1、第25讲 染色体变异及应用 1 1、缺失：、缺失： 、重复重复: : 、易位、易位: 、倒位、倒位: : 一、染色体结构的变异一、染色体结构的变异 同源染色体上的交叉互换过程属于染同源染色体上的交叉互换过程属于染 色体结构变异吗？色体结构变异吗？ 外因：化学物质、电离辐射、病毒感染外因：化学物质、电离辐射、病毒感染 内因：生物体内代谢过程的失调、衰老等等内因：生物体内代谢过程的失调、衰老等等 这些变异会对生物带来什么结果？这些变异会对生物带来什么结果？ 使染色体上基因的数目或排列顺序发生改 变，从而导致性状的改变。大多数染色体 结构的变异对生物体是不利的，有的甚至 会导致生物体的死亡 例例1.
2、1.下列变异中，不属于染色体结构变异的是（下列变异中，不属于染色体结构变异的是（ ） A A、非同源染色体之间相互交换片段、非同源染色体之间相互交换片段 B B、染色体缺失片段、染色体缺失片段 C C、染色体中、染色体中DNADNA的一个碱基发生改变的一个碱基发生改变 D D、染色体增加片段、染色体增加片段 C A A重组和易位重组和易位 B B易位和易位易位和易位 C C易位和重组易位和重组 D D重组和重组重组和重组 例例2.右图中和表示发生在常染色体上的变异，和所右图中和表示发生在常染色体上的变异，和所 表示的变异类型分别属于（表示的变异类型分别属于（ ） A 变式训练变式训练 请注意观
3、察下图，指出该图所示的变异类型请注意观察下图，指出该图所示的变异类型( )( ) A A基因突变基因突变 B B染色体变异染色体变异 C C染色体减少染色体减少 D D基因重组基因重组 B B 二、染色体数目的变异二、染色体数目的变异 2.2.非整倍非整倍 性变异性变异 1. 1.整倍性变异：整倍性变异：以染色体组为单位成倍的增加以染色体组为单位成倍的增加 或减少改变：单倍体、多倍体或减少改变：单倍体、多倍体 类 型 类 型 概念：概念：指在正常的染色体组中，丢指在正常的染色体组中，丢 失或增添了一条或几条完整的染色失或增添了一条或几条完整的染色 体。体。 结果：结果：在大多数情况下，是在大多
4、数情况下，是非整倍非整倍 性变异性变异 如：如：2121三体综合征、性腺发育不良三体综合征、性腺发育不良 2121三体综合征三体综合征 性腺发育不良性腺发育不良 （特纳氏综合征）（特纳氏综合征） 1.1.染色体组染色体组 细胞中的一组细胞中的一组非同源染色体非同源染色体，在形态和功能上各不相同，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，这样的一组染携带着控制生物生长发育的全部遗传信息，这样的一组染 色体，叫做一个染色体组色体，叫做一个染色体组。 2.染色体组的内涵染色体组的内涵 一个染色体组中不存在同源染色体一个染色体组中不存在同源染色体 一个染色体组中各个染色体的形态和
5、功能均不相同一个染色体组中各个染色体的形态和功能均不相同 一个染色体组中含有该物种的全部遗传信息一个染色体组中含有该物种的全部遗传信息 一个染色体组中不含有等位基因一个染色体组中不含有等位基因 果蝇体细胞染色体图解果蝇体细胞染色体图解 X X X Y 果 蝇 的 一 个 染 色 体 组 例例3.下列细胞中的染色体可以构成果蝇的一个染色体组的下列细胞中的染色体可以构成果蝇的一个染色体组的 是是( ) B B (1)(1)在细胞内任选一条染色体，细胞内与该染色体形态相同在细胞内任选一条染色体，细胞内与该染色体形态相同 的染色体共有几条，则含有几个染色体组，如右图中与的染色体共有几条，则含有几个染色
6、体组，如右图中与1 1号号 ( (或或2 2号号) )相同的染色体共有四条，此细胞有四个染色体组。相同的染色体共有四条，此细胞有四个染色体组。 3.染色体组数量的判断方法染色体组数量的判断方法 (2)(2)在细胞或生物体的基因型中，控制同一性状的基因在细胞或生物体的基因型中，控制同一性状的基因( (读音读音 相同的大小写字母相同的大小写字母) )出现几次，则有几个染色体组，如右图出现几次，则有几个染色体组，如右图 中，若细胞的基因型为中，若细胞的基因型为AaaaBBbbAaaaBBbb，任一种基因各有四个，任一种基因各有四个， 则该生物含有四个染色体组。则该生物含有四个染色体组。 例例4.请判
7、断下列细胞中各有多少个染色体组？请判断下列细胞中各有多少个染色体组？ 2个个 3个个 4个个 1个个 2个个 4个个 例例5.指出下面细胞分别处于什么时期，此时细指出下面细胞分别处于什么时期，此时细 胞中各有几个染色体组？胞中各有几个染色体组？ 减减 后 期 后 期 有 丝 中 期 有 丝 中 期 有 丝 后 期 有 丝 后 期 减减 后 期 后 期 4 4个个 2 2个个 2 2个个 2 2个个 （1 1）二倍体）二倍体 体细胞体细胞中含有中含有两个染色体组两个染色体组的个体叫二倍体。记的个体叫二倍体。记 作作2N（N表示一个染色体组所包含的染色体数目）。表示一个染色体组所包含的染色体数目）
8、。 人：人：2N=46 果蝇：果蝇：2N=8 水稻：水稻：2N=24 （2 2）多倍体）多倍体 体细胞体细胞中含有中含有三个或三个以上三个或三个以上染色体组的个体染色体组的个体 叫多倍体。叫多倍体。 香蕉：香蕉：三倍体三倍体 马铃薯：马铃薯：四倍体四倍体 普通小麦：普通小麦：六倍体六倍体 1.几个概念的认识几个概念的认识 三、染色体变异的应用三、染色体变异的应用 （3 3）单倍体）单倍体 成因：成因： 动物：蜜蜂中的雄蜂动物：蜜蜂中的雄蜂 植物：自然条件下，玉米、植物：自然条件下，玉米、 高粱、高粱、 水稻、番茄等偶尔会出现水稻、番茄等偶尔会出现 例：例： ：体细胞中含有与本物种：体细胞中含有
9、与本物种配子染色体数目配子染色体数目 相同相同的个体的个体 由配子直接发育成的个体（由配子直接发育成的个体（单性生殖单性生殖） （4）单倍体、二倍体和多倍体的判断 例例5.5.下面有关单倍体的叙述中，不正确的是（下面有关单倍体的叙述中，不正确的是（ ） A A由未受精的卵细胞发育而成的个体由未受精的卵细胞发育而成的个体 B B花药经过离体培养而形成的个体花药经过离体培养而形成的个体 C C凡是体细胞中含有奇数染色体组的个体凡是体细胞中含有奇数染色体组的个体 D D普通小麦含普通小麦含6 6个染色体组，个染色体组，4242条染色体，它的单倍条染色体，它的单倍 体含体含3 3个染色体组，个染色体组
10、，2121条染色体条染色体 C 2、单倍体育种、单倍体育种 实例：实例： 花粉花粉(药药) 人工诱导人工诱导 染色体加倍染色体加倍 正常纯合子正常纯合子 单倍体幼苗单倍体幼苗 离体离体 培养培养 （3）优点：优点： 后代是纯合子，明显缩短了育种年限。 （2 ）方法：）方法： 花粉(药)离体培养 矮杆抗病水稻的培育 （1）单倍体的特点）单倍体的特点 与正常植株相比，单倍体植株长得弱与正常植株相比，单倍体植株长得弱 小，而且是高度不育的。小，而且是高度不育的。 【例例】现有两小麦品种：矮秆感病现有两小麦品种：矮秆感病(ddrr)，高秆抗病，高秆抗病 (DDRR)，如何获得矮秆抗病的优良品种，如何获
11、得矮秆抗病的优良品种(ddRR)？ 杂交育种杂交育种 P: ddrr DDRR F1: DdRr D_R_ D_rr ddR_ ddrr 高秆高秆 高秆高秆 矮秆矮秆 矮秆矮秆 抗病抗病 感病感病 抗病抗病 感病感病 9 : 3 : 3 : 1 高秆高秆:D 矮秆矮秆(抗倒伏抗倒伏):d 抗病抗病:R 感病感病:r F2: ddR_ ddRR 1/3 ddRr 2/3 连续多连续多 代自交代自交 提高纯合提高纯合 子的比例子的比例 【例例】现有两小麦品种：矮秆感病现有两小麦品种：矮秆感病(ddrr)，高秆抗病，高秆抗病 (DDRR)，如何获得矮秆抗病的优良品种，如何获得矮秆抗病的优良品种(dd
12、RR)？ 杂交育种杂交育种 高秆高秆:D 矮秆矮秆(抗倒伏抗倒伏):d 抗病抗病:R 感病感病:r 优点：能将多个亲本的优良性状优点：能将多个亲本的优良性状 集于一体集于一体 缺点：育种时间太长缺点：育种时间太长 花粉花粉 单倍体单倍体 纯合二倍体纯合二倍体 优良品种优良品种 离体离体 培养培养 人工诱导人工诱导 染色体加倍染色体加倍 选择选择 2. 多倍体育种多倍体育种 （1）多倍体的特点）多倍体的特点 茎秆粗壮，茎秆粗壮， 叶片、果实和种叶片、果实和种 子较大，糖类和子较大，糖类和 蛋白质等营养物蛋白质等营养物 质的含量增加，质的含量增加， 但结实率较低。但结实率较低。 （2 2）常用方法
13、有哪些？）常用方法有哪些？ 低温和秋水仙素处理法 低温和秋水仙素处理法 （3 3）秋水仙素处理法的具体做法是什么？原理又是什么？）秋水仙素处理法的具体做法是什么？原理又是什么？ 方法：方法：用秋水仙素处理用秋水仙素处理_或或_。 原理：原理：当秋水仙素作用于正在当秋水仙素作用于正在_的细胞时，能够抑的细胞时，能够抑 制制_的形成，导致的形成，导致_不能不能_， 从而引起细胞内染色体从而引起细胞内染色体_。染色体数目加。染色体数目加 倍的细胞继续进行倍的细胞继续进行_分裂，将来就可能发育成分裂，将来就可能发育成 _植株。植株。 思考：思考：为什么要处理萌发的种子或幼苗，处理成熟的植株可以不？为什
14、么要处理萌发的种子或幼苗，处理成熟的植株可以不？ 不行，秋水仙素的作用对象是正在有丝分裂的细胞，成熟的植不行，秋水仙素的作用对象是正在有丝分裂的细胞，成熟的植 株大多细胞不进行有丝分裂。株大多细胞不进行有丝分裂。 萌发的种子萌发的种子 幼苗幼苗 分裂分裂 纺锤丝纺锤丝 染色体染色体 移向两极移向两极 数目加倍数目加倍 有丝有丝 多倍体多倍体 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
15、 或个体或个体 2N 4N 胚胚: 3N 秋水仙素处理秋水仙素处理 2N 2N 3N 2N 三倍体无子西瓜的培育三倍体无子西瓜的培育 第一年第一年 第二年第二年 种植种植 种植种植 传粉传粉 传粉刺激传粉刺激 果实发育果实发育 3N 果皮、种果皮、种 皮：皮：4N 染色体染色体联会紊乱联会紊乱 无生殖细胞形成无生殖细胞形成 （4）实例：）实例： 杂交育种杂交育种 多倍体育种多倍体育种 单倍体育种单倍体育种 方法方法 原理原理 优点优点 缺点缺点 3.3.种育种方法比较种育种方法比较 杂交、自交 用秋水仙素处理萌 发的种子或幼苗 花药离体培养 基因重组 染色体变异 染色体变异 方法简便 可培育出
16、自然界中 没有的新品种，且 器官大，营养丰富 明显缩短育种年限 育种年限长 发育延迟（晚 熟），结实率低 技术较复杂 例例6.6.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两种品种分别培育 出出三种品种三种品种, ,根据上述过程根据上述过程, ,回答下列问题回答下列问题: : 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所依据的原 理是理是_ . . 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_处理处理的的 幼苗幼苗, ,方法方法和和合称为合称为_育种育
17、种. .其优点其优点 是是_ _._. 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 TIPS 高考认知练 (2020T8)下列叙述中与染色体变异无关的是（下列叙述中与染色体变异无关的是（ ）A.通过孕通过孕 妇产前筛查，可降低妇产前筛查，可降低21三体综合征的发病率三体综合征的发病率B.通过连续自交，通过连续自交， 可获得纯合基因品系玉米可获得纯合基因品系玉米C.通过植物体细胞杂交，可获得白通过植物体细胞杂交，可获得白 菜菜-甘蓝甘蓝D.通过普通小麦和黑麦杂交，培育出了小黑麦通过普通小麦和黑麦杂交，培育出了小
18、黑麦 B （2019T42019T4）下列关于生物变异与育种的叙述，正确的是）下列关于生物变异与育种的叙述，正确的是( )( )A A基因基因 重组只是基因间的重新组合，不会导致生物性状变异重组只是基因间的重新组合，不会导致生物性状变异B B基因突变使基因突变使 DNADNA序列发生的变化，都能引起生物性状变异序列发生的变化，都能引起生物性状变异C C弱小且高度不育的单弱小且高度不育的单 倍体植株，进行加倍处理后可用于育种倍体植株，进行加倍处理后可用于育种D D多倍体植株染色体组数加倍，多倍体植株染色体组数加倍， 产生的配子数加倍，有利于育种产生的配子数加倍，有利于育种 C （2017T19）
19、一株同源四倍体玉米的基因型为一株同源四倍体玉米的基因型为Aaaa，其异常联会形成，其异常联会形成 的部分配子也可受精形成子代。下列相关叙述正确的是的部分配子也可受精形成子代。下列相关叙述正确的是( ) A上图表示的过程发生在减数第一次分裂后期上图表示的过程发生在减数第一次分裂后期B自交后代自交后代 会出现染色体数目变异的个体会出现染色体数目变异的个体C该玉米单穗上的籽粒基因型该玉米单穗上的籽粒基因型 相同相同D该植株花药培养加倍后的个体均为纯合子该植株花药培养加倍后的个体均为纯合子 B （2016T142016T14）右图中甲、乙两个体的一对同源染色体中各有一条发）右图中甲、乙两个体的一对同源
20、染色体中各有一条发 生变异（字母表示基因）。下列叙述正确的是生变异（字母表示基因）。下列叙述正确的是( )( ) A.A.个体甲的变异对表型无影响个体甲的变异对表型无影响B.B.个体乙细胞减数个体乙细胞减数 分裂形成的四分体异常分裂形成的四分体异常C.C.个体甲自交的后代，性个体甲自交的后代，性 状分离比为状分离比为31D.31D.个体乙染色体没有基因缺失，个体乙染色体没有基因缺失， 表型无异常表型无异常 B （2015T102015T10）甲、乙为两种果蝇）甲、乙为两种果蝇(2n),下图为这两种果蝇的各一个染下图为这两种果蝇的各一个染 色体组色体组,下列叙述正确的是（下列叙述正确的是（ ）
21、A. 甲、乙杂交产生的甲、乙杂交产生的 F1 1 减数分裂都正常减数分裂都正常B. 甲发生甲发生 染色体交叉互换形成了乙染色体交叉互换形成了乙 C. 甲、乙甲、乙1 号染色体上的基因排列顺序相同号染色体上的基因排列顺序相同D. 图图 示染色体结构变异可为生物进化提供原材料示染色体结构变异可为生物进化提供原材料 D (2014T7) 下列关于染色体变异的叙述下列关于染色体变异的叙述,正确的是正确的是( )A. 染色体增加染色体增加 某一片段可提高基因表达水平某一片段可提高基因表达水平,是有利变异是有利变异B. 染色体缺失有利于隐性染色体缺失有利于隐性 基因表达基因表达,可提高个体的生存能力可提高
22、个体的生存能力C. 染色体易位不改变基因数量染色体易位不改变基因数量,对个对个 体性状不会产生影响体性状不会产生影响D. 通过诱导多倍体的方法可克服远缘杂交不育通过诱导多倍体的方法可克服远缘杂交不育, 培育出作物新类型培育出作物新类型 D (2012T14)(2012T14)某植株的一条染色体发生缺失突变，获得该缺失染色体的某植株的一条染色体发生缺失突变，获得该缺失染色体的 花粉不育，缺失染色体上具有红色显性基因花粉不育，缺失染色体上具有红色显性基因B B，正常染色体上具有白，正常染色体上具有白 色隐性基因色隐性基因b b（见下图）。如以该植株为父本，测交后代中部分表现（见下图）。如以该植株为
23、父本，测交后代中部分表现 为红色性状。下列解释最合理的是为红色性状。下列解释最合理的是( )( )A A减数分裂时染色单体减数分裂时染色单体 1 1或或2 2上的基因上的基因b b突变为突变为BBBB减数第二次分裂时姐妹染色单体减数第二次分裂时姐妹染色单体3 3与与4 4自由自由 分离分离C C减数第二次分裂时非姐妹染色单体之间自由组合减数第二次分裂时非姐妹染色单体之间自由组合 D D减数减数 第一次分裂时非姐妹染色单体之间交叉互换第一次分裂时非姐妹染色单体之间交叉互换 D （山东（山东2020T2020T6 6) )在细胞分裂过程中，末端缺失的染色体因失去端粒而不在细胞分裂过程中，末端缺失的
24、染色体因失去端粒而不 稳定，其姐妹染色单体可能会连接在一起，着丝点分裂后向两极移动时稳定，其姐妹染色单体可能会连接在一起，着丝点分裂后向两极移动时 出现出现 “染色体桥”“染色体桥” 结构，如下图所示。若某细胞进行有丝分裂时，出结构，如下图所示。若某细胞进行有丝分裂时，出 现现 “染色体桥”“染色体桥” 并在两着丝点间任一位置发生断裂，形成的两条子染并在两着丝点间任一位置发生断裂，形成的两条子染 色体移到细胞两极。不考虑其他变异，关于该细胞的说法错误的是（色体移到细胞两极。不考虑其他变异，关于该细胞的说法错误的是（ ） A. A. 可在分裂后期观察到可在分裂后期观察到 “染色体桥”“染色体桥” 结构结构 B. B. 其子细胞中染色体的数目不会发生改变其子细胞中染色体的数目不会发生改变 C. C. 其子细胞中有的染色体上连接了非同源染色体片段其子细胞中有的染色体上连接了非同源染色体片段 D. D. 若该细胞基因型为若该细胞基因型为 AaAa，可能会产生基因型为，可能会产生基因型为 Aaa Aaa 的子细胞的子细胞 C
