5.2染色体变异课件(共68张PPT)

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(共68张PPT)第二节 染色体变异染色体结构变异染色体数目变异染色体变异缺失重复易位倒位个别染色体的增加或减少染色体组成倍地增加或减少染色体组单倍体二倍体多倍体生物体的体细胞或生殖细胞内染色体数目或结构的变化，称为染色体变异。个别染色体增多或减少如人的21三体综合征（即先天性愚型）以一套完整的非同源染色体为基数成倍的增加或成套的减少染色体数目变异染色体数目变异：生物体的体细胞或生殖细胞内染色体数目的变化。正常（8）增加（8+1）减少（8-1）增加一套（12）减少一套（4）正常（8）问题：假如给你一副牌（除去大小王），直觉上你会分成几组？每一组中牌的数字有什么特点？一、染色体数目变异两套三套一套本质上1形态上2功能上3一个染色体组不含同源染色体，不含等位基因。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携带生物生长、发育、遗传和变异的一整套遗传信息。▌染色体组的概念：以人的染色体为例，人总共23对，46条，每号染色体都有其特定功能！▌染色体组每一号染色体都有其特定的功能，所以染色体组中每一号染色体都要有一条，这样才能包含全套遗传信息！▌染色体组3个（每组5条）4个（每组2条）1个（每组3条）细胞中染色体组数目的确定方法（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染色体组2个（每组3条）4个（每组2条）染色体数目变异形态指染色体大小，与颜色无关（2）根据“基因型”判断——控制同一性状的基因(包括同一字母的大、小写)出现几次，则含有几个染色体组YyRrAABBDDAaaAABbD二个染色体组二个染色体组三个染色体组一个染色体组ABCD两个染色体组染色体数目变异细胞中染色体组数目的确定方法同一字母不分大小写重复出现几次，就含有几个染色体组【跟踪练习】染色体组数每个染色体组内染色体数321421324242223423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以上的高等植物，都是二倍体。2N=24 —2表示： N表示：有两个染色体组每组有N条非同源染色体三.二倍体野生马铃薯的体细胞中含有12对同源染色体，每个染色体组中包括12条形态和功能不同的非同源染色体。即野生马铃薯为二倍体。概念三.二倍体人类的染色体组成人类的体细胞中含有23对同源染色体，每个染色体组中包括23条形态和功能不同的非同源染色体。即体细胞中含有两个染色体组，为二倍体。三.二倍体问：二倍体的形成的过程怎样？父本：2N=462个染色体组母本：2N=462个染色体组减数分裂减数分裂三.二倍体问：二倍体的形成的过程怎样？减数分裂减数分裂精子N=231个染色体组卵细胞N=231个染色体组父本：2N=46母本：2N=46三.二倍体精子N=23卵细胞N=23受精作用受精卵：2N=462个染色体组三.二倍体精子N=23卵细胞N=23受精作用受精卵：2N=462个染色体组分裂分化男性：2N=46体细胞2个染色体组二倍体三.二倍体2N个体2N受精卵N精子N卵细胞2N父本2N母本分裂分化受精作用减数分裂减数分裂一般情况下，二倍体通过减数分裂形成的配子只有一个染色体组。几乎全部动物以及过半数的高等植物是二倍体如：番茄、人、玉米、果蝇三.多倍体三倍体 三倍体概念由受精卵发育而成的，体细胞中含有三个或三个以上的染色体组的个体。二倍体:体细胞中含有两个染色体组的个体。三倍体:体细胞中含有三个染色体组的个体。四倍体:体细胞中含有四个染色体组的个体。注意：二倍体和多倍体都是由受精卵发育而来的个体。四倍体三.三倍体三倍体：受精卵发育成的个体的体细胞中含有3个染色体组，称作三倍体。2n二倍体(♀)雌配子2n2n二倍体(♂)3n受精卵雄配子n3n三倍体异常减数分裂减数分裂受精作用发育有丝分裂三倍体形成原因：含有两个染色体组的异常配子与含有一个染色体组的正常配子结合发育成个体通常可用3N表示三.三倍体三倍体是可育的吗？三倍体因为原始生殖细胞中有3套非同源染色体（3个染色体组），减数分裂时同源染色体出现联会紊乱，因此不能形成可育的配子。联会紊乱：正常情况下联会时同源染色体配对，然后要把同源染色体分开，若同源染色体为偶数条则可以平均分开，但三倍体的同源染色体是三条，即一种形态的染色体有三条，没有办法平均分开，即形成联会紊乱，减数分裂不能正常进行，所以不能形成配子，无法形成种子。多倍体：通常由受精卵发育而成，体细胞中含有3个或以上染色体组的个体统称为多倍体。染色体数目变异四倍体玫瑰葡萄多倍体草莓四倍体西红柿四倍体平均粒重10克二倍体平均粒重6克四倍体番茄的维生素C含量比二倍体品种几乎增加一倍多倍体在植物中很常见，在动物中极少染色体数目变异马铃薯（4n=48)棉花（4n=52)小麦（六倍体）菊花（六倍体）香葱（4n=32)染色体数目变异多倍体特点:优：茎秆粗壮，叶片、果实和种子都比较大糖类、蛋白质等营养物质的含量高缺：结实率低生长发育迟缓四倍体可以通过减数分裂形成含有两个染色体组的配子。三倍体因为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。香蕉、三倍体无子西瓜的果实中没有种子，原因就在于此。多倍体的育性偶数可育奇数不可育三.多倍体三..多倍体四倍体：体细胞中含有四个染色体组的个体叫做四倍体。2n二倍体(♀)雌配子2n2n二倍体(♂)4n受精卵雄配子2n4n四倍体异常减数分裂异常减数分裂受精作用发育有丝分裂2n二倍体(♀)雌配子n2n二倍体(♂)2n受精卵雄配子n4n四倍体减数分裂减数分裂受精作用有丝分裂异常四倍体的形成的原因：①有2个含有两个染色体组的配子结合发育而来的个体；②二倍体在胚或幼苗时期受某种因素影响，体细胞在进行有丝分裂时，染色体只复制未分离，形成四倍体。三.多倍体非整倍变异（1）定义：正常染色体组中,丢失或添加了一条或几条完整的染色体。单体：2n-1三体：2n+1注意：单体和三体也是二倍体，均可进行减数分裂，产生配子，配子育况，见具体实例。三. 单倍体受精卵2n=32蜂王（雌性）工蜂（雌性）雄蜂 n=162n=32蜂王卵n=16减数分裂受精作用持续获得蜂王浆获得普通蜂蜜未受精的卵自然界中还有一类特殊的生物，如雄蜂——未受精的卵细胞直接发育而来的，那它是几倍体呢？三.单倍体单倍体①概念：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。②成因：③特点：由配子（如卵细胞、花粉等）直接发育而成。枝叶茎杆弱小，一般高度不育。1.一倍体（体细胞中含一个染色体组的个体）一定是单倍体。2.单倍体的体细胞中只含一个染色体组。√×3.基因型为AAabbb的个体一定为三倍体。×三.单倍体4N（四倍体）配子2N（2个染色体组）花药离体培养某植物个体它是几倍体？单倍体原因：由配子（如卵细胞、花粉等）直接发育而成。体细胞中的染色体数 配子中的染色体数 体细胞中的染色体组数 配子中的染色体组数 属于几倍体生物豌 豆 7 2普通小麦 42 3小黑麦 28 八倍体比较项目生物种类141二倍体六倍体2156846练一练总结：判断是几倍体的依据：1.由受精卵发育而来，体细胞中含有几个染色体组就是几倍体。2.由配子发育而来的生物个体，不管含有几个染色体组，都只能称单倍体。1、二倍体物种所形成的单倍体中，其体细胞中只含一个染色体组。2、如果是四倍体、六倍体物种形成的单倍体， 其体细胞中就含有两个或三个染色体组，我们可以称它为二倍体或三倍体。3、单倍体中只有一个染色体组。4、个体的体细胞中含几个染色体组就是几倍体。人工诱导多倍体的方法方法：最常用且最有效的方法：用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗原理：低温或秋水仙素作用于正在分裂的细胞时，能够抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向两极，从而引起细胞内染色数目加倍。染色体数目加倍的细胞继续进行有丝分裂，将来就可能发育成多倍体植株。Q：为什么要处理萌发的种子或幼苗，处理成熟的植株可以不？秋水仙素的作用对象是__________________，成熟的植株大多细胞不进行有丝分裂。正在有丝分裂的细胞时期：有丝分裂前期低温处理、秋水仙素处理染色体数目变异4条、2对染色体复制着丝点自动断裂如果前期无纺锤体形成细胞不能分裂成两个子细胞______染色体组_________染色体2个______染色体组_________染色体8条、4对4个影响染色体被拉向两极染色体数目加倍人工诱导多倍体的方法染色体数目变异染色体数目变异实验：低温诱导植物细胞染色体数目的变化1. 培养和诱导（4℃，36h）2. 取材：剪取诱导的根尖0.5-1cm，卡诺氏液固定细胞形态，再用体积分数为95%的酒精冲洗2次染色体数目变异实验：低温诱导植物细胞染色体数目的变化3. 制作装片解离：盐酸和酒精混合液（1：1）漂洗：清水漂洗10min染色：改良苯酚品红染液染色3 -5min制片：加盖载玻片，用拇指轻压染色体数目变异实验：低温诱导植物细胞染色体数目的变化4. 观察装片：低倍镜下找出染色体数目改变的细胞，再换用高倍镜5. 结论：低温可诱导植物染色体数目加倍。柱头花柱子房花药花丝花瓣花萼花托雄蕊雌蕊花 的 主 要 结 构多倍体育种染色体数目变异多倍体育种染色体数目变异Chromosome number variation柱头花柱珠被卵细胞（1个）极核（2个）胚囊胚珠果皮子房发育子房壁子房壁胚珠种皮发育胚+精子发育胚乳+精子发育种子染色体数目变异Chromosome number variation无籽西瓜培育多倍体育种染色体数目变异Chromosome number variation秋水仙素处理2N4N第一年1.为什么要用秋水仙素处理幼苗的芽尖？芽尖细胞分裂旺盛，更容易使染色体数目加倍2.处理后的植株，各个部位染色体数目是否都为4N？不一定染色体数目变异Chromosome number variation秋水仙素处理2N4N4N母本2N父本杂交2N果皮____种子的胚____种皮____第一年4N3N4N杂交获得三倍体3.获得的四倍体西瓜为何要与二倍体杂交？①多倍体花粉可育低；4.为什么要用四倍体植株做母本？②种子产量高③种皮薄，利于播种染色体数目变异Chromosome number variation秋水仙素处理2N4N4N母本2N父本杂交2N果皮____种子的胚____种皮____第一年第二年假授粉联会紊乱4N3N4N3N2N果皮____3N无籽西瓜染色体数目变异Chromosome number variation第二年假授粉联会紊乱3N2N果皮____3N无籽西瓜①三倍体植株不能进行正常的减数分裂形成生殖细胞，因此，不能形成种子。5.三倍体西瓜为什么没有种子？真的一颗没有吗？联会紊乱②并不是绝对一颗种子都没有，其原因是在进行减数分裂时，有可能形成正常的卵细胞染色体数目变异Chromosome number variation第二年假授粉联会紊乱3N2N果皮____3N无籽西瓜2年5.按照一般流程，获得无籽西瓜需要几年？①进行无性繁殖。将三倍体西瓜植株进行组织培养获取大量的组培苗，再进行移栽7.每年都要制种，很麻烦，有没有替代方法？②利用生长素或生长素类似物处理二倍体未受粉的雌蕊，以促进子房发育成无种子的果实染色体数目变异Chromosome number variation秋水仙素处理2N4N4N母本2N父本杂交2N果皮____种子的胚____种皮____第一年第二年假授粉联会紊乱4N3N4N3N2N果皮____3N无籽西瓜染色体变异可遗传变异方法：花药离体培养 + 秋水仙素加倍优点：能明显缩短育种的年限。所得均为纯合子，不会发生性状分离单倍体植株特点：单倍体育种植株弱小且高度不育。花药离体培养秋水仙素处理染色体加倍纯合正常植株为什么？如何使之可育？染色体数目变异Chromosome number variation亲本F1DDTTddtt××（抗倒伏，不抗病）（易倒伏，抗病）DdTt自交多代，获得目标品种优点：操作简单传统育种方式缺点：耗时长单倍体育种染色体数目变异Chromosome number variation（抗倒伏，不抗病）（抗倒伏抗病）花药（粉）：单倍体幼苗：DT Dt dT dt正常植株：DDTT DDtt ddTT ddtt新品种：DDtt方法：花药离体培养秋水仙素处理幼苗缺点：操作复杂优点：能明显缩短育种年限DDTT（♀）× ddtt（♂）第一年第二年筛选DdTt（抗倒伏，不抗病）（倒伏，抗病）二倍体生物（组织培养）DdTt植株DT Dt dT dt≠花药离体培养4、单倍体育种染色体数目变异Chromosome number variation四倍体AAaa（由Aa秋水仙素诱导后形成）产生的配子类型及比例1AA∶4Aa∶1aa4、单倍体育种染色体数目变异Chromosome number variation关于可育、可遗传2N生物可育异源二倍体不可育两个染色体组来自不同物种异源二倍体幼苗如何处理可育？秋水仙素处理4N3N、5N 联会紊乱，不育结实率低同源多倍体两个染色体组同源，即来自同一物种异源多倍体马铃薯（4N）可育小麦（6N）可育多倍体植物同源二倍体（如：骡子）原因：联会紊乱染色体结构变异Chromosomal structural variation缺失重复易位倒位染色体上基因数目、排列顺序发生改变结果：性状变异（改变）后果：大多数变异对生物体不利，有的甚至会导致生物体死亡。在自然条件或人为因素的影响下，染色体发生的结构变异主要有以下4种类型。1.缺失：染色体的某一片段缺失引起变异。基因数目减少结果 ：实例1：果蝇缺刻翅的形成实例2：人的5号染色体片段缺失猫叫综合征：患儿哭声轻，音调高，很像猫叫而得名。猫叫综合征患者的生长发育迟缓，而且存在严重的智力障碍。正常翅缺刻翅二、染色体结构变异染色体中增加某一片段引起变异。实例：果蝇棒状眼的形成染色体正常正常眼染色体片段重复棒眼2.重复：基因数目增加结果 ：正常眼棒状眼二、染色体结构变异染色体的某一片段位置颠倒引起变异。实例：果蝇卷翅的形成染色体正常正常翅染色体片段颠倒卷翅3.倒位：正常翅卷翅二、染色体结构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变异。实例:果蝇花斑眼的形成花斑眼正常眼4.易位：二、染色体结构变异发生染色体变异的染色体在四分体时期依旧会发生联会，图中①和②为一对同源染色体，正常的基因顺序是ABCDE，则图乙～图丁中染色体结构变异的类型依次是 __________、__________、__________。缺失重复倒位项目 染色体易位 交换图解区别 位置 非同源染色体之间 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小结1：比较易位与互换染色体结构变异项目 染色体片段缺失 碱基对缺失图解区别 原理 染色体结构变异 基因突变观察 可在显微镜下观察到 在显微镜下观察不到小结2：比较染色体片段缺失与碱基对缺失染色体结构变异①②③⑥属于染色体结构变异中的缺失、重复、倒位和易位④中碱基对的缺失，是分子水平的变化，属于基因突变;⑤中片段的交换发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间，属于基因重组中的交换;⑥中片段的交换发生在非同源染色体之间，属于染色体结构变异中的易位。类别 基因突变 基因重组 染色体变异适用范围类型发生时期结果光学显微镜观察意义育种中的应用所有生物（包括病毒）自然状态下，发生在真核生物的有性生殖过程中真核生物诱发突变、自发突变或（显性突变、隐性突变）交叉互换型、自由组合型（基因工程、转化实验）染色体结构变异、染色体数目变异任何时期，主要发生在有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期减数第一次分裂前期、减数第一次分裂后期任何时期，主要发生在细胞分裂时引起基因碱基序列的改变（产生了新基因）产生了新基因型和性状组成、不能产生新的基因和性状使排列在染色体上基因的数目或排列顺序发生改变，不产生新的基因不能观察到，属于分子水平不能观察到，属于分子水平能观察到，属于细胞水平新基因产生的途径；生物变异的根本来源；为生物的进化提供了丰富的原材料；生物变异的来源之一，对生物进化具有重要的意义诱变育种杂交育种单倍体育种、多倍体育种生物变异的来源之一，对生物进化具有重要的意义三种可遗传变异的比较类别 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；秋水仙素处理幼苗（非种子）；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，一般只适用于植物四种育种的比较下列各项中，属于染色体变异的是（　）1、21三体综合征2、染色体之间发生相对应部位的交叉互换3、染色体数目增加或减少4、花药离体培养后长成的植株5、非同源染色体之间自由组合6、染色体上碱基对的增添或缺失7、第5号染色体短臂缺失引起的遗传病8、用花药培育出的单倍体植株习题检测1、下列变异中，不属于染色体结构变异的是（ ）A.染色体缺失某一片断B.染色体增加了某一片断C.染色体中DNA的一个碱基发生了改变D.染色体某一片断位置颠倒了180°。2.基因重组、基因突变和染色体变异的共同点是( )A.都能产生可遗传的变异B.都能产生新的基因C.产生的变异对生物均不利D.在显微镜下都可看到变异状况AC课堂练习3.基因突变和染色体变异的一个重要区别是( )A.基因突变在光镜下看不见B.染色体变异是定向的，基因突变是不定向的C.基因突变是可以遗传的D.染色体变异是不能遗传的A4.四倍体的曼陀罗有48条染色体，该植物每个染色 体组的染色体数目为（ ）A.48 B.24 C.12 D.4CA. ①～④的变异均未产生新基因B. ①～④的变异依次是染色体倒位、缺失、重复与基因突变C. ①～④的变异均可在光学显微镜下观察到D. ①、②、③依次为染色体结构变异中的缺失、重复、倒位，④的变异应属于基因突变如下图所示，已知染色体发生了①～④四种变异，则相关叙述正确的是(　　)D下图中图1为等位基因Aa间的转化关系图，图2为黑腹果蝇(2n＝8)的单体图，图3为某动物的精原细胞形成的四个精细胞的示意图，则图1、2、3分别发生何种变异(　　)AA. 基因突变 染色体变异 基因重组B. 基因突变 染色体变异 染色体变异C. 基因重组 基因突变 染色体变异D. 基因突变 基因重组 基因突变

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