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1、生物的变异n 之染色体变异之染色体变异二.染色体变异三三.染色体数目的增减染色体数目的增减细胞内的个别染色体增加或减少细胞内的染色体以染色体组的形式成倍增加或减少1.染色体组2.二倍体和多倍体3.人工诱导多倍体在育种上的应用4.单倍体及其应用一一.染色体变异染色体变异染色体结构的改变染色体数目的增减二二.染色体结构的改变染色体结构的改变缺失 重复 倒位 易位 缺失缺失指一条染色体断裂而失去一个片段，这个片段上的基指一条染色体断裂而失去一个片段，这个片段上的基因也随之丢失。在人类遗传中因也随之丢失。在人类遗传中,染色体缺失导致猫叫染色体缺失导致猫叫综合症综合症.染色体结构的变异染色体结构的变异重
2、复重复一条染色体的断裂片段接到同源染色体的相应部位，一条染色体的断裂片段接到同源染色体的相应部位，结果后者就有一段重复基因。结果后者就有一段重复基因。例如例如:果蝇的果蝇的棒状眼棒状眼。染色体结构的变异染色体结构的变异倒位倒位一条染色体的断裂片段，位置倒过来后再接上去，一条染色体的断裂片段，位置倒过来后再接上去，造成这段染色体上的基因位置颠倒。造成这段染色体上的基因位置颠倒。染色体结构的变异染色体结构的变异易位易位染色体发生断裂，断裂片段接到非同源染色体上的现象。易位染色体发生断裂，断裂片段接到非同源染色体上的现象。易位可使原来不连锁的基因发生连锁。可使原来不连锁的基因发生连锁。染色体结构的变
3、异染色体结构的变异概念：概念：细胞内某一号或几号染色体的细胞内某一号或几号染色体的数量增多或减少。数量增多或减少。后果：后果：因为染色体上的基因能控制蛋因为染色体上的基因能控制蛋白质的合成，某号染色体增多或减少后将白质的合成，某号染色体增多或减少后将导致相应蛋白质的增多或减少，从而导致导致相应蛋白质的增多或减少，从而导致新陈代谢的严重紊乱，造成细胞死亡或严新陈代谢的严重紊乱，造成细胞死亡或严重的功能缺陷。重的功能缺陷。正常正常增多增多减少减少、非整非整组变异组变异例：例：2121三体综合三体综合症症(如图，又称先天性如图，又称先天性愚型或唐氏综合症愚型或唐氏综合症)是是由于患者细胞内多了由于患
4、者细胞内多了一条一条2121号染色体造成号染色体造成的。患者眼间宽、眼的。患者眼间宽、眼角上斜、口常半张，角上斜、口常半张，身体发育缓慢、智力身体发育缓慢、智力极度低下，许多在极度低下，许多在1010岁前夭折。岁前夭折。此外，人类染色体增多或此外，人类染色体增多或减少将使人失去生育能力，同时减少将使人失去生育能力，同时其它生理功能出现严重缺陷。其它生理功能出现严重缺陷。1717号及号及1414号染色体增多一条的患者号染色体增多一条的患者生理和智力都严重不正常。生理和智力都严重不正常。人类其它染色体数目发生变人类其它染色体数目发生变化的病例极少发现，很可能这些化的病例极少发现，很可能这些染色体数
5、目改变是致死的！染色体数目改变是致死的！概念：概念：体细胞内染色体组增多或减少。体细胞内染色体组增多或减少。后果：后果：在植物及低等动物中比较常见，在植物及低等动物中比较常见，由于基因控制的蛋白质成比例增多或减少，由于基因控制的蛋白质成比例增多或减少，一般对生存没有显著影响。一般对生存没有显著影响。在高等植物，染色体组增多的植株一般在高等植物，染色体组增多的植株一般具有大型性，各器官粗大，成熟推迟；染色具有大型性，各器官粗大，成熟推迟；染色体组减少的植株则生长瘦弱。体组减少的植株则生长瘦弱。染色体组为奇数时，因减裂时联会紊乱，染色体组为奇数时，因减裂时联会紊乱，表现为高度不孕（不能产生种子）。
6、表现为高度不孕（不能产生种子）。、整、整组变异组变异例：正常的水稻具有两例：正常的水稻具有两个染色体组。只有一个染色个染色体组。只有一个染色体组的水稻生长十分瘦弱，体组的水稻生长十分瘦弱，不产生分孽，形成的稻穗中不产生分孽，形成的稻穗中全是空壳；具有三个染色体全是空壳；具有三个染色体组的水稻苗长得特别旺盛，组的水稻苗长得特别旺盛，很迟开花，所结果实也全是很迟开花，所结果实也全是空壳；具有四个染色体组的空壳；具有四个染色体组的水稻长得特别茂盛，虽说也水稻长得特别茂盛，虽说也能开花结果实，但生长期特能开花结果实，但生长期特别长，甚至要几年才能成熟！别长，甚至要几年才能成熟！果蝇的染色体组v雌果蝇产
7、生的配子雄果蝇产生的配子IIXIIIIV细胞中的一组非同源染色体，细胞中的一组非同源染色体，形态和形态和功能各不同功能各不同，但是携带着控制一种生，但是携带着控制一种生物生长发育物生长发育,遗传和变异的全部信息，遗传和变异的全部信息，这样的一组染色体叫做一个染色体组。这样的一组染色体叫做一个染色体组。二倍体和多倍体二倍体和多倍体二倍体：由二倍体：由受精卵受精卵发育而成的个体，体细胞中有发育而成的个体，体细胞中有两个染色体组的叫做二倍体；体细胞中含有三个两个染色体组的叫做二倍体；体细胞中含有三个或三个以上染色体组的叫多倍体，其中含有三个或三个以上染色体组的叫多倍体，其中含有三个染色体组的叫三倍体
8、，含有四个染色体组的叫四染色体组的叫三倍体，含有四个染色体组的叫四倍体。倍体。自然界中，几乎全部动物和过半数的高等植物都是二倍体。自然界中，几乎全部动物和过半数的高等植物都是二倍体。新疆帕米尔高原的高山植物，有65%的种类是多倍体BUT：如果纺锤体的形成受到破坏，那么会导致什么？后果：染色体不能被拉向两极，细胞不能分裂成两个子细 胞，于是形成染色体数目加倍的细胞。这样的细胞继续进行正常的有丝分裂，就发育成染色体数目这样的细胞继续进行正常的有丝分裂，就发育成染色体数目加倍的组织或个体。加倍的组织或个体。多倍体形成的原因多倍体形成的原因在纺锤体的牵引下，染色体向两极移动普通小麦的形成过程普通小麦的
9、形成过程1414一粒小麦山羊草77杂交种不育77配子配子147配子配子147杂交种不育28 14加倍异源多倍体14节节草二粒小麦14 1428加倍异源多倍体42普通小麦注：这也是物种形成的一种方式。多倍体草莓（上）多倍体草莓（上）和野生状态下的和野生状态下的草莓（下）草莓（下）多倍体的优点：器官巨大型，营养物质含量增加多倍体的优点：器官巨大型，营养物质含量增加缺点：发育延迟，结实率降低缺点：发育延迟，结实率降低野生的草莓染色体数目加倍的草莓人工诱导多倍体在育种上的应用比较优：形态加大增高，营养物优：形态加大增高，营养物 质含量增加质含量增加缺：发育延迟，结实率低缺：发育延迟，结实率低方法秋水仙
10、素处理萌发的种子秋水仙素处理萌发的种子和幼苗和幼苗机理秋水仙素作用于正在分裂秋水仙素作用于正在分裂的细胞，能够抑制纺锤体的细胞，能够抑制纺锤体的形成，导致染色体不分的形成，导致染色体不分离，使得染色体数目加倍离，使得染色体数目加倍应用三倍体无子西瓜的培育三倍体无子西瓜的培育八倍体小黑麦的培育八倍体小黑麦的培育三倍体无籽西瓜的培育无籽西瓜的培育过程无籽西瓜的培育过程二倍体幼苗四倍体植株秋水仙素处理染色体加倍二倍体幼苗二倍体植株发育授粉二倍体幼苗二倍体植株发育花粉诱导三倍体种子三倍体无籽瓜三倍体植株发育第一年第二年问：该植株的西瓜的果肉细胞，种子的种皮和胚其染色体组数目各是多少？普通小麦（6n）二
11、倍体黑麦（2n）四倍体小黑麦（4n，不育）秋水仙素处理萌发的种子或幼苗八倍体小黑麦（8n）（耐贫瘠的土壤和寒冷的气候，（耐贫瘠的土壤和寒冷的气候，面粉白，蛋白质含量高，产量高）面粉白，蛋白质含量高，产量高）八倍体小黑麦的培育八倍体小黑麦的培育香蕉的培育香蕉的培育香蕉的祖先为野生芭蕉，个小而多种子，香蕉的祖先为野生芭蕉，个小而多种子，无法食用。香蕉的培育过程如下：无法食用。香蕉的培育过程如下：野生芭蕉野生芭蕉2 2n n有籽香蕉有籽香蕉4 4n n加倍加倍野生芭蕉野生芭蕉2 2n n无籽香蕉无籽香蕉3 3n n多倍体育种多倍体育种多倍体植物有生长旺盛，各器官粗壮，多倍体植物有生长旺盛，各器官粗壮
12、，种子少或不产生种子的特性。凡是不以种子种子少或不产生种子的特性。凡是不以种子为收获目标的植物都可以考虑进行多倍体育为收获目标的植物都可以考虑进行多倍体育种。种。观赏或用材植物观赏或用材植物某些水果某些水果非种子农作物非种子农作物其它多倍体植物其它多倍体植物甘蔗是三倍体。最早的野生甘蔗就像芦苇甘蔗是三倍体。最早的野生甘蔗就像芦苇又细又短且开花结籽。这种野生甘蔗发生自然又细又短且开花结籽。这种野生甘蔗发生自然加倍形成四倍体甘蔗，四倍体甘蔗与野生甘蔗加倍形成四倍体甘蔗，四倍体甘蔗与野生甘蔗自然杂交，就形成了现在的甘蔗。自然杂交，就形成了现在的甘蔗。人们种植的西瓜有三种：普通西瓜为二倍人们种植的西瓜
13、有三种：普通西瓜为二倍体，个小籽多，重量一般在三公斤以下；大体，个小籽多，重量一般在三公斤以下；大西瓜为四倍体，个大籽小，重量可达五公斤以西瓜为四倍体，个大籽小，重量可达五公斤以上；无籽西瓜为三倍体，个大无籽。上；无籽西瓜为三倍体，个大无籽。甘薯、马铃薯等以无性繁殖为主的作物及甘薯、马铃薯等以无性繁殖为主的作物及许多花卉、水果一般都是多倍体。许多花卉、水果一般都是多倍体。单倍体单倍体体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体单倍体单倍体一倍体一倍体染色体组染色体组可以有一个或多个染色体组，宏观概念体细胞中含有一个染色体组，宏观概念微观概念单倍体与多倍体的区别单倍体与多倍体的区别二倍体(2N=2x)
14、三倍体(3N=3x)多倍体(nN=nx)(a+b)(a+b)注：x染色体组，a、b为正整数。生物体合子2N=(a+b)x发育直接发育成生物体：单倍体（N=ax)雌配子(N=ax)直接发育成生物体：单倍体（N=bx)雄配子(N=bx)由合子发育来的个体，细胞中含有几个染色体组，就叫几倍体；而由配子直接发育来的，不管含有几个染色体，都只能叫单倍体。说明单倍体形成原因：未经受精的生殖细 胞单独发育而成单倍体特点：植株弱小，高度不育应用：单倍体育种经花药离体培养单倍体类型：秋水仙素处理纯合子：单倍体育种花粉类型：AB Ab aB abAB Ab aB abAABB AAbb aaBB aabbP：AA
15、BBaabbF1：AaBb（优点：明显缩短育种年限）（优点：明显缩短育种年限）例：现有两纯种小麦，一为DDTT（高秆抗锈），另一为ddtt（矮秆易锈）两对基因独立遗传，现有两种方法获得新品种，问：P1 DDTTddttDdTt1 Dt2dt单倍体植株DDTT345（三）（四）III（六）（五）D-T-D-tt ddT-ddtt6ddTT（三）（三）（三）（四）（四）（四）（二）F1（一）1.要缩短年限，应选择方法是（），方法II的变异原理是（）；2.图中1和4的基因组成分别是（）和（）；3.二过程中，D和d的分离发生在（），三过程采用的方法称为（），四过程最常用的试剂是（）；4.五过程中产生的
16、抗倒抗锈植株中的纯合体占（），如果让F1按 五六过程连续自交2代，则6中符合生产要求的能稳定遗传的个 体占（）；5.如将方法I中获得的35植株杂交，再让所得到的后代 自交，则后代基因型比例为（）。提问提问人工诱变人工诱变+单倍体育种单倍体育种纯合新纯合新品种品种花药离体培养花药离体培养花药离体培养花药离体培养加倍并选择加倍并选择加倍并选择加倍并选择优点：优点：当年就可以培育出优良新品种！当年就可以培育出优良新品种！普通普通品种品种杂合杂合体体人工人工诱变诱变常见育种方式比较常见育种方式比较方法原理方法实例优点无性繁殖 杂交育种 诱变育种 单倍体育种 多倍体育种 基因工程育种 有丝分裂嫁接、扦插
17、、组织培养等无核蜜桔保持优良性状基因重组杂交，自交，筛选，自交。抗倒伏抗锈病小麦集中优良性状基因突变物理法、化学法等青霉素高产菌株提高变异频率，出现新性状染色体变异花药离体培养法小麦新品种明显缩短育种进程，得到纯合体染色体变异秋水仙素处理使染色体加倍无籽西瓜器官大，营养成分含量高DNA拼接将不同生物的基因拼接在一起抗虫棉目的性强，打破物种界限避免变异避免变异无性繁殖无性繁殖利用利用变异变异杂交育种杂交育种人工诱变育种人工诱变育种多倍体育种多倍体育种单倍体育种单倍体育种生物的后代出现不同于亲本的性状生物的后代出现不同于亲本的性状自然变异自然变异人工诱导变异人工诱导变异按来源分按来源分应应用用生生
18、物物的的变变异异小小结结概念：概念：类类型型基因重组基因重组基因突变基因突变染色体变异染色体变异不遗传的变异不遗传的变异遗传的遗传的变异变异按结按结果分果分1 1 不是染色体不是染色体结构变异的结构的是变异的结构的是()A A 染色体缺失某一段染色体缺失某一段B B 染色体中增加了某一片段染色体中增加了某一片段C C 染色体中的染色体中的DNADNA的基对位置的颠倒的基对位置的颠倒D D 染色体裁中的某一片段的位置的颠倒染色体裁中的某一片段的位置的颠倒C2 2 基基因因重重组组,基基因因突突变变和和染染色色体体变变异异的的共同点共同点()()A A 都能产生可遗传的的变异都能产生可遗传的的变异
19、B B 都能产生新的基因都能产生新的基因C C 产生的变异均对生物不利产生的变异均对生物不利D D 产生的变异均对生物有利产生的变异均对生物有利分析对照图，从分析对照图，从A B C D中确认出表示标含中确认出表示标含一个染色体组的细胞，是图中的（）一个染色体组的细胞，是图中的（）A BC DB4、一个染色体组应是（、一个染色体组应是（）A 配子中的全部染色体配子中的全部染色体 B 二倍体生物配子中的全部染色体二倍体生物配子中的全部染色体C 体细胞中一半染色体体细胞中一半染色体D 来自父方或母方的全部染色体来自父方或母方的全部染色体E 体细胞中的染色体数体细胞中的染色体数F 每一对同源染色体为
20、一个染色体组每一对同源染色体为一个染色体组5、用亲本基因型为、用亲本基因型为DD和和dd的植株杂交，对其子一代的的植株杂交，对其子一代的幼苗用秋水仙素处理产生了多倍体，其基因型是（幼苗用秋水仙素处理产生了多倍体，其基因型是（）A DDDD B DDDd C DDdd D Dddd E dddd F DdBC6、以四倍体西瓜作为母本，二倍体西瓜作为父本进行杂交，、以四倍体西瓜作为母本，二倍体西瓜作为父本进行杂交，所得西瓜中，果皮细胞所得西瓜中，果皮细胞 胚细胞胚细胞 种皮细胞所含的染色体组依种皮细胞所含的染色体组依次是（次是（）A 3，3，3 B 3，3，4 C 3，4，4 D 4，3，3 E 4，3，4 F 4，4，47、已知某种小麦的基因型是、已知某种小麦的基因型是AaBbCc，且且3对基因分别位于三对基因分别位于三对同源染色体上，利用花药进行离体培养，获得对同源染色体上，利用花药进行离体培养，获得N株小麦，其株小麦，其中基因型为中基因型为aabbcc的个体占（的个体占（）A 0 B N/16 C N/8 D N/4CE