1、第五章 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野生祖先种VSVS栽培品种栽培品种野生祖先种马铃薯（多种颜色）栽培品种马铃薯（一般都为黄色）野生祖先种香蕉（有籽）栽培品种香蕉（无籽）（1 1）染色体数目变异）染色体数目变异细胞细胞内内个别个别染色体增加或减少染色体增加或减少正常果蝇正常果蝇（2n=82n=8）个别异常个别异常增加增加一条一条减少减少一条一条概念：生物体的体细胞或生殖细胞内染色体数目或结构的变化。染色体变异染色体变异类型：（1）染色体数目数目的变异（2）染色体结结构构的变异二、染色体数目变异二、染色体数目变异1 1. .染色体数目染色体数目变异的类型变异的
2、类型个别个别染色体增加或减少染色体增加或减少 举例：举例：2121三体综合征三体综合征（唐氏综合征）唐氏综合征） 原因：亲代减数分裂时同源染色体未分离，或姐妹染色单体未分离。21-三体综合征患者的染色体组成正常人染色体组成21-三体综合征患者症状：症状：先天性卵巢发育不全综合征先天性卵巢发育不全综合征，颈蹼，肘外翻、部分患者智力轻度低下。，颈蹼，肘外翻、部分患者智力轻度低下。有的患者伴有心、肾、骨骼等先天畸形。有的患者伴有心、肾、骨骼等先天畸形。TurnerTurner综合征综合征二、染色体数目变异二、染色体数目变异病因：病因：单一的单一的X X染色体来自母亲，染色体来自母亲，失去的失去的X
3、X染色体染色体由于父亲的精母细由于父亲的精母细胞胞性染色体未分离性染色体未分离造成的。造成的。正常人染色体组成正常人染色体组成TurnerTurner综合征染色体组成综合征染色体组成二、染色体数目变异二、染色体数目变异1.染色体数目染色体数目变异的变异的类型类型以染色体组的形式成倍增加或减少以染色体组的形式成倍增加或减少1、果蝇体细胞中有几条染色体？4、果蝇的体细胞中有几对同源染色体8 8条条2、号两条染色体是什么关系？3、号染色体与号染色体是什么关系？同源染色体同源染色体非同源染色体非同源染色体4 4对对二、染色体数目变异二、染色体数目变异4、果蝇配子中有几条染色体？这些染色体形态上有怎样的
4、区别果蝇果蝇的配子中有的配子中有4 4条染色体，这条染色体，这4 4条染色体是条染色体是形态和功能不同的非同源染色体形态和功能不同的非同源染色体5、如果把配子中的染色体看作一组，果蝇体细胞中有几组染色体两组两组染色体组：在大多数生物的体细胞中，染色体都是染色体组：在大多数生物的体细胞中，染色体都是两两成对的，也就是说有两套非同源染色体，其中两两成对的，也就是说有两套非同源染色体，其中每套非同源染色体每套非同源染色体称为称为一个染色体组一个染色体组6、果蝇体细胞中有几个染色体组两个两个注意注意：每个染色体组中包含的非同源染色体：每个染色体组中包含的非同源染色体形态形态和和功能功能各不相同各不相同
5、 ABC_个染色体组，个染色体组，_个染色体组，个染色体组，每每1 1个染色体组有个染色体组有_条条每每1 1个染色体组有个染色体组有_条条每每1 1个染色体组有个染色体组有_条条3223413 3个个 图形题就看图形题就看形状大小相同的染色体形状大小相同的染色体(同源染色体同源染色体)有有几条，就是几个染色体组。几条，就是几个染色体组。4 4个个判断下图中分别有几个染色体组，每个染色体组怎么表示？判断下图中分别有几个染色体组，每个染色体组怎么表示？1 1个个二、染色体数目变异二、染色体数目变异3. 二倍体：由二倍体：由受精卵发育而来受精卵发育而来，体细胞中有，体细胞中有两个染色体组两个染色体
6、组的生物。的生物。自然界中，几乎全部动物和过半数的高等植物都是二倍体野生马铃薯染色体组成野生马铃薯染色体组成1、如果野生马铃薯在减数分裂后期，同源染色体未分离，所形成的配子中有几个染色体组？这样的配子与正常配子结合，发育的个体体细胞中有几个染色体组？2、如果野生马铃薯在减数分裂后期，着丝粒分裂后，姐妹染色单体未分离而进入同一个子细胞，所形成的配子中有几个染色体组？这样的配子与正常配子结合，发育的个体体细胞中有几个染色体组？如果这样异常的配子结合，发育的个体体细胞中有几个染色体组?两个染色体组和0个染色体组三个染色体组或一个染色体组两个染色体组三个染色体组四个染色体组二、染色体数目变异二、染色体
7、数目变异4. 多倍体：由多倍体：由受精卵发育而来受精卵发育而来，体细胞中有，体细胞中有三个或三个以上染色三个或三个以上染色体组体组的生物，统称为多倍体。的生物，统称为多倍体。（有几个染色体组就叫几倍体）(1)(1)三倍体：原始生殖细胞中含有三倍体：原始生殖细胞中含有三套非同源染色体三套非同源染色体，减数分裂时，减数分裂时出现联会紊乱，因此出现联会紊乱，因此不能形成可育的配子不能形成可育的配子。（香蕉、三倍体无子。（香蕉、三倍体无子西瓜的果实中没有种子）西瓜的果实中没有种子）(2)(2)四倍体：四倍体通过减数分裂形成含有两个染色体组的配子，四倍体：四倍体通过减数分裂形成含有两个染色体组的配子，能
8、形成可育后代能形成可育后代（四倍体的葡萄、番茄）（四倍体的葡萄、番茄）二、染色体数目变异二、染色体数目变异多倍体：在被子植物中，约有33%的物种是多倍体。例如， 普通小麦、棉、烟草、菊、水仙等都是多倍体。某些品种的苹果、梨、葡萄也是多倍体。小麦 （六倍体）菊花 （六倍体）葡萄 （三/四倍体）优点优点： 茎秆粗壮，叶片、果实和种子都比较茎秆粗壮，叶片、果实和种子都比较大，糖类和蛋白质等大，糖类和蛋白质等营养物质的含量有所增加营养物质的含量有所增加缺点缺点： 生长发育延迟，结实率低。生长发育延迟，结实率低。二、染色体数目变异二、染色体数目变异多倍体植株的特点：多倍体植株的特点：番茄：四倍体番茄的维
9、生素C含量比二倍体的几乎增加了一倍。二倍体番茄四倍体番茄二、染色体数目变异二、染色体数目变异人工诱导多倍体的方法低温处理秋水仙素诱发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。诱导原理：低温或秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，能够抑制纺锤体的形成，导致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。结果：染色体加倍的细胞继续进行有丝分裂，就可能发育成多倍体植株。应用：含糖量高的甜菜、三倍体无子西瓜等二、染色体数目变异二、染色体数目变异应用：多倍体育种二倍体植株幼苗期秋水仙素处理四倍体植株二倍体植株父本杂交种子（含三个染色体组）过程：三倍体植株播种无子西瓜二倍体植株父本杂交优点
10、：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的含量有所蛋白质等营养物质的含量有所增加增加缺点：生长发育延迟，结实率低。生长发育延迟，结实率低。原理：染色体变异蜜蜂蜜蜂蜂王蜂王工蜂工蜂雄峰雄峰由受精卵发育而来由受精卵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代表代表生物：生物：蜜蜂中的蜜蜂中的雄蜂雄蜂二、染色体数目变异二、染色体数目变异单倍体：有些生物的配子(生殖细胞)能发育成新个体，这些生物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。蜂王 雄蜂 工蜂 32条 16条 32条（3 3）特点植株长
11、得弱小一般高度不育含偶数个染色体组：可育 联会不紊乱含奇数个染色体组：高度不育，联会紊乱优点：明显缩短育种年限。原因：子代全是纯合子，不发生性状分离。二倍体植株花药离体培养单倍体植株秋水仙素处理二倍体植株（纯合子）缺点：技术复杂，需与杂交育种配合。原理：染色体变异过程：单倍体育种的措施和优点单倍体育种的措施和优点实例：选育矮杆抗锈病的纯合植株三、染色体结构变异三、染色体结构变异1.1.类型：缺失、重复、倒位、异位类型：缺失、重复、倒位、异位1.1. 缺失缺失：染色体染色体的某一片段缺失引起的的某一片段缺失引起的变异变异实例：实例：猫叫综合征猫叫综合征病因病因 ：人的5号染色体某一片段缺失引起症
12、状症状 ：患儿哭声轻，音调高，像猫叫。患儿哭声轻，音调高，像猫叫。染色体正常染色体缺失三、染色体结构变异三、染色体结构变异3.3. 重复：重复：染色体增加某一片段引起的染色体增加某一片段引起的变异。变异。染色体增加某一片段引起变异。例如，果蝇棒状眼的染色体增加某一片段引起变异。例如，果蝇棒状眼的形成（以上两图为电镜照片）形成（以上两图为电镜照片）三、染色体结构变异三、染色体结构变异4.4. 倒位：倒位：染色体的某一片段位置颠倒引起的变异染色体的某一片段位置颠倒引起的变异（同一条染色体上）（同一条染色体上）。染色体正常染色体倒位三、染色体结构变异三、染色体结构变异5.5. 易位易位 ：染色体的某
13、一片段移接到另一条非同源染色体上引起的变异。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。注意：注意：发生在两条发生在两条非同源染色体非同源染色体上上染色体正常染色体易位三、染色体结构变异三、染色体结构变异比较染色体易位比较染色体易位与染色体互换与染色体互换染色体易位四分体中染色体互换四分体中染色体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为什么染色体结构的改变会导致性状的发生改变为什么染色体结构的改变会导致性状的发生改变? ?染色体结构上的染色体结构上的缺失缺失、重复重复、易位易位和和
14、倒位倒位基因数量基因数量排列顺序排列顺序生物性状的改变生物性状的改变不利的不利的三、染色体结构变异三、染色体结构变异 实验：低温诱导植物染色体数目的变化实验：低温诱导植物染色体数目的变化1.实验原理：实验原理： 低温抑制纺锤体的低温抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞形成，导致染色体不能移向细胞两极，从而引起细胞内染色体加倍两极，从而引起细胞内染色体加倍3.方法步骤：方法步骤： 洋葱根尖培养洋葱根尖培养低温诱导低温诱导固定固定制作装片（解离制作装片（解离漂洗漂洗染色染色制片）制片）观察观察 2.试剂及用途试剂及用途（1）卡诺氏液：）卡诺氏液：（2）甲紫溶液：）甲紫溶液：杀死细胞并固定细胞杀
15、死细胞并固定细胞形态形态使染色体着色使染色体着色卡诺氏液卡诺氏液甲紫溶液甲紫溶液 实验：低温诱导植物染色体数目的变化实验：低温诱导植物染色体数目的变化3.方法步骤：方法步骤： 洋葱根尖培养洋葱根尖培养观察观察低温诱导（低温诱导（48-7248-72小时小时）固定固定制作装片（解离、漂洗、染色、制片）制作装片（解离、漂洗、染色、制片）卡诺氏液甲紫染液当堂检测1 1猫叫综合征的起因是猫叫综合征的起因是( () )A. A. 基因突变基因突变B B. . 染色体数目变异染色体数目变异C C. . 基因重组基因重组D. D. 染色体结构变异染色体结构变异D2 2单倍体可以明显缩短育种年限的原因单倍体可
16、以明显缩短育种年限的原因( () )A. A. 单倍体杂交后代不会发生性状分离单倍体杂交后代不会发生性状分离B B. . 单倍体染色体加倍后得到的植株自交后代一般不会发生性状分离单倍体染色体加倍后得到的植株自交后代一般不会发生性状分离C C. . 单倍体高度不育，不发生性状分离单倍体高度不育，不发生性状分离D. D. 单倍体育种可以免去复杂的杂交流程单倍体育种可以免去复杂的杂交流程B2 2二倍体黑麦与六倍体普通小麦杂交后产生二倍体黑麦与六倍体普通小麦杂交后产生F1F1的体细胞具有的体细胞具有( () )A. A. 两个染色体组两个染色体组B B. . 三个染色体组三个染色体组C C. . 四个染色体组四个染色体组D D. . 八个染色体组八个染色体组C
