一年用秋水。在三倍体无子西瓜的形成过程中，第一年用秋水仙素处理西瓜幼苗，使之形成四倍体西瓜，当年，四倍体植株仙素处理西瓜幼苗，使之形成四倍体西瓜，当年，四倍体植株开花后产生的卵细胞含有开花后产生的卵细胞含有2 2个染色体组，当其接受二倍体西瓜的个染色体组，当其接受二倍体西瓜的花粉后，受精卵就含有花粉后，受精卵就含有3 3个染色体组发育成的三倍体种子。个染色体组发育成的三倍体种子。4.4.如图所示细胞中含有的染色体组的数目分别为如图所示细胞中含有的染色体组的数目分别为()()A.6A.6个、个、4 4个个 B.12B.12个、个、8 8个个C.6C.6个、个、2 2个个 D.3D.3个、个、2 2个个A有问题下课后有问题下课后继续探讨！继续探讨！生物必修生物必修2