[]染色体变异

1、5.2 染色体变异v回忆：基因是什么？它和染色体又有回忆：基因是什么？它和染色体又有何关系？何关系？基因是有遗传效应的基因是有遗传效应的DNADNA片段片段染色体是基因的载体染色体是基因的载体基因在染色体上呈线性排列基因在染色体上呈线性排列 在自然条件或人为条件改变的情况下，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生物性状的变异, ,叫染色体变异。叫染色体变异。 基因突变是染色体的基因突变是染色体的某一个某一个位点上的改位点上的改变，这种改变在光学显微镜下是变，这种改变在光学显微镜下是无法直接无法直接观观察到的

2、。而染色体变异是察到的。而染色体变异是光学显微镜下可见光学显微镜下可见的变异的变异类型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个别染色体增减个别染色体增减染色体成倍增减染色体成倍增减染色体的某一片段缺失染色体的某一片段缺失. .指一条指一条染色体断裂而失去一个片段，这染色体断裂而失去一个片段，这个片段上的基因也随之丢失。个片段上的基因也随之丢失。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“猫叫综合症猫叫综合症”是人的是人的5 5号染色体部分缺失号染色体部分缺失引起的遗传病，病儿生长

3、发育迟缓，头部畸形，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，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。而其最明显的特征是哭声类似猫叫。染色体中增加某一片段染色体中增加某一片段一条染色体的断裂片段接到同一条染色体的断裂片段接到同源染色体的相应部位，结果后源染色体的相应部位，结果后者就有一段重复基因。者就有一段重复基因。 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

4、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：必须强调是非同源染注意：必须强调是非同源染色体之间的染色体交换，同色体之间的染色体交换，同源染色体之间的交叉互换属源染色体之间的交叉互换属于基因重组，对生物的变异于基因重组，对生物的变异是有利的。是有利的。染色体的某一片段位置颠倒染色体的某一片段位置颠倒一条染色体的断裂片段，位置一条染色体的断裂片段，位置倒过来后再接

5、上去，造成这段倒过来后再接上去，造成这段染色体上的基因位置颠倒。染色体上的基因位置颠倒。 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果蝇缺刻翅、果蝇缺刻翅、猫叫综合症猫叫综合症果蝇棒状眼果蝇棒状眼夜来香的夜来香的变异、变异、 慢性粒细慢性粒细胞白血病胞白血病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染色体上基因的数目或排列顺序改变或排列顺序改变生物性状的变异生物性状的变异多

6、数不利多数不利 染色体结构染色体结构的变异导致生物的变异导致生物变异的原因是什变异的原因是什么？么？ 一一请讨论：请讨论：Q1Q1：染色体结构变异对生物都是有害的吗？：染色体结构变异对生物都是有害的吗？大多有害、少数有利大多有害、少数有利Q2Q2：染色体变异与基因突变相比，哪一种变异：染色体变异与基因突变相比，哪一种变异 引起的性状变化较大一些？为什么？引起的性状变化较大一些？为什么？每条染色体上含有许多基因，染色体变异每条染色体上含有许多基因，染色体变异会引起多个基因的变化，所以引起的性状会引起多个基因的变化，所以引起的性状变化较大一些变化较大一些1.易位与交叉互换的区别易位与交叉互换的区别

7、(1)易位属于染色体结构变异，发生在非同源染色体之间，易位属于染色体结构变异，发生在非同源染色体之间，是指染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上。是指染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上。(2)交叉互换属于基因重组，发生在同源染色体的非姐妹染交叉互换属于基因重组，发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间，：色单体之间，：2染色体结构变异与基因突变的区别染色体结构变异与基因突变的区别(1)变异范围不同变异范围不同基因突变是在基因突变是在DNA分子水平上的变异，只涉及基因中分子水平上的变异，只涉及基因中一个或几个碱基的改变，这种变化在光学显微镜下观察一个或几个碱基的改变，这种变化在光学显微镜

8、下观察不到。不到。染色体结构的变异是在染色体水平上的变异，涉及到染色体结构的变异是在染色体水平上的变异，涉及到染色体的某一片段的改变，这一片段可能含有若干个基染色体的某一片段的改变，这一片段可能含有若干个基因，这种变化在光学显微镜下可观察到。因，这种变化在光学显微镜下可观察到。(2)变异的方式不同变异的方式不同基因突变包括基因中碱基对的增添、缺失或替换三种类基因突变包括基因中碱基对的增添、缺失或替换三种类型；染色体结构变异包括染色体片段的缺失、重复、倒型；染色体结构变异包括染色体片段的缺失、重复、倒位和易位。：位和易位。：(3)变异的结果不同变异的结果不同基因突变引起基因结构的改变，基因数目未

9、变，生物的基因突变引起基因结构的改变，基因数目未变，生物的性状不一定改变。性状不一定改变。染色体结构变异引起排列在染色体上的基因的数目和排染色体结构变异引起排列在染色体上的基因的数目和排列顺序发生改变，生物的性状发生改变。但是基因结构并列顺序发生改变，生物的性状发生改变。但是基因结构并不改变。不改变。正常正常增多增多减少减少二、染色体数目的变异：二、染色体数目的变异：指细胞内染色体数目指细胞内染色体数目增添或缺失增添或缺失的改变。的改变。 21 21三体综合征（先天愚三体综合征（先天愚型），患者比正常人多一条型），患者比正常人多一条染色体染色体-21-21号染色体是三条，号染色体是三条，其症状

10、表现为智力低下，身其症状表现为智力低下，身体发育缓慢等。体发育缓慢等。 性腺发育不良（性腺发育不良（TurnerTurner综合综合征），女性患者少了一条征），女性患者少了一条X X染色染色体，外观表现为女性，但性腺发体，外观表现为女性，但性腺发育不良，没有生育能力。育不良，没有生育能力。响誉世界的著名响誉世界的著名“天才天才”音乐指挥家舟音乐指挥家舟舟舟二、染色体数目的变异：二、染色体数目的变异： XXXY XY XY染色体组染色体组染色体组染色体组XXX X染色体组染色体组染色体组染色体组XY 1 1、果蝇的体细胞中有几条染色体？几对常染色体？几、果蝇的体细胞中有几条染色体？几对常染色体？

11、几对性染色体？对性染色体？2 2、号与号与号染色体是什么关系？号染色体是什么关系？号与号与号染色体号染色体是什么关系？是什么关系？3 3、雄果蝇的体细胞中有哪几对同源染色体？、雄果蝇的体细胞中有哪几对同源染色体？4 4、果蝇精子中有哪几条染色体？这些染色体在形态、果蝇精子中有哪几条染色体？这些染色体在形态、大小和功能上有什么特点？它们是否携带控制生物生大小和功能上有什么特点？它们是否携带控制生物生长发育的全部遗传信息？长发育的全部遗传信息？5 5、如果果蝇的精子中的染色体看成一组，那么果蝇的、如果果蝇的精子中的染色体看成一组，那么果蝇的体细胞中有几组染色体？体细胞中有几组染色体？细胞中的一组细

12、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，这样的一组染色体，叫做一个染色体组。叫做一个染色体组。1 1、染色体组的概念、染色体组的概念非同源非同源形态、结构形态、结构功能功能全部遗传信息全部遗传信息 从本质上从本质上:一个染色体组中一个染色体组中不存在同源染色不存在同源染色体体,不含有等位基因不含有等位基因 从形式上从形式上:一个染色体组中各个染色体的一个染色体组中各个染色体的形形态态,大小和功能均不相同大小和功能均不相同 从功能上从功能上:一个染色染色体组中含有该物种一个染色染色

13、体组中含有该物种的的全部遗传信息全部遗传信息 从物种上从物种上:不同生物染色体组的数目不同生物染色体组的数目,大小大小,形态不同形态不同（2）控制控制同一性状同一性状的基因（的基因（相同的或等位相同的或等位）出）出现几次，则有几个染色体组。现几次，则有几个染色体组。3（3）染色体组的数目染色体数染色体组的数目染色体数/ /染色体形态数染色体形态数（1）细胞内细胞内形态、大小相同形态、大小相同的染色体有几条，则就的染色体有几条，则就含有几个染色体组含有几个染色体组如何确定某生物体细胞中染色体组的数目？如何确定某生物体细胞中染色体组的数目？四个染色体组四个染色体组如基因型为如基因型为AaaBBbA

14、aaBBb的细胞，含有（）个染色体组。的细胞，含有（）个染色体组。如果蝇的体细胞中有如果蝇的体细胞中有8 8条染色体，分为条染色体，分为4 4种形态，种形态，则染色体组数为则染色体组数为2 2个。个。ABCD1、某生物正常体细胞的染色体数目为、某生物正常体细胞的染色体数目为8条，条，下图中，表示含有一个染色体组的细胞是下图中，表示含有一个染色体组的细胞是C2、某生物的基因型为、某生物的基因型为AAaaBbbbCCCc，那，那么它有多少个染色体组么它有多少个染色体组A、2、 B、3 C、4 D、8练习练习分析对照图，从分析对照图，从A B C DA B C D中确认出表示含中确认出表示含一个染色

15、体组的细胞，是图中的（）一个染色体组的细胞，是图中的（）BA BC D思考：思考：1 1、该细胞经减数分裂，得到的、该细胞经减数分裂，得到的每个子细胞中有多少条染色体？每个子细胞中有多少条染色体？2 2、子细胞中有没有同源染色体？、子细胞中有没有同源染色体？3 3、子细胞中有几个染色体组？、子细胞中有几个染色体组？4 4、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？10条条有有2个个5个个2.二倍体：二倍体： 由受精卵发育而成的，体细胞中由受精卵发育而成的，体细胞中 含有两个染色体组的个体。含有两个染色体组的个体。例如：人、果蝇、玉米等。例如：人、果蝇、玉米等。 自然界中，几

16、乎全部的动物和过自然界中，几乎全部的动物和过半数的高等植物都是二倍体。半数的高等植物都是二倍体。3.多倍体：多倍体：由受精卵发育而成的，体细胞中含有由受精卵发育而成的，体细胞中含有三个或三个以上的染色体组的个体。三个或三个以上的染色体组的个体。例如：香蕉例如：香蕉(三倍体三倍体)、马铃薯、马铃薯(四倍体四倍体)等。等。 多倍体在高等植物中是相当普遍的，例如显花植物中大多倍体在高等植物中是相当普遍的，例如显花植物中大约有一千种以上是多倍体，栽培植物中更为常见，禾本植物可约有一千种以上是多倍体，栽培植物中更为常见，禾本植物可达达75%75%。但动物界中的多倍体却少得多，脊椎动物则更少。但动物界中的

17、多倍体却少得多，脊椎动物则更少。 但近年报道，象甲科、蓑蛾等昆虫以及一些无尾两栖类动但近年报道，象甲科、蓑蛾等昆虫以及一些无尾两栖类动物等也都发现了多倍体。物等也都发现了多倍体。a.多倍体植株的特点多倍体植株的特点2.2.茎杆粗壮，叶片、果实和种子都比较大；糖类、蛋茎杆粗壮，叶片、果实和种子都比较大；糖类、蛋 白质等含量增高白质等含量增高. .3.3.但发育延迟，结实率低但发育延迟，结实率低, ,生长期较长。生长期较长。1.1.多倍体在植物中广泛存在，而在动物中则较少见多倍体在植物中广泛存在，而在动物中则较少见(2)(2)人工诱导多倍体人工诱导多倍体(1)(1)自然突变自然突变 受环境影响（如

18、低温），正在分裂的细胞不能受环境影响（如低温），正在分裂的细胞不能形成纺锤体，导致染色体不能移向两极，从而引起形成纺锤体，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，这种细胞继续进行有丝分细胞内染色体数目加倍，这种细胞继续进行有丝分裂，将来发育成多倍体植株。裂，将来发育成多倍体植株。物理诱变物理诱变: :低温冷冻、各种射线（包括低温冷冻、各种射线（包括X X射线、激射线、激光等）光等）化学诱变：秋水仙素、硫酸二乙酯化学诱变：秋水仙素、硫酸二乙酯b.b.多倍体产生的原因多倍体产生的原因4 4个染色体个染色体8 8个染色体个染色体无纺缍体形成无纺缍体形成染色体复制染色体复制着丝点分裂着丝

19、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Q Q：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_。原理：原理：当秋水仙素作用于正在当秋水仙素作用于正在_的细胞时，能够抑的细胞时，能够抑 制制_的形成，导致的形成，导致_不能不能 _，从而引起细胞内染色体，从而引起细胞内染色体_。 染色体数目加倍的细胞继续进行染色体数目加倍的细胞继续进行_分裂，将分裂，将 来就可能发育成来就可能发育成_植株。植株。Q Q：为什么要处理萌发的

20、种子或幼苗，处理成熟的植：为什么要处理萌发的种子或幼苗，处理成熟的植 株可以不？株可以不？不行，秋水仙素的作用对象是正在有丝分裂的细胞，不行，秋水仙素的作用对象是正在有丝分裂的细胞，成熟的植株大多细胞不进行有丝分裂。成熟的植株大多细胞不进行有丝分裂。萌发的种子萌发的种子幼苗幼苗分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二倍体二倍体三倍体三倍体秋水仙素处理秋水仙素处理使染色体使染色体数目加倍数目加倍四倍体（母本）四倍体（母本）三倍体三倍体西瓜子西瓜子种植种植三倍体三倍体西瓜西瓜第第一一年年第第二二年年传粉传粉传粉刺激果实发育传粉刺激果实发育二倍体二倍体三

21、倍体无子西瓜的培育三倍体无子西瓜的培育w蜜蜂的蜂王和工蜂是二倍体，它们的体细蜜蜂的蜂王和工蜂是二倍体，它们的体细胞中含有二个染色体组，胞中含有二个染色体组，3232个染色体，而个染色体，而雄峰的体细胞中含有一个染色体组，雄峰的体细胞中含有一个染色体组，1616个个染色体，是单倍体；又如普通小麦是六倍染色体，是单倍体；又如普通小麦是六倍体，它的体细胞中含有六个染色体组，体，它的体细胞中含有六个染色体组，4242个染色体，它的单倍体植株体细胞中含有个染色体，它的单倍体植株体细胞中含有3 3个染色体组，个染色体组，2121个染色体。可见，单倍个染色体。可见，单倍体植株的染色体数目总是正常植株染色体体

22、植株的染色体数目总是正常植株染色体数目的一半。数目的一半。概念概念:体细胞中含有本物种体细胞中含有本物种配子的染色体数的染色体数目的个体。目的个体。特点特点:弱小弱小, ,且高度不育且高度不育, ,染色体一经加倍得染色体一经加倍得到纯合的正常植株到纯合的正常植株成因成因:1.自然条件自然条件:由由有性生殖细胞（如卵、花粉等）有性生殖细胞（如卵、花粉等）直接发育而成直接发育而成 .如蜜蜂中的如蜜蜂中的雄峰雄峰;2.人工条件人工条件:一般利用花粉离体培养获得一般利用花粉离体培养获得;如单如单倍体玉米倍体玉米,小麦小麦.对一个个体称单对一个个体称单倍体还是几倍体，倍体还是几倍体，关键看什么？关键看什

23、么？ 关键看它是受精卵发育成的，还是配子直接发关键看它是受精卵发育成的，还是配子直接发育而成的。由受精卵发育成的个体含几个染色体组育而成的。由受精卵发育成的个体含几个染色体组叫几倍体，由配子发育而成的个体不管含有几个染叫几倍体，由配子发育而成的个体不管含有几个染色体组都只能叫单倍体。色体组都只能叫单倍体。巩固练习：巩固练习：1.1.一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？2.2.二倍体物种所形成的单倍体中，其体细胞中只含有二倍体物种所形成的单倍体中，其体细胞中只含有一个染色体组？一个染色体组？3.3.如果是四倍体、六倍体物种形成的单倍体，其体细如

24、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，我们可以称之为二倍胞中就含有两个或三个染色体组，我们可以称之为二倍体或三倍体吗？体或三倍体吗？一定一定不一定不一定对，因减数分裂形成配子时，同源染色体分开，导致染色对，因减数分裂形成配子时，同源染色体分开，导致染色体数目减半体数目减半不可以，因是正常体细胞的不可以，因是正常体细胞的配子配子形成的物种，只能称形成的物种，只能称单倍体单倍体。单倍体育种：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

25、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4 4、缺点、缺点5 5、原理、原理：染色体变异染色体变异组织组织培养培养花药离花药离体培养体培养单倍体单倍体植株植株正常植株正常植株（纯合体）（纯合体）染色体加倍染色体加倍秋水仙素处理秋水仙素处理实验实验: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实验原理：低温处理植物分生实验原理：低温处理植物分生组织细胞组织细胞,能够抑制纺锤体的形成能够抑制纺锤体的形成,以以致影响染色体被拉向两极，细胞也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，植不能分裂成两个子细胞，于是，植物细胞染色

26、体数目发生变化物细胞染色体数目发生变化方法步骤：方法步骤：将洋葱（或大葱、大蒜）放在装满清水的广口将洋葱（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左右的不定根时，将整个装置放入冰箱的低温室内（温室内（），诱导培养），诱导培养h。、剪取诱导处理的根尖约、剪取诱导处理的根尖约cm，放，放入卡诺氏液中浸泡入卡诺氏液中浸泡h，以固定细胞的，以固定细胞的形态，然后用体积分数为的酒精冲洗次。形态，然后用体积分数为的酒精冲洗次。、制作装片，包括：解离、漂洗、制作装片，包括：解离、漂洗、染色和制片

27、个步骤。染色和制片个步骤。、先用低倍镜寻找染色体形态较好、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胞。确认某个细胞发生染色体数目变化后，再用高倍镜观察。化后，再用高倍镜观察。染色体变异染色体变异结构变异 ：缺失 (例 ：猫叫综合症) ，增加，颠倒，移接。染色体变异数目变异个别增减 (例：21号三体) 成倍增减染色体组概念：含个体发育全部基因的一组非同源染色体。分类二倍体：由合子发育来，含两个染色体组的个体。概念：由合子发育，含三个以上染色体组。 多

28、倍体特点：器官较大、营养丰富，但发育延迟，结实率低。应用：例：无籽西瓜、香蕉、小麦。成因：自然或人为(秋水仙素)染色体加倍。 概念：配子直接发育来的个体。成因：未经受精的配子直接发育而成。应用：花药离体培养法 。特征：一般较弱小、不育。 特征： 区别单倍体 方法方法比较比较杂交育种杂交育种诱变育种诱变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杂交杂交用用射线、激射线、激光、化学药光、化学药品品处理生物处理生物用用秋水仙素秋水仙素处理种子或处理种子或幼苗幼苗花药离体培花药离体培养养原理原理通过通过基因重组基因重组, ,把把两亲本的优良性两亲本的优良性状组合到同一后状组合到同一后代中代中

29、用用人工人工方法方法诱发诱发基因突基因突变产生新性变产生新性状，创造新状，创造新品种品种抑制抑制细胞分细胞分裂中裂中纺锤体纺锤体的形成的形成，使，使染色体数目染色体数目加倍加倍诱导精子直诱导精子直接发育接发育成植成植株，株，再用秋再用秋水仙素水仙素加倍加倍成纯合体成纯合体优缺点优缺点方法简便方法简便, ,但要经但要经过过较长的年限较长的年限才才能得到纯合体能得到纯合体加速育种的加速育种的进程进程，大幅，大幅度改良性状度改良性状但有利个体但有利个体少少器官较大，器官较大，营养物质含营养物质含量高，量高，但发但发育延迟，结育延迟，结实率低实率低缩短育种年缩短育种年限限，但方法，但方法复杂，成活复杂，成活率低率低举例举例高杆抗病与矮杆高杆抗病与矮杆染病小麦杂交产染病小麦杂交产生矮杆抗病生矮杆抗病高产青霉素高产青霉素菌株的育成菌株的育成无籽西瓜和无籽西瓜和八倍体小黑八倍体小黑麦麦抗病植株的抗病植株的育成育成植株弱小，高度不育茎秆粗壮，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都有所增加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习题习题1.不是染色体结构变异的是不是染色体结构变异的是