苏教版高中生物染色体变异及其应用课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,一、染色体,结构,的变异,二、染色体,数目,的变异,三、染色体变异在,育种,上的应用,第三节 染色体变异及其应用,第三章 遗传和染色体,一、染色体结构的变异,1、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：,缺失,、,重复,、,倒位,、,易位,（1）缺失,A T C G C T A G C,T A G C G A T C G,A T C G C T A G C,T A G C G A T C G,A T C G,C,T A G C,T A G C A T C G,原因二：DNA复制时模板链形成缺失环。,（染色体,结构,的变异）,病因：,5号染色体部分缺失,猫叫综合征,（2）重复,A T C G C T A G C,T A G C G A T C G,A T C G C T A G C,T A G C G A T C G,A T C G,G,T A G C G,A T C G C T A G C,原因二：DNA复制时子链滑链。,（3）倒位,（4）易位,非同源染色体之间的片段交换,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：,4、特点：,频率,很低,5、诱导因素：,电离辐射,、,病毒感染,或,化学物质,诱导。,课题研究：环境中化学物质对染色体结构变异的影响,研究目的：,了解环境中化学物质对染色体结构变异的影响。,推荐器材：,培养皿，试管，载玻片，盖玻片，显微镜；蚕豆种子等；硫酸铜，改良碱性品红染液等。,研究指导：,阅读背景资料：,引起染色体变异的原因很多，其中,辐射,与,化学药物,是导致染色体变异的重要原因。为了证实,硫酸铜,对染色体结构具有导致变异的影响，一位学生用硫酸铜溶液培养蚕豆种子，发现萌发的幼苗,根尖,细胞中出现,微核,，这是染色体,结构,变异的结果。生物科学工作者往往采用微核研究的方法来分析环境污染的程度。,微核,该学生实验步骤：,（1）将蚕豆种子洗净， 25水培；,（2）待根长到0.51.5cm，移入质量浓度为300mg/L的硫酸铜溶液中培养6h；,（3）自来水冲洗后，再移入清水中培养24h；,（4）剪取蚕豆根尖，,制作,临时玻片标本，用改良碱性品红染液染色；,（5）每个根尖计数5001000个细胞,计算,微核率,。,例：某工厂污水流入河流中，使河中植物大批死亡。有同学认为是污水中的化学物质使植物细胞的染色体结构发生了变异，并准备对此进行研究。如果是你，你如何研究？,作出假设：,提出问题：,污水中的化学物质对植物染色体结构变异的影响。,污水中的化学物质会使植物染色体结构产生变异。,探究实践,设计与实验：,用,污水,培养,用,蒸馏水,培养,（实验组）,（对照组）,分析证据：,（比较、两组的微核率）,得出结论：,若微核率,微核率，说明,若微核率微核率，说明,若微核率微核率，说明,深入探究：,探究水质,污染程度,与生物细胞,微核率,高低的关系。,二、染色体数目的变异,雌果蝇,雄果蝇,（一）染色体组：,减数分裂,二倍体,一个染色体组中,无同源染色体（互为非同源染色体）,，,形态和功能各不相同,；,一个染色体组携带着控制生物生长的,全部,遗传信息。,（1）概念：,二倍体生物配子中所具有的全部染色体组成一个染色体组。,（2）特点：,（3）染色体,组数的判断：,例1：以下各图中，各有几个染色体组？,4个,2个,3个,5个,1个,例2：以下基因型，所代表的生物染色体组数分别是多少?,（1）Aa _,（2）AaBb _,（3）AAa _,（4）,AaaBbb _,（5）AAAaBBbb _,（6）,ABCD _,2个,2个,3个,3个,4个,1,个,（二）非整倍性变异：个别染色体增加或减少,1、实例：,2、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,1,条,21,号染色体）,性腺发育不全,综合征,（,XO,）,先天性睾丸发育不全综合征（,XXY,）,XYY,综合征,减数第一次分裂后期同源染色体不分离,减数第二次分裂后期姐妹染色单体移向一极,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。,1、二倍体：,概念：,存在：,（2N）,2、多倍体：,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：,主要是植物，动物极少见。,（三）整倍性变异：以染色体组的形式成倍增加 或减少,形成原因：,特点,(植物),：,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。,有丝分裂,减数分裂,3、单倍体：,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,特点,(,植物,),：,植株,弱小,，,高度不育,动物：植物：,如,雄蜂,偶尔出现,（,k/2,N）,方法：,用,秋水仙素,处理萌发的种子或幼苗。,实例：,三倍体无子西瓜的培育,1、多倍体育种：,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：,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：,结实率低，成熟迟（,晚熟,）,染色体变异,2、单倍体育种：,实例,：,花粉,(,药,),秋水仙素,正常纯合子,单倍体幼苗,离体培养,优点：,后代是,纯合子,，明显,缩短了育种年限,。,缺点：,技术较复杂,方法：,花粉,(,药,),离体培养,原理：,染色体变异,矮杆抗病水稻的培育,杂交育种,多倍体育种,单倍体育种,方法,原理,优点,缺点,3、育种方法小结：,杂交,用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗,花药(粉)离体培养,基因重组,染色体变异,染色体变异,方法简便,可培育出新种，器官大，产量高，营养丰富,后代都是纯合子，明显缩短育种年限,要长年限选择才可获得,结实率低，成熟迟（,晚熟,）,技术较复杂,低温,诱导植物染色体数目的变化,原理,用低温处理植物分生组织细胞，能够,抑制纺锤体的形成,，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，植物细胞染色体数目发生变化。,材料用具,洋葱或大葱、蒜（均为二倍体，体细胞中的染色体数为16），培养皿，滤纸，纱布，烧杯，镊子，剪刀，,显微镜,，载玻片，盖玻片，,冰箱,，,卡诺氏液,，改良,苯酚品红染液,，体积分数为15%的盐酸溶液，体积分数为95%的酒精溶液。,实验,生物必修2,方法步骤,1、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,1cm,的不定根时，将整个装置放入冰箱的低温室内（,4,），诱导培养,36h,。,2、剪取诱导处理的根尖0.5-1cm，放入卡诺氏液中浸泡0.5-1h，以,固定细胞的形态,，然后用体积分数为95%的酒精冲洗2次。,3、制作装片，包括：,解离,、,漂洗,、,染色,和,制片,4个步骤，具体操作方法与实验“观察植物细胞的有丝分裂”相同。,4、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。,生物必修2,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？,结论,低温能诱导植物染色体数目发生变化。,讨论,都能抑制纺锤体的形成,导致染色体不分离,从而引起细胞内染色体数目加倍。,生物必修2,研究性学习：,探究,低温诱导染色体加倍,。,生物必修2,2N,4N,胚: 3N,秋水仙素处理,2N,2N,3N,2N,三倍体无子西瓜的培育,返回,第一年,第二年,种植,种植,传粉,传粉刺激果实发育,3N,果皮、种皮：4N,染色体,联会紊乱,无生殖细胞形成,生物必修2,普通小麦 黑麦,6N,2N,F1,3N+N,（,异源,多倍体，,不育,）,秋水仙素处理,小黑麦,6N+2N,（,异源,多倍体，,可育,）,八倍体小黑麦的培育,返回,生物必修2,花粉,单倍体,纯合二倍体,优良品种,返回,离体培养,人工诱导染色体加倍,选择,生物必修2,例：在水稻中，高杆(D)对矮杆(d)是显性，抗病(R)对不抗病(r)是显性。现有纯合矮杆不抗病水稻,ddrr,和纯合高杆抗病水稻,DDRR,两个品种,要想得到能够稳定遗传的矮杆抗病水稻,ddRR,，应该怎么做？,P DDRR ddrr,F1,DdRr,配子,DR Dr dR dr,花粉(药)离体培养,幼苗,DR Dr dR dr,秋水仙素处理,DDRR DDrr ddRR ddrr,正常植株,（单倍体）,（纯合子）,高杆抗病,高杆不抗病,矮杆抗病,矮杆不抗病,生物必修2,有问题下课后,继续探讨！,生物必修2,