5.2 染色體變異-高一下學期生物人教版必修2

1、5.2 染色體變異個別染色體的增加或減少以染色體組增加或減少染色體數(shù)目變異染色體結構變異正常果蠅（2n=8）個別成套增加一條減少一條增加減少染色體變異基因突變是染色體上某基因內部的改變，屬于分子水平的變異，在顯微鏡下不能觀察到。染色體變異屬于細胞水平的變異，可在光學顯微鏡下觀察到。貓叫綜合征1、缺失：染色體中某一片段缺失引起的變異。一、染色體結構變異 abcdefbacdef癥狀：兩眼距離較遠，耳位低下，生長發(fā)育緩慢，存在著嚴重的智力障礙?；純嚎蘼曒p，音調高，很像貓叫。根本原因:第5號染色體部分缺失果蠅缺刻翅的形成染色體上基因數(shù)目減少結果 ：缺失后的聯(lián)會現(xiàn)象：2、重復：染色體中增加某一片段引起

2、的變異。一、染色體結構變異 重復abcdefbbabcdefb果蠅棒狀眼的形成棒狀眼正常眼結果 ：染色體上基因數(shù)目增加重復后的聯(lián)會現(xiàn)象：3、易位：染色體的某一片段移接到另一條非同源染色體上引起變異。一、染色體結構變異 abcdefghijklghijklabcefdabckl易位ghdefij夜來香的變異思考：交叉互換是否屬于染色體變異？正常眼花斑眼結果 ：可導致兩條染色體上基因數(shù)量和種類改變易位與交叉互換的區(qū)別交叉互換染色體易位圖解 區(qū)別發(fā)生于同源染色體的非姐妹染色單體之間發(fā)生于非同源染色體之間基因重組染色體結構變異在顯微鏡下觀察不到可在顯微鏡下觀察到05易位后的聯(lián)會現(xiàn)象：4、倒位：染色體中

3、某一片段位置顛倒180引起的變異。一、染色體結構變異 abcdefbcdeaf顛倒bcdea正常翅卷翅結果 ：可導致該染色體上基因順序改變倒位后的聯(lián)會現(xiàn)象：一、染色體結構變異 5、染色體結構變異的結果思考：染色體變異與基因突變，哪種變異對引起的性狀變化較大？每條染色體上含有許多基因，染色體變異會引起多個基因的變化，引起的性狀變化較大一些。染色體結構變異染色體上基因的數(shù)目或排列順序改變生物性狀的變異多數(shù)不利（缺失、重復）（易位、倒位）下列有關變異的說法正確的是()A染色體中DNA的一個堿基對缺失屬于染色體結構變異B染色體變異、基因突變均可以用光學顯微鏡直接觀察C同源染色體上非姐妹染色單體之間的交

4、叉互換屬于基因重組D染色體變異只發(fā)生于有絲分裂過程中C二、染色體數(shù)目變異 (一)細胞內個別染色體的增加或減少單體：2n-1三體：2n+1正常增多減少舉例：(1)21三體綜合征(先天性愚型)胡一舟,在2000年前后曾經(jīng)感動全國甚至世界無數(shù)觀眾的智力殘障“天才指揮家”。 唐氏綜合征 (21三體綜合征)，又稱先天性愚型，由于多了一條21號染色體而導致的疾病。存活者有明顯的智能落后、特殊面容、生長發(fā)育障礙和多發(fā)畸形。二、染色體數(shù)目變異 21三體綜合征病因：常染色體變異，比正常人多了一條21號染色減數(shù)第一次分裂后期21號同源染色體未分離或減數(shù)第二次分裂后期姐妹染色單體分離后移向細胞的同一極02XO單體特

5、納氏綜合征(先天性卵巢發(fā)育不全綜合征)：患者體細胞缺少一條X染色體。特征：身高、體重落后，手、足背明顯浮腫，頸側皮膚松弛，部分患者智力輕度低下。外觀表現(xiàn)為女性，但性腺發(fā)育不良，沒有生育能力。44條XO（45條）舉例：(2)先天性腺發(fā)育不良二、染色體數(shù)目變異 細胞中的一組非同源染色體，它們在形態(tài)和功能上各不相同，但是攜帶著控制一種生物生長、發(fā)育、遺傳和變異的全部遺傳信息，這樣的一組染色體叫做一個染色體組。(二)染色體組：雌果蠅染色體組成一個染色體組1、定義：二、染色體數(shù)目變異 一套非同源染色體(不存在同源染色體)形態(tài)、大小各不相同不相同(含有控制生物性狀的一整套基因，但不能重復。)2、內涵：本質

6、：形態(tài)：功能：方法一、看任意一組同源(形態(tài)相同)染色體的條數(shù)，有幾條，就有幾個染色體組。項目染色體組數(shù)_每個染色體組內染色體數(shù)_一個染色體組中的染色體數(shù) 。3314235422染色體的種類數(shù)3、判斷方法：方法二、看控制同一性狀的基因(讀音相同，不分大小寫)有幾個，就有幾個染色體組項目染色體組數(shù)_每個染色體組內染色體數(shù)_132442223、判斷方法：02表示方法：如2N=8、2N=20等由受精卵發(fā)育而來，體細胞中含有兩個染色體組的個體叫作二倍體。(三)以染色體組的形式成倍增減幾乎全部的動物和過半數(shù)以上的高等植物，都是二倍體。二、染色體數(shù)目變異 1、二倍體：二倍體生物經(jīng)減數(shù)分裂產(chǎn)生的配子中有幾個染

7、色體組？一個減數(shù)分裂時同源染色體都未分離或姐妹染色單體都未分離，配子中應該有幾個染色體組？2個 減數(shù)分裂異常該異常配子與正常的配子結合后發(fā)育成個體，其體細胞中應該含有幾個染色體組？三個三倍體無子西瓜萬壽菊香蕉受精卵發(fā)育而來，體細胞中含有3個染色體組的個體。四倍體：2n二倍體()2n雌配子減數(shù)分裂出錯2n二倍體()減數(shù)分裂雄配子出錯2n4n受精卵2n二倍體()4n四倍體有絲分裂正常2n二倍體()n雌配子減數(shù)分裂減數(shù)分裂雄配子n2n受精卵有絲分裂出錯(由受精卵發(fā)育而來，)體細胞中含有4個染色體組的個體。土豆（4n=48）棉花（4n=52）油菜（4n=76）山藥（4n=40）2、多倍體：(由受精卵發(fā)

8、育而來，)體細胞中含有三個或三個以上染色體組的個體統(tǒng)稱為多倍體。六倍體小麥（6n=42）多倍體特點：(1)莖稈粗壯；(2)葉片、果實和種子都比較大；(3)糖類和蛋白質等營養(yǎng)物質的含量都有所增加；(4)結實率低，發(fā)育延遲。因此，人們常人工誘導多倍體來 培育多倍體植株，培育新品種多倍體思考1：四倍體的生物可育嗎？一般是可育的減數(shù)分裂聯(lián)會紊亂，不能形成可育的配子。所以三倍體生物一般不可育。思考2：三倍體的生物可育嗎？3、單倍體：(三)以染色體組的形式成倍增減體細胞中含有本物種配子染色體數(shù)目的個體。(2)來源：來源于配子，如卵細胞、花粉由配子發(fā)育而來的個體，體細胞中無論有幾個染色體組，都叫單倍體(1)

9、概念：植株弱小，高度不育(3)特點：雄蜂蜂王工蜂雄性為單倍體，雌性為二倍體問題：(1)體細胞中含有一個染色體組的生物一定是單倍體嗎？(2)單倍體的體細胞中一定只含有一個染色體組嗎？(3)體細胞中有四個染色體組的個體一定是四倍體嗎？一定不一定馬鈴薯是四倍體，其單倍體含兩個染色體組；普通小麥是六倍體，其單倍體含三個染色體組；一定不一定不一定，由受精卵發(fā)育而來的是四倍體，由配子發(fā)育而來的是單倍體1、二倍體：由受精卵發(fā)育而來，體細胞中含有兩個染色體組的個體。(三)以染色體組的形式成倍增減2、多倍體：由受精卵發(fā)育而來，體細胞中含有三個或三個以上染色體組的個體統(tǒng)稱為多倍體。三倍體不育原因：減數(shù)分裂聯(lián)會紊亂

10、，不能形成可育配子。特點：(1)莖稈粗壯；(2)葉片、果實和種子都比較大；(3)糖類和蛋白質等營養(yǎng)物質的含量都有所增加。(4)結實率低，發(fā)育延遲。3、單倍體：體細胞中含有本物種配子染色體數(shù)目的個體。來源：來源于配子，如卵細胞、花粉植株弱小，高度不育特點：單倍體、二倍體和多倍體的比較項目二倍體多倍體單倍體發(fā)育起點受精卵受精卵未受精的配子染色體組的數(shù)目2個3個或3個以上不確定(是正常體細胞染色體組數(shù)目的一半)性狀表現(xiàn)正常(作為單倍體、多倍體的參照物)莖稈粗壯，葉片、果實、種子較大，營養(yǎng)豐富，但發(fā)育遲緩，結實率低植株弱小，高度不育（除雄蜂外）1、原理：2、方法：染色體(數(shù)目)變異用秋水仙素(或低溫處

11、理)處理萌發(fā)的種子或幼苗3、秋水仙素的作用原理：作用于正在分裂的細胞時，能夠抑制紡錘體的形成，導致染色體不能移向細胞兩極，從而引細胞內染色體數(shù)目加倍。三、多倍體育種 二倍體西瓜幼苗秋水仙素處理二倍體西瓜植株四倍體西瓜植株聯(lián)會紊亂無子西瓜雜交雜交自然長成二倍體西瓜植株第一年第二年4、無籽西瓜的培育二倍體西瓜幼苗4、無籽西瓜的培育(1)秋水仙素的處理對象?第一年第二年萌發(fā)的幼苗，地上部分可能加倍、地下部分(根)未加倍。兩次，分別是雜交得到三倍體種子， 刺激子房發(fā)育為果實(2)幾次用到二倍體花粉傳粉?作用是？(3)四倍體植株上果皮、種皮、胚的染色體組數(shù)?4、4、3補充：被子植物果實的發(fā)育子房子房壁胚

12、珠珠被胚囊卵細胞(1個)精子(1個)+受精卵胚極核(2個)+精子(1個)受精極核胚乳種皮種子果皮果實香蕉的祖先為野生芭蕉，個小而多種子，無法食用。野生芭蕉2n有籽香蕉4n加倍野生芭蕉無籽香蕉3n受精作用2n減數(shù)分裂2nn無籽香蕉3n無性生殖香蕉的培育：注意：這里的A、B、D代表的是染色體組，而不是基因5、普通小麥的培育1、原理：染色體變異2、過程：雜交+花藥離體培養(yǎng) + 秋水仙素處理加倍+篩選花藥離體培養(yǎng) + 秋水仙素處理加倍3、優(yōu)點：(1)明顯縮短育種年限 (2)快速獲得純合子花藥單倍體幼苗秋水仙素處理純合體篩選優(yōu)良性狀純合體離體培養(yǎng)原理：植物細胞的全能性原理：染色體變異4、缺點：(1)技術

13、難度大 (2)多限于植物四、單倍體育種 花藥離體培養(yǎng)PF1配子DDTTDDttddTTddtt秋水仙素處理高桿抗病 DDTT矮桿感病 ddtt高桿抗病 DdTtDTDtdTdt單倍體植株DTDtdTdt純合矮抗品種雜交（誘導染色體數(shù)加倍）篩選 F2問題:(1)單倍體育種中，秋水仙素處理萌發(fā)的種子嗎？不能，單倍體往往高度不育，秋水仙素處理的對象一般是單倍體幼苗單倍體育種中處理單倍體幼苗；多倍體育種中處理萌發(fā)的種子或幼苗?；ㄋ庪x體培養(yǎng)單倍體育種： 單倍體育種一般包括雜交、花藥離體培養(yǎng)、秋水仙素處理和篩選4個過程， 花藥離體培養(yǎng)屬于組織培養(yǎng)技術。(2)花藥離體培養(yǎng)等于單倍體育種嗎？(3)處理單倍體一

14、定能夠獲得純合子嗎？不一定，若親本為二倍體，則獲得的品種一定為純合子，如：單倍體體細胞中基因型為AB，經(jīng)秋水仙素處理后基因型為AABB，是純合子； 若親本為多倍體，則獲得的品種不一定為純合子，如：如果單倍體體細胞中基因型為Aa，經(jīng)秋水仙素處理后基因型為AAaa，是雜合子?，F(xiàn)有：矮稈感病(ddrr)，高稈抗病(DDRR)，如何獲得ddRR？雜交育種P高桿抗病 DDTT矮桿感病 ddttF1高桿抗病 DdTtF2D_T_D_ttddT_ddttddTT矮抗需要的純合矮抗品種連續(xù)第1年第2年第3年及之后優(yōu)點：能將多個親本的優(yōu)良性狀集于一體缺點：育種時間太長花藥離體培養(yǎng)PF1配子DDTTDDttddT

15、Tddtt正常植株（純合）秋水仙素高桿抗病 DDTT矮桿感病 ddtt高桿抗病 DdTtDTDtdTdt單倍體植株第1年第2年DTDtdTdt需要的純合矮抗品種單倍體育種1、原理_處理植物的_細胞，能夠_，以致影響細胞_中染色體_，導致_，于是植物細胞中的染色體數(shù)目發(fā)生變化（加倍）;低溫分生組織抑制紡錘體的形成有絲分裂被拉向兩極細胞不能分裂成兩個子細胞六、實驗：低溫誘導植物細胞染色體數(shù)目的變化2、材料用具及作用試劑使用方法作用卡諾氏液浸泡誘導處理過的根尖0.5-1h體積分數(shù)95%的酒精沖洗2次經(jīng)卡諾處理過的根尖體積分數(shù)為95%的酒精溶液和質量分數(shù)為15%的鹽酸溶液1:1混合配制解離液蒸餾水浸泡

16、解離后的根尖約10min改良苯酚品紅溶液對漂洗干凈的根尖染色35 min固定細胞的形態(tài)沖洗掉卡諾氏液使組織中的細胞相互分離開來漂洗根尖，洗去藥液，防止解離過度使染色體著色 將洋蔥放在裝滿清水的廣口瓶上，讓洋蔥的底部接觸水面， 待洋蔥長出約_cm長的不定根時，將_放入冰箱冷藏室內，誘導培養(yǎng)_h；3、方法步驟(1)洋蔥根尖的培養(yǎng)(2)取材1整個裝置36 剪取誘導處理的根尖_cm，放入_中浸_h，以_，然后用_沖洗_次；0.5-1卡諾氏液0.5-1固定細胞形態(tài)體積分數(shù)為95%的酒精2五、實驗：低溫誘導植物細胞染色體數(shù)目的變化(3)制作裝片 包括_、_、_、_4個步驟；解離漂洗染色制片 解離目的：_；

17、 漂洗目的：_； 染色目的：_； 制片目的：_；用藥液使組織中的細胞相互分離開來洗去藥液，防止解離過度甲紫溶液或醋酸洋紅液能使染色體著色使細胞分散開來，有利于觀察(4)鏡檢觀察先用_尋找染色體形態(tài)好的分裂象；視野中既有_，也有_；確認某個細胞發(fā)生染色體數(shù)目變化后，再用_觀察；低倍鏡含兩個染色體組的細胞染色體數(shù)目發(fā)生改變的細胞高倍鏡注意：a.誘導率不是百分之百，因此視野中含兩個染色體組的細胞，也有染色體數(shù)目發(fā)生改變的細胞，且前者數(shù)目多于后者；b.解離之后，細胞失去活性，因此不能觀察到連續(xù)的變化；對照低溫誘導72h（4）注意事項：1.在顯微鏡下觀察到的細胞已經(jīng)死亡，不能觀察到細胞中染色體數(shù)目的變化

18、過程。2.選材只能是分生區(qū)細胞，不能進行細胞分裂的細胞不會出現(xiàn)染色體數(shù)目的變化。3.卡諾氏液和解離液的作用：卡諾氏液是固定液的一種。固定液的作用是固定細胞形態(tài)以及細胞內的各種結構，固定之后，細胞死亡并且定型，不再代謝也不再變化。解離液的作用主要是溶解細胞間的連接物質，將組織中的細胞分散開來，便于觀察，解離之后細胞死亡。4.誘導率不是百分之百，因此視野中既有含兩個染色體組的細胞，也有染色體數(shù)目發(fā)生改變的細胞，且前者數(shù)目多于后者。五、實驗：低溫誘導植物細胞染色體數(shù)目的變化比較項目 基因突變基因重組 染色體變異 多倍體 單倍體變異實質產(chǎn)生過程意義舉例基因結構改變，產(chǎn)生新基因復制時基因中脫氧核苷酸增減和改變減數(shù)分裂形