染色体变异12.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,5.2,染色体变异,在,自然条件和人为条件改变的情况下，染色体,_,的改变和染色体,_,的增减导致生物,_,的变异。,数目,性状,结构,基因突变和染色体变异的区别,基因突变,：染色体上某一个,位点,上基因的改变，光学显微镜下不可见。,可用显微镜,直接观察,。,染色体变异：,类型,染色体结构变异,染色体数目变异,个别染色体增减,染色体成倍增减,一、染色体结构的变异,缺失,:,增加,(,重复,),:,颠倒（倒位）,:,移接（易位）,:,两条非同源染色体互相交换染色体片段叫？,同源染色体中非姐妹染色单体之间交叉互换叫？,染色体结构的变化导致生物变异的原因是什么？,染色体结构变异,染色体上的基因的数目和排列顺序改变,生物性状的变异,多数不利,请讨论：,染色体变异与基因突变相比，哪一种变异引起的性状变化较大一些？为什么？,每条染色体上含有许多基因，染色体变异会引起多个基因的变化，所以引起的性状变化较大一些,三、染色体数目变异：,1,、细胞内,个别,染色体的增加或减少：,(1),增加：,如,21,三体综合症,(2),减少：,如性腺发育不良,2,、细胞内染色体数目以,染色体组,的形式,成倍,地增加,或减少。,正常,增多,减少,非整组,变异,整组变异,请思考：,Q1:,果蝇体细胞有几条染色体？,8,条,Q2:,号和,号染色体是什么关系,?,号和,号呢,?,同源染色体,非同源染色体,Q3:,雄果蝇的体细胞中共有哪几对同源染色体,?,和,、,和,、,和,、,X,和,Y,X,Y,Y,X,Q4,：雄,果蝇,产生的精子中有哪几条染色体？这些染色体,在形态、结构和功能上有什么特点？这些染色体之间,是什么关系？它们是否携带着控制生物生长发育的全,部遗传信息？,减数分裂,Q5,：如果将果蝇,的精子中的染,色体看作一,组，那么果蝇,的体细胞中有,几组染色体？,染色体组,如人、果蝇等生物的,配子,中的所有染色体就是一个染色体组,那么人的,体细胞,中含有,二个染色体组,a.,一组,非同源染色体,它们,形态,大小、功能各不相同,b.,但是,携带,着,控制一种生物生长发育、遗传变异的,全套遗传信息,A,B,C,D,1,、某生物正常体细胞的染色体数目为,8,条，下图中，表示含有一个染色体组的细胞是,C,2,、某生物的基因型为,AAaaBbbbCCCc,，,那么它有多少个染色体组,A,、,2,、,B,、,3 C,、,4 D,、,8,染色体组数的判断办法：,1,、图形题就看形态相同的染色体条数,2,、基因型题就看同种类型字母的个数,二倍体：由受精卵发育而成的，体细胞中有,两个染色体组的个体。,多倍体：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。,、二倍体和多倍体,三倍体、四倍体,几乎所有动物，过半数的高等植物。例如：人、果蝇、玉米等大多数生物,例如：香蕉、马铃薯,在被子植物中至少有,1/3,的物种是多倍体。例如，普通小麦、棉花、烟草、苹果、梨，以及花卉植物中的菊、水仙等都是多倍体。,(2),成因：外界环境条件影响了有丝分裂时纺锤 体的形成，使染色体不能被拉向两极，细胞不能分裂成两个子细胞。,二倍体,八倍体,四倍体,秋水仙,素处理,秋水仙,素处理,4,个,染色体,8,个,染色体,无纺缍,体形成,染色体复制,着丝点,分裂,无纺缍丝,牵引,多倍体的形成,若继续进行正常的有丝分裂,染色体加倍的组织或个体,多倍体植株的特点,2.,茎杆粗壮，叶片、果实和种子都比较大；糖类、蛋,白质等含量增高,.,3.,但发育延迟，结实率低。,1.,多倍体在植物中广泛存在，而在动物中则较少见,(3),应用：,用途：多倍体育种,方法原理：,用,低温和,秋水仙素处理萌发的种子或幼苗,Q,：,秋水仙素处理法的具体做法是什么？原理又是什么？,方法：,用秋水仙素处理,_,或,_,。,原理：,当秋水仙素作用于正在,_,的细胞时，能够抑,制,_,的形成，导致,_,不能,_,，,从而引起细胞内染色体,_,。染色体数目加倍,的细胞继续进行,_,分裂，将来就可能发育成,_,植株。,萌发的种子,幼苗,分裂,纺锤丝,染色体,移向两极,数目加倍,多倍体,有丝,4.,单倍体,(1),定义：,(3),单倍体育种：,大大缩短了育种年限,只需,2,年,;,后代都是纯合子,方法：花药离体培养,体细胞中含本物种配子染色体数目的个体,如雄蜂,(,植株弱小且高度不孕,),花药,单倍体植株,纯合正常植株,秋水仙素染色体加倍,离体培养,（,2,）单倍体植株特点,弱小，且高度不育,若从播种到收获种子需要一年,则培育出能稳定遗传的矮杆抗病的品种至少需要几年,?,P,高杆,抗病,DDTT,矮杆感,病,ddtt,F,1,高杆抗病,DdTt,第1年,选育出需要的矮抗品种,F,2,D_T_,D_tt,ddT,_,ddtt,矮抗,杂交育种,第2年,第,3,年,生长,ddTT,F,3,减数分裂,配子,DT,Dt,dT,dt,单倍体,DT,Dt,dT,dt,花药离体培养,秋水仙素,第,1,年,第,2,年,第,4,年,单倍体育种,DDtt,ddTT,ddtt,纯合体,DDTT,矮抗,对一个个体称单倍体还是几倍体，关键看什么？,关键看它是由受精卵发育而成的个体，还是由配子发育而成的个体。,对二倍体来说：,单倍体生物的体细胞中含有一个染色体组。,对多倍体来说：,单倍体生物的体细胞中含有几个染色体组。,由合子发育来的个体，细胞中含有几个染色体组，就叫几倍体；,而由配子直接发育来的，不管含有几个染色体组，都只能叫单倍体。,说明,二倍体物种所形成的单倍体，其体细胞中只含有一个染色体组，对吗？,如果是四倍体，六倍体物种形成的单倍体，其体细胞中含有两个或者三个染色体组，可以称为二倍体或者三倍体，对吗？,单倍体中可以只有一个染色体组，也可以有多个，对吗？,3,、二倍体、多倍体和单倍体比较,生长弱小，高度不孕,茎杆,粗壮，叶、果、种子大，营养含量高，发育迟,生长发育状况正常,雄蜂、苔藓、单倍体玉米,3n,无子西瓜、,4n,葡萄、,8n,小黑麦,绝大多数动物,未,受精卵或花粉发育形成,染色体复制后细胞分裂受阻,/,1,几个,3,2,特点,实例,形成,染色体组数,单倍体,多倍体,二倍体,比较项,例,1:,无籽西瓜的培育,用秋水仙素处理二倍体西瓜幼苗得到四倍体西瓜；用二倍体西瓜与四倍体西瓜杂交，得到三倍体的西瓜种子。,三倍体授给普通西瓜（二倍体）,成熟的花粉，刺激子房发育而成果实（西瓜,),长成三倍体植株,.,三倍体西瓜联会紊乱，不能产生正常的配子。,三倍体西瓜的雌蕊授以二倍体西瓜的花粉后子房能发育成西瓜，但其中的胚珠因没有正常的卵细胞而不能发育成种子。,无籽西瓜的培育过程,二倍体幼苗,四倍体植株,秋水仙素处理,染色体加倍,二倍体幼苗,二倍体植株,发育,授粉,二倍体幼苗,二倍体植株,发育,花粉诱导,三倍体种子,三倍体无籽西瓜,三倍体植株,发育,第一年,第二年,问：该植株的西瓜的果肉细胞，种子的种皮和胚其染色体数目各是多少？,单击画面继续,单击返回,（四倍体有籽西瓜）,例、香蕉的形成,香蕉的祖先为野生芭蕉，个小而多种子，无法食用。香蕉的培育过程如下：,野生芭蕉,2n,有籽香蕉,4n,加倍,野生芭蕉,2n,无籽香蕉,3n,C,、,单倍体育种：,方法：,花药离体培养,单倍体,人工诱导染色体,数目加倍,正常纯合体,特点：,后代都是纯合体。,意义：,明显缩短育种年限，只需,2,年。,方法,减少染色体组：一般用花药离体培养方法让未受精的配子直接发育成完整个体，其体细胞内染色体与该物种的配子染色体数相同。,单倍体育种的优点,1,、所培育的种子为绝对纯种；,2,、可大大减少工作量并缩短育种周期。,杂交育种（最少四年）,单倍体育种,(,只要两年,),第一年,杂交得到,F,1,。,杂交得到,F,1,。,第二年,F,1,自交得,F,2,，,将符合要求的,F,2,植株的种子按单株分别收藏。,取,F,1,花药离体培养并加倍，观察，性状符合要求即为优良新品种。,第三年,按,F,2,单株分开种植，不分离的植株种子仍按,F,2,单株收藏待验证。,第四年,验证第三年保留的种子的纯度，仍不出现分离方可作为新品种推广。,下面以利用高茎抗病和矮茎不抗病水稻培育矮茎抗病水稻为例说明单倍体育种方法：,高抗病,DDTT,杂合高抗,DdTt,矮不抗,ddtt,花药离,体培养,高抗,DT,矮不抗,dt,高不抗,Dt,矮抗,dT,纯合高抗,DDTT,加倍,纯合矮不抗,ddtt,加倍,纯合高不抗,DDtt,加倍,纯合矮抗抗,ddTT,加倍,2,、单倍体育种,单倍体的优点是：,方法,减少染色体组：,一般用,花药离体培养方法,让未,受精的配子,直接发育成完整个体，其体细胞内染色体与该物种的配子染色体数相同。,二倍体,2n,配子,n,单倍体,n,减数分裂,离体培养,单倍体育种的方法一般常用,“,花药离体培养法,”,A,具有不同优点的品种杂交,B,取,F,1,的花药用组织培养的方法进 行离体培养，形成单倍体植株。,C,用秋水仙素使单倍体染色体加倍,D,选取符合要求的个体作种,复习题,2,、一株开白花的梨树上长出一个红花枝条，该变异最可能是,；用,H-h,表示花色基因，该红花枝条的基因型为,；欲快速繁殖出大量红花梨树，最好的方法是,；欲培育红花梨树的纯种，最好的方法是,。,基因突变,Hh,无性繁殖,单倍体育种,例：正常的水稻具有两个染色体组。只有一个染色体组的水稻生长十分瘦弱，不产生分孽，形成的稻穗中全是空壳；具有三个染色体组的水稻苗长得特别旺盛，很迟开花，所结果实也全是空壳；具有四个染色体组的水稻长得特别茂盛，虽说也能开花结果实，但生长期特别长，甚至要几年才能成熟！,（三）染色体变异育种,通过增加或减少细胞内染色体组，培育高产优质的作物新品种。,方法,减少染色体组：,一般用花药离体培养方法让未受精的配子直接发育成完整个体，其体细胞内染色体与该物种的配子染色体数相同。,其它多倍体植物,甘蔗是三倍体。最早的野生甘蔗就像芦苇又细又短且开花结籽。这种野生甘蔗发生自然加倍形成四倍体甘蔗，四倍体甘蔗与野生甘蔗自然杂交，就形成了现在的甘蔗。,人们种植的西瓜有三种：普通西瓜为二倍体，个小籽多，重量一般在三公斤以下；大西瓜为四倍体，个大籽小，重量可达五公斤以上；无籽西瓜为三倍体，个大无籽。,甘薯、马铃薯等以无性繁殖为主的作物及许多花卉、水果一般都是多倍体。,也许你会问：生长瘦弱，高度不孕，纯种又有什么用？,问得好！不过，我们不是可以用秋水仙素处理使它的染色体加倍吗！,其实，单倍体育种应该叫单倍体加多倍体联合育种才对！,人工诱变,+,单倍体育种,纯合新品种,花药离体培养,加倍并选择,优点：当年就可以培育出优良新品种！,普通品种,杂合体,人工,诱变,避免变异,无性繁殖,利用变异,杂交育种人工诱变育种多倍体育种单倍体育种,生物的后代出现不同于亲本的性状,自然变异人工诱导变异,按来源分,应用,生物的变异小结,概念：,类型,基因重组基因突变染色体变异,不遗传的变异,遗传的变异,按结果分,（一）染色体结构的变异：,指细胞内一个或几个染色体发生片段的缺失、增添、倒装或移位等改变。,大多数染色体结构变异对生物有害，有的甚至导致生物体死亡。,缺失,增添,倒装,移位,“,猫叫综合症,”,是人的,5,号染色体部分缺失引起的遗传病，病儿生长发育迟缓，头部畸形，哭声奇特，皮纹改变等特点，并有智能障碍，而其最明显的特征是哭声类似猫叫。,常见育种方式比较,方法,原理,原因,实例,优点,无性,繁殖,有丝,分裂,遗传物质没有发生改变,无核蜜桔,保持优良性状,杂交,育种,基因,重组,非,同源染色体上的非等位基因自由组合,抗,倒伏抗锈病小麦,组合优良性状,诱,变,育种,基因,突变,人工使,DNA,复制过程发生差错,青霉素高产菌株,提高变异频率，出现新性状,单倍体育种,染色体,变异,花药离体培养得单倍体,秋水仙素处理单倍体,小麦新品种,缩短育种进程，得到纯合体,多倍体育种,染色体,变异,秋水仙素处理萌发的种子或幼苗,无籽西瓜,器官大，营养成分含量高,基因,工程,DNA,拼接,将不同物种的基因拼接在一起,抗虫棉,目的性强，打破物种界限,单击画面继续,单击返回,“,倍,”,的概念：,自然界的生物一般都是具有两个染色体组的，叫做二倍体。对于自然界能正常进行有性生殖，但不知染色体组数的生物，一般也将它们看做,“,二倍体,”,。,染色体组比二倍体多的，叫做多倍体。一般有几个染色体组就叫几倍体。,体细胞内染色体数与本物种的配子染色体数相同的，叫做单倍体。如果某个体由本物种的配子不经受精直接发育而成，则不管它有多少染色体组都叫,“,单倍体,”,。,多倍体育种,多倍体植物有生长旺盛，各器官粗壮，种子少或不产生种子的特性。凡是不以种子为收获目标的植物都可以考虑进行多倍体育种。,观赏或用材植物,某些水果,非种子农作物,概念：,体细胞内染色体组增多或减少。,后果：,在植物及低等动物中比较常见，由于基因控制的蛋白质成比例增多或减少，一般对生存没有显著影响。在高等植物，染色体组增多的植株一般具有大型性，各器官粗大，成熟推迟；染色体组减少的植株则生长瘦弱。染色体组为奇数时，因减裂时联会紊乱，表现为高度不孕（不能产生种子）。,、整组变异,二倍体,八倍体,四倍体,秋水仙,素处理,秋水仙,素处理,二倍体,四倍体,三倍体,八倍体,四倍体,六倍体,染色体组的概念：如图，果蝇体细胞有,号、,号、,号和性染色体各两条，我们就说它有两个染色体组。它们的生殖细胞内只含有,号、,号、,号和性染色体各一条，我们说它有一个染色体组。,Good bye!,Good bye!,逸之轩工作室,_,陈斌,染色体变异,染色体变异,个别增减,染色体组,二倍体,概念,特点,应用,成因,概念,特征,多倍体,单倍体,分类,数目,变异,成倍,增减,缺失,、,增加、颠倒、移接,结构变异,：,1,、认真分析下图的对照图，从,A,、,B,、,C,、,D,中确,认出表示含一个染色体组的细胞，是图中的,如何从图形、基因型中识别二倍体或多倍体？,2.,韭菜体细胞中的,32,条染色体具有,8,种各不相,同的形态，韭菜是,A,单倍体,B,二倍体,C,四倍体,D,八倍体,课堂巩固,3,、下列细胞中含有,1,个染色体组的细胞是,A,人的口腔上皮细胞,B,果蝇的受精卵,C,小麦的卵细胞,D,玉米的卵细胞,4,、下面有关单倍体的叙述中，不正确的是,A,由未受精的卵细胞发育而成的个体,B,花药经过离体培养而形成的个体,C,凡是体细胞中含有奇数染色体组的个体,D,普通小麦含,6,个染色体组，,42,条染色体，,它的单倍体含,3,个染色体组，,21,条染色体,5,、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,6,、引起生物可遗传的变异的原因有,3,种，即基因,重组、基因突变和染色体变异。以下几种生物,性状的产生，来源于同一种变异类型的是,果蝇的白眼,豌豆的黄色皱粒、绿色圆粒,八倍体小黑麦的出现,人类的色盲,玉米,的高茎皱形叶,人类的镰刀型细胞贫血症,A,B,C,D,7,、在三倍体无籽西瓜的培育过程中，以二倍体普通西,瓜幼苗用秋水仙素处理，待植株成熟后接受普通二,倍体西瓜的正常花粉，所结果实的果皮、种皮、胚,芽、胚乳细胞的染色体组数依次为,A,4,、,2,、,2,、,4 B,4,、,4,、,3,、,6,C,3,、,3,、,3,、,4 D,4,、,4,、,3,、,5,8,、下列变异中不属于染色体结构变异的是,A.,染色体缺失某一片段,B.,染色体中增加了某一片段,C.,染色体中,DNA,的,一个碱基对发生了改变,D.,染色体某一片段的位置颠倒,180,。,10,、就二倍体而言，下列组合中属于配子的是,A,、,MMNN B,、,Mm C,、,MN D,、,Nn,11,、二倍体生物中，可能含有一个染色体组的细,胞是,A.,子房壁细胞,B.,珠被细胞,C.,花粉细胞,D.,柱头细胞,12,、下列细胞中，属于果蝇配子并能形成受精卵,的是,A.,甲与乙,B.,乙与丙,C.,乙与丁,D.,丙与丁,13,、,将基因型为,AaBb,（独立遗传）的玉米的一粒,花粉离体培养获得幼苗，再用秋水仙素处理幼,苗，获得的植株基因型为,A,.,AB,或,ab,或,Ab,或,aB,B,.,AABB,或,aabb,或,AABb,或,aaBb,C,.,AB,，,ab,，,Ab,，,aB,D,.,AABB,或,aabb,或,AAbb,或,aaBB,14,、大麦的一个染色体组有,7,条染色体，在四倍,体大麦根尖细胞有丝分裂后期能观察到的染色,体数是,A.7,条,B.14,条,C.28,条,D.56,条,15,、用秋水仙素诱发基因突变和诱导多倍体，,起作用的时期分别是,A.,有丝分裂的间期和前期,B.,有丝分裂的间期和后期,C.,有丝分裂的前期的前期,D.,有丝分裂的间期和间期,16,、如图：为一果蝇体细胞的染色,体图，请据图回答下列问题：,(,),此果蝇为,性果蝇；,(,),它的体细胞中有染色体,对，属同源染,色体的有,对，一个体细胞中共含有,_,个染色体组。,雌,细胞中的一组,_,染色体，它们在,_,和,_,上各不相同，但是携带着控制生物生长发育的,_,，这样的一组染色体，叫做一个染色体组。,1,、染色体组的概念,非同源,形态,功能,全部信息,正常,增多,减少,个别变异,整组变异,成倍增多或减少,2,、染色体数目的变异,(2),二倍体和多倍体：,A,、,凡是体细胞中含有两个染色体组的个体，叫二倍体。,例：人、玉米、果蝇是二倍体。几乎全部的动物和过半数的,高等植物都是二倍体。,B,、,凡是体细胞中含有三个或三个以上,染色体组的个体，叫多倍体。,例：,香蕉是三倍体、马铃薯是四倍体。,左图是果蝇体细胞染色体,图解，根据回答：,1,、此果蝇是,_,性果蝇，性染色体为,_,，其性别决定方式属于,_,型。,A B,2,、细胞中有,_,对同源染色体。有,_,个,染色体组。是,_,倍体。,3,、细胞中有,_,对常染色体。,4,、细胞中有,_,对性染色体。能产生,_,种配子。,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,14,1,二倍体,六倍体,21,56,8,4,6,4,、染色体变异在育种工作中应用,（,1,）人工诱导多倍体在育种上应用,二倍体,四倍体,培育新品种,人工诱导染色体加倍,杂交育种,萌发的种子或幼苗（,2n,）,秋水仙素,染色体复制后不能形成纺锤丝,细胞染色体加倍,多倍体（,4n,）,例如,3n,无子西瓜的培育,（,2,）单倍体育种,F,1,花粉,组织培养,单倍体,纯系,（二倍体或多倍体）,杂交育种,人工诱导染色体加倍,单倍体育种优点：,可,明显缩短育种年限,C,、,多倍体产生的原因：,体细胞,在有丝分裂过程中，染色体完成了复制，但细胞受,外界环境条件或生物内部因素的干扰，纺锤体的形,成受到破坏，染色体的分开和细胞的分裂受阻。,生殖细胞,形成的减数分裂过程中也可能发生染色体加倍现象。,D,、,多倍体的特点：,多倍体植株一般表现为茎秆粗壮，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都有,增高，但是发育延迟，结实率降低。,三、单倍体和多倍体育种,1,、多倍体育种,增加染色体组：,用,秋水仙素,处理,幼苗,或,萌发,的种子,适当浓度的秋水仙素能在不影响细胞活力的条件下,抑制纺锤体生成,导致染色体复制且着丝点分裂后不能分配到两个细胞中，从而使细胞内的染色体数目加倍。,二倍体,八倍体,四倍体,秋水仙,素处理,秋水仙,素处理,单倍体与多倍体的区别,二倍体,(2N=2x),三倍体,(2N=3x),多倍体,(2N=,nx,),(,a,+,b,)(,a,+,b,),注：,x,染色体组，,a,、,b,为正整数。,生物体,合子,2N=(,a,+b,)x,发育,直接发育成生物体：,单倍体（,N=ax),雌配子,(N=ax),直接发育成生物体：,单倍体（,N=,bx,),雄配子,(N=,bx,),由合子发育来的个体，细胞中含有几个染色体组，就叫几倍体；,而由配子直接发育来的，不管含有几个染色体组，都只能叫单倍体。,说明,单击画面继续,单击返回,猫叫综合症,症状：两眼距离较远，耳位低下，生长发育缓慢，存在着严重的智力障碍。患儿哭声轻，音调高，很像猫叫。,5,号染色体缺失,响誉世界的著名,“,天才”音乐指挥家舟舟,姓名胡一舟,年龄：,27,岁,出生,1978,年,4,月,1,日,智商,：,30,重度弱智,（,正常人的最低,70,）,演出自,1999,年,1,月在保利剧场进行第一场指挥表演以来，至今已演出,20,场，与国内外十余家交响乐团进行过合作。,智障,“,天才,”,舟舟的资料,舟舟是一个先天智力障碍,(,三体综合症,),患者,病因：常染色体变异,比正常人多了一条,21,号染色,性腺发育不良（特纳氏综合症）,例：,21,三体综合症,(,如图，又称先天性愚型或唐氏综合症,),是由于患者细胞内多了一条,21,号染色体造成的。患者眼间宽、眼角上斜、口常半张，身体发育缓慢、智力极度低下，许多在,10,岁前夭折。,果蝇的卵圆眼和棒状眼,野生型：卵圆眼,变异型：棒状眼,单倍体育种过程,组织培养,染色体加倍,花药离体培养,单倍体幼苗,正常植株（纯合体）,种子,新,植株（新品种）,秋水仙素处理,自交,发育,YyRr,YR,Yr,yR,yr,YYRR,YYrr,yyRR,yyrr,YYRR,YYrr,yyRR,yyrr,YR,Yr,yR,yr,YYRR,YYrr,yyRR,yyrr,第一年,第二年,单击画面继续,单击返回,