《染色体变异及其应用》 教学课件

一、染色体结构的变异(1)主要起因：染色体的

及断裂后的片段

重新连接。(2)类型(写出下列序号所代表的变异类型)：断裂不正常(3)结果：染色体上

或

发生改变，从而导致

的变异。(4)影响因素：电离辐射、

或一些化学物质诱导。(5)对生物的影响：多数变异是

，有时甚至会导致生物体

。(6)实例：猫叫综合征，是人的第5号染色体造成的。基因的数目顺序病毒感染不利的死亡部分缺失性状

二、染色体数目的变异1．染色体组二倍体生物配子中所具有的全部

组成一个染色体组。2．分类染色体数目的

增加或减少，或者

的增加或减少等，都称为染色体数目的变异，包括

和整倍性变异，整倍性变异又可分为

变异和

变异。染色体成倍个别染色体一倍性非整倍性变异多倍性3．非整倍性变异指正常的染色体组中，丢失或添加了

的染色体。

4．一倍性变异指体细胞中只含有

染色体组的变异，由此产生的个体称为一倍体。由于这类生物不能进行正常的

，因此是不育的。

中含有的染色体数目等于

中染色体数的变异，所产生的个体称为单倍体。一条或几条完整体细胞一个减数分裂配子5．多倍性变异指与正常的

相比，具有更多

的变异。如与正常的二倍体相比，具有

染色体组的细胞称为三倍体；具有4个染色体组的细胞称为

。三、染色体变异在育种上的应用1．单倍体育种(1)方法：

离体培养。二倍体细胞染色体组3个四倍体花粉明显缩短2．多倍体育种(1)自然作用机理：当植物体的内外环境发生骤变时，正在分裂的细胞中的

可能受到破坏，已经复制的染色体不能分配到

，细胞不能分裂为两个

，于是形成了

的细胞，然后发育成多倍体。纺锤体细胞两极子细胞染色体组加倍(2)人工诱导：①方法：用

处理萌发的种子或幼苗。②机理：抑制

的形成，导致细胞内染色体数目加倍。③植株优点：茎秆

，叶片和果实、种子都

，

等营养物质的含量有所增加。秋水仙素纺锤体比较大粗壮糖类和蛋白质1．判断下列叙述的正误(1)染色体是DNA的主要载体。()(2)一对同源染色体之间染色体片断的互换是染色体结构

变异中的易位。()(3)染色体结构变异对生物体往往是有利的。()(4)果蝇正常的体细胞中有4对同源染色体，则一个染色体组包含2对同源染色体。()×√××(5)普通小麦是六倍体，其配子发育成的个体是三倍体。()(6)一定浓度的秋水仙素溶液可以抑制细胞分裂过程中纺锤

体的形成，从而获得多倍体。()(7)单倍体育种的最大优越性是能明显缩短育种年限。()×√√2．选择正确答案(1)一个染色体组应是(

)A．配子中的全部染色体B．二倍体生物配子中的全部染色体C．体细胞中的一半染色体D．来自父方或母方的全部染色体解析：染色体组是生殖细胞中形状、大小各不相同的一组染色体。只有二倍体的配子中染色体才符合上述要求。若研究对象是多倍体，A、C、D各项细胞中则可能含有两个或两个以上的染色体组。答案：B(2)某些类型的染色体结构和数目的变异，可通过对细胞有丝分裂中期或减数第一次分裂时期的观察来识别。a、b、c、d为某些生物减数第一次分裂时期染色体变异的模式图，它们依次属于 (

)A．三倍体、染色体片段增加、三体、染色体片段缺失B．三倍体、染色体片段缺失、三体、染色体片段增加C．三体、染色体片段增加、三倍体、染色体片段缺失D．染色体片段缺失、三体、染色体片段增加、三倍体解析：图a当中多了一条染色体为三体，图b为染色体片段增加，图c有三个染色体组为三倍体，图d为染色体片段缺失。答案：C(3)马(体细胞染色体数为64)和驴(体细胞染色体数为62)杂交形成的骡子是高度不育的，原因是(

)A．马和驴的染色体不能共存B．染色体的结构发生了变化C．马和驴的遗传物质有本质区别D．减数分裂中同源染色体联会紊乱，不能产生正常的生殖细胞解析：马与驴杂交所产生骡子的体细胞含有的染色体数目为63条，在减数分裂中同源染色体联会紊乱，不能产生正常的生殖细胞，因此骡子是高度不育的。答案：D探究1.填表比较染色体结构变异中的四种类型。类型原因图示缺失一个正常染色体在断裂后一个片段，这个片段上的基因也随之失去重复一条染色体的片断连接到

上，使另一条同源的染色体多出跟本身相同的某一片段丢失同源的另一条染色体类型原因图示倒位指染色体断裂后倒转180°后重新接合起来，造成这段染色体上基因位置顺序易位染色体断裂后在间错误接合，更换了位置颠倒非同源染色体探究2.试设计“环境中化学物质对染色体结构变异的影响”的实验步骤：[提示]

培养蚕豆种子：25℃水培48h，使根长到0.5～1.5cm

↓处理蚕豆根尖：移入质量浓度为300mg/L硫酸铜溶液中培养6h，自来水冲洗后再移入清水中培养24h

↓制作临时装片↓染色：用改良碱性品红染液染色↓镜检计算微核率探究3.试总结从哪几方面可以区别单倍体与多倍体？[提示]

①概念不同：单倍体强调体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体；多倍体则是由受精卵发育而成的个体，其体细胞中含有三个或三个以上的染色体组。②发育的起点不同：单倍体是本物种配子未经受精作用在某种因素的刺激下发育成的个体，是单性生殖的结果；多倍体是正常受精卵发育而来的，是双亲生殖的结果。③染色体组的数目不同：单倍体不一定含有一个染色体组，有的单倍体的体细胞中含有两个或两个以上的染色体组，但是单倍体体细胞中染色体组的数目都是本物种正常体细胞染色体组的数目的一半；多倍体则含有三个或三个以上的染色体组。④性状表现不同：多倍体茎秆粗壮，叶片、果实、种子比较大，营养物质丰富，但发育迟缓，结实率低；单倍体：植株弱小，且一般不育。探究4.如何确定生物体细胞中染色体组的数目？

[提示]

①细胞内形态相同的染色体(同源染色体)有几条，则含有几个染色体组。②根据基因型来判断。在细胞或生物体的基因型中，控制同一性状的基因出现几次，则有几个染色体组。③根据染色体的数目和染色体的形态数来推算。染色体组的数目＝染色体数/染色体形态数。探究5.人工诱导染色体加倍为什么用秋水仙素处理萌发种子或幼苗？[提示]

秋水仙素作用于植物细胞有丝分裂前期，抑制纺锤体的形成，从而诱导染色体加倍。因为萌发的种子或幼苗具有分生能力，细胞进行有丝分裂，秋水仙素处理后可达到使产生的新细胞染色体数目加倍的目的。[例1]关于植物染色体变异的叙述，正确的是(

)A．染色体组整倍性变化必然导致基因种类的增加B．染色体组非整倍性变化必然导致新基因的产生C．染色体片段的缺失和重复必然导致基因种类的变化D．染色体片段的倒位和易位必然导致基因排列顺序的变化[解析]

染色体变异不会产生新基因，基因种类不会改变，但会改变基因的数量或排列顺序。[答案]

D[例2]

已知水稻抗病(R)对感病(r)为显性，有芒(B)对无芒(b)为显性，两对基因自由组合，体细胞染色体数为24条。现用单倍体育种方法选育抗病、有芒水稻新品种。(1)诱导单倍体所用的花药，应取自基因型为________的植株。(2)为获得上述植株，应采用基因型为_______和_______的两亲本进行杂交。(3)在培养过程中，单倍体有一部分能自然加倍成为二倍体植株，该二倍体植株花粉表现________(“可育”或“不育”)，结实性为________(“结实”或“不结实”)，体细胞染色体数为________。(4)在培养过程中，一部分花药壁细胞能发育成植株，该二倍体植株花粉表现______(“可育”或“不育”)，结实性为______(“结实”或“不结实”)，体细胞染色体数为________。(5)自然加倍植株和花药壁植株中都存在抗病、有芒的表现型。为获得稳定遗传的抗病、有芒新品种，本实验应选以上两种植株中的________植株，因为自然加倍植株________，花药壁植株__________。(6)鉴别上述自然加倍植株与花药壁植株的方法是_____________________________________________。[解析]

培育植物新品种有多种方式，单倍体育种是其中之一。在解本题时首先要弄清楚所要得到的植株是可育的纯合体，基因型是RRBB(抗病、有芒)，由此可推测出其亲代中无RRBB这种类型。如何得到所需的品种呢？可考虑亲代为RRbb、rrBB，杂交得到F1：RrBb，F1产生四种花粉粒，其中由基因型为RB的花粉发育成的单倍体植株染色体加倍即可得到所需可育品种。而花药壁细胞基因型与亲代一样，即使发育成个体，也不是纯合体，不符合育种要求。[答案]

(1)RrBb

(2)RRbb

rrBB

(3)可育结实24条(4)可育结实24条(5)自然加倍基因型纯合基因型杂合(6)将植株分别自交，子代性状表现一致的是自然加倍植株，子代性状表现分离的是花药壁植株1．三种育种方法的比较杂交育种多倍体育种单倍体育种原理非同源染色体上非等位基因的自由组合染色体数目以染色体组的形式成倍增加染色体数目以染色体组的形式成倍减少，再加倍后获得纯种常用方法杂交↓自交↓筛选↓自交秋水仙素处理萌发的幼苗(或低温诱导植物染色体数目加倍)花粉离体培养，然后进行人工诱导染色体加倍(秋水仙素处理萌发的种子或幼苗、低温诱导植物染色体数目加倍)，形成纯合子杂交育种多倍体育种单倍体育种优点将多个优良性状集中于一个个体上操作简便，并可在较短时期内获得所需类型明显缩短