1、第第21讲讲 染色体变异与育种染色体变异与育种【知识超链接知识超链接】染色体易位与交叉互换（基因重组）的区别染色体易位与交叉互换（基因重组）的区别染色体易位染色体易位非同源染色体之间；非同源染色体之间；交叉互换交叉互换四分体内（同源染色体之间）四分体内（同源染色体之间）两者发生的位置不一样：两者发生的位置不一样：不产生新基因,只改变基因的数量和顺序 1.右图示某生物细胞分裂时，两对联会的染色体右图示某生物细胞分裂时，两对联会的染色体(注：注：图中图中姐妹染色单体画成一条染色体姐妹染色单体画成一条染色体，黑点表示着丝点，黑点表示着丝点)之间出现异常的之间出现异常的“十字型结构十字型结构”现象，图
2、中字母表示染现象，图中字母表示染色体上的基因。据此所作推断中，正确的是色体上的基因。据此所作推断中，正确的是()A此种异常源于基因重组此种异常源于基因重组 B该生物产生的异常配子很可能有该生物产生的异常配子很可能有HAa或或hBb型型 C此细胞可能正在进行有丝分裂此细胞可能正在进行有丝分裂 D此种变异可能会导致生物体不育，从而不能遗传此种变异可能会导致生物体不育，从而不能遗传给后代给后代 1选选B大小、形态相同的染色体为同源染色体，大小、形态相同的染色体为同源染色体，在减在减四分体时期，同源染色体联会，非同源染色四分体时期，同源染色体联会，非同源染色体不能联会，体不能联会，但如果发生了某些变异
3、也可能会发生但如果发生了某些变异也可能会发生题图所示的情形，其变异类型可能如下图所示：题图所示的情形，其变异类型可能如下图所示：即：非同源染色体的某些区段即：非同源染色体的某些区段发生发生“易位易位”(染色体结构染色体结构变异的一种变异的一种)，而不是基因重组；，而不是基因重组；随着易位后的同源染色体的分离，该生物产生的异随着易位后的同源染色体的分离，该生物产生的异常配子很可能有常配子很可能有HAa或或hBh型；型；此细胞正在联会，说明是减数分裂；此细胞正在联会，说明是减数分裂；这种变异的结果可能有很多，也可能会导致生物体这种变异的结果可能有很多，也可能会导致生物体育性下降，但育性下降不代表不
4、能遗传给后代，该育性下降，但育性下降不代表不能遗传给后代，该变异还可能通过无性生殖遗传给后代。变异还可能通过无性生殖遗传给后代。【课本结论性语句课本结论性语句】2 2染色体染色体数目数目的变异：的变异：染色体组染色体组 细胞中的一组细胞中的一组_染色体，在染色体，在_各不相同，各不相同，携带着携带着_的一组染色体的一组染色体非同源非同源控制生物生长发育的全部遗传信息控制生物生长发育的全部遗传信息特征：特征：【独立完成独立完成】请用图形表示雄性果蝇的染色体组请用图形表示雄性果蝇的染色体组实质：实质：形态和功能上形态和功能上非同源染色体的集合非同源染色体的集合(4)概念：概念：基因不重复没有等位基
5、因 一个染色体组一个染色体组 一个染色体组一个染色体组 2 2染色体染色体数目数目的变异：的变异：染色体组染色体组【小组讨论小组讨论】请说出下图所示细胞中所含的染色体组数及每个染请说出下图所示细胞中所含的染色体组数及每个染色体组所含的染色体数目色体组所含的染色体数目.(注：图中非等位基因位于非同源染色体注：图中非等位基因位于非同源染色体)（5）染色体组数的判断方法：）染色体组数的判断方法：1.根据染色体根据染色体形态形态判断：数判断：数相同形态的染色体条数相同形态的染色体条数2.根据根据基因型基因型判断：不分大小判断：不分大小看控制看控制同一性状同一性状的基因个数的基因个数4组组(3条条/组组
6、)1组组(4条条)3组组(2条条)戊戊 己己庚庚甲甲 乙乙丙丙 丁丁辛辛 壬壬癸癸 3组组(3条条/组组)2组组(4条条/组组)1组组(4条条)4组组(1条条)2组组(2条条)4组组(2条条)2组组(2条条)(6)染色体组数与二倍体、多倍体、单倍体的关系：染色体组数与二倍体、多倍体、单倍体的关系：单倍体特点，属于可遗传变异吗？一定不可育吗，单倍体特点，属于可遗传变异吗？一定不可育吗，多倍体特点，多倍体特点，属于可遗传变异吗？如何获得多倍体？属于可遗传变异吗？如何获得多倍体？4 4个染色体个染色体8 8个染色体个染色体无纺缍体形成无纺缍体形成染色体复制染色体复制着丝点分裂着丝点分裂无纺缍丝牵引无
7、纺缍丝牵引多倍体的形成多倍体的形成若继续进行正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抑制有丝分裂前期纺锤体的形成单倍体单倍体方法：花药离体培养方法：花药离体培养(植株弱小且高度不育植株弱小且高度不育)花药花药单倍体植株单倍体植株离体培养离体培养A.三倍体、染色体片段重复、三体、染色体片段缺失三倍体、染色体片段重复、三体、染色体片段缺失B.三倍体、染色体片段缺失、三体、染色体片段重复三倍体、染色体片段缺失、三体、染色体片段重复C.三体、染色体片段重复、三倍体、染色体片段缺失三体、染色体片段重复、三倍体、染色体片段缺失D.染色体片段缺失、三体、染色体片段重
8、复、三倍体染色体片段缺失、三体、染色体片段重复、三倍体 C 2 2染色体的染色体的数目数目变异：变异：染色体组染色体组(6)染色体组数与二倍体、多倍体、单倍体的关系：染色体组数与二倍体、多倍体、单倍体的关系：二倍体二倍体【巩固训练巩固训练4】填写下表填写下表 六倍体六倍体142156168472128关系关系=2:1=2:1单倍体单倍体体细胞中含有本物种配子的染色体数目的个体体细胞中含有本物种配子的染色体数目的个体发发育育起起点点为为受受精精卵卵单倍体（单倍体（n1，且，且与染色体组数无关与染色体组数无关）低温低温 秋水仙素秋水仙素1 1、多倍体育种多倍体育种（1）方法处理萌发的种子或幼苗二倍
9、体西二倍体西瓜幼苗瓜幼苗二倍体西二倍体西瓜幼苗瓜幼苗秋水仙素处理秋水仙素处理二倍体西二倍体西瓜植株瓜植株四倍体西四倍体西瓜植株瓜植株联会联会紊乱紊乱三倍体西瓜种子三倍体西瓜种子无籽西瓜无籽西瓜杂交杂交授粉授粉自然长成自然长成二倍体西二倍体西瓜植株瓜植株第一年第一年第二年第二年(1)用秋水仙素处理用秋水仙素处理_，可诱导多倍体的产生，因为此，可诱导多倍体的产生，因为此时的某些细胞具有时的某些细胞具有_的特征，秋水仙素的作用为的特征，秋水仙素的作用为_。(2)三倍体植株需要授以二倍体的成熟花粉，这一操作的目的是三倍体植株需要授以二倍体的成熟花粉，这一操作的目的是_。(3)四倍体母本上结出的三倍体西
10、瓜，其果肉细胞为四倍体母本上结出的三倍体西瓜，其果肉细胞为_倍体倍体，种子中的胚为，种子中的胚为_倍体。三倍体植株不能进行减数分裂的倍体。三倍体植株不能进行减数分裂的原因是原因是_(4)三倍体西瓜高产、优质，这些事实说明染色体组三倍体西瓜高产、优质，这些事实说明染色体组倍增的意义是倍增的意义是_；上述过程需要的时；上述过程需要的时间周期为间周期为_。(5)育种过程中，三倍体无子西瓜偶尔有少量子。请育种过程中，三倍体无子西瓜偶尔有少量子。请从染色体组的角度解释，其原因是从染色体组的角度解释，其原因是_。(6)三倍体无子西瓜的性状三倍体无子西瓜的性状_(能能/否否)遗传，请遗传，请设计一个简单的实
11、验验证你的结论并做出实验结果设计一个简单的实验验证你的结论并做出实验结果的预期。的预期。答案：答案：(1)萌发的种子或幼苗分裂旺盛抑制细胞萌发的种子或幼苗分裂旺盛抑制细胞(分分裂前期裂前期)形成纺锤体形成纺锤体(2)通过授粉来刺激子房产生生长素，促进无子果实的通过授粉来刺激子房产生生长素，促进无子果实的发育发育(或生长素促进生长或生长素促进生长)(3)四三联会紊乱四三联会紊乱(4)促进基因效应的增强两年促进基因效应的增强两年(5)一个染色体组的全部染色体正好被纺锤丝拉向细胞一个染色体组的全部染色体正好被纺锤丝拉向细胞的一极，另两个染色体组的全部染色体正好被纺锤丝的一极，另两个染色体组的全部染色
12、体正好被纺锤丝拉向细胞的另一极，产生了正常的配子拉向细胞的另一极，产生了正常的配子(6)能将三倍体无子西瓜果皮的任意一部分进行植物能将三倍体无子西瓜果皮的任意一部分进行植物组织培养组织培养(或无性繁殖或无性繁殖)，观察果实中是否有种子；，观察果实中是否有种子；(合理预期：合理预期：)成活长大后的植株仍然不能结出有子果实成活长大后的植株仍然不能结出有子果实。萌发的幼萌发的幼苗或种子苗或种子秋水仙素秋水仙素处理处理染色体加倍染色体加倍的组织的组织多倍体植株多倍体植株作用机理：作用机理：抑制纺锤体的形成，导致染，导致染色体不能移向细胞两极，从而引起细胞色体不能移向细胞两极，从而引起细胞内染色体数目加
13、倍。内染色体数目加倍。1 1、多倍体育种多倍体育种（2）过程作用机理：抑制有丝分裂前期纺锤体的形成2染色体数目的变异：无绿有甜味 有绿无甜味染色体易位非同源染色体之间；现有两株普通枝，一株的基因型是DDTT，另一株的基因型是ddtt。细胞分裂后期，染色体没有平均 分配到细胞两极利用三倍体植株在减数分裂时同源染色体联会紊乱，不能形成正常的生殖细胞因而没有种子。目的性强、育种周期短、克服远源杂交不亲和的障碍控制生物生长发育的全部遗传信息思考：四倍体生物的配子经过花药离体培养得到的单倍体植株可育吗？统称为“突变”，进化的原材料种品种,根据上述过程,回答下列问题:【小组讨论】请说出下图所示细胞中所含的
14、染色体组数及每个染色体组所含的染色体数目.【知识超链接】染色体易位与交叉互换（基因重组）的区别依据的原理是_。DT Dt dT dt将不同亲本的优良性状集中在一个个体上生长素，使子房壁膨大为果实无子西瓜无子西瓜(三倍体三倍体)多倍体育种多倍体育种无子西瓜与无籽番茄区别无子西瓜与无籽番茄区别无籽番茄无籽番茄利用利用生长素促进果实发育生长素促进果实发育的原理的原理 在未授粉的雌蕊柱头上涂抹了一定浓度在未授粉的雌蕊柱头上涂抹了一定浓度 生长素，使子房壁膨大为果实生长素，使子房壁膨大为果实 果实的染色体及基因型与母本相同果实的染色体及基因型与母本相同不可遗传不可遗传利用利用三倍体植株在减数分裂时同源染
15、色体联会三倍体植株在减数分裂时同源染色体联会紊乱紊乱，不能形成正常的生殖细胞因而没有种子。，不能形成正常的生殖细胞因而没有种子。可以遗传可以遗传1 1、多倍体育种多倍体育种（3）原理：染色体变异染色体变异B该生物产生的异常配子很可能有HAa或hBb型若继续进行正常的有丝分裂丙 丁答案：(1)萌发的种子或幼苗分裂旺盛抑制细胞(分裂前期)形成纺锤体试一试：动物育种的方法思考：四倍体生物的配子经过花药离体培养得到的单倍体植株可育吗？第21讲 染色体变异与育种【知识超链接】染色体易位与交叉互换（基因重组）的区别秋水仙素诱导染色体加倍三体、染色体片段重复、三倍体、染色体片段缺失无绿有甜味 有绿无甜味 已
16、知在荔枝的性状控制中，已知在荔枝的性状控制中，DD（无绿线）对（无绿线）对d d（有绿线）（有绿线）显性，显性，T T（有甜味）对（有甜味）对t（无甜（无甜味）显性。现有两株普通枝，味）显性。现有两株普通枝，一株的基因型是一株的基因型是DDTTDDTT，另一，另一株的基因型是株的基因型是ddttddtt。假如你是。假如你是育种专家，能否利用普通荔枝育种专家，能否利用普通荔枝得到得到“西园挂绿西园挂绿”（ddTTddTT）？）？请简要介绍你的育种方案。请简要介绍你的育种方案。典型例题讲解典型例题讲解 花药花药单倍体单倍体植株植株纯合纯合正常植株正常植株秋水仙素秋水仙素染色体加倍染色体加倍离体培养
17、离体培养原理：原理：染色体变异染色体变异长毛折耳猫长毛折耳猫短毛折耳猫短毛折耳猫长毛立耳猫长毛立耳猫试一试：动物育种的方法试一试：动物育种的方法长毛立耳长毛立耳 短毛折耳短毛折耳BBEEbbee长毛立耳长毛立耳 BbEe长毛立耳长毛立耳BbEe长立长立 短立短立 长折长折 短折短折BbeeBBeeBBeeBbeebbeebbee长折长折 短折短折长折长折 长折长折 短折短折杂交杂交F1雌雄雌雄间交配间交配选优选优测交测交F3长折长折 短折短折原理：原理：基因重组基因重组提取提取目的基因目的基因目的基因与运载体目的基因与运载体结合结合将目将目的基因的基因导入导入受体细胞受体细胞目的基因的检测与目
18、的基因的检测与表达表达筛选出符合要求的新品种。筛选出符合要求的新品种。导入导入增殖、增殖、表达表达4、基因工程育种、基因工程育种结合结合提取提取4、基因工程育种、基因工程育种原理：原理：基因重组基因重组将不同亲本的优良性状集中在一个个体上提高变异频率，加速育种进程，大幅度改良某些性状花药离体培养再人工诱导，使染色体加倍明显缩短育种年限秋水仙素处理萌发的种子或幼苗茎杆粗壮、叶片、果实、种子硕大、营养物质含量高杂交、自交、选优、自交直到不发生性状分离为止例题例题1 1 下列表示某种农作物下列表示某种农作物和和两种品种分别培育出两种品种分别培育出三三 种品种种品种,根据上述过程根据上述过程,回答下列
19、问题回答下列问题:AABB aabb AaBb Ab AAaaBBbb AAbb 用用和和培育培育所采用的方法所采用的方法称为称为_,方法方法称为称为 _,由由和和 培育培育所依据的原理是所依据的原理是_.用用培育出培育出的常用方法的常用方法是是_,由由培育成培育成的过程中用化学药剂的过程中用化学药剂_处理处理的幼苗的幼苗,方法方法和和合合 称为称为_育种育种.其优点是其优点是_.由由培育出培育出的常用方法是用的常用方法是用_处理幼苗处理幼苗,形成的形成的 叫叫_。依据的原理是。依据的原理是_。杂交杂交自交自交基因重组基因重组花药离体培养花药离体培养秋水仙素秋水仙素单倍体单倍体明显缩短育种年限明显缩短育种年限秋水仙素秋水仙素多倍体多倍体染色体变异染色体变异纺锤体洋葱底部冰箱(4)卡诺氏液95%的酒精漂洗 染色 制片低高正常的二倍体染色体数目发生改变实验十一实验十一 低温诱导植物染色体数目的变化低温诱导植物染色体数目的变化易易 错错 警警 示示
