1、染色体变异染色体变异第五章第二节野生祖先种野生祖先种VS栽培品种栽培品种1.根据前面所学减数分裂的知识，试着完成上表。根据前面所学减数分裂的知识，试着完成上表。2.为什么我们平时吃的香蕉没有种子？为什么我们平时吃的香蕉没有种子？生物种类生物种类体细胞染体细胞染色体数色体数/条条体细胞非同体细胞非同源染色体源染色体/套套配子染色配子染色体数体数/条条马铃薯野生祖先种242栽培品种484香蕉野生祖先种222栽培品种333122411？【提示】因为香蕉栽培品种体细胞中的染色体数目是【提示】因为香蕉栽培品种体细胞中的染色体数目是33条，减数分裂时染色体发生联条，减数分裂时染色体发生联会紊乱，难以形成正
2、常可育的配子，因此无法形成受精卵，进而不能形成种子。会紊乱，难以形成正常可育的配子，因此无法形成受精卵，进而不能形成种子。问题探讨：问题探讨：减数分裂和受精作用，能够使生物体亲子代间的染色体数目减数分裂和受精作用，能够使生物体亲子代间的染色体数目和形态和形态保持稳定保持稳定，从而保持了遗传性状的相对稳定。所以栽培的，从而保持了遗传性状的相对稳定。所以栽培的马铃薯和马铃薯和香蕉的香蕉的性状性状为什么为什么会会与它们的野生袓先有很大差别？与它们的野生袓先有很大差别？生物体的体细胞或生殖细胞内染色体数目或结构的变化，称为生物体的体细胞或生殖细胞内染色体数目或结构的变化，称为染色体变异染色体变异。染色
3、体结构的变异染色体结构的变异染色体数目的变异染色体数目的变异1.概念概念 生物体的生物体的体细胞体细胞或或生殖细胞生殖细胞内内染色体数目或结构染色体数目或结构的变化的变化。（光学显微镜下可以观察到）（光学显微镜下可以观察到）2.变异类型变异类型 染色体数目的变异染色体数目的变异 染色体结构的变异染色体结构的变异一、染色体变异的概念和类型一、染色体变异的概念和类型染色体变异染色体变异染色体数目变异染色体数目变异二、染色体数目变异二、染色体数目变异正常果蝇正常果蝇（2n=8）个别异常个别异常成套异常成套异常增加一条增加一条减少一条减少一条增加一倍增加一倍减少一套减少一套二、染色体数目变异二、染色体
4、数目变异1.染色体数目变异的类型染色体数目变异的类型（1）个别染色体增加或减少）个别染色体增加或减少原因：亲代减数分裂时原因：亲代减数分裂时同源染色体同源染色体，或，或姐妹染色单体姐妹染色单体。例如：例如：21三体综合征（唐氏综合征）三体综合征（唐氏综合征）患者比正常人多了一条患者比正常人多了一条21号染色体号染色体从产生配子的过程分从产生配子的过程分析，正常人如何生出析，正常人如何生出唐氏儿？唐氏儿？（2）以染色体组的形式成倍地增加或成套地减少）以染色体组的形式成倍地增加或成套地减少细胞中的一套细胞中的一套非同源染色体非同源染色体在形态和功能上各不相同，在形态和功能上各不相同，携带着控制生物
5、生长发育的全部遗传信息，其中每套非同源携带着控制生物生长发育的全部遗传信息，其中每套非同源染色体称为一个染色体组。染色体称为一个染色体组。2.染色体组染色体组1.染色体数目变异的类型染色体数目变异的类型（1）个别染色体增加或减少）个别染色体增加或减少二、染色体数目变异二、染色体数目变异 其中像其中像、X这样的一组非同源染色体，称为一个染色体组这样的一组非同源染色体，称为一个染色体组大小、形态不同大小、形态不同无同源染色体无同源染色体含有该物种的含有该物种的一整套的遗传信息一整套的遗传信息不含等位基因不含等位基因染色体组染色体组特征YY减数分裂减数分裂（精原细胞）（精原细胞）精精子子生物种类生物
6、种类体细胞染体细胞染色体数色体数/条条体细胞非同体细胞非同源染色体源染色体/套套配子染色配子染色体数体数/条条马铃薯野生祖先种242栽培品种484香蕉野生祖先种222栽培品种333122411？思考：人的一个染色体组是什么？思考：人的一个染色体组是什么？一个染色体组是一个染色体组是_22+X或或22+Y（一个基因组是（一个基因组是_）22+XY人染色体的扫描电镜照片人染色体的扫描电镜照片二、染色体数目变异二、染色体数目变异染色体组数目的判断染色体组数目的判断方法方法写出每个细胞中有几个染色体组，每组写出每个细胞中有几个染色体组，每组几条几条染色体。基因均独立遗传。染色体。基因均独立遗传。AAA
7、aBbbbYyRrAABBDDAaaABCD1组组3条条3组组5条条4组组2条条4组组4条条2组组2条条2组组3条条3组组1条条1组组4条条4组组2条条染色体组数目的判断染色体组数目的判断方法方法根据根据“染色体形态染色体形态”判断判断细胞内细胞内同种形态染色体同种形态染色体有几条就含几个有几条就含几个染色体组染色体组,细胞中有几种形态的染色体，一个染色体组中就有几条染色体。细胞中有几种形态的染色体，一个染色体组中就有几条染色体。二、染色体数目变异二、染色体数目变异根据根据“基因型基因型”判断判断同一英文字母同一英文字母（无论大小写）出现几次，就含有几个（无论大小写）出现几次，就含有几个染色体
8、组染色体组。有几种字母出现，一个染色体组中就有几条染色体。有几种字母出现，一个染色体组中就有几条染色体。几乎全部的动物和过半数以上的高等植物，都是二倍体。几乎全部的动物和过半数以上的高等植物，都是二倍体。果蝇果蝇野生马铃薯野生马铃薯3.二倍体二倍体二、染色体数目变异二、染色体数目变异二倍体：由二倍体：由受精卵受精卵发育而成，发育而成，体细胞中有体细胞中有两个染色体组两个染色体组的个体。的个体。4.多倍体多倍体（有几个染色体组就叫几倍体，（有几个染色体组就叫几倍体，3n、4n、6n等。）等。）例如：香蕉就是三倍体、马铃薯是四倍体、普通小麦例如：香蕉就是三倍体、马铃薯是四倍体、普通小麦是六倍体，是
9、六倍体，多倍体在植物中很常见多倍体在植物中很常见，在动物中极少见。，在动物中极少见。二、染色体数目变异二、染色体数目变异多倍体：多倍体：受精卵受精卵发育而成，发育而成，体细胞中有体细胞中有三个或三个以上染色体组三个或三个以上染色体组的个体。的个体。猜测二倍体、三倍体、四倍体等形成的可能方式。猜测二倍体、三倍体、四倍体等形成的可能方式。二、染色体数目变异二、染色体数目变异有丝分裂时，染色体只复制未分离，导有丝分裂时，染色体只复制未分离，导致体细胞染色体数量加倍。致体细胞染色体数量加倍。有丝分裂出现错误有丝分裂出现错误原因一原因一减数分裂减数分裂出现错误出现错误减数分裂时减数分裂时原因二原因二减数
10、分裂减数分裂出现错误出现错误减数分裂时减数分裂时原因二原因二猜测二倍体、三倍体、四倍体等形成的可能方式。猜测二倍体、三倍体、四倍体等形成的可能方式。1.由精子和卵细胞结合（受精卵）发育而来由精子和卵细胞结合（受精卵）发育而来2.由有丝分裂时由有丝分裂时染色体分离受阻染色体分离受阻，染色体直接加倍而来，染色体直接加倍而来二、染色体数目变异二、染色体数目变异猜测二倍体、三倍体、四倍体等如何产生后代？猜测二倍体、三倍体、四倍体等如何产生后代？二、染色体数目变异二、染色体数目变异野生祖先种野生祖先种VS栽培品种栽培品种1.根据前面所学减数分裂的知识，试着完成上表。根据前面所学减数分裂的知识，试着完成上
11、表。2.为什么我们平时吃的香蕉没有种子？为什么我们平时吃的香蕉没有种子？生物种类生物种类体细胞染体细胞染色体数色体数/条条体细胞非同体细胞非同源染色体源染色体/套套配子染色配子染色体数体数/条条马铃薯野生祖先种242栽培品种484香蕉野生祖先种222栽培品种333122411异常异常【提示】因为香蕉栽培品种体细胞中的染色体数目是【提示】因为香蕉栽培品种体细胞中的染色体数目是33条，减数分裂时染色体发生联条，减数分裂时染色体发生联会紊乱，难以形成正常可育的配子，因此无法形成受精卵，进而不能形成种子。会紊乱，难以形成正常可育的配子，因此无法形成受精卵，进而不能形成种子。问题探讨：问题探讨：3n香蕉
12、果实中没有种子的原因？香蕉果实中没有种子的原因？二、染色体数目变异二、染色体数目变异三倍体因为原始生殖细胞中有三倍体因为原始生殖细胞中有三套非同源染色体三套非同源染色体，减，减数分裂时出现数分裂时出现联会紊乱联会紊乱，因此，因此不能形成可育的配子不能形成可育的配子。1.二倍体、四倍体等二倍体、四倍体等偶数倍体偶数倍体可以通过有性生殖可以通过有性生殖（减数分裂产生配子再受精）或者无性生殖（有丝分（减数分裂产生配子再受精）或者无性生殖（有丝分裂）产生后代。裂）产生后代。2.三倍体等三倍体等奇数倍体奇数倍体基本上只能通过无性生殖产基本上只能通过无性生殖产生后代。生后代。二、染色体数目变异二、染色体数
13、目变异应用应用人工诱导人工诱导(多倍体育种多倍体育种)方法：方法：处理对象：处理对象：原理：原理：用用低温低温处理或用处理或用秋水仙素秋水仙素诱发等诱发等萌发的种子或幼苗萌发的种子或幼苗能够能够抑制纺锤体的形成抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞导致染色体不能移向细胞的两极，从而引起细胞内的两极，从而引起细胞内染色体数目加倍染色体数目加倍染色体数目加倍染色体数目加倍的细胞的细胞正常细胞正常细胞有丝分裂前期有丝分裂前期注：秋水仙素是从百注：秋水仙素是从百合科植物秋水仙的种合科植物秋水仙的种子和球茎中提取的一子和球茎中提取的一种植物碱，它是白色种植物碱，它是白色或淡黄色粉末或针状或淡黄色粉末或
14、针状结晶，有剧毒。结晶，有剧毒。二、染色体数目变异二、染色体数目变异杂交杂交三倍体三倍体（母本）（母本）（父本）（父本）联会紊乱联会紊乱无子西瓜无子西瓜三倍体无子西瓜培育过程三倍体无子西瓜培育过程第一年第一年第二年第二年三倍体植株三倍体植株用二倍体花粉：刺激用二倍体花粉：刺激子房产生生长素，促子房产生生长素，促进子房发育为果实。进子房发育为果实。授粉授粉教材教材91页页3.多倍体多倍体优点：优点：茎秆粗壮，叶片、果实和种子都比较大，糖茎秆粗壮，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。类和蛋白质等营养物质的含量都有所增加。缺点：缺点：生长发育延迟，结实率低。生长发育延
15、迟，结实率低。染色体数目染色体数目加倍后的草莓加倍后的草莓野生草莓野生草莓四倍体番茄四倍体番茄二、染色体数目变异二、染色体数目变异4单倍体单倍体2n=32n=16蜂王蜂王 工蜂工蜂 雄蜂雄蜂由由受精卵受精卵发育而来发育而来二倍体二倍体由由卵细胞卵细胞发育而来发育而来单倍体单倍体二、染色体数目变异二、染色体数目变异由由配子配子发育而成，体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体。发育而成，体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体。自然条件下，玉米等二倍体植物偶尔也会出现单倍体（自然条件下，玉米等二倍体植物偶尔也会出现单倍体（n）。）。与正常植株相比，与正常植株相比，单倍体植株长得弱小，而且高度不育单倍
16、体植株长得弱小，而且高度不育。减数分裂时，减数分裂时，无同源染色体联会无同源染色体联会。4单倍体单倍体二、染色体数目变异二、染色体数目变异应用：应用：单倍体育种单倍体育种过程过程:4单倍体单倍体二、染色体数目变异二、染色体数目变异步骤：花药离体培养步骤：花药离体培养+秋水仙素加倍秋水仙素加倍花药离体培养花药离体培养PF1配子配子DDTTDDttddTTddtt正常植株正常植株（纯合）（纯合）秋水仙素秋水仙素诱导诱导单倍体育种单倍体育种P高杆抗病高杆抗病 DDTT矮杆感病矮杆感病 ddttF1高杆抗病高杆抗病 DdTtF2D_T_ D_ttddT_ ddttddTT杂交育种杂交育种矮抗矮抗 需要
17、的纯合需要的纯合矮抗矮抗品种品种连续连续 第第1年年第第2年年第第3-6年年高杆抗病高杆抗病 DDTT矮杆感病矮杆感病 ddtt高杆抗病高杆抗病 DdTtDT DtdT dt单倍体植株单倍体植株第第1年年第第2年年DT DtdT dt需要的纯合需要的纯合矮抗矮抗品种品种单倍体育种优点：明显单倍体育种优点：明显缩短育种年限缩短育种年限,子代都是子代都是纯合子纯合子类类别别 杂交育种杂交育种诱变育种诱变育种单倍体育单倍体育 种种多倍体育种多倍体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自交交将不同品种的将不同品种的优良性状集中优良性状集中于同一个体上于同
18、一个体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物理或化学用物理或化学方法处理生物方法处理生物提高突变率，可提高突变率，可以在较短的时间以在较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花药离体培养；离体培养；秋水仙素处理秋水仙素处理幼苗（非种幼苗（非种子）；选择；子）；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纯合植株都是纯合子；子；)技术性强，需技术性强，需结合杂交育种
19、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用秋水仙素处理萌发的处理萌发的种子或幼苗种子或幼苗茎秆粗壮，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小结小结1.个体的体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。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。3.二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。二倍体物种所形成的单倍体中，其体细胞中只含
20、有一个染色体组。4.六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，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。所以是三倍体。由受精卵发育来，含有几个染色体组，就叫几倍体；由受精卵发育来，含有几个染色体组，就叫几倍体；由配子直接发育来的，不管有几个染色体组，都叫单倍体由配子直接发育来的，不管有几个染色体组，都叫单倍体。判断下列说法是否正确判断下列说法是否正确低温诱导植低温诱导植物细胞染色物细胞染色体数目变化体数目变化（1）原理 _处理植物的_细胞，能够_ _，以致影响细胞 _中染色体 _，导致 _，于是植物细胞中的染色体数目发生变化（加倍）;低温分生组织抑制纺
21、锤体的形成 有丝分裂被拉向两极细胞不能分裂成两个子细胞试剂作用卡诺氏液95%酒精解离液0.01g/mL的甲紫溶液固定细胞形态冲洗附着在根尖表面的卡诺氏液使组织中的细胞相互分离开使染色体(染色质)着色，便于观察染色体(染色质)的形态、数目和行为解离液：体积分数为95%的酒精溶液和质量分数为15%的盐酸溶液1:1混合（2）低温诱导植物细胞染色体数目的变化实验（3）方法步骤蒜根尖的培养固定 将蒜（或洋葱）在冰箱冷藏室内（_）放置一周；取出后，将蒜放在装满清水的容器上方，让蒜的底部接触水面，于室温（约_）进行培养；待蒜长出约_cm长的不定根时，将_放入冰箱冷藏室内，诱导培养_h；4251整个装置48-
22、72 剪取诱导处理的根尖_cm，放入_ 中浸泡_h，以_ ，然后用_ 冲洗_次；0.5-1卡诺氏液0.5-1固定细胞形态体积分数为95%的酒精2制作装片 包括_、_、_、_4个步骤；解离漂洗染色制片诱导培养固定（卡诺氏液）制片观察。观察 先用_寻找染色体形态好的分裂象；再用_观察；低倍镜高倍镜（4）结果：诱导率不是百分之百，因此视野中既有二倍体细胞，也有染色体数目发生改变的细胞，且前者数目多于后者；秋水仙素与低温都能诱导染色体数目加倍，都与抑制纺锤体的形成有关，着丝粒分裂后，没有纺锤体的牵引作用，因而不能将染色体拉向细胞的两极，导致细胞中的染色体数目加倍。讨论：秋水仙素与低温都能诱导染色体数目
23、加倍，这两种方法在原理上有什么相似之处？小儿猫叫综合征患者人类的许多疾病是由染色体结构改变引起的猫叫综合征是人的5号染色体部分缺失引起的遗传病因为患儿哭声轻，音调高，很像猫叫而得名。猫叫综合征患者的生长发育迟缓，而且存在严重的智力障碍。染色体结构的变异还有哪些类型呢？三、染色体结构的变异1.缺失：染色体的某一片段缺失引起变异。例如果蝇缺刻翅的形成。2.重复：染色体中增加某一片段引起变异。例如果蝇棒状眼的形成。正常眼棒状眼正常翅缺刻翅基因数目减少基因数目减少 ：基因数目增加基因数目增加结果结果 ：(一）类型正常翅卷翅3.易位：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，例如果蝇花斑眼的
24、形成。正常眼花斑眼4.倒位：染色体某一片段位置颠倒引起变异，例如果蝇卷翅的形成。基因排列顺序变化基因排列顺序变化基因排列顺序变化基因排列顺序变化三、染色体结构的变异比较染色体易位与交叉互换染色体易位交叉互换图解区别位置发生于非同源染色体非同源染色体之间发生于同源染色体的非姐妹染色单体之间原理染色体结构变异基因重组观察可在显微镜下观察到在显微镜下观察不到缺失 重复 易位 倒位染色体上基因数目、排列顺序发生改变结果：性状变异（改变）大多数染色体结构变异对生物体是不利的，有的甚至会导致生物体死亡。(二）结果（三）对生物体的影响四、课堂小结结构变异：缺失（例：猫叫综合症）、重复、易位、倒位染色体变异 数目变异 个别增减（例：21三体综合征）成倍增减染色体组概念：含个体发育全部基因的一组非同源染色体分类二倍体：由受精卵发育来，含两个染色体组的个体概念：由受精卵发育，含三个以上染色体组 多倍体特点：器官较大、营养丰富，但发育延迟，结实率低应用：多倍体育种（例：无籽西瓜、香蕉、小麦）成因：自然或人为（秋水仙素）使染色体加倍概念：配子直接发育来的个体成因：未经受精的配子直接发育而成应用：单倍体育种；花药离体培养法特点：植株一般较弱小、不育单倍体
