基因突变和基因重组染色体变异

1、第一讲第一讲: :生物的变异生物的变异20152015备考备考最新考纲：最新考纲：1.1.基因重组及其意义基因重组及其意义()()。2.2.基因突变的特征和原因基因突变的特征和原因()()。3.3.染色体结构变异和数目变异染色体结构变异和数目变异()()。4.4.实验：低温诱导染色体加倍。实验：低温诱导染色体加倍。基因突变和基因重组基因突变和基因重组第一部分第一部分不可遗传的变异不可遗传的变异（改变）（改变）（改变）（改变）（改变）（改变）基因突变基因突变基因重组基因重组染色体变异染色体变异可遗传的变异可遗传的变异（仅环境条件改变）（仅环境条件改变）基因突变基因突变一：生物的变异一：生物的变异

2、不遗传的变异不遗传的变异可遗传的变异可遗传的变异 基因重组基因重组染色体变异染色体变异由于环境因素影响，遗传物质没有改变由于环境因素影响，遗传物质没有改变生殖细胞内遗生殖细胞内遗传物质的改变传物质的改变所有生物都可通过基因突变产生新基因，使本物种基因库增加所有生物都可通过基因突变产生新基因，使本物种基因库增加“原始材料原始材料”，促进生物进化发展；，促进生物进化发展；基因重组和染色体变异是真基因重组和染色体变异是真核生物特有的。核生物特有的。基因突变基因突变-生物变异的根本来源，也是生物生物变异的根本来源，也是生物变异的主要来源。变异的主要来源。基因突变实例基因突变实例-镰刀型细胞贫血症镰刀型

3、细胞贫血症正常圆饼型的红细胞正常圆饼型的红细胞异常镰刀状的红细胞异常镰刀状的红细胞脯氨酸脯氨酸谷氨酸谷氨酸谷氨酸谷氨酸脯氨酸脯氨酸缬氨酸缬氨酸谷氨酸谷氨酸 mRNAmRNAGGUUA AGAAGAACTTCTTGAAGAADNADNAC CA AT TGGT TA A根本原因根本原因直接原因直接原因 镰刀型细胞贫血症是由镰刀型细胞贫血症是由碱基对被替换碱基对被替换引引起的一种遗传病，是由于起的一种遗传病，是由于基因的分子结构基因的分子结构发发生了改变产生的。生了改变产生的。增增添添缺缺失失替替换换DNADNA分子中发生分子中发生碱基对碱基对的的 、 和和 ，而引起的而引起的 的改变。的改变。

4、替换替换增添增添缺失缺失基因结构基因结构1 1、基因突变的概念、基因突变的概念2 2、基因突变的类型：、基因突变的类型：请思考：请思考：由于碱基对的改变，是否一定会引起蛋白质的改变？由于碱基对的改变，是否一定会引起蛋白质的改变？3 3、基因突变发生的时期：、基因突变发生的时期：A A有丝分裂间期（体细胞）有丝分裂间期（体细胞）B B减数第一次分裂间期（生殖细胞）减数第一次分裂间期（生殖细胞）但一般不能传给后代但一般不能传给后代可以通过受精作用直接传给后代可以通过受精作用直接传给后代特别注意：特别注意：1 1、基因突变主要发生于有丝分裂间期和减数第一次分裂间、基因突变主要发生于有丝分裂间期和减数

5、第一次分裂间期，实际上可以发生于有丝分裂和减数分裂的各个时期。期，实际上可以发生于有丝分裂和减数分裂的各个时期。2 2、基因突变不改变染色体上、基因突变不改变染色体上基因的数量基因的数量，只改变基因的，只改变基因的内内部结构部结构，使一个基因变成它的等位基因（，使一个基因变成它的等位基因（AaAa或或aAaA）。）。外因外因物理因素：物理因素：化学因素：化学因素：生物因素：生物因素：紫外线紫外线X X射线射线其它各种辐射其它各种辐射亚硝酸亚硝酸 碱基类似物碱基类似物4 4、基因突变发生的原因？、基因突变发生的原因？病毒病毒内因内因DNADNA分子复制错误分子复制错误 DNADNA碱基组成改变碱

6、基组成改变特别特别提醒提醒：无丝分裂、原核生物的二分裂及病毒无丝分裂、原核生物的二分裂及病毒DNADNA复制时均可发生基因突复制时均可发生基因突变。变。基因突变不改变染色体上基因的数量，只改变基因的结构，即基因突变不改变染色体上基因的数量，只改变基因的结构，即由由AaAa或或aAaA，而，而A A、a a的本质区别是其基因分子结构发生了改变，的本质区别是其基因分子结构发生了改变，即基因中脱氧核苷酸种类、数量、排列顺序发生了改变。即基因中脱氧核苷酸种类、数量、排列顺序发生了改变。 5 5、基因突变的结果、基因突变的结果基因突变的结果基因突变的结果往往往往使一个基因变成它的使一个基因变成它的等位基

7、因等位基因, ,即产生即产生了新的基因了新的基因. .6 6、基因突变有什么特点：、基因突变有什么特点： 在生物界普遍存在；在生物界普遍存在；基因突变发生的时期与突变性状在生物体的表现部位及范围大小有基因突变发生的时期与突变性状在生物体的表现部位及范围大小有没有关系？没有关系？突变发生的时间越早，表现突变的部分越多，突变发生的时突变发生的时间越早，表现突变的部分越多，突变发生的时期越晚，表现突变的部分越少。期越晚，表现突变的部分越少。基因突变发生在生物个体发育的什么时期？基因突变发生在生物个体发育的什么时期？哪些细胞能发生基因突变？哪些细胞能发生基因突变？任何时期任何时期主要是分裂间期的细胞主

8、要是分裂间期的细胞有有 突变率低突变率低 在生物体内随机发生在生物体内随机发生大多数突变是有害的大多数突变是有害的任何一种生物都是长期自然选择的结果，也是长期进化的产物。它任何一种生物都是长期自然选择的结果，也是长期进化的产物。它们们 与环境取得了高度的协调。与环境取得了高度的协调。基因突变是不定向的基因突变是不定向的等位基因是如何产生的？等位基因是如何产生的？基因突变基因突变根据对性状类型的影响，可将基因突变分为根据对性状类型的影响，可将基因突变分为显性突变：显性突变：a-Aa-A隐性突变：隐性突变：A Aa a根据诱变时的状态，可将基因突变分为根据诱变时的状态，可将基因突变分为自然突变：在

9、自然状态下发生的基因突变自然突变：在自然状态下发生的基因突变诱发突变：在人工条件下诱发的突变。诱发突变：在人工条件下诱发的突变。 也叫也叫“人工诱变人工诱变”。7 7、基因突变分类：、基因突变分类：若突变性状为优良性状，若突变性状为优良性状，如何获得纯种？如何获得纯种？(1)(1)基因突变改变生物性状：基因突变改变生物性状：基因突变引起密码子改变，最终表现为蛋白质的功能改变，从基因突变引起密码子改变，最终表现为蛋白质的功能改变，从而影响生物的性状，如镰刀型细胞贫血症。而影响生物的性状，如镰刀型细胞贫血症。(2)(2)基因突变不改变生物性状基因突变不改变生物性状突变发生在基因的突变发生在基因的非

10、编码区域非编码区域。若该亲代若该亲代DNADNA上某个碱基对发生改变产生的是一个上某个碱基对发生改变产生的是一个隐性基因隐性基因，并将该隐性基因传给子代，而子代为杂合子，则隐性性状不会并将该隐性基因传给子代，而子代为杂合子，则隐性性状不会表现出来。表现出来。根据根据密码子的简并性密码子的简并性，有可能翻译出相同的氨基酸。，有可能翻译出相同的氨基酸。性状表现是遗传物质和环境因素共同作用的结果，但在性状表现是遗传物质和环境因素共同作用的结果，但在某些某些环境条件下，基因改变了可能并不会在性状上表现出来。环境条件下，基因改变了可能并不会在性状上表现出来。(3)(3)基因突变对后代性状的影响基因突变对

11、后代性状的影响基因突变发生在体细胞有丝分裂过程中，突变可基因突变发生在体细胞有丝分裂过程中，突变可通过无性生通过无性生殖传给后代殖传给后代，但，但不会通过有性生殖不会通过有性生殖传给后代。传给后代。基因突变发生在精子或卵细胞形成的减数分裂过程中，可能基因突变发生在精子或卵细胞形成的减数分裂过程中，可能通过有性生殖传给后代。通过有性生殖传给后代。生殖细胞的突变率一般比体细胞的突变率高，这是因为生殖生殖细胞的突变率一般比体细胞的突变率高，这是因为生殖细胞在减数分裂时对外界环境变化更加敏感。细胞在减数分裂时对外界环境变化更加敏感。8 8、基因突变对性状的影响：、基因突变对性状的影响：9 9、基因突变

12、的意义、基因突变的意义2 2、是生物、是生物变异变异的根本来源的根本来源3 3、是生物、是生物进化进化的原始材料的原始材料 1 1、是、是新基因新基因产生的途径产生的途径特别提醒：特别提醒：(1)(1)可遗传的变异可遗传的变异遗传给后代遗传给后代。例如，基因突变一定是可遗传的变异，但若发生在体细胞中，一例如，基因突变一定是可遗传的变异，但若发生在体细胞中，一般不会通过有性生殖遗传给后代，若发生在生殖细胞中可以遗传。般不会通过有性生殖遗传给后代，若发生在生殖细胞中可以遗传。(2)(2)环境因素引起的变异环境因素引起的变异不可遗传的变异不可遗传的变异。单纯由环单纯由环境引起的变异，遗传物质并未发生

13、改变的才是不可遗传境引起的变异，遗传物质并未发生改变的才是不可遗传变异。变异。例射线、太空环境、化学诱变剂等引起的一般会导致遗传物质的例射线、太空环境、化学诱变剂等引起的一般会导致遗传物质的改变，属于可遗传变异；而水、肥、阳光、温度、激素或手术处改变，属于可遗传变异；而水、肥、阳光、温度、激素或手术处理引起的性状改变，遗传物质不改变，属于不可遗传变异。例生理引起的性状改变，遗传物质不改变，属于不可遗传变异。例生长素处理得到无子果实；赤霉素处理使植株长高长素处理得到无子果实；赤霉素处理使植株长高(tt(tt矮秆长高后矮秆长高后基因型仍为基因型仍为tt)tt)；多指切除后变成正常指；多指切除后变成

14、正常指( (基因型仍为基因型仍为TTTT或或Tt)Tt)；骨髓移植治疗血友病骨髓移植治疗血友病( (血型可以改变，但精卵原细胞基因型不变血型可以改变，但精卵原细胞基因型不变) )。(3)(3)不同生物可遗传变异的来源：病毒和原核生物的可不同生物可遗传变异的来源：病毒和原核生物的可遗传变异只有一种：基因突变。真核生物的可遗传变异遗传变异只有一种：基因突变。真核生物的可遗传变异来源有：基因突变、基因重组、染色体变异来源有：基因突变、基因重组、染色体变异1 1、4 4个与基因突变有关的易错点个与基因突变有关的易错点(1)(1)无丝分裂、原核生物的二分裂及病毒无丝分裂、原核生物的二分裂及病毒DNADN

15、A复制时均可发生基因复制时均可发生基因突变。突变。(2)(2)基因突变一定会导致基因结构的改变，但却不一定引起生物性基因突变一定会导致基因结构的改变，但却不一定引起生物性状的改变。状的改变。(3)(3)基因突变的利害性取决于生物生存的环境条件。如昆虫突变产基因突变的利害性取决于生物生存的环境条件。如昆虫突变产生的残翅性状在陆地上为不利变异，而在多风的岛屿上则为有利生的残翅性状在陆地上为不利变异，而在多风的岛屿上则为有利变异。变异。易错警示！易错警示！2 2验证生物变异是基因突变还是环境影响：验证生物变异是基因突变还是环境影响：一般不用杂交。可以把突变植株与原始亲本种植在相同的环境条一般不用杂交

16、。可以把突变植株与原始亲本种植在相同的环境条件下，观察比较两者的表现型是否相同，若相同则说明变异是件下，观察比较两者的表现型是否相同，若相同则说明变异是由环境引起的。由环境引起的。3 3、基因突变就是、基因突变就是“DNADNA中碱基对的增添、缺失、替换中碱基对的增添、缺失、替换” 基因突变基因突变DNADNA中碱基对的增添、缺失、替换中碱基对的增添、缺失、替换基因是有遗传效应的基因是有遗传效应的DNADNA片段，不具有遗传效应的片段，不具有遗传效应的DNADNA片段片段也可发生碱基对的改变。也可发生碱基对的改变。有些病毒有些病毒( (如如SARSSARS病毒病毒) )的遗传物质是的遗传物质是

17、RNARNA，RNARNA中碱基的增中碱基的增添、缺失、改变引起病毒性状变异，广义上也称基因突变。添、缺失、改变引起病毒性状变异，广义上也称基因突变。4 4、基因突变只发生在分裂间期、基因突变只发生在分裂间期 引起基因突变的因素分为外部因素和内部因素。外部因素对引起基因突变的因素分为外部因素和内部因素。外部因素对DNADNA的损伤不仅发生在间期，而是在各个时期都有；另外，外的损伤不仅发生在间期，而是在各个时期都有；另外，外部因素还可直接损伤部因素还可直接损伤DNADNA分子或改变碱基序列，并不是通过分子或改变碱基序列，并不是通过DNADNA的复制来改变碱基对，所以基因突变不只发生在间期。的复制

18、来改变碱基对，所以基因突变不只发生在间期。5 5、将基因突变的结果、将基因突变的结果“产生新基因产生新基因”与与“产生等位基因产生等位基因”混淆混淆 不同生物的基因组组成不同，病毒和原核细胞的基因组结构简不同生物的基因组组成不同，病毒和原核细胞的基因组结构简单，基因数目少，而且一般是单个存在的，不存在等位基因。单，基因数目少，而且一般是单个存在的，不存在等位基因。因此，真核生物基因突变可产生它的等位基因，而原核生物和因此，真核生物基因突变可产生它的等位基因，而原核生物和病毒基因突变产生的是一个新基因。病毒基因突变产生的是一个新基因。基因重组基因重组-生物变异的重要来源，是生物多生物变异的重要来

19、源，是生物多样性的重要原因之一样性的重要原因之一. .1 1、概念、概念: : 在生物进行在生物进行有性生殖有性生殖过程中过程中, ,控制不同性控制不同性状的状的基因的重新组合基因的重新组合. .2 2、类型、类型: :3 3、意义、意义: :通过有性生殖实现基因重组通过有性生殖实现基因重组为生物变异提供了极其丰富的来源为生物变异提供了极其丰富的来源是生物多样性的重要原因之一是生物多样性的重要原因之一. .基因的自由组合基因的自由组合: :基因的交叉互换基因的交叉互换: :非同源染色体上的非等位基因的自由组合非同源染色体上的非等位基因的自由组合同源染色体上非姐妹染色体之间发生局部互换同源染色体

20、上非姐妹染色体之间发生局部互换. .基因工程基因工程: :注意：现代基因重组的内涵已经扩大！注意：现代基因重组的内涵已经扩大！特别提醒：特别提醒：(1)(1)受精过程中未进行基因重组。受精过程中未进行基因重组。(2)(2)亲子代之间差异主要是基因重组造成的。亲子代之间差异主要是基因重组造成的。(3)(3)基因重组只能产生新基因型和重组性状，不能产生新基因和基因重组只能产生新基因型和重组性状，不能产生新基因和新性状。新性状。比较项目比较项目基因突变基因突变基因重组基因重组定义定义时期时期类型类型结果结果意义意义应用应用碱基对的碱基对的替换、增添或替换、增添或缺失缺失而引起的而引起的基因结构基因结

21、构的改变的改变有性生殖有性生殖过程中，过程中，控制不同性状的控制不同性状的基因重基因重新组合新组合分裂间期复制过程分裂间期复制过程减减前期、后期前期、后期自然突变、诱发突变自然突变、诱发突变MM后期随机重组、后期随机重组、MIMI前前期交换重组、基因工程期交换重组、基因工程产生新基因产生新基因产生新的基因型产生新的基因型生物进化的根本来源生物进化的根本来源形成生物多样性的重要形成生物多样性的重要原因之一原因之一诱变育种诱变育种杂交育种杂交育种4 4、基因突变和基因重组的比较、基因突变和基因重组的比较1 1、基因突变的原因是：、基因突变的原因是： A.A.染色体上的染色体上的DNADNA变成了蛋

22、白质变成了蛋白质 B.B.染色体上的染色体上的DNADNA变成了变成了RNARNA C. C.染色体上的染色体上的DNADNA减少了或增多了减少了或增多了 D.D.染色体上的染色体上的DNADNA结构发生了局部改变结构发生了局部改变巩固基础、快速答题巩固基础、快速答题2 2、在一个、在一个DNADNA分子中如果插入了一个碱基对，则分子中如果插入了一个碱基对，则 A.A.不能转录不能转录 B.B.不能翻译不能翻译 C.C.在转录时造成插入点以前的遗传密码改变在转录时造成插入点以前的遗传密码改变 D.D.在转录时造成插入点以后的遗传密码改变在转录时造成插入点以后的遗传密码改变3.3.下列关于自然突

23、变的叙述错误的是下列关于自然突变的叙述错误的是 A A自然突变的频率低自然突变的频率低 B B自然突变只产生在个别生物个别基因自然突变只产生在个别生物个别基因 C C自然突变是不定向的，一般是有害的自然突变是不定向的，一般是有害的 D D基因突变是变异的主要来源，是生物进基因突变是变异的主要来源，是生物进 化的重要因素之一化的重要因素之一4 4、在一个种群中发现两种突变的性状，其中、在一个种群中发现两种突变的性状，其中A A种群性状无论繁殖几种群性状无论繁殖几代都不变，而代都不变，而B B种突变性状繁殖到第三代又有种突变性状繁殖到第三代又有37.5%37.5%的性状回复到原的性状回复到原来的性

24、状，以上来的性状，以上A A、B B突变分别属于（）突变分别属于（）A A隐性突变和显性突变隐性突变和显性突变 B B人工诱变和染色体变异人工诱变和染色体变异C C显性突变和隐性突变显性突变和隐性突变 D D都是隐性突变或者都是显性突变都是隐性突变或者都是显性突变A A2、野生果蝇约有、野生果蝇约有0.1%的突变个体是宇宙辐射引起的，这种突变为的突变个体是宇宙辐射引起的，这种突变为 A隐性突变隐性突变 B显性突变显性突变 C诱发突变诱发突变 D自然突变自然突变D D5 5、某种群中发现一突变性状，连续培养三代才选出能稳定遗传的、某种群中发现一突变性状，连续培养三代才选出能稳定遗传的纯合突变类型

25、，该突变为纯合突变类型，该突变为 （ ）A A显性突变（显性突变（dDdD） B B隐性突变隐性突变(Dd)(Dd)C C显性突变和隐性突变显性突变和隐性突变 D D人工诱变人工诱变A A6 6育种专家在稻田中发现一株十分罕见的育种专家在稻田中发现一株十分罕见的“一秆双穗一秆双穗”植株，经鉴植株，经鉴定该变异性状是由基因突变引起的。下列叙述正确的是定该变异性状是由基因突变引起的。下列叙述正确的是( () )A A这种现象是由显性基因突变成隐性基因引起的这种现象是由显性基因突变成隐性基因引起的B B该变异株自交可产生这种变异性状的纯合个体该变异株自交可产生这种变异性状的纯合个体C C观察细胞有丝

26、分裂中期染色体形态可判断基因突变发生的位置观察细胞有丝分裂中期染色体形态可判断基因突变发生的位置D D将该株水稻的花粉离体培养后即可获得稳定遗传的高产品系将该株水稻的花粉离体培养后即可获得稳定遗传的高产品系B B7.7.诱发突变与自然突变相比，正确的是诱发突变与自然突变相比，正确的是 A A都是有利的都是有利的 B B都是定向的都是定向的 C C都是隐性突变都是隐性突变 D D诱发突变率高诱发突变率高8 8、下图为一个二倍体生物细胞内的同源染色体对数、下图为一个二倍体生物细胞内的同源染色体对数的变化曲线。的变化曲线。基因重组基因重组最可能发生在最可能发生在 ( () )A AABAB段段B B

27、CDCD段段C CFGFG段段 D DHIHI段段有丝分裂有丝分裂减数分裂减数分裂M1M1 M M9 9、变异是生物的基本特征之一，下列不属于、变异是生物的基本特征之一，下列不属于细菌细菌产生的可遗传产生的可遗传变异的有变异的有( () )基因突变基因重组染色体变异环境条件的变化基因突变基因重组染色体变异环境条件的变化染色单体互换非同源染色体上非等位基因自由组合染色单体互换非同源染色体上非等位基因自由组合A AB B C C D D1010、下列有关基因重组的说法中，正确的是、下列有关基因重组的说法中，正确的是( () )A A基因重组是生物体遗传变异的主要方式之一，可产生新的基因重组是生物体

28、遗传变异的主要方式之一，可产生新的基因基因B B同源染色体指的是一条来自父方，一条来自母方，两条形同源染色体指的是一条来自父方，一条来自母方，两条形态大小一定相同的染色体态大小一定相同的染色体C C基因重组仅限于真核生物细胞减数分裂过程中基因重组仅限于真核生物细胞减数分裂过程中D D基因重组可发生在四分体时期的同源染色体非姐妹染色单体基因重组可发生在四分体时期的同源染色体非姐妹染色单体之间的交叉互换之间的交叉互换判一判判一判1.1.基因突变是由于基因突变是由于DNADNA片段的增添、缺失和替换引起的基因结构片段的增添、缺失和替换引起的基因结构的改变的改变( () )2.2.基因突变一定会引起基

29、因结构的改变，但不一定会引起生物性基因突变一定会引起基因结构的改变，但不一定会引起生物性状的改变状的改变( () )3.3.基因突变一定是可遗传变异，但不一定遗传给后代基因突变一定是可遗传变异，但不一定遗传给后代( () )4.4.无论是低等还是高等生物都可能发生基因突变无论是低等还是高等生物都可能发生基因突变( () )5 5基因突变只能定向形成新的等位基因基因突变只能定向形成新的等位基因( () )6 6基因突变对生物的生存往往是有利的基因突变对生物的生存往往是有利的( () )7 7不同基因突变的概率是相同的不同基因突变的概率是相同的( () )8 8一个基因可以向多个方向突变一个基因可

30、以向多个方向突变( () )9 9在没有外来因素影响下，基因突变不会自行发生在没有外来因素影响下，基因突变不会自行发生( () )1010细胞分裂的中期一定不发生基因突变细胞分裂的中期一定不发生基因突变( () ) 碱基对碱基对不定向不定向有害的有害的概率都很低，但不一定相同概率都很低，但不一定相同会会基因突变可发生于生长发育的任何时期。通常发生于分裂间期基因突变可发生于生长发育的任何时期。通常发生于分裂间期变异类型变异类型比较项目比较项目基因突变基因突变基因重组基因重组染色体变异染色体变异实质实质基因（基因（内部内部）结构的改）结构的改变（变（点质变点质变,数目不变数目不变）原有基因原有基因

31、之间之间的重的重新组合新组合.点的结合或点的结合或交换交换( (点的质与量均点的质与量均不变不变) )染色体结构或染色体结构或数目变化数目变化.“线线段段”发生结构发生结构或数目的变化或数目的变化适用范围适用范围任何生物均可发生（任何生物均可发生（主主要在间期要在间期）真核生物有性生殖真核生物有性生殖减数分裂（减数分裂（MI前、前、后期后期）真核生物核遗真核生物核遗传中发生传中发生产生结果产生结果产生新基因，新基因表产生新基因，新基因表达新性状，总基因数目达新性状，总基因数目不变。不变。只改变基因型，不只改变基因型，不产生新基因，不产产生新基因，不产生新性状，但能重生新性状，但能重组性状组性状

32、可引起基因可引起基因“数量数量”上的上的变化变化意义意义生物变异的根本来源，生物变异的根本来源，提供生物进化的原始材提供生物进化的原始材料料形成生物多样性的形成生物多样性的重要原因，对生物重要原因，对生物进化有十分重要的进化有十分重要的意义意义对生物进化有对生物进化有一定意义一定意义育种应用育种应用诱变育种诱变育种杂交育种杂交育种单倍体、多倍单倍体、多倍体育种体育种三种可遗传变异的比较三种可遗传变异的比较把基因视为染色体上的一个位把基因视为染色体上的一个位“点点”，染色体视为点所在的，染色体视为点所在的“线段线段”第二部分第二部分 染色体变异染色体变异一一 、染色体结构变异、染色体结构变异二二

33、 、染色体数目变异、染色体数目变异光镜下能观察到光镜下能观察到一、染色体结构的变异一、染色体结构的变异症状：两眼距离较远，症状：两眼距离较远，耳位低下，生长发育耳位低下，生长发育缓慢，存在着严重缓慢，存在着严重的智力障碍。患儿哭的智力障碍。患儿哭声轻，音调高，很像声轻，音调高，很像猫叫。猫叫。病因：病因：5 5号染色体部分缺失号染色体部分缺失举例：猫叫综合征举例：猫叫综合征缺失缺失重复重复倒位倒位易位易位缺失缺失一个正常染色体在断裂一个正常染色体在断裂后丢失一个片段，这个后丢失一个片段，这个片段上的基因也随之失片段上的基因也随之失去去重复重复一条染色体的片段连接一条染色体的片段连接到同源的另一

34、条染色体到同源的另一条染色体上，使另一条同源的染上，使另一条同源的染色体多出跟本身相同的色体多出跟本身相同的某一片段某一片段倒位倒位指染色体断裂后倒转指染色体断裂后倒转180180后重新接合起来，后重新接合起来，造成这段染色体上基因造成这段染色体上基因位置顺序颠倒位置顺序颠倒易位易位染色体断裂后在非同源染色体断裂后在非同源染色体间错误接合，更染色体间错误接合，更换了位置换了位置对照对照 （一）、个别染色体数目增加或减少（一）、个别染色体数目增加或减少（二）、染色体组的形式成倍地增加或减少（二）、染色体组的形式成倍地增加或减少（一）、个别染色体数目增加或减少（一）、个别染色体数目增加或减少正常正

35、常增多增多减少减少（二）、以（二）、以“染色体组染色体组”形式成倍增加或减少形式成倍增加或减少正常正常增多增多减少减少、概念：、概念：细胞中的细胞中的一组非同源染色体，在形态和功能一组非同源染色体，在形态和功能上各不相同上各不相同，携带着控制生物生长发育的全部遗传信息，携带着控制生物生长发育的全部遗传信息，这样的这样的一组染色体一组染色体，叫一个染色体组。，叫一个染色体组。1、染色体组、染色体组特点：特点： a.a.互为非同源染色体互为非同源染色体 b.b.形态大小、功能各不相同形态大小、功能各不相同 c.c.携带着一种生物生长发育、遗传变异的全套遗传信息携带着一种生物生长发育、遗传变异的全套

36、遗传信息 d.d.不同生物一个染色体组的染色体形态和数目不同不同生物一个染色体组的染色体形态和数目不同、染色体组数目的判断、染色体组数目的判断a a：细胞内形态相同的染色体有几条，则含有：细胞内形态相同的染色体有几条，则含有几个染色体组。几个染色体组。如图，细胞中形状相同的染色体有如图，细胞中形状相同的染色体有4 4条，此细条，此细胞有胞有4 4个染色体组。个染色体组。b b：控制同一性状的基因（不分大小写）：控制同一性状的基因（不分大小写）有几个，就有几个染色体组。有几个，就有几个染色体组。如基因型为如基因型为AAaBBbCCcAAaBBbCCc的细胞，可以用右的细胞，可以用右图表示。根据方

37、法图表示。根据方法1 1我们可以知道此细胞我们可以知道此细胞有有3 3个染色体组。个染色体组。A AA Aa aB BB Bb bcCCC C、根据染色体数目和染色体形态推算、根据染色体数目和染色体形态推算含有几个染色体组。含有几个染色体组。染色体组数染色体组数如图：共有如图：共有8 8条染色体，染色体形态条染色体，染色体形态数数( (形态大小不相同形态大小不相同) )为为2 2，所以染色体，所以染色体组数为组数为8 82 24(4(个个) )。染色体总数染色体总数染色体形态数染色体形态数43 2 14 3 1 2 思考：思考：1 1、该细胞有多少条染色体？有、该细胞有多少条染色体？有几个染色

38、体组？几个染色体组？2 2、每个染色体组由几条染色体、每个染色体组由几条染色体构成？构成？3 3、配子中有几个染色体组？几、配子中有几个染色体组？几条染色体？条染色体？4 4、配子中有没有同源染色体？、配子中有没有同源染色体？5 5、某生物由受精卵发育而来，、某生物由受精卵发育而来，体细胞如此图，该生物是几倍体体细胞如此图，该生物是几倍体生物生物? ?2020条条5 5条条2 2个个4 4个个1010条条有有四倍体四倍体2：二倍体：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，都是二倍体。高等植物，都是二倍体。

39、定义：由定义：由受精卵受精卵发育而成的个体，发育而成的个体，体细胞体细胞中含有中含有两个染色体组两个染色体组的的叫二倍体。叫二倍体。 记作记作2N2N（NN表示一个染色体组所包含的染色体数表示一个染色体组所包含的染色体数目）目）3：多倍体：多倍体（1 1）定义：）定义： 由由受精卵受精卵发育而成的个体，发育而成的个体，体细胞体细胞中含有中含有三个或三个三个或三个以上以上染色体组的叫多倍体。染色体组的叫多倍体。（2 2）举例：）举例： 香蕉：香蕉：三倍体三倍体 马铃薯：马铃薯：四倍体四倍体 普通小麦：普通小麦：六倍体六倍体 小黑麦：小黑麦：八倍体八倍体 帕米尔高原的植物帕米尔高原的植物65%65

40、%的种类是多倍体的种类是多倍体优点优点: :茎秆粗壮，叶片、果实、种子都比较大，糖类、蛋茎秆粗壮，叶片、果实、种子都比较大，糖类、蛋白质等营养物质含量高白质等营养物质含量高（3 3）多倍体特点）多倍体特点: :缺点缺点: :生长发育延迟生长发育延迟, ,结实率低。结实率低。（4 4）多倍体的形成的原因）多倍体的形成的原因4 4个染色体个染色体无纺缍体形成（前期）无纺缍体形成（前期）染色体复制染色体复制着丝点分裂着丝点分裂无纺缍丝牵引无纺缍丝牵引若继续进行正常若继续进行正常的有丝分裂的有丝分裂染色体加染色体加倍的组织倍的组织或个体或个体8 8个染色体个染色体细胞分裂时，染色体完成复制，但细胞受外

41、界环境条件细胞分裂时，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，（如温度骤变）或生物内部因素的干扰，纺锤体不能正常纺锤体不能正常形成形成，以致染色体不能被拉向两极，细胞也不能分裂成两，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。个子细胞，于是就形成了染色体数目加倍的细胞。例如：秋水仙素；低温（例如：秋水仙素；低温（40C）等外界因素）等外界因素4 4、单倍体、单倍体 （1）概念：）概念：由本物种配子发育由本物种配子发育而来的个体。而来的个体。（2）成因：）成因：生殖细胞未受精直生殖细胞未受精直接发育成的个体接发育成的个体

42、（3）举例雄蜂）举例雄蜂它是由卵细胞未经过受精作用直它是由卵细胞未经过受精作用直接发育而来的。接发育而来的。它的它的（4）单倍体植株的特点）单倍体植株的特点植株长得弱小，而且高度不育（同源染色体联会紊乱）植株长得弱小，而且高度不育（同源染色体联会紊乱）（5）但是）但是“单倍体一定高度不育单倍体一定高度不育”吗吗？ 例如：用秋水仙素处理二倍体西瓜的幼苗，能得到同源四倍例如：用秋水仙素处理二倍体西瓜的幼苗，能得到同源四倍体，若将该四倍体的花药进行离体培养能得到含有偶数个相同的体，若将该四倍体的花药进行离体培养能得到含有偶数个相同的染色体组数的单倍体，它可育。染色体组数的单倍体，它可育。二倍体的单倍

43、体的确二倍体的单倍体的确“高度不育高度不育”！但也不是！但也不是“不育不育”。卵细胞卵细胞精子精子单倍体单倍体受精卵受精卵生物体生物体2N 二倍体二倍体3N 三倍体三倍体4N 四倍体四倍体6N 六倍体六倍体直接发育直接发育判断是单倍体还是多倍体：判断是单倍体还是多倍体：一看来源：一看来源：二看染色体组：二看染色体组： 生物几倍体判别生物几倍体判别不能只看不能只看细胞内含有多少个染色体组，细胞内含有多少个染色体组，还还要考虑要考虑生物个体发育的生物个体发育的直接来源直接来源。A A、如果生物体由如果生物体由受精卵发育受精卵发育而成，生物体细胞内有几而成，生物体细胞内有几个染色体组就叫几倍体。个染

44、色体组就叫几倍体。B B、如果生物体是由如果生物体是由配子配子卵细胞或花粉卵细胞或花粉直接发育而直接发育而成，无论细胞内含有几个染色体组，都叫单倍体。成，无论细胞内含有几个染色体组，都叫单倍体。C C、如果体细胞内只有一个染色体组，则一定是单倍体。如果体细胞内只有一个染色体组，则一定是单倍体。5 5、方法规律、方法规律-几倍体判别：几倍体判别：D D、单倍体的体细胞中不一定含一个染色体组单倍体的体细胞中不一定含一个染色体组E E、体细胞中体细胞中含有两个或三个染色体组的个体不一定含有两个或三个染色体组的个体不一定就是二倍体或三就是二倍体或三倍体，也可能是单倍体倍体，也可能是单倍体弱小，高度不育

45、弱小，高度不育茎秆粗壮，叶片、果实和种子茎秆粗壮，叶片、果实和种子都比较大，糖类和蛋白质等营都比较大，糖类和蛋白质等营养物质的含量都有所增加养物质的含量都有所增加;成熟成熟晚，发育延迟晚，发育延迟单倍体育种单倍体育种多倍体育种多倍体育种由生殖细胞生殖细胞直接发育直接发育由受精卵受精卵发育成发育成常用花药离体培养花药离体培养秋水仙素或低温处理秋水仙素或低温处理萌发萌发的种子或幼苗的种子或幼苗6 6、单倍体和多倍体的比较、单倍体和多倍体的比较 (1)(1)一个染色体组内没有同源染色体，但却含有控制生长发育一个染色体组内没有同源染色体，但却含有控制生长发育的全部遗传信息的全部遗传信息( () )(2

46、)(2)染色体组中一定没有等位基因染色体组中一定没有等位基因( () )(3)(3)染色体组中染色体数就是体细胞染色体数的一半染色体组中染色体数就是体细胞染色体数的一半 ( () )(4)(4)体细胞中含有两个染色体组的个体是二倍体，含有三个或体细胞中含有两个染色体组的个体是二倍体，含有三个或三个以上染色体组的个体是多倍体三个以上染色体组的个体是多倍体( () )(5)(5)常见多倍体植物有香蕉三倍体、马铃薯四倍体、小麦六倍常见多倍体植物有香蕉三倍体、马铃薯四倍体、小麦六倍体、小黑麦八倍体体、小黑麦八倍体 ( () )(6)(6)与二倍体植株相比，多倍体植株常常是茎秆粗壮，叶片、与二倍体植株相

47、比，多倍体植株常常是茎秆粗壮，叶片、果实和种子都比较大，糖类与蛋白质等营养物质含量丰富，成熟果实和种子都比较大，糖类与蛋白质等营养物质含量丰富，成熟较早较早( () )(7)(7)单倍体只含有一个染色体组单倍体只含有一个染色体组( () )(8)(8)单倍体中可以只有一个染色体组，也可以有多个染色体组单倍体中可以只有一个染色体组，也可以有多个染色体组( () )(9)(9)单倍体是含有本物种配子染色体数目的个体单倍体是含有本物种配子染色体数目的个体( () )(10)(10)单倍体只含有一对同源染色体单倍体只含有一对同源染色体( () )(11)(11)未经受精的配子发育成的个体是单倍体未经受

48、精的配子发育成的个体是单倍体( () )(12)(12)四倍体水稻的配子形成的子代含两个染色体组，是二倍体四倍体水稻的配子形成的子代含两个染色体组，是二倍体( () )(13)(13)三倍体水稻的花粉经离体培养，可得到单倍体水稻，稻穗、三倍体水稻的花粉经离体培养，可得到单倍体水稻，稻穗、米粒变小米粒变小( () ) 三、试验：三、试验：低温诱导植物染色体数目的变化低温诱导植物染色体数目的变化 1.1.实验原理实验原理用低温处理植物的分生组织细胞，能够抑制纺锤用低温处理植物的分生组织细胞，能够抑制纺锤体的形成，以致染色体不能拉向两极，细胞也不能分体的形成，以致染色体不能拉向两极，细胞也不能分裂成

49、两个子细胞，于是形成多倍体植物细胞。裂成两个子细胞，于是形成多倍体植物细胞。2.流程图低温诱导多倍体和秋水仙素的作用原理相同，都是低温诱导多倍体和秋水仙素的作用原理相同，都是抑制细胞分裂时纺锤体的形成。抑制细胞分裂时纺锤体的形成。与秋水仙素相比，低温的优点有：容易创造和控制与秋水仙素相比，低温的优点有：容易创造和控制条件进行操作、成本低、对人体无害等。条件进行操作、成本低、对人体无害等。剪取根尖最好在上午剪取根尖最好在上午1010点左右，因为此时分裂旺盛，点左右，因为此时分裂旺盛，受低温影响大，实验效果较好。受低温影响大，实验效果较好。染色时间要严格控制，时间过短和过长都不能分辨染色时间要严格

50、控制，时间过短和过长都不能分辨染色体。染色体。技法提炼技法提炼低温诱导植物染色体数目变化的实验中的试剂及其作用低温诱导植物染色体数目变化的实验中的试剂及其作用试剂试剂使用方法使用方法作用作用卡诺氏液卡诺氏液将根尖放入卡诺氏液中浸泡将根尖放入卡诺氏液中浸泡0.50.51 h1 h固定细胞形态固定细胞形态体积分数为体积分数为95%95%的酒精的酒精冲洗用卡诺氏液处理的根尖冲洗用卡诺氏液处理的根尖洗去卡诺氏液洗去卡诺氏液与质量分数为与质量分数为15%15%的盐酸等体的盐酸等体积混合，浸泡经固定的根尖积混合，浸泡经固定的根尖解离根尖细胞，使解离根尖细胞，使细胞之间的联系变细胞之间的联系变得疏松得疏松质

51、量分数为质量分数为15%15%的盐酸的盐酸与体积分数为与体积分数为9 5%9 5%的酒精等的酒精等体积混合，作为解离液体积混合，作为解离液解离根尖细胞解离根尖细胞蒸馏水蒸馏水浸泡解离后的根尖约浸泡解离后的根尖约10 min10 min漂洗根尖，去掉解离漂洗根尖，去掉解离液液改良苯酚品红改良苯酚品红染液染液把漂洗干净的根尖放进盛有把漂洗干净的根尖放进盛有改良苯酚品红染液的玻璃皿改良苯酚品红染液的玻璃皿中染色中染色3 35 min5 min使染色体着色使染色体着色四、单倍体和多倍体的实践应用四、单倍体和多倍体的实践应用 （一）、多倍体育种（一）、多倍体育种（二）、单倍体育种（二）、单倍体育种1 1

52、、常用方法：、常用方法：A A、常用秋水仙素处理、常用秋水仙素处理正在萌发的种子或幼苗正在萌发的种子或幼苗 B B、有时低温诱导、有时低温诱导2 2、秋水仙素作用、秋水仙素作用: :抑制纺锤体形成，导致染色体不分离，从而抑制纺锤体形成，导致染色体不分离，从而引起细胞内染色体数目加倍。引起细胞内染色体数目加倍。3 3、过程：、过程：秋水仙素作用于正在秋水仙素作用于正在_的细胞时，能够抑制的细胞时，能够抑制_的形成，导致的形成，导致_不不_，从而引起细胞内，从而引起细胞内染色体染色体_。染色体目加倍的细胞继续进行。染色体目加倍的细胞继续进行_分裂，分裂，将来就可能发育将来就可能发育_植株。植株。分

53、裂分裂纺锤丝纺锤丝染色体染色体移向两极移向两极数目加倍数目加倍有丝有丝多倍体多倍体( (一一) )：多倍体育种：多倍体育种: :7 7、举例：、举例：三倍体无籽西瓜的培育三倍体无籽西瓜的培育5 5、优点：、优点：操作简便、易行操作简便、易行4 4、原理、原理：染色体变异染色体变异有丝分裂有丝分裂秋水仙素秋水仙素抑制纺锤体形成抑制纺锤体形成细胞内染色体数目加倍细胞内染色体数目加倍多倍体植株多倍体植株发育发育3 3、过程：、过程：6 6、缺点：、缺点：适用于植物，动物难开展。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，成熟不行，秋水仙素的作用对象是正在有丝分裂的细胞，成

54、熟的植株大多细胞不进行有丝分裂。的植株大多细胞不进行有丝分裂。8 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？、为什么要处理萌发的种子或幼苗，处理成熟的植株可以不？（无子西瓜的培育过程无子西瓜的培育过程）多倍体育种方法多倍体育种方法萌发的幼萌发的幼苗或种子苗或种子秋水仙素秋水仙素处理处理染色体加染色体加倍的组织倍的组织多倍体植株多倍体植株举例：无籽西瓜的培育过程举例：无籽西瓜的培育过程二倍体二倍体幼苗幼苗四倍四倍体植株体植株秋水仙素处理秋水仙素处理染色体加倍染色体加倍二倍体二倍体幼苗幼苗二倍二倍体植株体植株发育发育授粉授粉二倍体二倍体幼苗幼苗二倍体二倍体植株植株发育发育花粉花粉诱导

55、诱导三倍体三倍体种子种子三倍体三倍体无籽瓜无籽瓜三倍体三倍体植株植株发育发育第一年第一年第二年第二年（1 1）为什么以一定浓度的秋水仙素溶液滴在二倍体西瓜幼苗的）为什么以一定浓度的秋水仙素溶液滴在二倍体西瓜幼苗的尖尖?_?_ _ _ 。除了使用秋水仙素外，还能采用除了使用秋水仙素外，还能采用_方法处理。方法处理。 幼苗的芽尖细胞正在分裂，秋水仙素能够抑制纺锤体的形成，幼苗的芽尖细胞正在分裂，秋水仙素能够抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向两极，从而引起细胞内染色体数目加倍。导致染色体不能移向两极，从而引起细胞内染色体数目加倍。 低温低温 （4 40 0C C）处理后植株的根是几倍体？处理后植株

56、的根是几倍体？ （2 2）获得的四倍体西瓜缘何要和二倍体杂）获得的四倍体西瓜缘何要和二倍体杂交交? ? 。 写出三倍体无子西瓜的培育过程遗传图解写出三倍体无子西瓜的培育过程遗传图解( (用用A A表示一个染色组表示一个染色组) )。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。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。 （3 3）三倍体西瓜为什么没有种）三倍体西瓜为什么没有种子子?_?_ 三倍体西瓜在减数分裂过程中，三倍体西瓜在减数分裂过程中，同源染色体联会紊乱，不能产生同源染色体联会紊乱，不能产生正常的配子，所以没有种子。正常的配子，所以没有种子。 （4 4）为什么还

57、要用二倍体西瓜的花）为什么还要用二倍体西瓜的花粉受精？粉受精？ 促进生长素的形成促进生长素的形成 （二）单倍体育种：（二）单倍体育种：1 1、方法、方法花药花药（花粉）（花粉）离体培养离体培养2 2、过程、过程花药离体培养花药离体培养秋水秋水仙素仙素3 3、优点、优点明显缩短育种年限明显缩短育种年限得到的得到的植株植株都是纯合体都是纯合体方法复杂，要与杂交育种配合方法复杂，要与杂交育种配合成活率较低，成本高成活率较低，成本高恢复正常植株恢复正常植株（纯合体）（纯合体）单倍体植株单倍体植株4 4、缺点、缺点5 5、原理、原理：染色体变异染色体变异6 6、单倍体育种的措施和优点、单倍体育种的措施和

58、优点以利用高茎皱粒豌豆和矮茎圆粒豌豆培育高茎圆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：粒豌豆为例说明单倍体育种方法：高皱高皱DDttDDtt杂合高圆杂合高圆DdTtDdTt矮圆矮圆ddTTddTT花药离花药离体培养体培养高圆高圆DTDT矮皱矮皱dtdt高皱高皱DtDt矮圆矮圆dTdT纯合高圆纯合高圆DDTTDDTT纯合矮皱纯合矮皱ddttddtt纯合高皱纯合高皱DDttDDtt纯合矮圆纯合矮圆ddTTddTT单倍体植株单倍体植株单倍体植株单倍体植株单倍体植株单倍体植株单倍体植株单倍体植株染色体数目加倍染色体数目加倍秋水仙素处理秋水仙素处理染色体数目加倍染色体数目

59、加倍秋水仙素处理秋水仙素处理染色体数目加倍染色体数目加倍秋水仙素处理秋水仙素处理染色体数目加倍染色体数目加倍秋水仙素处理秋水仙素处理必须结必须结合杂交合杂交育种育种多倍体育种多倍体育种单倍体育种单倍体育种处理处理原理原理特点特点举例举例用秋水仙素处理种子或用秋水仙素处理种子或幼苗幼苗花药离体培养花药离体培养抑制细胞分裂中纺锤体的抑制细胞分裂中纺锤体的形成，使染色体数目加倍形成，使染色体数目加倍后不能形成两个细胞后不能形成两个细胞诱导配子直接发育成诱导配子直接发育成植株，再用秋水仙素植株，再用秋水仙素加倍成纯合体加倍成纯合体器官大，营养物质含量器官大，营养物质含量高，但发育延迟，结实高，但发育延

60、迟，结实率低率低缩短育种年限，缩短育种年限，但方法复杂，但方法复杂，成活率较低成活率较低三倍体西瓜、三倍体西瓜、八倍体小黑麦八倍体小黑麦抗病植株的育成抗病植株的育成例题：下列表示某种农作物和两种品种分别培育例题：下列表示某种农作物和两种品种分别培育出三种品种出三种品种, ,根据上述过程根据上述过程, ,回答下列问题回答下列问题: : 用和培育所采用的方法用和培育所采用的方法称为称为_,_,方法方法称为称为 _,_,由由和和 培育所依据的原培育所依据的原理是理是_ . . 用培育出的常用方法用培育出的常用方法是是_,_,由培育成的过程中用化学药剂由培育成的过程中用化学药剂_处理的处理的幼苗幼苗,