2023学年完整公开课版染色体变异

第五章基因突变及其他变异

第2节染色体变异

变异的类型可遗传的变异：不遗传的变异：基因突变染色体变异基因重组基因是什么？它和染色体又有何关系？基因是有遗传效应的DNA片段染色体是基因的载体基因在染色体上呈线性排列知识回顾第二节染色体变异基因突变与染色体变异的区别

基因突变是染色体上的某一个位点上的基因的改变,在光学显微镜下是无法直接观察到的；而染色体变异是光学显微镜下可直接观察到的变异。什么是染色体变异？

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生物性状的变异,叫染色体变异。一、染色体变异1.概念：2.类型:

染色体变异包括染色体结构变异和染色体数目变异两种。二、染色体结构的变异abcdefbacdef果蝇缺刻翅的形成1、缺失：指染色体上某一区段及其带有的基因一起缺失，从而引起变异的现象。例:果蝇缺刻翅的形成结果：基因数目减少

“猫叫综合症”是人的5号染色体部分缺失引起的遗传病，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，而其最明显的特征是哭声类似猫叫。重复２、重复：染色体中增加某一片段而引起的变异现象。例果蝇棒状眼形成。abcdefbbabcdefb果蝇棒状眼的形成结果：基因数目增多染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上引起的变异3、易位abcdefghijklghijklabcefdabcklghdefji夜来香的变异移接

Q:联会时，在形成四分体时，常会发生四分体中的非姐妹染色单体的交叉互换，这是否染色体变异？四分体中非姐妹染色单体的交叉互换不属于，这属于基因重组易位:染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上。区别：同源染色体之间非同源染色体之间基因重组染色体变异位置突变类型交叉互换易位染色体的某一片段位置颠倒也可以引起变异4、倒位abcdefabcdefbcdeaf颠倒基因的排列顺序发生改变Q：为什么染色体结构的改变会导致性状的发生改变?染色体结构上的缺失、重复、易位和倒位导致染色体上基因数量、排列顺序的改变导致生物性状的改变（变异）请讨论：Q1：染色体结构变异对生物都是有害的吗？Q2：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？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，所以引起的性状变化较大一些大多数染色体结构变异对生物体是不利的，甚至导致死亡。少数有利。典型例题

1.不是染色体结构变异的是(

)A染色体缺失某一段B染色体中增加了某一片段C染色体中的DNA的碱基对位置的颠倒D染色体中的某一片段的位置的颠倒C三、染色体数目的变异（一）概念：在某些特定的环境条件下，生物体的染色体数目会发生改变，从而产生的可遗传的变异。细胞内的个别染色体增加或减少细胞内的染色体数目以染色体组的形式成倍的增加或减少（二）类型（三）个别染色体的增加或减少①个别染色体的增加：如21三体综合征（染色体数为：45+XX或XY）21三体综合征的异常染色体21三体综合征（先天愚型），患者比正常人多一条染色体--21号染色体是三条，其症状表现为智力低下，身体发育缓慢等。

性腺发育不良（Turner综合征），女性患者少了一条X染色体，外观表现为女性，但性腺发育不良，没有生育能力。②个别染色体的减少：如性腺发育不良（染色体数为：44+X）请思考：Q1:果蝇体细胞有几条染色体？8条Q2:Ⅱ号和Ⅱ号染色体是什么关系?Ⅲ号和Ⅳ号呢?同源染色体非同源染色体Q3:雄果蝇的体细胞中共有哪几对同源染色体?Ⅱ和Ⅱ、Ⅲ和Ⅲ、Ⅳ和Ⅳ、X和Y

（四）染色体数目成倍的增加或减少ⅣⅡⅢⅡⅢXYⅢYⅡⅡⅢXⅣQ4：雄果蝇产生的精子中有哪几条染色体？这些染色体在形态、结构和功能上有什么特点？这些染色体之间是什么关系？Ⅳ减数分裂由此可见，雄果蝇有____种精子,精子内染色体组成可表示为：2Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ，XⅡ，Ⅲ，Ⅳ，Y这些染色体在形态、结构和功能上各不相同它们是非同源染色体携带着控制果蝇生长发育的全部遗传信息雄果蝇精子中的一组染色体就是一个染色体组Q4：雄果蝇产生的精子中有哪几条染色体？这些染色体在形态、结构和功能上有什么特点？这些染色体之间是什么关系？它们是否携带着控制生物生长发育的全部遗传信息？Q5：如果将果蝇的精子的染色体看成一组，那么果蝇的体细胞中有几组染色体？两组

细胞中的一组非同源染色体，在形态和功能上各不相同，但又互相协调，共同控制生物生长、发育、遗传和变异，这样的一组染色体，称为一个染色体组。1.染色体组特点：①一个染色体组中无同源染色体

②一个染色体组中所含的染色体在形态、大小和功能上各不相同

③一个染色体组中含有控制生物性状的一整套遗传信息，不能重复，不能缺少。1、依据图形判别：延伸：染色体组数目的判断3组、2条3组、3条1组、4条

细胞内形状大小相同的染色体有几条，就是有几个染色体组；

细胞内有几种形态的染色体，一个染色体组内就有几条染色体。

2、依据基因型判别：

细胞或生物体的基因型中,控制同一性状的基因有几个(即同一字母不分大小写有几个），就是有几个染色体组。AAaaBBBbAbCDEfAaBBDD4组1组2组3、根据染色体的数目和形态数来推算：染色体组的数目=染色体数/染色体形态数。AaaabbbbAaAbbbAabbbbACAcbb1个染色体组中有两条染色体5.在细胞或生物体的基因型中，位于非同源染色体上的非等位基因有几种，则每个染色体组中就含有几条染色体。4.在细胞中有几种形态的染色体,一个染色体组中就含有几条染色体AAaa1个染色体组中有三条染色体1、如图所示的细胞中含有几个染色体组？A．1B．2C．3D．43、韭菜的体细胞中含有32条染色体，这32条染色体有8种形态结构，韭菜体细胞中含有几个染色体组：

A．2B．4C．6D．8B2、某生物的基因型为AAaaBBbbCCcc,那么它有多少个染色体组：

A、2B、3C、4D、8CC思考：下列细胞中各有几个染色体组?每个染色体组有几条染色体?A、AaB、AABbC、AaBbXWYD、AAa2个;1条2个;2条2个;3条3个;1条2.二倍体、多倍体二倍体：由受精卵发育而成的体细胞中含有两个染色体组的个体。常用2n表示染色体数，如：果蝇：2n=8人：2n=46例如，人、果蝇、玉米是二倍体。自然界中几乎全部动物和过半数的高等植物都是二倍体。多倍体：由受精卵发育而成的个体，体细胞中含有三个或三个以上的染色体组的个体。2、二倍体和多倍体三倍体、四倍体……例如：香蕉、马铃薯

多倍体在高等植物中是相当普遍的，但动物界中的多倍体却少得多，脊椎动物则更少。三倍体四倍体六倍体八倍体香蕉

3n=33黄花菜

3n=33无籽西瓜

3n=33桑

3n=45四倍体水稻

4n=48四倍体洋葱

4n=32烟草

4n=48普通小麦

6n=42燕麦

6n=42小黑麦

8n=56特点：茎杆粗壮，叶片、果实和种子比较大，糖类、蛋白质等营养物质含量有所增加，有的发育迟缓，结实率低3、多倍体4、多倍体产生的原因（1）自然成因——外界环境条件的剧变和生物内部因素的干扰。（2）人工诱导方法Q1：人工诱导多倍体常用的方法有哪些？低温和秋水仙素处理法Q2：秋水仙素处理法的具体做法是什么？原理又是什么？方法：用秋水仙素处理____________或_______。原理：当秋水仙素作用于正在______的细胞时，能够抑制________的形成，导致________不能_________，从而引起细胞内染色体__________。染色体数目加倍的细胞继续进行_______分裂，将来就可能发育成

_________植株。萌发的种子幼苗分裂纺锤丝（体）染色体移向两极数目加倍有丝多倍体4个染色体8个染色体无纺缍体形成染色体复制着丝点分裂无纺缍丝牵引多倍体的形成若继续进行正常的有丝分裂染色体加倍的组织或个体（秋水仙素）注意：秋水仙素作用于正在进行有丝分裂的细胞，当这细胞处于分裂间期时，秋水仙素会使正在进行DNA复制的细胞发生基因突变。当这细胞处于分裂前期时，秋水仙素会抑制纺锤体的形成。应用：四倍体草莓、葡萄、无籽西瓜等

人工诱导多倍体－－－培育新品种

（多倍体育种）二倍体秋水仙素四倍体（母本）二倍体（父本）杂交生长素刺激果实生长三倍体第一年第二年二倍体幼苗（2N）秋水仙素四倍体（4N）×二倍体（2N）卵细胞（2N）精子（N）受精卵（3N）三倍体植株（3N）生长素联会紊乱无籽西瓜三倍体植株AABBAAAABBBBAABBAABBABAAABBB（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芽尖？

（2）获得的四倍体西瓜缘何要和二倍体杂交？联系第1问，你能说出产生多倍体的基本途径吗？西瓜幼苗的芽尖是有丝分裂旺盛的地方，用秋水仙素处理有利于抑制细胞有丝分裂时形成纺锤体，从而形成四倍体西瓜植物。杂交可以获得三倍体植物，多倍体产生的途径为：秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。（3）三倍体西瓜为什么没有种子？真的一颗种子都没有吗？（4）每年都要制种，很麻烦，有没有别的替代方法？

三倍体植物不能进行正常的减数分裂形成生殖细胞，因此，不能形成种子。但并不是绝对一颗种子都没有，其原因是在进行减数分裂时，有可能形成正常的卵细胞。有其他的方法可以替代，方法一，进行无性繁殖。将三倍体西瓜植物进行组织培养获取大量的组培苗，再进行移栽。方法二，利用生长素或生长素类似物处理二倍体未授粉的雌蕊，以促进子房发育成无种子的果实，在此过程中要进行套袋处理，以避免受粉。蜜蜂:精子(16条)卵细胞(16条)精用受作蜂王、工蜂

(32条)雄峰(16条)直接发育单倍体:3.单倍体单倍体：由配子发育而成的个体，体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体。如蜜蜂中的雄蜂。生物体几倍体的判别：受精卵(合子)体细胞染色体组＝几Ｎ

称为（几倍体）未受精的配子

（精／卵）体细胞中染色体组＝配子：称为（）【

】发育单倍体【】发育如：雄蜂由卵子直接发育而来，属于单倍体；无论有多少个染色体组典型例题

1.由八倍体小黑麦的花粉培养而成的植物是（)

A．单倍体 B．二倍体

C．四倍体 D．八倍体A2.下列叙述中不正确的是：（）A.六倍体生物的单倍体中，含有3个染色体组B.单倍体体细胞含有本物种配子的染色体数目C.体细胞中只含有一个染色体组的个体一定是单倍体D.单倍体只含有一个染色体组D⑴自然成因：⑵二倍体的单倍体的特点：⑶应用—单倍体育种①原理：②方法：生殖细胞未经受精，直接发育植株长的弱小，高度不育单倍体只是作为单倍体育种的一个中间环节，染色体加倍后成为可育纯合子（指每一对染色体上成对基因都是纯合的）在人工培养基上进行花药（花粉）离体培养4.单倍体形成原因与育种：染色体变异单性生殖花药离体培养染色体加倍F1花粉单倍体植株正常植株（纯合体）种子新植株（新品种）秋水仙素处理自交发育选择所需性状③过程：实例下面以利用高茎抗病和矮茎不抗病水稻培育矮茎抗病水稻为例说明单倍体育种方法：高抗病

DDTT杂合高抗DdTt矮不抗ddtt花药离体培养高抗DT矮不抗dt高不抗Dt矮抗dT纯合高抗DDTT加倍纯合矮不抗ddtt加倍纯合高不抗DDtt加倍纯合矮抗抗ddTT加倍花药离体培养→P高杆抗病

DDTT×矮杆感病

ddttF1高杆抗病

DdTt配子DTDtdTdtDTDtdTdtDDTTDDttddTTddtt↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓纯合体秋水仙素→↑

需要的矮抗品种㈡单倍体育种第1年第2年P高杆抗病

DDTT×矮杆感病

ddttF1高杆抗病

DdTt↓F2D_T_D_ttddT_ddttddTT㈠杂交育种↓第1年第2年第3~6年××↑

需要的矮抗品种矮抗比较④优点：明显缩短育种年限。只需2年。（都是纯合子，自交后代不发生性状分离）⑤缺点：技术复杂，成功率低，须与杂交育种配合1、用基因型TtDd的