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1、第第5 5章章 基因突变及其他变异基因突变及其他变异第第2 2节节 染色体变异染色体变异野生祖先种（多种颜色）栽培品种（一般都为黄色）问题探讨：野生祖先种（有籽）栽培品种（无籽）作为野生植物的后代，许多栽培植物的染色体数目却与它们的祖先大不相同，如马铃薯和香蕉。生物种类体细胞染色体数/条体细胞非同源染色体/套配子染色体数/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333讨论：1.请根据所学的减数分裂的知识，试着完成该表格。2.为什么我们平时吃的香蕉没有种子？3.减数分裂和受精作用，能够使生物亲子代间的染色体数目保持稳定。然而，马铃薯和香蕉的染色体数目为什么与它们的野生祖
2、先有很大差别呢？马铃薯和香蕉的染色体数目表121224241111异常异常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会紊乱，不能形成正常的配子，因此无法形成受精卵，进而形成种子。染色体变异1.概念:2.分类:染色体数目的变异染色体结构的变异3.发生时期:4.适用范围:个体生长发育的任何时期，主要发生在细胞分裂时。真核生物核基因的遗传生物体的体细胞或生殖细胞内染色体数目或结构的变化。细胞内个别染色体的增加或减少（非整倍体变异）细胞内染色体数目以一套完整的非同源染色体为基数成倍地增加或成套的减少。（整倍体变异）举例：21三体综合征（唐氏综合征）原因：亲代减数分裂时同源染色
3、体未分离，或减数分裂姐妹染色单体未分离。21-三体综合征患者的染色体组成21-三体综合征患者舟舟1.个别染色体增加或减少（非整倍体变异）一、一、染色体数目变异染色体数目变异鼻梁扁平且宽，眼小，口半张，舌有龟裂，发育迟缓，智力低下。13三体综合征有小头，先天性心脏病，严重智力迟钝，常在3个月内死亡，也有活到5岁的。鼻梁窄而长，耳位低，平均寿命6个月，也有活到十几岁的。18三体综合征Klinefelter综合征XXY型 外貌是男性，无生育能力，智能一般较差。XYY型外貌男性，智能正常或略低，脾气暴烈，易激动，常有攻击性行为，犯罪率高。症状：先天性卵巢发育不全。典型临床表现为身材矮小、第二性征发育不
4、良或不发育、具有特殊的躯体特征(如颈蹼、盾状胸、肘外翻)等。患者智力轻度低下。Turner综合征(X0型）病因：单一的X染色体来自母亲，失去的X染色体由于父亲的精母细胞性染色体未分离造成的。3.染色体组 细胞中的一组非同源染色体在形态和功能上各不相同，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。果蝇的染色体组成1个染色体组1个染色体组野生马铃薯的染色体组成野生马铃薯有 个染色体组。2 22.以染色体组的形式增加或减少（整倍体变异）3个图形题就看形状大小相同的染色体(同源染色体)有几条,就是几个染色体组4个例1.判断下图中分别有几个染色体组，每个染色体组怎么表示？
5、1个例2.判断下图中分别有几个染色体组，每个染色体组怎么表示？YyRrAABBDDAaaBbbABCD2个染色体组2个染色体组3个染色体组1个染色体组根据“基因型”判断同种类型字母(不区分大小写)的个数有几个就含几个染色体组总结：1.图形题就看同源染色体的条数 2.基因型题就看同种类型字母的个数 野生马铃薯体细胞中有两个染色体组，每个染色体组包括12条形态和功能不同的非同源染色体。几乎全部动物和过半数的高等植物都是二倍体。由受精卵发育而成的体细胞中含有两个染色体组的生物个体叫做二倍体。4.二倍体配子亲代 2N2N2N2NN NN N受精卵2N2N子代 2N2N正常情况下，野生马铃薯减数分裂形成
6、的配子中有_个染色体组。1 1由受精卵发育而来，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。（1）概念：多倍体在动物中极少见，植物中很常见。5.多倍体香蕉（三倍体）马铃薯（四倍体）普通小麦（六倍体）(2)多倍体植株特点优点:四倍体草莓（上）二倍体草莓（下）四倍体番茄的维生素C含量比二倍体几乎增加了一倍。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。缺点：生长发育延迟，结实率低。(3)多倍体育种(人工诱导多倍体)低温诱导、秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。原理：注：秋水仙素是从百合科植物秋水仙的种子和球茎中提取的一种植物碱，它是白色或淡黄色粉末或针状结晶，有
7、剧毒。方法：染色体数目变异抑制纺锤体的形成，导致着丝粒分裂后染色体不能移向细胞两极，从而引起细胞内染色体数目加倍。机理：染色体复制无纺缍体形成着丝粒分裂无纺缍丝牵引不分裂主要作用于有丝分裂的前期作用时期:练习：38期3版 4、5、6二倍体西瓜幼苗二倍体西瓜幼苗秋水仙素处理二倍体西瓜植株四倍体西瓜植株联会紊乱三倍体西瓜种子无子西瓜杂交授粉自然长成二倍体西瓜植株第一年第一年第二年第二年三倍体西瓜植株人工诱导多倍体实例三倍体无籽西瓜P91用二倍体花粉：刺激子房产生生长素，促进子房发育为果实。总结：奇数个染色体组的个体不育。偶数个染色体组的个体可育。思考：为什么三倍体西瓜、三倍体香蕉是无籽的？四倍体能
8、通过减数分裂形成可育的配子吗？若能，配子中有几个染色体组？因为三倍体的原始生殖细胞中有三套非同源染色体，减数分裂时出现联会紊乱，因此不能形成可育的配子。能。配子中含有2个染色体组。某个体是由四倍体生物的配子直接发育而来的，它属于几倍体？单倍体6.单倍体（1）概念：由配子直接发育而来的生物个体。其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，叫作单倍体。如：蜜蜂中的雄峰（2）形成原因：未受精的生殖细胞（如卵细胞、花粉等）单独发育。蜜蜂蜂王工蜂雄峰由受精卵发育而来二倍体由卵细胞发育而来单倍体蜂王 雄蜂 工蜂 2N=322N=32 N=16N=16 2N=322N=32（3）特点植株长得弱小
9、一般高度不育含偶数个染色体组：可育含奇数个染色体组：高度不育练习：课本P91 1、2、4、（4）应用单倍体育种花药离体培养+人工诱导加倍二倍体植株花药离体培养单倍体植株秋水仙素染色体加倍二倍体植株（纯合体）染色体数目变异原理：方法：过程：优点:缺点：明显缩短育种年限。快速获得纯合子。技术复杂，需与杂交育种配合。花药离体培养P PF F1 1配子DDTTDDTTDDttDDttddTTddTTddttddtt正常植株（纯合）秋水仙素单倍体育种P P高杆抗病 DDTTDDTT矮杆感病 ddttddttF F1 1高杆抗病 DdTtDdTtF F2 2D_T_D_T_D_ttD_ttddT_ddT_
10、ddttddttddTTddTT杂交育种矮抗需要的纯合矮抗品种连续第1年第2年高杆抗病 DDTTDDTT矮杆感病 ddttddtt高杆抗病 DdTtDdTtDTDTDtDtdTdTdtdt单倍体植株第1年第2年DTDTDtDtdTdTdtdt需要的纯合矮抗品种第36年类别 杂交育种诱变育种单倍体育种多倍体育种原理常用方法优点缺点基因重组杂交自交选优自交将不同品种的优良性状集中于同一个体上不能产生新基因；育种进程缓慢、过程复杂；基因突变用物理或化学方法处理生物提高突变率，可以在较短的时间内获得更多的优良变异类型有利变异少，需大量处理实验材料（具有不定向性、低频性）染色体变异花药离体培养；秋水仙素
11、处理幼苗；选择；明显缩短育种年限；(得到的植株都是纯合子；)技术性强，需结合杂交育种和人工诱导染色体加倍技术染色体变异用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗茎秆粗壮，叶片、果实、种子都比较大，营养物质含量有所增加发育延迟，结实率降低，一般只适用于植物补充：不同育种方法的比较分别说出-对应的处理方法：_ _ _ _杂交自交花药离体培养秋水仙素处理物理或化学因素诱变处理秋水仙素处理练习：练习：38期3版 7、低温诱导植物低温诱导植物细胞细胞染色体数目染色体数目的的变化变化1.实验原理：低温抑制_的形成，以致影响_被拉向两极，细胞不能分裂成两个子细胞，于是染色体数目改变。纺锤体染色体二、二、探究探究.实践实
12、践2.实验步骤：(1)根尖的培养及诱导低温处理：将蒜（或洋葱）在冰箱冷藏室内（4）放置一周培养不定根：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（25）进行培养。低温诱导：待蒜长出1CM的不定根时，将整个装置放入冰箱冷藏室内，诱导培养48-72h(2)取材及固定取材：剪取诱导处理的根尖约_0.5cm1cm固定：放入_中浸泡0.5h1h，以固定细胞的形态卡诺氏液冲洗：用_冲洗2次体积分数为95%的酒精(3)制片（同“观察植物的有丝分裂”）解离 漂洗染色(用_染色)制片甲紫溶液(4)观察先低倍，再高倍。看：金P94 归纳提升1、做：P94 1、3、4、6猫叫综合征三三、染色体结
13、构的变异染色体结构的变异病因：5号染色体某一片段缺失。患儿哭声轻，音调高，像猫叫。生长发育迟缓，有严重的智力障碍。正常翅缺刻翅染色体某一片段缺失引起的变异。染色体增加某一片段引起变异。缺失重复染色体某一片段移接到另一条非同源染色体上引起的变异。染色体某一片段位置颠倒引起的变异。倒位易位比较染色体易位与交叉互换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染色体结构变异的类型缺失如：猫叫综合征、果蝇缺刻翅的形成。重复如：果蝇棒状眼的形成。易位如：果蝇花斑眼的形成。倒
14、位如：果蝇卷翅的形成。同一条染色体发生在两条非同源染色体上染色体结构的改变为什么会导致性状发生改变?染色体结构上的缺失、重复、易位和倒位基因数量、排列顺序的改变的改变生物性状的改变（变异变异）大多数染色体结构变异对生物体是不利的，甚至导致生物体死亡。染色体结构的改变为什么会导致性状发生改变?（缺失、重复）（易位、倒位）练习：38期3版 1、2、结构变异：缺失、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，含三个及以上染色体组 多倍体特点：器官较大、
15、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：低温诱导或秋水仙素使染色体加倍概念：配子（生殖细胞）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：单倍体育种特点：植株长得弱小、一般高度不育单倍体四、课堂小结四、课堂小结生物的变异不可遗传变异可遗传变异基因突变基因重组染色体变异概念：类型：特点：原因：影响：意义：概念：类型：特点：意义：概念：类型：染色体数目变异染色体结构变异1.判断下列相关表述是否正确。（1）只有生殖细胞中的染色体数目或结构的变化才属于染色体变异。（）（2）体细胞中含有2个染色体组的个体就是二倍体。（）（3）用秋水仙素处理单倍体植株后得到
16、的一定是二倍体（）XXX五、课堂练习五、课堂练习2.秋水仙素能诱导多倍体形成的原因是()A.促进细胞融合 B.诱导染色体多次复制C.促进染色单体分开，形成染色体 D.抑制细胞有丝分裂时纺锤体的形成D3.慢性髓细胞性白血病是一种恶性疾病，患者骨髓内会出现大量恶性增殖的白细胞。该病是由于9号染色体和22号染色体互换片段所导致。这种变异属于()A.基因突变 B.基因重组C.染色体结构变异 D.染色体数目变异C4.韭菜体细胞中的32条染色体具有8种各不相同的形态，韭菜是（）A.单倍体 B.二倍体 C.四倍体 D.八倍体C思考：1.如果野生马铃薯减数分裂后期，同源染色体不分离，所形成的的配子中有几个染色
17、体组？2.如果在减数分裂后期，着丝粒分裂后，姐妹染色单体未分离而是进入同一个细胞中，所形成的配子中有几个染色体组？3.这样的配子与正常的配子结合，发育成的个体的体细胞中有几个染色体组？4.这样的两个配子结合，发育成分个体的体细胞中有几个染色体组？若减数分裂过程正常进行配子中各有1条13号染色体。若减数分裂后期同源染色体不能正常分离含有2个染色体组。没有染色体。含有1个染色体组。思考：1.如果野生马铃薯(2N=24)减数分裂后期，同源染色体不分离，所形成的的配子中有几个染色体组？若减数分裂后期，姐妹染色单体未分离而进入同一个子细胞含有2个染色体组。没有染色体。有1个染色体组。2.如果在减数分裂后期，着丝粒分裂后，姐妹染色单体未分离而是进入同一个细胞中，所形成的配子中有几个染色体组？有3个染色体组。有4个染色体组。三倍体三倍体四倍体四倍体3.这样的配子与正常的配子结合，发育成的个体的体细胞中有几个染色体组？4.这样的两个配子结合，发育成分个体的体细胞中有几个染色体组？