3.3染色體變異會導(dǎo)致性狀變化課件高一下學(xué)期生物滬科版必修2

第3節(jié)染色體變異會導(dǎo)致性狀變化必修2遺傳與進(jìn)化

第3章

可遺傳的變異本節(jié)重點(diǎn)染色體變異的類型生物的染色體數(shù)目和結(jié)構(gòu)會發(fā)生改變，稱為染色體變異同一種生物的細(xì)胞中，染色體數(shù)目和結(jié)構(gòu)通常都是穩(wěn)定的。但在某些因素（如射線、化學(xué)物質(zhì)等）作用下，人類的體細(xì)胞中含有多少條染色體？46條男性和女性的染色體組成如何表示？男性：44+XY女性：44+XX人類的體細(xì)胞中有幾個染色體組？2個葡萄品種培育中的染色體變化1、表示染色體組的組數(shù)和染色體數(shù)量2、染色體數(shù)目變異3、減數(shù)第一次分裂前期，同源染色體聯(lián)會紊亂，導(dǎo)致無法產(chǎn)生配子，所以無法進(jìn)行有性生殖營養(yǎng)繁殖什么是二倍體？自然界中常見的水稻、玉米、番茄等植物以及哺乳類、鳥類等動物都屬于二倍體（表3-1）。由受精卵發(fā)育而來的動植物的體細(xì)胞中通常有兩套染色體，我們將一套完整的非同源染色體稱為該物種的染色體組，每組的染色體數(shù)用n表示，把體細(xì)胞中含有2個染色體組的細(xì)胞或個體稱為二倍體。例如：正常人的受精卵以及由受精卵發(fā)育而來的細(xì)胞或個體是二倍體（2n=46）。對某一物種而言，體細(xì)胞中染色體數(shù)目相對恒定。如果體細(xì)胞中染色體的數(shù)目發(fā)生增加或減少，稱為染色體數(shù)目變異，包括整倍體變異和非整倍體變異。對二倍體生物（2n）而言，細(xì)胞中的染色體數(shù)目以染色體組（n）為基數(shù)的整倍增加或減少，稱為整倍體變異，什么是染色體數(shù)目變異？包括哪兩種類型？什么是染色體數(shù)目整倍體變異？什么是單倍體？什么是多倍體？通常將3n及3n以上的整倍體變異個體統(tǒng)稱為多倍體若染色體組減少至n，稱為單倍體（例如：配子、由配子發(fā)育而來的細(xì)胞或個體）；若增加至3n，稱為三倍體；若增加至4n，稱為四倍體，以此類推……最終可能產(chǎn)生染色體數(shù)目不均衡的配子，與二倍體生物相比，多倍體生物在減數(shù)分裂時，同源染色體可能無法正常（兩兩）聯(lián)會，能夠得到單倍體植株，從而導(dǎo)致該配子不育或死亡。單倍體在減數(shù)分裂時無法進(jìn)行聯(lián)會，產(chǎn)生的配子大部分不育或死亡，所以在自然條件下很難通過有性生殖繁殖后代。在人工培養(yǎng)條件下，如用水稻、玉米等植物的花粉（內(nèi)含精子）進(jìn)行人工培養(yǎng)，為什么多倍體和單倍體可能不育？如何得到單倍體植株？但其在育性、大小、形態(tài)等方面都可能產(chǎn)生變異。如果細(xì)胞中染色體數(shù)目在2n的基礎(chǔ)上不是以染色體組（n）的倍數(shù)變化，而是增減一條或幾條，統(tǒng)稱為非整倍體變異，如2n+1、2n-1等。什么是染色體數(shù)目非整倍體變異？非整倍體變異可能會導(dǎo)致非常明顯的性狀改變，也可能產(chǎn)生嚴(yán)重的后果甚至死亡。染色體數(shù)目非整倍體變異對生物會產(chǎn)生什么影響？玉米、番茄等植物的單倍體植株能夠存活，曼陀羅（2n=24）增加一條不同的染色體可形成12種非整倍體變異類型（2n+1），這些變異類型的果實(shí)差異很大（圖3-16）。但缺少一條染色體植株（2n-1）卻不能存活。雖然可以存活，但往往伴有生育缺陷。人缺少或增加一條染色體會致病，有些甚至致死。例如，唐氏綜合征患者多一條21號染色體（圖3-17），平均壽命很短，且往往伴有智力障礙。特納綜合征患者女性少一條X染色體，什么是染色體結(jié)構(gòu)變異？在射線等因素的作用下，染色體會發(fā)生斷裂。如果發(fā)生斷裂的染色體重新連接時發(fā)生錯誤，就會產(chǎn)生染色體片段的缺失、重復(fù)、倒位或易位等染色體結(jié)構(gòu)變異，可能導(dǎo)致位于該染色體上的基因數(shù)目或順序發(fā)生改變。通常情況下，染色體結(jié)構(gòu)變異對生物體是不利的，甚至?xí)?dǎo)致個體死亡。染色體結(jié)構(gòu)變異對生物體會產(chǎn)生什么影響？其顯著特征是患兒會發(fā)出像貓叫一樣的特殊哭聲，且智力及身體嚴(yán)重受損，多在幼年死亡。人類的貓叫綜合征就是由于第5號染色體短臂缺失造成的（圖3-19），有3個16A片段時，小眼數(shù)量約為45個（圖3-20）。野生型果蠅的眼睛是由約800個小眼組成的橢圓形復(fù)眼。當(dāng)果蠅X染色體上的16A片段發(fā)生重復(fù)時，小眼數(shù)目就會減少，形成棒狀的復(fù)眼，稱為“棒眼”。小眼數(shù)目與16A片段的數(shù)目有關(guān)：有2個16A片段時，小眼數(shù)量減少至68個；從而不能正常表達(dá)凝血因子Ⅷ所致。人體傷口愈合需要包括凝血因子Ⅷ在內(nèi)的許多凝血因子共同作用。血友病患者由于缺乏某種凝血因子，造成止血和傷口愈合障礙，嚴(yán)重時可導(dǎo)致死亡。臨床上，50%以上的重癥甲型血友病是因?yàn)槿旧w發(fā)生倒位（圖3-21），造成白細(xì)胞異常增殖，從而引發(fā)慢性粒細(xì)胞白血病。人的酪氨酸激酶基因ABL位于9號染色體長臂上，與黑色素合成等正常代謝有關(guān)。當(dāng)9號染色體與22號染色體的長臂發(fā)生易位后，ABL基因與22號染色體上的BCR基因相連（圖3-22），使ABL基因的表達(dá)增強(qiáng)，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)酪氨酸激酶活性異常升高，染色體變異對人類有沒有應(yīng)用價值？再進(jìn)行自交、選擇，至少需要自交6～7代。染色體變異可能會對生物產(chǎn)生不利的影響，但有些染色體變異也具有一定的應(yīng)用價值。例如，用寬葉不抗?。╓Wdd）和窄葉抗?。╳wDD）兩個煙草品種為材料，若要培育出寬葉抗?。╓WDD）的新品種，雜交育種的方法是將兩個品種雜交，得到表型為寬葉抗病WwDd的F1，從F1自交得到的F2中選出寬葉抗病的植株，若采用染色體變異的方法，用F1的花粉進(jìn)行離體培養(yǎng)獲得單倍體植株，在小麥、水稻、茄子等農(nóng)作物育種中，已運(yùn)用單倍體育種技術(shù)選育出了一些優(yōu)良的新品種。再用秋水仙素等藥物處理使染色體加倍，得到各種不同的純合二倍體，經(jīng)篩選即可得到純合寬葉抗病的植株。這種育種方法稱為單倍體育種。與雜交育種相比，單倍體育種極大縮短了育種周期，提高了純合率。單子葉植物中有一半以上物種是多倍體（表3-2）。多倍體在植物界中較為常見，如栽培種香蕉、馬鈴薯、小麥等，這些性狀為農(nóng)業(yè)上的遺傳育種提供了豐富的素材。多倍體植株大多莖粗葉茂、果實(shí)壯大，糖類和蛋白質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)的含量高，抗病能力也較強(qiáng)。例如，棉花的棉纖維隨染色體組數(shù)增加而變長（圖3-25）；多倍體香蕉的果實(shí)、多倍體馬鈴薯的塊莖都比二倍體的大；四倍體玉米中胡蘿卜素含量比二倍體增加約43%；四倍體番茄的維生素c含量比二倍體幾乎增加了一倍。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，常采用人工誘導(dǎo)多倍體的方法來培育新品種，廣受市場歡迎的無籽西瓜是利用多倍體育種技術(shù)培育出來的三倍體，具有無籽、甜度高等優(yōu)點(diǎn)。無籽西瓜是如何培育出來的？抑制有絲分裂_____________的出現(xiàn)，從而使__________________二倍體西瓜幼苗二倍體西瓜幼苗前期紡錘體染色體數(shù)目加倍三倍體西瓜在減數(shù)分裂過程中，同源染色體聯(lián)會紊亂，因此無法產(chǎn)生正常配子給三倍體西瓜授以二倍體花粉的作用是？提供生長素，促進(jìn)子房發(fā)育成果實(shí)本堂小節(jié)染色體變異包括哪兩種類型？染色體結(jié)構(gòu)變異和染色體數(shù)目的變異前者包括哪四種類型？缺失、重復(fù)、倒位、易位染色體中某一段缺失染色體中增加了某一段（重復(fù)）染色體某一片段的位置顛倒了180°（倒位）染色體的某一片段移接到非同源染色體上（易位）染色體數(shù)目變異包括哪兩種類型？非整倍體變異和整倍體變異前者是___________的增多或減少后者是以_________為單位的染色體的成倍增加或減少個別染色體染色體組什么是單倍體？什么是二倍體？什么是多倍體？沒有經(jīng)過受精作用，直接由單個配子發(fā)育而來的個體稱為單倍體體細(xì)胞中含有兩個染色體組的個