1、 第2节染色体变异第三章 生物的变异新课导入问题探讨1.什么叫“生物的变异”？2.变异能否遗传？生物体亲代和子代之间，以及子代个体之间性状的差异性整容前后变异的类型可遗传的变异：不遗传的变异：基因突变染色体变异基因重组仅仅由环境不同引起，遗传物质没有改变，不能进一步遗传给后代。细胞内的遗传物质发生了改变，其后代将继承这种改变。一、变异的类型分类：在光学显微镜下是可见的染色体结构变异02染色体数量变异01染色体变异 现在已知，在一些因素的作用下，染色体的结构和数量有可能发生一定的变异。这些变异会影响生物体或细胞的生命活动。那么，染色体一般会发生以下两种类型变异增多减少一、染色体数目的变异增多减少
2、个别染色体数目的增加或减少正常染色体组成倍的增加或减少正常非整倍性变异整倍性变异个别染色体数目的增加或减少先天性愚型（21三体综合征）45条XY（47条）一、染色体数目的变异症状症状：智力低下，发育迟缓，眼间较宽，外眼角上斜，口常半张，舌外伸，又叫伸舌样痴呆。1.个别染色体数目的增加或减少 性腺发育不良（特纳氏综合征）44条XO（45条）一、染色体数目的变异症状症状：身体矮小，肘外翻，颈部皮肤松弛为蹼颈，外观为女性但乳房不发育,无生育能力。X和和Y、X染色体数目变异果蝇的体细胞染色体模式图2.以染色体组形式成倍的增加或减少(1)雌果蝇体细胞染色体组成为、，雄果蝇体细胞染色体组成为、。(2)果蝇
3、体细胞中共有 对同源染色体，其中 对是常染色体，对是性染色体。(3)雄果蝇减数分裂产生精子的过程中，分离，因此配子中的染色体的组成为 ，或 ，它们是一组 染色体。X和和X431同源染色体同源染色体、Y非同源非同源 染色体组1.概念细胞中的一组非同源染色体，形态和功能各不相同，但又互相协调，共同控制生物的生长、发育、遗传和変异。实例：果蝇的精子或卵细胞中有4条非同源染色体，构成一个染色体组；果蝇的体细胞中果蝇体细胞中含有 个染色体组，每个染色体组含 条染色体。Y YY Y24减数分裂减数分裂一个染色体组具备的条件：染色体组不含有同源染色体12所含的染色体形态、大小和功能各不相同3含有控制生物性状
4、的一整套基因，但不能重复。3个4个1个4个（1）根据“染色体形态”判断：细胞内同种形态染色体有几条就含几个二、染色体组二、染色体组 染色体组2.染色体组数目的判断方法YyRrAABBDDAaaABCD二个二个三个一个 （2）根据“基因型”判断:控制同一性状的基因/（同种字母不分大小写）有几个就含几个组 染色体组2.染色体组数目的判断方法1单倍体概念：实例：体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体。单倍体是由配子发育而成的个体，不管有几个染色体组都只能叫单倍体。一、染色体数目的变异2.以染色体组形式成倍的增加或减少单倍性变异多倍性变异在动物中，果蝇、蛙、蝾螈、鸡和小鼠的单倍体都曾有过报道，但它们都
5、不能正常发育，在胚胎期即死去。发育起点：配子雌性蜂王工蜂雄蜂单倍体精子卵细胞受精卵+3单倍体实例：单倍体植株一般弱小，高度不育曼陀罗是自然界中的一种野生草本植物，全株有毒。曼陀罗是四倍体，体细胞中含有48条染色体。1964年，科学家应用组织培养技术获得了曼陀罗花药的单倍体植株。因此在生产上几乎没有直接应用价值。1单倍体育种特点：实例：来自另一株植株的花粉杂交F1植株（纯合子、杂合子）自交F2植株（纯合子、杂合子）人工选育经过经过n代代优良品种（纯合子）常规杂交育种过程示意图杂交育种的过程可能很缓慢缺点：三、染色体变异在育种上得到广泛应用前情回顾前情回顾取其花粉离体培养单倍体幼苗纯合二倍体人工选
6、育优良品种二倍体植株人工诱导染色体数量加倍单倍体育种过程示意图1单倍体育种n人工诱导染色体数量加倍的方法：n最常用的化学试剂是：n作用机理：单倍体幼苗纯合二倍体1单倍体育种低温处理、化学试剂处理等。秋水仙素秋水仙素作用于正在分裂的细胞时，抑制分裂前期形成纺锤体，导致分裂后期染色体不能移向细胞两极，结果细胞中的染色体数量就加倍了。单倍体育种过程(以二倍体为例)花药离体组织培养单倍体植株 人工诱导染色体加倍正常植株(纯合体)优点：1.可以缩短育种年限 AaBb减数分裂花粉ABAbaBab 花药离体 培养单倍体苗ABAbaBab所需品种(aaBB)筛选秋水仙素处理纯合体AABBAAbbaaBBaab
7、b由受精卵发育而成的，体细胞中有两个染色体组的个体。几乎全部的动物、和过半数的高等植物。人、果蝇、玉米等大多数生物1.概念：2.例：一、染色体数目的变异（一）二倍体以染色体组形式成倍的增加或减少由受精卵发育而成的，体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体。1.概念：2.例：一、染色体数目的变异（二）多倍体 多倍体植株茎秆粗壮、叶片、果实、种子都比较大，糖类 和蛋白质等营养物质的含量都增加。抗旱、抗病能力较强 发育迟缓，结实率低3.特点：一、染色体数目的变异（二）多倍体 低温处理 秋水仙素处理萌发的种子或幼苗抑制纺锤体的形成，染色体不能移向细胞两极。从而从而使细胞内的染色体数目加倍使细胞内的染色
8、体数目加倍有丝分裂旺盛p方法：p原理:多倍体育种/人工诱导多倍体4.应用：一、染色体数目的变异（二）多倍体无籽西瓜的培育授粉四倍体母 本父 本二倍体三倍体植株二倍体(有子西瓜)无子西瓜(种植)(受精)思考:1.概括培育三倍体无子西瓜的关键步骤有哪些?2.分析三倍体西瓜没有种子的原因。三倍体植株三倍体植株(3N)在减在减数分裂过程中数分裂过程中,同源染同源染色体联会发生紊乱色体联会发生紊乱,难难以形成正常的生殖细以形成正常的生殖细胞胞(卵细胞卵细胞),所以不会所以不会产生种子。产生种子。萌发的种子或幼苗n具有偶数染色体组的多倍体植物，在减数分裂中，若染色体能够配对，一般是可育的。n具有奇数染色体
9、组的多倍体植物，在减数分裂中染色体不能正常配对，是不可育的。n果实里几乎没有种子的原因：香蕉是三倍体三倍体无子西瓜减数分裂中染色体在联会时会发生配对紊乱，产生不可育的配子。4染色体组数与育性在低温、电离辐射、化学药剂等的作用下，生物体的染色体数量可能发生改变，进而产生可遗传的变异。植物中也有许多自然发生的单倍体，如番茄、棉花、咖啡、小麦中都有自发的单倍体。外因：内因：染色体数量变异的原因二、染色体数量会发生变异 多倍体育种单倍体育种原理染色体变异(染色体数目以染色体组形式成倍增加）染色体变异(染色体组成倍减少，再加倍后得到)常用方法 处理萌发的种子或幼苗 后，秋水仙素/低温处理人工诱导染色体加
10、倍 优点植株茎秆粗壮、叶片、果实、种子都比较大，营养物质的含量都增加 明显缩短育种年限 缺点适用于植物，在动物中难以开展 技术复杂一些，须与杂交育种配合 得分必备 花药离体培养秋水仙素/低温二、染色体结构变异染色体的某一片段缺失abcdef果蝇缺刻翅1.缺失5号染色体部分缺失染色体增加了某一片段abcd efb举例：果蝇棒状眼的形成二、染色体结构变异2.重复染色体的某一片段颠倒了180oabcd efbcdeabcd ef举例：果蝇卷翅的形成二、染色体结构变异3.倒位 染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上举例：果蝇花斑眼的形成abcd efghijk二、染色体结构变异4.易位1.染色体结
11、构变异的易位与交叉互换是一回事吗？思 考易位：交叉互换：非同源染色体之间同源染色体的非姐妹染色体之间染色体结构变异使染色体上基因的数目或排列顺序改变生物性状的变异(多数不利，甚至致死)思 考2.染色体结构的变化导致生物性状改变的原因是什么？说一说：染色体结构的变异的类型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 g h i a b c d e f g h i j j a b c d e f 5.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实验1.实
12、验原理(1)正常进行有丝分裂的植物 细胞，在有丝分裂 着丝点分裂后，子染色体在 作用下分别移向两极，进而平均分配到两个子细胞中去。(2)用低温处理植物 组织细胞，能够抑制细胞分裂时 的形成，使染色体不能移向两极，这样细胞不能分裂成两个子细胞，染色体的数目就发生变化。2实验步骤洋葱根尖诱导培养：将洋葱放在清水中培养，待长出约1cm左右的不定根时，放入 冰箱 )诱导培养36h 固 定：取诱导处理的根尖0.51cm，放入 中浸泡0.5-1h，以 细胞的 形态然后用 的酒精冲洗2次制 作 装 片：解离 制片观 察：先用 观察，找到视野中既有 体细胞，也 有 发生改变的细胞，确认某个细胞发生染色体数目变
13、化后，再用 观察分生组织分生组织后期后期分生组织分生组织纺锤体纺锤体4卡诺氏液卡诺氏液固定固定体积分数为体积分数为95%漂洗漂洗染色染色低倍镜低倍镜二倍二倍染色体数目染色体数目纺锤体纺锤体高倍镜高倍镜3实验中几种溶液的作用(1)卡诺氏液：。(2)改良苯酚品红染液：细胞核染色，便于观察 的形态。除此之外，溶液或 溶液都是 染料，都可使 着色。(3)质量分数为15%的盐酸溶液：与体积分数为95%的酒精1 1混合，使细胞分散开。(4)体积分数为95%的酒精：可用于洗去附着在根尖表面的 ，还可与 溶液混合，解离、分散细胞。4实验结论 能诱导植物染色体数目加倍。固定细胞形态固定细胞形态染色体染色体龙胆紫
14、龙胆紫醋酸洋红醋酸洋红碱性碱性染色体染色体解离解离卡诺氏液卡诺氏液质量分数为质量分数为15%的盐酸的盐酸低温低温缺失 重复 倒位 易位染色体组二倍体多倍体单倍体染色体变异染色体数量的变异染色体结构的变异染色体变异在育种上得到广泛应用单倍体育种多倍体育种课堂小结 体细胞体细胞中的染中的染色体数色体数配子配子中的中的染色染色体数体数体细胞体细胞中的染中的染色体组色体组数数配子中配子中的染色的染色体组数体组数属于几倍属于几倍体生物体生物豌豆豌豆72普通小普通小麦麦423小黑麦小黑麦28八倍体八倍体2.填表=2:1=2:1 体细胞中体细胞中的染色体的染色体数数配子中配子中的染色的染色体数体数体细胞体细
15、胞中的染中的染色体组色体组数数配子中的配子中的染色体组染色体组数数属于几倍体属于几倍体生物生物豌豆豌豆7 72 2普通小普通小麦麦42423 3小黑麦小黑麦2828八倍体八倍体比较项目生物种类14 1 二倍体 六倍体 2156 8 4 62.填表=2:1=2:1例1、下列关于单倍体、二倍体、多倍体的叙述不正确的是 A.有受精卵发育成的生物体中有几个染色体组就叫几倍体 B.由配子发育成的生物体，细胞中无论有几个染色体组也只能叫单倍体 C.单倍体一般高度不育，多倍体一般茎秆粗壮，果实、种子较大 D.单倍体都是纯种，多倍体等位基因至少有3个例题分析课堂检测D1、如图为一对同源染色体在减数分裂时的配对
16、行为，表明该细胞发生了（）A.基因突变B.染色体畸变C.基因重组D.碱基互补配对B课堂检测2、B 是正常的两条同源染色体，则图示是指染色体结构的 （）A.倒位 B.缺失 C.易位 D.重复C4、如图表示某生物细胞中两条染色体及其上面的部分基因，下列选项的结果中，不属于染色体畸变引起的是 （）例3、秋水仙素诱导多倍体形成的原因是 .诱导染色体多次复制；.抑制细胞有丝分裂时纺锤体的形成；.促使染色单体分开，形成染色体；.促进细胞融合。例题分析课堂检测B例4、下列变异中，属于染色体结构变异的是 A染色体中DNA的一个碱基对缺失 B同源染色体的非姐妹染色单体之间的交叉互换 C果蝇第号染色体上的片段与第号染色体上的片段发生交叉互换 D将人类的胰岛素基因与大肠杆菌的DNA分子拼接，利用细菌发酵生产人类胰岛。例题分析课堂检测Chttp:/
