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1、第第9 9讲讲 染色体变异染色体变异项项目目内容内容要求要求考考纲纲要求要求1.1.染色体染色体结结构构变变异和数目异和数目变变异异2.2.生物生物变变异在育种上的异在育种上的应应用用高高频频考点考点1.1.染色体染色体变变异的特点异的特点2.2.染色体染色体变变异在育种上的异在育种上的应应用用生生物物变变异异不可遗传变异：不可遗传变异：可遗传变异：可遗传变异：遗传物质遗传物质未发生未发生改变，改变，环境环境变化引起性状改变，变化引起性状改变，变异性状仅限于变异性状仅限于当代当代表现。表现。遗传物质遗传物质发生发生改变，改变，变异性状变异性状可以在后代可以在后代中再次出现。中再次出现。生物变异
2、不遗传变异基因重组自然突变单倍体可遗传可遗传变异变异基因突变基因突变人工诱变人工诱变染色体染色体变异变异染色体数染色体数目变异目变异染色体结染色体结构变异构变异整倍性整倍性变异变异非整倍非整倍性变异性变异倒位倒位、易位易位、重复重复、缺失缺失多倍体多倍体请补充完善下列有关生物变异类型的概念图：请补充完善下列有关生物变异类型的概念图：缺失缺失重复重复倒位倒位易位易位a b c d e f a b c f a b c d e f a b c b c d e f a e d c b f a b c d e f a b c d e f g h i a b c d e f g h i j j 猫叫综合征
3、猫叫综合征果蝇的棒状眼果蝇的棒状眼果蝇果蝇3号染色体上猩红眼号染色体上猩红眼-桃色眼桃色眼-三角翅脉三角翅脉人慢性粒细胞白血病人慢性粒细胞白血病正常正常异常异常易位易位交叉互换交叉互换变异类型变异类型交换对象交换对象显微镜显微镜染色体结构变异染色体结构变异基因重组基因重组非同源染色体之间非同源染色体之间 同源染色体的等位基因同源染色体的等位基因图图 示示可观察到可观察到过程可以看到，结果过程可以看到，结果观察不到观察不到比较比较1 项目项目基因突变基因突变染色体结构变异染色体结构变异变异水平变异水平变异对象变异对象光学显微镜下光学显微镜下变异结果变异结果DNA分子水平分子水平染色体水平染色体水
4、平观察不到观察不到可观察到可观察到碱基对的增添、碱基对的增添、缺失或替换缺失或替换染色体片段的缺失、染色体片段的缺失、重复、倒位和易位重复、倒位和易位基因结构的改变，基因结构的改变，基因数目未变基因数目未变基因的数目和排列顺基因的数目和排列顺序发生改变序发生改变比较比较2发生结构变异的染色体发生结构变异的染色体,在同源染色体配对时会有在同源染色体配对时会有怎样的行为怎样的行为?“倒位倒位”“易位易位”“缺失或重复缺失或重复”缺失缺失重复重复倒位倒位易位易位a b c d e f a b c f a b c d e f a b c b c d e f a e d c b f a b c d e
5、f a b c d e f g h i a b c d e f g h i j 基因数目、排基因数目、排基因数目、排基因数目、排列顺序的改变列顺序的改变列顺序的改变列顺序的改变生物性状的生物性状的生物性状的生物性状的改变（改变（改变（改变（变异变异变异变异）j 猫叫综合征猫叫综合征果蝇的棒状眼果蝇的棒状眼果蝇果蝇3号染色体上猩红眼号染色体上猩红眼-桃色眼桃色眼-三角翅脉三角翅脉人慢性粒细胞白血病人慢性粒细胞白血病正常正常异常异常以以染色体组染色体组的形式的形式成倍成倍的增加或减少的增加或减少个别个别染色体增加或减少染色体增加或减少患者智力低下，身体发育患者智力低下，身体发育缓慢。患儿常表现口常
6、半缓慢。患儿常表现口常半张，所以又叫伸舌样痴呆。张，所以又叫伸舌样痴呆。个别染色体增加个别染色体增加21三体综合征三体综合征(先天性愚型）。先天性愚型）。47条（条（45+XY或或XX)TurnerTurner综合征（性腺发育不良）综合征（性腺发育不良）综合征（性腺发育不良）综合征（性腺发育不良）个别染色体减少个别染色体减少患儿在出生时即呈现身高、患儿在出生时即呈现身高、体重落后，手、足背明显体重落后，手、足背明显浮肿，女性表型，后发际浮肿，女性表型，后发际低，低，50有颈蹼。有颈蹼。45(44+X)以染色体组形式成倍增减以染色体组形式成倍增减1个染色体组个染色体组记作：记作：N组成：组成：形
7、式：形式：功能：功能：一组一组_，不含，不含_,_,无等位基因无等位基因染色体形态、大小、功能染色体形态、大小、功能_含有控制一种生物性状的含有控制一种生物性状的_ _ ,_ _ ,但不能重复。但不能重复。(携带生长发育全部遗传信息携带生长发育全部遗传信息)非同源染色体非同源染色体各不相同各不相同同源染色体同源染色体一整套基因一整套基因2个染色体组个染色体组记作：记作：2N 应用指南：应用指南：判断染色体组数判断染色体组数1.1.根根据据染染色色体体形形态态：细细胞胞内内_的的染染色体有几条，则含有几个染色体组，如下图所示。色体有几条，则含有几个染色体组，如下图所示。4 4个个4 4个个3 3
8、个个1 1个个形态相同形态相同2 2根根据据基基因因型型判判断断:控控制制同同一一性性状状的的基基因因出出现现几几次，次，则则有几个染色体有几个染色体组组1 1个个4 4个个2 2个个3 3个个3 3根据染色体的数目和染色体的形根据染色体的数目和染色体的形态态数来推算。数来推算。例题：韭菜体细胞中的例题：韭菜体细胞中的3232条染色体具有条染色体具有8 8种各种各不相同的形态，韭菜是不相同的形态，韭菜是 A A单倍体单倍体 B B二倍体二倍体 C C四倍体四倍体 D D八倍体八倍体染色体组数染色体组数4.4.分裂图像染色体组的判断分裂图像染色体组的判断四个四个二个二个一个一个二个二个单倍体单倍
9、体雄蜂雄蜂单倍体单倍体概念：概念：由由 发育而来的，体细胞中发育而来的，体细胞中 含有本物种配子中染色体数目的个体。含有本物种配子中染色体数目的个体。实例：实例：配子配子蜜蜂的雄蜂，玉米、水稻等高等植物偶尔蜜蜂的雄蜂，玉米、水稻等高等植物偶尔出现的单倍体植株出现的单倍体植株特点：特点：植株弱小、一般高度不育植株弱小、一般高度不育不一定。只要由配子发育而成的个体就叫单倍体。不一定。只要由配子发育而成的个体就叫单倍体。单倍体一定含有一个染色体组吗？单倍体一定含有一个染色体组吗？应用：应用：若从播种到收获种子需要一年若从播种到收获种子需要一年,则培育出能稳定则培育出能稳定遗传的矮杆抗病的品种至少需要
10、几年遗传的矮杆抗病的品种至少需要几年?P高杆高杆抗病抗病 DDTT矮杆感矮杆感病病 ddttF1高杆抗病高杆抗病 DdTt第第1年年选育出需要的矮抗品种选育出需要的矮抗品种F2D_T_ D_tt ddT_ ddtt矮抗矮抗杂交育种杂交育种第第2年年第第3年年生长生长ddTTF3减数分裂减数分裂配子配子DTDtdTdt花药离体培养花药离体培养第第4年年单倍体育种单倍体育种花药离体培养若从播种到收获种子需要一年若从播种到收获种子需要一年,则培育出能稳定则培育出能稳定遗传的矮杆抗病的品种至少需要几年遗传的矮杆抗病的品种至少需要几年?P高杆高杆抗病抗病 DDTT矮杆感矮杆感病病 ddttF1高杆抗病高
11、杆抗病 DdTt第第1年年选育出需要的矮抗品种选育出需要的矮抗品种F2D_T_ D_tt ddT_ ddtt矮抗矮抗杂交育种杂交育种第第2年年第第3年年生长生长ddTTF3减数分裂减数分裂配子配子DTDtdTdt单倍体单倍体 DTDtdTdt花药离体培养花药离体培养秋水仙素秋水仙素第第1年年第第2年年第第4年年单倍体育种单倍体育种DDttddTT ddtt纯合体纯合体DDTT矮抗矮抗优点：明显缩短育种年限优点：明显缩短育种年限,获得稳定遗传的纯合子。获得稳定遗传的纯合子。例如：人、果蝇、玉米、番茄等。例如：人、果蝇、玉米、番茄等。二倍体二倍体概念：概念：由由受精卵发育受精卵发育而来，体细胞含有
12、而来，体细胞含有2个个染色体组的个体。染色体组的个体。多倍体多倍体例：香蕉、马铃薯等。例：香蕉、马铃薯等。概念概念：由：由受精卵发育受精卵发育而来，体细胞中含有而来，体细胞中含有三个或三三个或三个个以上染色体组的个体。以上染色体组的个体。三倍体三倍体四倍体四倍体六倍体六倍体特点特点：茎秆粗壮，叶片、果实和种子都比较大，糖类和：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丰富。蛋白质等营养物质含量丰富。4 4个个染色体染色体8 8个个染色体染色体无纺缍无纺缍体形成体形成染色体复制染色体复制着丝点着丝点分裂分裂无纺缍丝无纺缍丝牵引牵引多倍体的多倍体的形成原因形成原因：若继续进行正
13、常若继续进行正常的有丝分裂的有丝分裂染色体加染色体加倍的组织倍的组织或个体或个体应用应用:多倍体育种多倍体育种-三倍体无子西瓜的培育三倍体无子西瓜的培育二倍体西瓜幼苗二倍体西瓜幼苗二倍体西瓜幼苗二倍体西瓜幼苗三倍体无子西三倍体无子西瓜瓜子房发育子房发育三倍体植株三倍体植株（联会紊乱）（联会紊乱）二倍体植株二倍体植株（第一年）（第一年）三倍体种子三倍体种子花粉刺激子房花粉刺激子房秋水仙素处理秋水仙素处理四倍体植株（四倍体植株（）二倍体植株（二倍体植株（）（第二年）（第二年）二倍体幼苗二倍体幼苗秋水仙素处理秋水仙素处理四倍体植株四倍体植株(母本母本)二倍体植株二倍体植株(父本父本)四倍体植株上结的
14、果实四倍体植株上结的果实 果皮：果皮：种皮：种皮：胚：胚：胚乳：胚乳：4N4N 4N4N 3N3N 5N5N应用应用:多倍体育种多倍体育种-三倍体无子西瓜的培育三倍体无子西瓜的培育三倍体种子三倍体种子无子西瓜和无子番茄培育的区别无子西瓜和无子番茄培育的区别比较项目比较项目无子西瓜无子西瓜无子番茄无子番茄培育原理培育原理无子原因无子原因无子性状无子性状能否遗传能否遗传所用试剂所用试剂染色体变异染色体变异生长素促进果实发育生长素促进果实发育三倍体植物在减数分三倍体植物在减数分裂中同源染色体裂中同源染色体联会联会紊乱，紊乱，不能形成正常不能形成正常的配子而无子的配子而无子未授粉，胚珠内的卵未授粉，胚
15、珠内的卵细胞细胞没有经过受精没有经过受精，所以果实中没有形成所以果实中没有形成种子种子能，结无子西瓜的能，结无子西瓜的植株经植物组织培植株经植物组织培养后，所结西瓜仍养后，所结西瓜仍是无子是无子不能，结无子番茄的不能，结无子番茄的植株经植物组织培养植株经植物组织培养后，所结番茄有子后，所结番茄有子秋水仙素秋水仙素生长素生长素单倍体育种与多倍体育种比较单倍体育种与多倍体育种比较单单倍体育种倍体育种多多倍体育种倍体育种原原理理方方法法优优点点缺缺点点染色体数目以染色体染色体数目以染色体组形式组形式成倍减少成倍减少，然，然后再加倍后获得纯种后再加倍后获得纯种染色体数目以染色体组形式染色体数目以染色体
16、组形式成成倍增加倍增加花药离体培养花药离体培养获得单倍体，获得单倍体，再用再用秋水仙素秋水仙素处理幼苗处理幼苗秋水仙素秋水仙素处理正在萌发的种子处理正在萌发的种子或幼苗或幼苗明显缩短育种年限明显缩短育种年限器官大，营养成分含量高，器官大，营养成分含量高，产量增加产量增加技术复杂技术复杂，需要与杂交，需要与杂交育种配合育种配合适用于植物，适用于植物，动物动物难以开展。难以开展。多倍体植物生长周期延长，多倍体植物生长周期延长，结实率降低结实率降低2.（2015新课标卷）下列关于人类猫叫综合征的叙述，正确的是A.该病是由于特定的染色体片段缺失造成的B.该病是由于特定染色体的数目增加造成的C.该病是由
17、于染色体组数目成倍增加造成的D.该病是由于染色体中增加某一片段引起的2.（2015新课标卷）下列关于人类猫叫综合征的叙述，正确的是A.该病是由于特定的染色体片段缺失造成的B.该病是由于特定染色体的数目增加造成的C.该病是由于染色体组数目成倍增加造成的D.该病是由于染色体中增加某一片段引起的2.（2015新课标卷）下列关于人类猫叫综合征的叙述，正确的是A.该病是由于特定的染色体片段缺失造成的B.该病是由于特定染色体的数目增加造成的C.该病是由于染色体组数目成倍增加造成的D.该病是由于染色体中增加某一片段引起的1.（2015年海南年海南)关于基因突变和染色体结构变异关于基因突变和染色体结构变异的叙
18、述，正确的是的叙述，正确的是 2.3.A基因突变都会导致染色体结构变异基因突变都会导致染色体结构变异 4.B基因突变与染色体结构变异都导致个体基因突变与染色体结构变异都导致个体表现型改变表现型改变 5.C基因突变与染色体结构变异都导致碱基基因突变与染色体结构变异都导致碱基序列的改变序列的改变 6.D基因突变与染色体结构变异通常都用光基因突变与染色体结构变异通常都用光学显微镜观察学显微镜观察 高考链接高考链接C【实验原理实验原理】低温抑制低温抑制的形成，以致影响的形成，以致影响 被拉向两极，细胞不能分裂成两个子细胞，被拉向两极，细胞不能分裂成两个子细胞，于是于是数目改变。数目改变。纺锤体纺锤体染
19、色体染色体染色体染色体2.2.实验步骤实验步骤根尖培养：将洋葱等材料放在装满清水的广口瓶上，底部接触水面，置于根尖培养：将洋葱等材料放在装满清水的广口瓶上，底部接触水面，置于适宜条件下，使之生根；适宜条件下，使之生根；低温诱导：待不定根长至低温诱导：待不定根长至1 cm时，将整个装置放入冰箱的低温室内时，将整个装置放入冰箱的低温室内(4)，诱导培养诱导培养36 h；材料固定：剪取根尖约材料固定：剪取根尖约0.51 cm，放入卡诺氏液，放入卡诺氏液(中浸泡中浸泡0.5 1 h，固定其形态，然后用，固定其形态，然后用95%酒精冲洗酒精冲洗2次；次；制作装片制作装片:解离解离漂洗漂洗染色染色制片制片
20、(同观察植物细胞的的有同观察植物细胞的的有丝分裂丝分裂)观察：先用低倍镜观察，找到变异细胞的，再换用高倍镜观察。观察：先用低倍镜观察，找到变异细胞的，再换用高倍镜观察。卡诺氏液卡诺氏液(无水酒精无水酒精3 3份份:冰醋酸冰醋酸1 1份或无水乙醇份或无水乙醇6 6份，氯仿份，氯仿3 3份，冰醋份，冰醋酸酸(乙酸）乙酸）1 1份份)3基本技基本技术术要求要求(1)为为了能了能观观察到察到细细胞在生活状胞在生活状态态下的内部下的内部结结构，构，必必须须先将先将细细胞固定。胞固定。(2)在在进进行本行本实验实验的的过过程中，与程中，与观观察植物察植物细细胞的有胞的有丝丝分裂一分裂一样样，所，所观观察的
21、察的细细胞已胞已经经被被杀杀死了，最死了，最终终在在显显微微镜镜下看到的是死下看到的是死细细胞。胞。(3)选选材的材的时时候必候必须选须选用能用能够进够进行分裂的分生行分裂的分生组织组织细细胞，不分裂的胞，不分裂的细细胞染色体不复制，不会出胞染色体不复制，不会出现现染色体染色体加倍的情况。加倍的情况。3.3.实验中几种液体的作用实验中几种液体的作用(1)(1)卡诺氏液：卡诺氏液：固定细胞形态固定细胞形态(2)95%(2)95%酒精：酒精：冲洗附着在根尖表面的卡诺氏液。冲洗附着在根尖表面的卡诺氏液。(3)(3)解离液：解离液：(质量分数为质量分数为15%HCI15%HCI和体积分数为和体积分数为95%95%酒精酒精1:11:1混合混合)使组织中的细胞相互分离开来。使组织中的细胞相互分离开来。(4)(4)清水：清水：洗去解离液，防止解离过度，便于染色洗去解离液，防止解离过度，便于染色(5)(5)改良苯酚品红染液：改良苯酚品红染液：使染色体着色，便于观察使染色体着色，便于观察 染色体的形态、数目、行为。染色体的形态、数目、行为。