1、第2节 染色体变异第5章基因突变及其他变异野生香蕉普通香蕉栽培品种体细胞染色体数栽培品种体细胞染色体数3333野生祖先种体细胞染色体数野生祖先种体细胞染色体数2222祖先祖先1.概念：体细胞或生殖细胞内染色体数目或结构的变化。染色体数目的变异染色体结构的变异22.分类：一、染色体变异基因突变、基因重组：光镜下不可见染色体变异：光镜下可见正常增多减少（一）细胞内的个别染色体数目的增加或减少二、染色体数目的变异人的21三体综合征（45+XY）唐氏综合征人的性腺发育不良（44+XO）特纳氏综合征（二）染色体以染色体组的形式成倍增加或减少正常正常增多增多减少减少二、染色体数目的变异、+X+X、+Y+Y
2、染色体组的内涵：染色体组：染色体组：细胞中的每套非同源染色体。二、染色体数目的变异染色体组的判断方法1、细胞内形态相同的染色体有几条，就含有几个染色体组。2 2个染色体组个染色体组3 3个染色体组个染色体组2、同一英文字母（无论大小写）出现几次，就含有几个染色体组。3 3个染色体组个染色体组2 2个染色体组个染色体组汉汉水水丑丑生生侯侯伟伟作作品品2 2个染色体组个染色体组3、根据染色体数和染色体的形态数推算，染色体组数染色体数/染色体形态数。例果蝇体细胞中有8条染色体，分为4种形态，则染色体组的数目为 。21.1.下图是甲、乙、丙三种生物体细胞内染色体情况示意图，则对下图是甲、乙、丙三种生物
3、体细胞内染色体情况示意图，则对应的基因型可依次表示为应的基因型可依次表示为 （）AAaBb，AAaBbb，AaaaBAaaaBBbb，Aaa，AABBCAAaaBbbb，AaaBBb，AaBbDAaaaBbbb，AAabbb，ABCDD 课堂反馈课堂反馈2.请说出下列四个细胞所处的时期，以及细胞中的染色体组数。2个2个4个2个细胞细胞细胞细胞有丝分裂后期有丝分裂中期减数第一次分裂后期减数第二次分裂后期课堂反馈课堂反馈二倍体自然界中，几乎全部的动物和过半数的高等植物都是二倍体。由受精卵发育而成，体细胞中含两个染色体组的个体叫做二倍体。二倍体二、染色体数目的变异二倍体二、染色体数目的变异多倍体马铃
4、薯是四倍体香蕉是三倍体普通小麦是六倍体由受精卵发育而成，体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体，统称为多倍体。多倍体二、染色体数目的变异四倍体番茄维生素C的含量比二倍体品种几乎增加一倍四倍体葡萄比二倍体葡萄大得多多倍体与二倍体相比，多倍体的植株常常是茎秆粗壮，叶片、果实和种子都比较大，糖类和蛋白质等营养物质含量都有所增加。生长缓慢，结实率低。优点缺点二、染色体数目的变异多倍体如何获得多倍体人工低温可以诱导多倍体的形成秋水仙素可以诱导多倍体的形成自然帕米尔高原多倍体植物多达85%北极的柯尔古耶夫岛上多倍体植物多达92%其中用秋水仙素来处理萌发的种子或幼苗是目前最常用且最有效的方法。二、染色体数
5、目的变异染色体复制着丝粒正常分裂无纺锤丝牵引，染色体数加倍人工诱导多倍体的原理：人工诱导多倍体的原理：低温和秋水仙素能够抑制细胞形成纺锤体，导致染色体复制后不能正常移向两极，从而不能分裂，细胞中染色体数目加倍。三倍体无子西瓜培育三倍体无子西瓜培育多倍体在育种上的应用：1.为什么要用秋水仙素处理幼苗的为什么要用秋水仙素处理幼苗的芽尖芽尖？芽尖细胞分裂旺盛，更容易使染色体数目加倍多倍体花粉可育低；2.为什么要用四倍体植株做母本？为什么要用四倍体植株做母本？种子产量高种皮薄，利于播种进行无性繁殖。将三倍体西瓜植株进行组织培养获取大量的组培苗，再进行移栽4.每年都要制种，很麻烦，有没有替代方法？每年都
6、要制种，很麻烦，有没有替代方法？利用生长素或生长素类似物处理二倍体未受粉的雌蕊，以促进子房发育成无种子的果实3.四倍体植株上结的西瓜是无子西瓜吗？四倍体植株上结的西瓜是含有三倍体种子的有子西瓜。三倍体植株结的西瓜是无子西瓜。单倍体 体细胞中的染色体数目与本物种配子染色体数目相同的个体，叫做单倍体。单倍体植株弱小，高度不育特点：32 16 32体细胞中染色体数目单倍体单倍体蜜蜂的性别决定雌蜂（蜂后）（2n=32）雄蜂（n=16）减数分裂配子n=16n=16雄峰（n=16）单倍体受精雌蜂（2n=32）二倍体n=16假减数分裂工蜂蜂王单倍体育种单倍体育种花药离花药离 体培养体培养普通植株普通植株 A
7、aBbAaBb减数减数 分裂分裂花粉花粉 AB AB、aBaB、AbAb、abab单倍体幼苗单倍体幼苗 ABAB、aBaB、AbAb、abab秋水仙秋水仙 素处理素处理纯合子幼苗纯合子幼苗 AABBAABB、aaBBaaBB、AabbAabb、aabbaabb筛选所需的品种筛选所需的品种优点优点：明显缩短育种年限、子代都是纯合子明显缩短育种年限、子代都是纯合子措施措施：补充：异源多倍体补充：异源多倍体普通六倍体小麦普通六倍体小麦的形成过程：的形成过程：一粒小麦一粒小麦（AAAA）拟斯卑尔脱山羊草拟斯卑尔脱山羊草（BBBB）异源二倍体（异源二倍体（ABAB）（不育不育）染色体数目加倍染色体数目加
8、倍AABBAABB(二粒小麦）二粒小麦）（可育可育）粗山羊草粗山羊草（CCCC）异源三倍体（异源三倍体（ABCABC）（不育不育）染色体数目加倍染色体数目加倍普通小麦（普通小麦（AABBCCAABBCC）异源六倍体异源六倍体（可育可育）单倍体、二倍体和多倍体的比较项目二倍体多倍体单倍体概念体细胞中含有2个染色体组体细胞中含有3个或3个以上染色体组体细胞的染色体数目与本物种配子染色体数目相同的个体发育起点受精卵受精卵未受精的配子染色体组的数目2个3个或3个以上不确定性状表现正常茎秆粗壮，叶片、果实、种子较大，营养丰富植株矮小，高度不育判断是几倍体的方法判断是几倍体的方法:1、由、由受精卵受精卵发
9、育而来，体细胞中含有几个染色体组就是几倍体。发育而来，体细胞中含有几个染色体组就是几倍体。2、由、由配子配子发育而来的生物个体，不管含有几个染色体组，都只发育而来的生物个体，不管含有几个染色体组，都只能称能称单倍体单倍体。关于单倍体的三个易错点(1)单倍体的体细胞中并不一定只有一个染色体组。如四倍体生物的配子形成的单倍体的体细胞中含有两个染色体组。(2)单倍体并非都不育。二倍体的配子发育成的单倍体,表现为高度不育;多倍体的配子若含有偶数个染色体组,则发育成的单倍体含有同源染色体及等位基因,可育并能产生后代。(3)单倍体是生物个体,而不是配子;精子和卵细胞属于配子,但不是单倍体。1 1、个体的体
10、细胞中含几个染色体组就是几倍体。、个体的体细胞中含几个染色体组就是几倍体。3 3、二倍体物种所形成的单倍体中，其体细胞中只含有、二倍体物种所形成的单倍体中，其体细胞中只含有一个染色体组。一个染色体组。4 4、六倍体小麦的配子发育成的植株，其体细胞中有、六倍体小麦的配子发育成的植株，其体细胞中有三个染色体组，所以是三倍体。三个染色体组，所以是三倍体。2 2、单倍体的体细胞一定只含一个染色体组。、单倍体的体细胞一定只含一个染色体组。判断下列说法是否正确判断下列说法是否正确课堂反馈课堂反馈 用低温处理植物的分生组织细胞，能够抑制纺锤体的形成，以致影响细胞有丝分裂中染色体被拉向两极，导致细胞不能分裂成
11、两个子细胞。1.实验原理：2.方法步骤：将蒜/洋葱在冰箱冷藏室内（4）放置一周。取出后将蒜/洋葱放在装满清水的容器上方，让它的底部接触水面，于室温（约25）培养。待蒜/洋葱长出约1cm长的不定根时，将整个装置放入冰箱冷藏室内，诱导培养4872h。实验：实验：低温诱导植物细胞染色体数目的变化低温诱导植物细胞染色体数目的变化剪取诱导处理的根尖0.51cm，放入卡诺氏液中浸泡0.51h。（卡诺氏液：固定细胞的形态），然后用体积分数为95%的酒精冲洗2次。制作装片（同有丝分裂实验）解离：盐酸和酒精混合液（1：1混合），目的是使组织中的细胞相互分离开来。漂洗：清水漂洗，目的是洗去药液，防止解离过度。染色
12、：用甲紫（龙胆紫）或醋酸洋红溶液对染色体染色。制片：放在载玻片上，加清水并用镊子把根尖弄碎，盖上盖玻片，用拇指轻轻地按压盖玻片完成制片。观察 先用_寻找染色体形态好的分裂象；视野中既有_，也有_ _；确认某个细胞发生染色体数目变化后，再用_观察；低倍镜正常的二倍体细胞染色体数目发生改变的细胞高倍镜注意：1.观察到的是死细胞。2.分生组织细胞。3.低温原理及持续时间。4.着丝粒正常分裂。染色体的某一片段缺失引起变异。abcdef果蝇缺刻翅的形成结果：基因数目减少三、染色体结构的变异 例如：果蝇缺刻翅的形成、猫叫综合征猫叫综合征：由人的第5号染色体部分缺失引起的遗传病，因为患病儿童哭声轻，音调高，
13、很像猫叫而得名；患者生长发育迟缓，而且存在严重的智力障碍。三、染色体结构的变异染色体中增加某一片段引起变异。abcdefb正常眼正常眼棒状眼棒状眼结果：基因数目增加三、染色体结构的变异例如：果蝇棒状眼的形成ab cdefghijk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结果：染色体上基因的排列顺序发生改变三、染色体结构的变异例如：果蝇花斑眼的形成正常眼花斑眼易位与互换的区别：易位与互换的区别：类型不同类型不同时间不同时间不同对象不同对象不同易位易位染色体结构变异染色体结构变异任何时间任何时间非同源染色体之非同源染色体之间间互换互换基因重组基因重组减数第一次分裂减数第一次分裂的四分体
14、时期的四分体时期同源染色体的非同源染色体的非姐妹染色单体姐妹染色单体cdefabafbcdeedbc染色体发生断裂后，某一染色体片段发生180倒转后，再与原来的片段重新接合而成。结果：染色体上基因的排列顺序发生改变。三、染色体结构的变异例如:果蝇卷翅的形成正常翅卷翅变异类型变异类型定义定义实例实例结果结果缺失染色体的某一片段缺失猫叫综合征果蝇缺刻翅基因数目发生改变（增加或减少）重复染色体增加了某一片段果蝇棒状眼的形成易位染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上果蝇花斑眼的形成基因排列顺序变化倒位染色体发生断裂后，某一染色体片段发生180倒转后，再与原来的片段重新接合而成。果蝇卷翅的形成染色体
15、结构变异,引起染色体上的基因数目或排列顺序发生改变,对生物个体多数是不利的,有的甚至会致死三、染色体结构的变异染色体结构变异后出现的联会异常分析：染色体结构变异后出现的联会异常分析：缺失重复三、染色体结构的变异倒位易位染色体结构变异后出现的联会异常分析：染色体结构变异后出现的联会异常分析：“环”缺失或重复“结”倒位“十字形”易位联会模式图缺失重复易位倒位基因突变、基因重组和染色体变异的比较项 目基因突变基因重组染色体变异本 质基因结构的改变基因的重新组合染色体结构或数目发生变化发生时期DNA复制时期减时期细胞分裂期观 察光学显微镜下无法观察 光学显微镜下无法观察光学显微镜下可以观察适用范围任何
16、生物真核生物、有性生殖真核生物产生结果产生新的基因只改变基因型基因“数量”上发生变化共同点都是可遗传的变异 答案：答案：C1下列变异中，不属于染色体结构变异的是下列变异中，不属于染色体结构变异的是()A染色体缺失了某一片段染色体缺失了某一片段B染色体增加了某一片段染色体增加了某一片段C染色体中染色体中DNA的一个碱基发生了改变的一个碱基发生了改变D染色体某一片段位置颠倒了染色体某一片段位置颠倒了180课堂反馈课堂反馈AGCT-深圳 刘文华AGCT-深圳 刘文华D2.基因重组是有性生殖生物变异的重要来源，下列叙述正确的是 （）A.只有位于非同源染色体上的基因才能重组B.只发生在四分体时期C.能体
17、现遗传的稳定性D.能使生物更好地适应多变的环境课堂反馈课堂反馈AGCT-深圳 刘文华AGCT-深圳 刘文华C3.如图表示某生物细胞中两条染色体及其上面的部分基因，下列选项的结果中，不属于染色体畸变引起的是 （）课堂反馈课堂反馈缺失易位 互换倒位 AGCT-深圳 刘文华AGCT-深圳 刘文华D4.下列关于染色体组、单倍体、二倍体和多倍体的叙述中，不正确的是 （）A.一个染色体组中不含同源染色体B.由受精卵发育成的个体，体细胞中含有两个染色体组的叫二倍体C.单倍体不一定含一个染色体组D.一倍体不一定是单倍体，单倍体则一定是一倍体课堂反馈课堂反馈5.5.图中甲、乙表示水稻两个品种，图中甲、乙表示水稻
18、两个品种，A A、a a和和B B、b b表示分别位于两对表示分别位于两对同源染色体上的两对等位基因，表示培育水稻新品种的过同源染色体上的两对等位基因，表示培育水稻新品种的过程，请分析：程，请分析：(1)(1)分别说出分别说出-对应的处理方法：对应的处理方法：_ _ _ _ _ _ _ _ _杂交杂交自交自交花药离体培养花药离体培养物理或化学因素诱变处理物理或化学因素诱变处理秋水仙素处理秋水仙素处理秋水仙素处理秋水仙素处理课堂反馈课堂反馈5.5.图中甲、乙表示水稻两个品种，图中甲、乙表示水稻两个品种，A A、a a和和B B、b b表示分别位于两对同源表示分别位于两对同源染色体上的两对等位基因
19、，表示培育水稻新品种的过程，请分染色体上的两对等位基因，表示培育水稻新品种的过程，请分析：析：(2)(2)图中哪种途径为单倍体育种？图中哪种途径为单倍体育种？(3)(3)图中哪一标号处需用秋水仙素处理？应如何处理？图中哪一标号处需用秋水仙素处理？应如何处理？图中、过程表示单倍体育种。图中、过程表示单倍体育种。图示处需用秋水仙素处理单倍体幼苗，从而获得纯合体，图示处需用秋水仙素处理单倍体幼苗，从而获得纯合体，处常用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，以诱导染色体加倍。处常用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，以诱导染色体加倍。的育种原理为基因突变，的原理为染色体变异。的育种原理为基因突变，的原理为染色体变异
20、。染色体变异个别增减：染色体组二倍体概念特征多倍体单倍体分类数目变异以染色体组形式成倍增减缺失、重复、倒位、易位结构变异21三体综合症总结总结类类别别 杂交育种杂交育种诱变育种诱变育种单倍体育种单倍体育种多倍体育种多倍体育种基因工程育种基因工程育种原原理理常常用用方方法法优优点点缺缺点点基因重组基因重组杂交杂交自交自交选优选优自交自交将将不同品种不同品种的优良性状的优良性状集中于集中于同一同一个体个体上上不能产生新基不能产生新基因；育种进程因；育种进程缓慢、过程复缓慢、过程复杂；杂；基因突变基因突变用用物理或化学方物理或化学方法法处理生物处理生物提高突变率提高突变率，可，可以在较短的时间以在较
21、短的时间内获得更多的优内获得更多的优良变异类型良变异类型有利变异少，需有利变异少，需大量处理实验材大量处理实验材料（具有不定向料（具有不定向性、低频性）性、低频性）染色体变异染色体变异花药离体培养花药离体培养；秋水仙素处理；秋水仙素处理；选择；选择；明显缩短育种明显缩短育种年限年限；(得到的得到的植株都是植株都是纯合纯合子子；)技术性强，需技术性强，需结合杂交育种结合杂交育种和人工诱导染和人工诱导染色体加倍技术色体加倍技术染色体变异染色体变异用秋水仙素处用秋水仙素处理理萌发的种子萌发的种子或幼苗或幼苗茎秆粗壮，叶片、茎秆粗壮，叶片、果实、种子都比果实、种子都比较大，营养物质较大，营养物质含量有所增加含量有所增加发育延迟，结实发育延迟，结实率降低，一般只率降低，一般只适用于植物适用于植物补充：不同育种方法的比较补充：不同育种方法的比较基因重组基因重组将一种生物的将一种生物的特定基因转移特定基因转移到另一种生物到另一种生物细胞中细胞中 能定向改造生物能定向改造生物的遗传性状的遗传性状有可能引发有可能引发生态危机生态危机
