第五章第2節(jié)染色體變異課件

第五章基因突變及其他變異

第2節(jié)染色體變異

變異的類型可遺傳的變異：不遺傳的變異：基因突變?nèi)旧w變異基因重組基因是什么？它和染色體又有何關(guān)系？基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段染色體是基因的載體基因在染色體上呈線性排列

知識(shí)回顧第二節(jié)染色體變異基因突變與染色體變異的區(qū)別基因突變是染色體上的某一個(gè)位點(diǎn)上的基因的改變,在光學(xué)顯微鏡下是無(wú)法直接觀察到的；而染色體變異是光學(xué)顯微鏡下直接觀察到的變異。什么是染色體變異？

在自然條件或人為條件改變的情況下，染色體結(jié)構(gòu)的改變或染色體數(shù)目的增減導(dǎo)致生物性狀的變異,叫染色體變異。一、染色體變異1.概念：2.類型:

染色體變異包括染色體結(jié)構(gòu)變異和染色體數(shù)目變異兩種。二、染色體結(jié)構(gòu)的變異abcdefbacdef果蠅缺刻翅的形成1、缺失：指染色體上某一區(qū)段及其帶有的基因一起缺失，從而引起變異的現(xiàn)象。例果蠅缺刻翅的形成“貓叫綜合癥”是人的5號(hào)染色體部分缺失引起的遺傳病，病兒生長(zhǎng)發(fā)育遲緩，頭部畸形，哭聲奇特，皮紋改變等特點(diǎn)，并有智能障礙，而其最明顯的特征是哭聲類似貓叫。重復(fù)２、重復(fù)：染色體中增加某一片段而引起的變異現(xiàn)象。例果蠅棒狀眼形成。abcdefbbabcdefb果蠅棒狀眼的形成染色體的某一片段移接到另一條非同源染色體上引起的變異3、易位abcdefghijklghijklabcefdabcklghdefji夜來(lái)香的變異移接

Q:聯(lián)會(huì)時(shí)，在形成四分體時(shí)，常會(huì)發(fā)生四分體中的非姐妹染色單體的交叉互換，這是否染色體變異？四分體中非姐妹染色單體的交叉互換不屬于，這屬于基因重組易位:染色體的某一片段移接到另一條非同源染色體上。染色體的某一片段位置顛倒也可以引起變異4、倒位abcdefabcdefbcdeaf顛倒Q：為什么染色體結(jié)構(gòu)的改變會(huì)導(dǎo)致性狀的發(fā)生改變?染色體結(jié)構(gòu)上的缺失、重復(fù)、易位和倒位導(dǎo)致染色體上基因數(shù)量、排列順序的改變導(dǎo)致生物性狀的改變（變異）請(qǐng)討論：Q1：染色體結(jié)構(gòu)變異對(duì)生物都是有害的嗎？Q2：染色體變異與基因突變相比，哪一種變異引起的性狀變化較大一些？為什么？每條染色體上含有許多基因，染色體變異會(huì)引起多個(gè)基因的變化，所以引起的性狀變化較大一些大多數(shù)染色體結(jié)構(gòu)變異對(duì)生物體是不利的，甚至導(dǎo)致死亡。少數(shù)有利。三、染色體數(shù)目的變異（一）概念：在某些特定的環(huán)境條件下，生物體的染色體數(shù)目會(huì)發(fā)生改變，從而產(chǎn)生的可遺傳的變異。細(xì)胞內(nèi)的個(gè)別染色體增加或減少細(xì)胞內(nèi)的染色體數(shù)目以染色體組的形式成倍的增加或減少（二）類型（三）個(gè)別染色體的增加或減少①個(gè)別染色體的增加：如21三體綜合征（染色體數(shù)為：45+XX或XY）21三體綜合征的異常染色體21三體綜合征（先天愚型），患者比正常人多一條染色體--21號(hào)染色體是三條，其癥狀表現(xiàn)為智力低下，身體發(fā)育緩慢等。

性腺發(fā)育不良（Turner綜合征），女性患者少了一條X染色體，外觀表現(xiàn)為女性，但性腺發(fā)育不良，沒(méi)有生育能力。②個(gè)別染色體的減少：如性腺發(fā)育不良（染色體數(shù)為：44+X）請(qǐng)思考：Q1:果蠅體細(xì)胞有幾條染色體？8條Q2:Ⅱ號(hào)和Ⅱ號(hào)染色體是什么關(guān)系?Ⅲ號(hào)和Ⅳ號(hào)呢?同源染色體非同源染色體Q3:雄果蠅的體細(xì)胞中共有哪幾對(duì)同源染色體?Ⅱ和Ⅱ、Ⅲ和Ⅲ、Ⅳ和Ⅳ、X和Y

（四）染色體數(shù)目成倍的增加或減少ⅣⅡⅢⅡⅢXYⅢYⅡⅡⅢXⅣQ4：雄果蠅產(chǎn)生的精子中有哪幾條染色體？這些染色體在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能上有什么特點(diǎn)？這些染色體之間是什么關(guān)系？Ⅳ減數(shù)分裂由此可見(jiàn)，雄果蠅有____種染色體組成的精子,精子內(nèi)染色體組成可表示為：2Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ，XⅡ，Ⅲ，Ⅳ，Y這些染色體在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能上各不相同它們是非同源染色體攜帶著控制果蠅生長(zhǎng)發(fā)育的全部遺傳信息雄果蠅精子中的一組染色體就是一個(gè)染色體組Q5：它們是否攜帶著控制生物生長(zhǎng)發(fā)育的全部遺傳信息？Q6：如果將果蠅的精子的染色體看成一組，那么果蠅的體細(xì)胞中有幾組染色體？?jī)山M細(xì)胞中的一組非同源染色體，在形態(tài)和功能上各不相同，但又互相協(xié)調(diào)，共同控制生物生長(zhǎng)、發(fā)育、遺傳和變異，這樣的一組染色體，稱為一個(gè)染色體組。1.染色體組特點(diǎn)：①一個(gè)染色體組中無(wú)同源染色體

②一個(gè)染色體組中所含的染色體在形態(tài)、大小和功能上各不相同

③一個(gè)染色體組中含有控制生物性狀的一整套遺傳信息，不能重復(fù)，不能缺少。染色體組數(shù)目及一個(gè)染色體組中染色體數(shù)目的判別方法4個(gè)染色體組3個(gè)染色體組a.根據(jù)染色體形態(tài)判斷:細(xì)胞中形態(tài)相同的染色體（即同源染色體）有幾條，則含有幾個(gè)染色體組。注意如圖：基因型為Aaaabbbb的細(xì)胞中有

個(gè)染色體組

基因型為AAabbb的細(xì)胞中有

個(gè)

染色體組AaaabbbbAaAbbbb.根據(jù)基因型判斷：控制同一性狀的相同或等位基因出現(xiàn)幾次，就含有幾個(gè)染色體組；即：一種字母（大小寫(xiě)）有幾個(gè)就為幾組43c、根據(jù)染色體的數(shù)目和形態(tài)數(shù)來(lái)推算：染色體組的數(shù)目=染色體數(shù)/染色體形態(tài)數(shù)。AaaabbbbAaAbbbAabbbbACAcbb1個(gè)染色體組中有兩條染色體e.在細(xì)胞或生物體的基因型中，位于非同源染色體上的非等位基因有幾種，則每個(gè)染色體組中就含有幾條染色體。d.在細(xì)胞中有幾種形態(tài)的染色體,一個(gè)染色體組中就含有幾條染色體AAaa1個(gè)染色體組中有三條染色體1、如圖所示的細(xì)胞中含有幾個(gè)染色體組？A．1B．2C．3D．43、韭菜的體細(xì)胞中含有32條染色體，這32條染色體有8種形態(tài)結(jié)構(gòu)，韭菜體細(xì)胞中含有幾個(gè)染色體組：A．2B．4C．6D．8B2、某生物的基因型為AAaaBBbbCCcc,那么它有多少個(gè)染色體組：

A、2B、3C、4D、8CC思考：下列細(xì)胞中各有幾個(gè)染色體組?每個(gè)染色體組有幾條染色體?A、AaB、AABbC、AaBbXWYD、AAa2個(gè);1條2個(gè);2條2個(gè);3條3個(gè);1條2.二倍體、多倍體二倍體：由受精卵發(fā)育而成的個(gè)體，體細(xì)胞中含有兩個(gè)染色體組的個(gè)體。常用2n表示染色體數(shù)，如：果蠅：2n=8人：2n=46例如，人、果蠅、玉米是二倍體。自然界中幾乎全部動(dòng)物和過(guò)半數(shù)的高等植物都是二倍體。多倍體：由受精卵發(fā)育成的個(gè)體，體細(xì)胞中含有

三個(gè)或三個(gè)以上染色體組的個(gè)體。例如，香蕉是三倍體，馬鈴薯是四倍體，普通小麥?zhǔn)橇扼w，約有1/3的被子植物是多倍體。在動(dòng)物中極少見(jiàn)三倍體四倍體六倍體八倍體香蕉

3n=33黃花菜

3n=33無(wú)籽西瓜3n=33桑

3n=45四倍體水稻4n=48四倍體洋蔥4n=32煙草4n=48普通小麥6n=42燕麥6n=42小黑麥8n=56蜜蜂:精子(16條)卵細(xì)胞(16條)精用受作蜂王、工蜂(32條)雄峰(16條)直接發(fā)育單倍體:3.單倍體單倍體：由配子發(fā)育而成的個(gè)體，體細(xì)胞中含有本物種配子染色體數(shù)目的個(gè)體。如蜜蜂中的雄蜂。思考1：二倍體生物所形成的單倍體中，其單倍體體細(xì)胞中含幾個(gè)染色體組？四倍體生物所形成的單倍體中含幾個(gè)染色體組？六倍體生物所形成的單倍體中含幾個(gè)染色體組？

2：?jiǎn)伪扼w中只有一個(gè)染色體組嗎？

3：一倍體一定是單倍體嗎？單倍體一定是一倍體嗎？1個(gè)染色體組2個(gè)染色體組3個(gè)染色體組不一定。如雄峰的體細(xì)胞中含有1個(gè)染色體組；單倍體小麥體細(xì)胞中含有3個(gè)染色體組一定不一定4、如果是四倍體、六倍體物種形成的單倍體，其體細(xì)胞中就含有兩個(gè)或三個(gè)染色體組，我們可以稱它為二倍體或三倍體嗎？不能，盡管其體細(xì)胞中含有兩個(gè)或三個(gè)染色體組，但因?yàn)槭钦５捏w細(xì)胞的配子所形成的物種，只能稱為單倍體單倍體與多倍體的區(qū)別二倍體(2N=2x)三倍體(3N=3x)多倍體(nN=nx)(a+b)(a+b)注：x染色體組，a、b為正整數(shù)。生物體合子2N=(a+b)x發(fā)育直接發(fā)育成生物體：?jiǎn)伪扼w（N=ax)雌配子(N=ax)直接發(fā)育成生物體：?jiǎn)伪扼w（N=bx)雄配子(N=bx)①由合子發(fā)育來(lái)的個(gè)體，細(xì)胞中含有幾個(gè)染色體組，就叫幾倍體；②而由配子直接發(fā)育來(lái)的，不管含有幾個(gè)染色體，都只能叫單倍體。說(shuō)明4.染色體倍數(shù)變化與育種：（Ⅰ）染色體數(shù)目多倍體倍增⑴自然成因：受外界條件驟變（如溫度驟變）的影響或生物內(nèi)部因素的干擾，使有絲分裂受阻，染色體數(shù)目加倍⑵特點(diǎn)：莖桿粗壯、葉片、果實(shí)、種子較大，糖類和蛋白質(zhì)等有機(jī)物含多，但發(fā)育遲緩、結(jié)實(shí)率低⑶應(yīng)用—多倍體育種①原理：染色體組成倍增加——染色體變異②方法：（低溫處理）秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗（最常用、最有效）4條染色體8條染色體用秋水仙素處理無(wú)紡綞體形成染色體復(fù)制著絲點(diǎn)分裂無(wú)紡綞絲牽引,染色體不分離秋水仙素在細(xì)胞分裂過(guò)程的何時(shí)起作用？其作用機(jī)理是什麼？在細(xì)胞有絲分裂前期抑制紡錘體的形成，導(dǎo)致復(fù)制后的染色體不能移向細(xì)胞兩極而使染色體數(shù)目加倍。（P87）③過(guò)程萌發(fā)的種子或幼苗染色體加倍的組織塊秋水仙素處理多倍體植株④優(yōu)點(diǎn)：器官大，提高產(chǎn)量和營(yíng)養(yǎng)成分。如四倍體番茄VC含量高于二倍體番茄一倍。⑤缺點(diǎn)：適用于植物，在動(dòng)物方面難以開(kāi)展。（Ⅱ）染色體數(shù)目單倍體倍減⑴自然成因：⑵特點(diǎn)：⑶應(yīng)用—單倍體育種①原理：②方法：生殖細(xì)胞未經(jīng)受精，直接發(fā)育植株長(zhǎng)的弱小，高度不育單倍體只是作為單倍體育種的一個(gè)中間環(huán)節(jié)，染色體加倍后成為可育純合子（指每一對(duì)染色體上成對(duì)基因都是純合的）在人工培養(yǎng)基上進(jìn)行花藥（花粉）離體培養(yǎng)4.染色體倍數(shù)變化與育種：染色體變異單性生殖花藥離體培養(yǎng)染色體加倍F1花粉單倍體植株正常植株（純合體）種子新植株（新品種）秋水仙素處理自交發(fā)育選擇所需性狀③過(guò)程：實(shí)例下面以利用高莖抗病和矮莖不抗病水稻培育矮莖抗病水稻為例說(shuō)明單倍體育種方法：高抗病

DDTT雜合高抗DdTt矮不抗ddtt花藥離體培養(yǎng)高抗DT矮不抗dt高不抗Dt矮抗dT純合高抗DDTT加倍純合矮不抗ddtt加倍純合高不抗DDtt加倍純合矮抗抗ddTT加倍花藥離體培養(yǎng)→P高桿抗病DDTT×矮桿感病ddttF1高桿抗病DdTt配子DTDtdTdtDTDtdTdtDDTTDDttddTTddtt↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓純合體秋水仙素→↑需要的矮抗品種㈡單倍體育種第1年第2年P(guān)高桿抗病DDTT×矮桿感病ddttF1高桿抗病DdTt↓F2D_T_D_ttddT_ddttddTT㈠雜交育種↓第1年第2年第3~6年××↑需要的矮抗品種矮抗比較④優(yōu)點(diǎn)：明顯縮短育種年限。只需2年。（都是純合子，自交后代不發(fā)生性狀分離）⑤缺點(diǎn)：技術(shù)復(fù)雜，成功率低，須與雜交育種配合實(shí)驗(yàn):低溫誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目的變化

實(shí)驗(yàn)原理：低溫處理植物分生組織細(xì)胞,能夠抑制紡錘體的形成,以致影響染色體被拉向兩極，細(xì)胞也不能分裂成兩個(gè)子細(xì)胞，于是，植物細(xì)胞染色體數(shù)目發(fā)生變化．方法步驟：１將洋蔥（或大蔥、大蒜）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(zhǎng)出約１Cm左右的不定根時(shí)，將整個(gè)裝置放入冰箱的低溫室內(nèi)（４℃），誘導(dǎo)培養(yǎng)３６h。２、剪取誘導(dǎo)處理的根尖約０．５－１cm，放入卡諾氏液中浸泡０．５－１h，以固定細(xì)胞的形態(tài)，然后用體積分?jǐn)?shù)為９５﹪的酒精沖洗２次。因?yàn)槲撮L(zhǎng)出根前施與低溫不利其生出不定根沖洗附著在根尖表面的卡諾氏液３、制作裝片，包括：解離、漂洗、染色和制片４個(gè)步驟。解離：解離液（體積分?jǐn)?shù)為15%HCl和體積分?jǐn)?shù)為95%酒精1：1混合；目的是使組織中的細(xì)胞相互分離開(kāi)；時(shí)間3~5min漂洗：清水；洗去解離液，防止解離過(guò)度，便于染色；時(shí)間10min染色：改良苯酚品紅染液；使染色體（質(zhì)）著色，便于觀察染色體（質(zhì)）的形態(tài)、數(shù)目、行為；時(shí)間3~5min制片：鑷子取根------放在載玻片上，滴一滴清水------鑷子尖弄碎根尖------蓋上蓋玻片------再加載玻片-------用拇指輕壓載玻片目的使組織細(xì)胞分散開(kāi)來(lái)，有利于觀察４、先用低倍鏡尋找染色體形態(tài)較好的分裂相。視野中既有正常的二倍體細(xì)胞，也有染色體數(shù)目發(fā)生改變的細(xì)胞。確認(rèn)某個(gè)細(xì)胞發(fā)生染色體數(shù)目變化后，再用高倍鏡觀察。P88討論低溫誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目變化和用秋水仙素處理萌發(fā)中的種子或幼苗使細(xì)胞中染色體變化的原理相似：抑制細(xì)胞有絲分裂過(guò)程中紡錘體的形成，影響染色體不能被拉向兩極，細(xì)胞也不能分裂成兩個(gè)子細(xì)胞，結(jié)果植物細(xì)胞染色體數(shù)目發(fā)生變化。不同之處是：低溫條件容易創(chuàng)造和控制，成本低、對(duì)人體無(wú)害、易于操作。但通過(guò)顯微鏡觀察時(shí)只能觀察到染色體數(shù)目的增加，增加的具體數(shù)目不容易確定。染色體變異染色體變異個(gè)別增減染色體組二倍體概念特點(diǎn)應(yīng)用成因概念特征多倍體單倍體分類數(shù)目變異成倍增減缺失、增加、易位、倒位結(jié)構(gòu)變異：課堂小結(jié)1.用花藥離體增養(yǎng)出馬鈴薯單倍體植株。當(dāng)它進(jìn)行減數(shù)分裂時(shí)，觀察到染色體兩兩配對(duì)，形成12對(duì)。據(jù)此現(xiàn)象可推知產(chǎn)生花藥的馬鈴薯是()A、三倍體B、二倍體C、四倍體D、六倍體C課堂練習(xí)2.下列敘述中不正確的是：（）A.六倍體生物的單倍體中，含有3個(gè)染色體組B.單倍體體細(xì)胞含有本物種配子的染色體數(shù)目C.體細(xì)胞中只含有一個(gè)染色體組的個(gè)體一定是單倍體D.單倍體只含有一個(gè)染色體組D3.基因型為aaaBbbCcc的細(xì)胞含有的染色體組數(shù)目為：（）A.3個(gè)B.6個(gè)C.9個(gè)D.2個(gè)A4.取基因型為Aabb的水稻的花粉進(jìn)行花藥離體培養(yǎng)，獲得的幼苗，再用秋水仙素處理，使之成為純合子，它們的基因型分別為：（）A.Ab和abB.Aabb、AAbb和aabbC.aabb和AabbD.aabb和AAbbD典型例題

1.不是染色體結(jié)構(gòu)變異的結(jié)構(gòu)的是()A染色體缺失某一段B染色體中增加了某一片段C染色體中的DNA的堿基對(duì)位置的顛倒D染色體中的某一片段的位置的顛倒C2.由八倍體小黑麥的花粉培養(yǎng)而成的植物是（）

A．單倍體 B．二倍體 C．四倍體 D．八倍體A4、某二倍體植物基因型是Aa,經(jīng)染色體加倍后形成的四倍體的基因型是

。AAaa3、普通小麥?zhǔn)橇扼w，42條染色體，科學(xué)家用花藥離體培養(yǎng)培育出的小麥幼苗是（）A、三倍體，含三個(gè)染色體組，21條染色體B、單倍體，含三個(gè)染色體組，21條染色體C、六倍體，含六個(gè)染色體組，42條染色體D、單倍體，含一個(gè)染色體組，21條染色體