第5章第2节染色体变异

1、,响誉世界的著名“天才”音乐指挥家舟舟,智障“天才”舟舟的资料,舟舟是一个先天智力障碍(三体综合症)患者 病因：常染色体变异,比正常人多了一条21号染色,第2 节 染色体变异,教学目标：,1、掌握染色体变异的类型 2、理解染色体组、单倍体、多倍体概念 3、单倍体育种和人工诱导多倍体的方法,旧知回顾,生物变异,可遗传的变异 不可遗传的变异,基因突变 基因重组 染色体变异,环境条件,染色体变异,染色体结构的变异,染色体数目的变异,思考：我们知道基因突变和基因重组在光学显微镜下无法观察到，那么染色体的变异用显微镜能直接观察到吗？,1 缺失,染色体的某一片段消失,消失,一、染色体结构的变异:,猫叫综合

2、征,症状：两眼距离较远，耳位低下，生长发育缓慢，存在着严重的智力障碍。患儿哭声轻，音调高，很像猫叫。,第5号染色体部分缺失,重复:,染色体增加了某一片段,重复,一、染色体结构的变异:,颠 倒,断 裂,连 接, 倒位:,染色体的某一片段颠倒了180o,一、染色体结构的变异:,易位:,染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上,移接,一、染色体结构的变异:,易位和交叉互换有什么区别？,同源染色体上的交叉互换过程属于染色体结构变异吗？,提示：易位发生在非同源染色体之间，属于染色体结构变异；而交叉互换发生于同源染色体的非姐妹染色单体之间，属于基因重组。,染色体结构的变异:,缺失：,重复：,倒位：,易位

3、：,讨论,请讨论：,Q1：染色体结构变异对生物都是有害的吗？,大多有害、少数有利,Q2：染色体变异与基因突变相比，哪一种变异对 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,数目变异,二、染色体数目的变异,以染色体组的形式成倍的增加或减少,个别染色体增加或减少,？,（一）个别染色体数目的改变,引起疾病,21三体综合症,鼻梁扁平且宽，眼小，口半张，舌有龟裂，发育迟缓，智力低下,Turner综合症XO型,外貌像女性，第二性征发育不良，无生育能力，有蹼颈，肘外翻，智力低下，但也有正常的。,（特纳氏综合症）,几条染色体？ 几对同

4、源染色体？ 几对常染色体？ 几对性染色体 ？,条,4 对,对,对,(二)以染色体组成倍增加或减少,号和号染色体是什么关系？,号和号染 色体什么关系,同源染色体,非同源染色体,雄果蝇的体细胞中共有哪几对同源染色体？,和、和、和、X和Y,果蝇的精子中有哪几条染色体？,、X 或者 、Y,画配子,这些染色体在形态、大小和功能上有什么特点（相同吗）？,各不相同,这些染色体之间什么关系（是同源染色体吗）？,非同源染色体,他们是否携带者控制生物生长发育的全部遗传信息,是,如果把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？,两组,思考：如果给其中的一组取一个名字叫染色体组，你能结合前面的分析

5、给染色体组下一个定义吗？,1、概念：细胞中的一组非同源染色体，在形态和功能上各不相同，携带着控制生物生长发育的全部遗传信息，这样的一组染色体，叫一个染色体组。,2、特点： a.互为非同源染色体 b.形态大小、功能各不相同 c.携带着一种生物生长发育、遗传变异的全套遗 传信息 d.不同生物一个染色体组的染色体形态和数目不同,如人、果蝇等生物的配子中的所有染色体就是一个染色体组 那么人的体细胞中含有 染色体组,二个,3、染色体组数目的判断,a：细胞内形态相同的染色体有几条，则含有几个染色体组。 如图，细胞中形状相同的染色体有4条，此细胞有4个染色体组。,b：控制同一性状的基因（不分大小写）有几个，

6、就有几个染色体组。 如基因型为AAaBBbCCc的细胞，可以用右图表示。根据方法1我们可以知道此细胞有3个染色体组。,3个,图形题就看形状大小相同的染色体(同源染色体)有几条,就是几个染色体组,4个,例2.判断下图中分别有几个染色体组，每个染色体组怎么表示？,1个,例3:一个基因型为AAaBbb的个体，那它有几个染色体组呢？ 如果是Ab基因型的呢？,3个,1个,基因型题就看同种类型字母(不区分大小写)的个数,c：根据染色体数目和染色体形态数（形态大小不同）推算含有几个染色体组。,如图：共有8条染色体，染色体形态数为2，所以染色体组数为82=4（个）,小结,正常,增多,减少,个别变异,整组变异,

7、成倍增多或减少,小结：染色体数目的变异,三、二倍体和多倍体,1、二倍体,由受精卵发育而成的个体，体细胞中含有两个染色体组的叫二倍体。 记作2N（N表示一个染色体组所包含的染色体数目）,几乎全部的动物和过半数以上的高等植物，都是二倍体 人：2N=46 果蝇：2N=8 水稻：2N=24 玉米、洋葱都是二倍体。,番茄是二倍体,葡萄是二倍体,几乎全部的动物和过半的高等植物都是二倍体。,（1） 由受精卵发育而成的个体，体细胞中含有三个或三个以上染色体组的叫多倍体。,2、多倍体,（2）香蕉：三倍体 马铃薯：四倍体 普通小麦：六倍体 小黑麦：八倍体 帕米尔高原的植物65%的种类是多倍体,（3）多倍体植株特点

8、 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,多倍体在植物中广泛存在，而在动物中则较少见,但发育延迟，结实率低。,马铃薯是四倍体,普通小麦是六倍体,香蕉是三倍体,多倍体植株茎秆粗壮、叶片、果实、种子都比较大，糖类和蛋白质等营养物质的含量都增加。,多倍体的特征,（4）多倍体的形成的原因,温度的骤变、适当浓度的秋水仙素能在不影响细胞活力的条件下抑制纺锤体生成或破坏纺锤体。导致染色体复制且着丝点分裂后不能分配到两个细胞中，从而使细胞内的染色体数目加倍。,秋水仙素的作用时期,有丝分裂前期,四、单倍体,1、概念：由本物种配子发育而来的个体。,2、成因：生殖细胞未受精直接

9、发育成的个体,3、举例雄蜂,它是由卵细胞未经过受精作用直接发育而来的。,它的体细胞染色体=配子染色体数,4、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）,生物几倍体判别不能只看细胞内含有多少个染色体组，还要考虑生物个体发育的直接来源。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叫几倍体，由配子发育而成的个体叫单倍体。 A、如果生物体由受精卵发育而成，生物体细胞内有几个染色体组就叫几倍体。 B、如果生物体是由配子卵细胞或花粉直接发育而成，无论细胞内含有几个染色体组，都叫单倍体。,五、生物几倍体判别？,Q：一倍体一定是单倍体吗？单倍体一定是一倍体吗？

10、,一倍体一定是单倍体；单倍体不一定是一倍体。,卵细胞 精子,单倍体,受精卵,生物体,2N 二倍体 3N 三倍体 4N 四倍体 6N 六倍体,直接发育,玉米是二倍体，它的体细胞中含有 染色体组，20个染色体，它的单倍体植株体细胞含 染色体组， 染色体。 又如普通小麦是六倍体，它的体细胞中含有 染色体组，42个染色体，它的单倍体植株体细胞中含 有 染色体组， 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数目的一半。,二个,1个,10个,六个,3个,21个,比较项目,生物种类,14,1,二倍体,六倍体,21,56,8,4,6,1、多倍体是怎样形成的？,2、人工诱导多倍体的方法是什么？,3

11、、秋水仙素的作用原理是什么？,思考：,六、多倍体育种,2、原理：染色体变异,萌发的种子或幼苗,秋水仙素,抑制纺锤体形成,多倍体植株,3、过程：,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。,4、为什么要处理萌发的种子或幼苗，处理成熟的植株可以不？,1、常用方法： A、常用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗 B、有时低温诱导,人工诱导多倍体的产生（无子西瓜的培育过程） （多倍体育种）,AA,aa,AAAA,AAa,aa,aa,AAa,例：下面是三倍体无子西瓜的培育过程图解。请回答下列问题：,（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?_ _ 。

12、（2）除了使用秋水仙素外，还能采用_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， 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,例：下面是三倍体无子西瓜的培育过程图解。请回答下列问题：,（3）三倍体西瓜为什么没有种子?_ _ _。,有关问题的分析,1.两次授粉作用不同： 第1授粉是 第2次授粉是,2.用秋水仙素处理二倍体西瓜的幼苗成四倍体，是因为 经处理后新产生的茎、叶、花的染色体数目加倍，而根细胞中仍为 个染色体组。,3、四倍体植株上结的西瓜，种皮和瓜瓤都是 个染色体组，种子的胚为 个染色体组,4、三倍体西瓜进行减数分裂时，由于发生 ，不能产生正常配子,

13、为了杂交得到三倍体种子,为了提供生长素刺激子房发育成果实,幼苗具有分生能力。,2,4,3,联会紊乱,思考：,棉花的抗病（B）对不抗病（b）为显性，易倒伏（R）对抗倒伏（r）为显性。现有一基因型为BBRR的抗病易倒伏棉花和bbrr的不抗病抗倒伏，那么用什么方法可以在最短时间内获得纯种的抗病抗倒伏（BBrr）棉花？,七、单倍体育种：,1、方法 花药（花粉）离体培养,2、过程,花药离体培养,秋水 仙素,3、优点,明显缩短育种年限 得到的植株都是纯合体,方法复杂，要与杂交育种配合 成活率较低，成本高,恢复正常植株 （纯合体）,单倍体植株,4、缺点,5、原理：,染色体变异,6、单倍体育种的措施和优点,以

14、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：,纯合高圆DDTT,纯合矮皱ddtt,纯合高皱DDtt,纯合矮圆ddTT,通过培养使它离开正常的发育途径（即形成成熟花粉最后产生精子的途径）而分化成为单倍体植株,花药离体培养,单倍体育种与多倍体育种的区别,【例】现有两小麦品种：矮秆感病(ddrr)，高秆抗病(DDRR)，如何获得矮秆抗病的优良品种(ddRR)？,八、杂交育种,P:,ddrr,DDRR,F1:,DdRr,D_R_ D_rr ddR_ ddrr 高秆 高秆 矮秆 矮秆 抗病 感病 抗病 感病 9 : 3 : 3 : 1,F2:,ddR_,ddRR 1/3,ddR

15、r 2/3,连续多代自交,提高纯合子的比例,3、优点：能将多个亲本的优良性状 集于一体,4、缺点：育种时间太长,八、杂交育种,2、原理：,基因重组,1、过程：,杂交，获得F1,F1自交,获得F2,鉴别，选择需要的类型,选择具有不同优良性状的亲本,若从播种到收获种子需要一年,则培育出能稳定遗传的矮杆抗病的品种至少需要几年?,选育出需要的矮抗品种,杂交育种,ddTT,F3,优点：明显缩短育种年限,补充：香蕉的培育,香蕉的祖先为野生芭蕉，个小而多种子，无法食用。香蕉的培育过程如下：,配子,生物是否可育的判断方法,依据：是否可以正常联会,1.香蕉不育：三倍体，减数分裂时发生联会紊乱，无法产生正常的配子

16、。,2.单倍体不育：若单倍体含奇数个染色体组，则会出现联会紊乱，不能产生正常的配子。 反之，若单倍体含偶数个染色体组，则可育。,3.骡子不育：骡子含有马的一个染色体组和驴的一个染色体组，虽是二倍体，但没有同源染色体，无法正常联会。,1、大麦的一个染色体组有7条染色体，在四倍体大麦根尖细胞有丝分裂后期能观察倒的染色体数目是（ ）,A、7条 B、14条 C、28条 D、56条,D,习题,2、将基因型为AaBb（独立遗传）的玉米的一粒花粉离体培养获得幼苗，再用秋水仙素处理幼苗，处理后的植株的基因型为（ ）,A、Ab或ab或Ab或aB B、AABB或aabb或AAbb或aaBB C、AB、ab、Ab、Ab D、AABB或aabb或AABb或aaBb,B,3.普通小麦为六倍体，42条染色体，科学家用花药离体培养（组织培养技术）培育出小麦幼苗是( ) A.三倍体，含三个染色体组，21条染色体 B.单倍体，含三个染色体组，21条染色体 C.六倍体，含六个染色体组，42条染色体 D.单倍体，含一个染色体组，2