一轮复习染色体变异和育种市公开课一等奖百校联赛获奖课件.pptx

第第21讲讲 染色体变异与育种染色体变异与育种第1页第2页一、染色体变异一、染色体变异1、染色体结构变异、染色体结构变异第3页与基因突变中缺失区分？与基因突变中缺失区分？1、染色体结构变异、染色体结构变异第4页第5页缺失缺失缺失缺失、重复重复重复重复、倒位倒位倒位倒位、易位、易位、易位、易位（1 1 1 1）类型）类型）类型）类型（2 2 2 2）判断方法：）判断方法：）判断方法：）判断方法：（3 3 3 3）实质：）实质：）实质：）实质：（4 4 4 4）例子：）例子：）例子：）例子：（6 6 6 6）意义：）意义：）意义：）意义：属于属于属于属于可遗传可遗传可遗传可遗传变异，为生物变异，为生物变异，为生物变异，为生物进化进化进化进化提供了原材料提供了原材料提供了原材料提供了原材料 染色体长度发生了改变；（或者）染色体长度发生了改变；（或者）染色体长度发生了改变；（或者）染色体长度发生了改变；（或者）基因数目或排列次序发生了改变基因数目或排列次序发生了改变基因数目或排列次序发生了改变基因数目或排列次序发生了改变猫叫综合征（缺失）猫叫综合征（缺失）猫叫综合征（缺失）猫叫综合征（缺失）一、染色体变异一、染色体变异1、染色体结构变异、染色体结构变异【知识超链接知识超链接】染色体易位与交叉交换（基因重组）区分染色体易位与交叉交换（基因重组）区分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；交叉交换交叉交换四分体内（同源染色体之间）四分体内（同源染色体之间）二者发生位置不一样：二者发生位置不一样：第6页 1 1 1 1染色体结构变异：染色体结构变异：染色体结构变异：染色体结构变异：染色体结构变异与基因突变区分染色体结构变异与基因突变区分染色体结构变异与基因突变区分染色体结构变异与基因突变区分 、联络、联络、联络、联络染色体结构变异染色体结构变异染色体结构变异染色体结构变异基因突变基因突变基因突变基因突变区分原因原因原因原因光学显微镜光学显微镜光学显微镜光学显微镜观察观察观察观察结果结果结果结果联络细胞水平细胞水平细胞水平细胞水平,可直接观察可直接观察可直接观察可直接观察DNADNA片段片段片段片段改变改变改变改变DNA个别碱基正确变化不产生新基因,只改变基因数量和次序产生新基因产生新基因，不改变基因数量不改变基因数量统称为统称为统称为统称为“突变突变突变突变”，进化原材料，进化原材料，进化原材料，进化原材料分子水平分子水平分子水平分子水平,不可直接观察不可直接观察不可直接观察不可直接观察第7页1.右图示某生物细胞分裂时，两对联会染色体右图示某生物细胞分裂时，两对联会染色体(注：图注：图中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)之之间出现异常间出现异常“十字型结构十字型结构”现象，图中字母表示染色现象，图中字母表示染色体上基因。据此所作推断中，正确是体上基因。据此所作推断中，正确是()A此种异常源于基因重组此种异常源于基因重组B该生物产生异常配子很可能有该生物产生异常配子很可能有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此种变异可能会造成生物体不育，从而不能遗传给此种变异可能会造成生物体不育，从而不能遗传给后代后代第8页1选选B大小、形态相同染色体为同源染色体，大小、形态相同染色体为同源染色体，在在减减四分体时期，同源染色体联会，非同源染色体四分体时期，同源染色体联会，非同源染色体不能联会，不能联会，但假如发生了一些变异也可能会发生题但假如发生了一些变异也可能会发生题图所表示情形，其变异类型可能以下列图所表示：图所表示情形，其变异类型可能以下列图所表示：即：非同源染色体一些区段即：非同源染色体一些区段发生发生“易位易位”(染色体结构染色体结构变异一个变异一个)，而不是基因重组；，而不是基因重组；伴随易位后同源染色体分离，该生物产生异常配子伴随易位后同源染色体分离，该生物产生异常配子很可能有很可能有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；这种变异结果可能有很多，也可能会造成生物体育这种变异结果可能有很多，也可能会造成生物体育性下降，但育性下降不代表不能遗传给后代，该变性下降，但育性下降不代表不能遗传给后代，该变异还可能经过无性生殖遗传给后代。异还可能经过无性生殖遗传给后代。第9页 2染色体数目标变异：(1)(1)(1)(1)类型类型类型类型甲图甲图甲图甲图乙图乙图乙图乙图b bc c 个别个别个别个别增减增减增减增减成倍成倍成倍成倍增减增减增减增减 （2 2 2 2）变异原因：）变异原因：）变异原因：）变异原因：细胞分裂后期，细胞分裂后期，细胞分裂后期，细胞分裂后期，染色体没有平均染色体没有平均染色体没有平均染色体没有平均 分配到细胞两极分配到细胞两极分配到细胞两极分配到细胞两极细胞分裂过程中，细胞分裂过程中，细胞分裂过程中，细胞分裂过程中，纺锤体形成受到抑制纺锤体形成受到抑制纺锤体形成受到抑制纺锤体形成受到抑制第10页【书本结论性语句书本结论性语句】2染色体数目标变异：染色体组染色体组 细胞中一组细胞中一组_染色体，在染色体，在_各不相同，携带各不相同，携带着着_一组染色体一组染色体非同源非同源控制生物生长发育全部遗传信息控制生物生长发育全部遗传信息特征：特征：【独立完成独立完成】请用图形表示雄性果蝇染色体组请用图形表示雄性果蝇染色体组实质：实质：形态和功效上形态和功效上非同源染色体集合非同源染色体集合(4)概念：概念：基因不重复没有等位基因 一个染色体组一个染色体组 一个染色体组一个染色体组 第11页 2染色体数目标变异：染色体组染色体组【小组讨论小组讨论】请说出下列图所表示细胞中所含染色体组数及每个请说出下列图所表示细胞中所含染色体组数及每个染色体组所含染色体数目染色体组所含染色体数目.(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）染色体组数判断方法：）染色体组数判断方法：1.依据染色体依据染色体形态形态判断：数相判断：数相同形态染色体条数同形态染色体条数2.依据依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基因个数基因个数4组组(3条条/组组)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)第12页两看两看两看两看一看：一看：一看：一看：二看：二看：二看：二看：生殖细胞生殖细胞生殖细胞生殖细胞 (配子配子配子配子)发育发育发育发育生物体生物体生物体生物体一定是单倍体一定是单倍体一定是单倍体一定是单倍体(不论有几个染色体组不论有几个染色体组不论有几个染色体组不论有几个染色体组)受精卵受精卵受精卵受精卵发育发育发育发育生物体生物体生物体生物体两个染色体组两个染色体组两个染色体组两个染色体组三个或三个以三个或三个以三个或三个以三个或三个以上染色体组上染色体组上染色体组上染色体组二倍体二倍体二倍体二倍体多倍体多倍体多倍体多倍体（1 1 1 1）怎样区分单倍体、二倍体、多倍体？）怎样区分单倍体、二倍体、多倍体？）怎样区分单倍体、二倍体、多倍体？）怎样区分单倍体、二倍体、多倍体？(6)染色体组数与二倍体、多倍体、单倍体关系：染色体组数与二倍体、多倍体、单倍体关系：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？怎样取得多倍体？属于可遗传变异吗？怎样取得多倍体？第13页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形成多倍体形成若继续进行正常若继续进行正常有丝分裂有丝分裂染色体加染色体加倍组织或倍组织或个体个体作用机理：作用机理：作用机理：作用机理：抑制有丝分裂前期纺锤体形成第14页第15页单倍体单倍体方法：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第16页 一些类型染色体结构和数目标变异，可经过对细胞有丝分裂中期或减数第一次分裂时期观察来识别。a、b、c、d为一些生物减数第一次分裂时期染色体变异模式图，它们依次属于()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、染色体片段重复、三倍体染色体片段缺失、三体、染色体片段重复、三倍体 C第17页 2 2染色体染色体数目数目变异：变异：染色体组染色体组(6)染色体组数与二倍体、多倍体、单倍体关系：染色体组数与二倍体、多倍体、单倍体关系：体细胞中染色体数配子中染色体数体细胞中染色体组数配子中染色体组数属于属于 几倍体几倍体生物生物单倍体染色体数豌豆豌豆7 72 2 普通小麦普通小麦42423 3小黑麦小黑麦2828八倍体八倍体二倍体二倍体【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染色体数目标个体体细胞中含有本物种配子染色体数目标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）第18页低温低温秋水仙素秋水仙素抑制纺锤丝形成抑制纺锤丝形成抑制纺锤丝形成抑制纺锤丝形成有丝分裂旺盛有丝分裂旺盛1 1、多倍体育种多倍体育种二、生物育种二、生物育种（1）方法处理萌发种子或幼苗第19页二倍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第20页(1)用秋水仙素处理用秋水仙素处理_，可诱导多倍体产生，因为此时，可诱导多倍体产生，因为此时一些细胞含有一些细胞含有_特征，秋水仙素作用为特征，秋水仙素作用为_。(2)三倍体植株需要授以二倍体成熟花粉，这一操作目标是三倍体植株需要授以二倍体成熟花粉，这一操作目标是_。(3)四倍体母本上结出三倍体西瓜，其果肉细胞为四倍体母本上结出三倍体西瓜，其果肉细胞为_倍体，倍体，种子中胚为种子中胚为_倍体。三倍体植株不能进行减数分裂原因是倍体。三倍体植株不能进行减数分裂原因是_第21页(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意义是倍增意义是_；上述过程需要时间周；上述过程需要时间周期为期为_。(5)育种过程中，三倍体无子西瓜偶然有少许子。请育种过程中，三倍体无子西瓜偶然有少许子。请从染色体组角度解释，其原因是从染色体组角度解释，其原因是_。(6)三倍体无子西瓜性状三倍体无子西瓜性状_(能能/否否)遗传，请设遗传，请设计一个简单试验验证你结论并做出试验结果预期。计一个简单试验验证你结论并做出试验结果预期。第22页答案：答案：(1)萌发种子或幼苗分裂旺盛抑制细胞萌发种子或幼苗分裂旺盛抑制细胞(分裂分裂前期前期)形成纺锤体形成纺锤体(2)经过授粉来刺激子房产生生长素，促进无子果实发经过授粉来刺激子房产生生长素，促进无子果实发育育(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)促进基因效应增强两年促进基因效应增强两年(5)一个染色体组全部染色体恰好被纺锤丝拉向细胞一一个染色体组全部染色体恰好被纺锤丝拉向细胞一极，另两个染色体组全部染色体恰好被纺锤丝拉向细极，另两个染色体组全部染色体恰好被纺锤丝拉向细胞另一极，产生了正常配子胞另一极，产生了正常配子(6)能将三倍体无子西瓜果皮任意一部分进行植物组能将三倍体无子西瓜果皮任意一部分进行植物组织培养织培养(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：)成活长大后植株依然不能结出有子果实。成活长大后植株依然不能结出有子果实。第23页萌发幼苗萌发幼苗或种子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组织组织多倍体植株多倍体植株作用机理：作用机理：抑制纺锤体形成，造成染色，造成染色体不能移向细胞两极，从而引发细胞内体不能移向细胞两极，从而引发细胞内染色体数目加倍。染色体数目加倍。1 1、多倍体育种多倍体育种二、生物育种二、生物育种（2）过程第24页无子西瓜无子西瓜(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分无子西瓜与无籽番茄区分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原理原理 在未授粉雌蕊柱头上涂抹了一定浓度在未授粉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 果实染色体及基因型与母本相同果实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，不能形成正常生殖细胞因而没有种子。，不能形成正常生殖细胞因而没有种子。能够遗传能够遗传第25页1 1、多倍体育种多倍体育种二、生物育种二、生物育种（3）原理：染色体变异染色体变异第26页 已知在荔枝性状控制中，已知在荔枝性状控制中，D D（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，一株基因型是一株基因型是DDTTDDTT，另一株，另一株基因型是基因型是ddttddtt。假如你是育种。假如你是育种教授，能否利用普通荔枝得到教授，能否利用普通荔枝得到“西园挂绿西园挂绿”（ddTTddTT）？请）？请简明介绍你育种方案。简明介绍你育种方案。经典例题讲解经典例题讲解 第27页第一年第一年第一年第一年第二年第二年第二年第二年无绿有甜味无绿有甜味无绿有甜味无绿有甜味 有绿无甜味有绿无甜味有绿无甜味有绿无甜味DDTTDDTTddttddtt 无绿有甜味无绿有甜味 DdTt花药离体培养花药离体培养花药离体培养花药离体培养DT Dt dT dtDT Dt dT dt单倍体单倍体单倍体单倍体秋秋秋秋水水水水仙仙仙仙素素素素诱诱诱诱导导导导染色体加倍染色体加倍染色体加倍染色体加倍纯合体纯合体纯合体纯合体 DDTT DDtt DDTT DDttddTT ddttddTT ddtt思索：四倍体生物配子经过花药离体培养得到单倍体植思索：四倍体生物配子经过花药离体培养得到单倍体植思索：四倍体生物配子经过花药离体培养得到单倍体植思索：四倍体生物配子经过花药离体培养得到单倍体植株可育吗？株可育吗？株可育吗？株可育吗？可育可育2、单倍体育种、单倍体育种第28页第一年第一年第一年第一年第二年第二年第二年第二年无绿有甜味无绿有甜味无绿有甜味无绿有甜味 有绿无甜味有绿无甜味有绿无甜味有绿无甜味DDTTDDTTddttddtt 无绿有甜味无绿有甜味 DdTt花药离体培养花药离体培养花药离体培养花药离体培养DT Dt dT dtDT Dt dT dt单倍体单倍体单倍体单倍体秋秋秋秋水水水水仙仙仙仙素素素素诱诱诱诱导导导导染色体加倍染色体加倍染色体加倍染色体加倍纯合体纯合体纯合体纯合体 DDTT DDtt DDTT DDttddTT ddttddTT ddtt2、单倍体育种、单倍体育种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离体培养第29页第一年第一年第一年第一年第二年第二年第二年第二年无绿有甜味无绿有甜味无绿有甜味无绿有甜味 有绿无甜味有绿无甜味有绿无甜味有绿无甜味DDTTDDTTddttddtt 无绿有甜味无绿有甜味 DdTt花药离体培养花药离体培养花药离体培养花药离体培养DT Dt dT dtDT Dt dT dt单倍体单倍体单倍体单倍体秋秋秋秋水水水水仙仙仙仙素素素素诱诱诱诱导导导导染色体加倍染色体加倍染色体加倍染色体加倍纯合体纯合体纯合体纯合体 DDTT DDtt DDTT DDttddTT ddttddTT ddtt2、单倍体育种、单倍体育种原理：原理：染色体变异染色体变异第30页无绿有甜味无绿有甜味 有绿无甜味有绿无甜味DDTTddtt 无绿有甜味无绿有甜味 DdTt无绿甜无绿甜 无绿无甜无绿无甜 绿甜绿甜 绿无甜绿无甜ddTT绿甜绿甜ddTtddTTddTt绿甜绿甜ddTT绿甜绿甜绿甜绿甜 绿无甜绿无甜ddTtddTT杂交杂交自交自交选优选优自交自交F3选优选优思索：要培育出思索：要培育出一个能稳定遗传一个能稳定遗传植物品种最少要植物品种最少要几年？几年？3、杂交育种杂交育种5-85-8年年年年第31页假设现有长毛立耳猫（假设现有长毛立耳猫（假设现有长毛立耳猫（假设现有长毛立耳猫（BBEEBBEEBBEEBBEE）和短毛）和短毛）和短毛）和短毛折耳猫（折耳猫（折耳猫（折耳猫（bbeebbeebbeebbee），你能否培育出能稳定遗），你能否培育出能稳定遗），你能否培育出能稳定遗），你能否培育出能稳定遗传长毛折耳猫（传长毛折耳猫（传长毛折耳猫（传长毛折耳猫（BBeeBBeeBBeeBBee）？写出育种方案）？写出育种方案）？写出育种方案）？写出育种方案（图解）（图解）（图解）（图解）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：动物育种方法试一试：动物育种方法第32页长毛立耳长毛立耳 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 短折短折第33页3、杂交育种杂交育种原理：原理：基因重组基因重组第34页提取提取目标基因目标基因目标基因与运载体目标基因与运载体结合结合将目将目标基因标基因导入导入受体细胞受体细胞目标基因检测与目标基因检测与表示表示筛选出符合要求新品种。筛选出符合要求新品种。导入导入增殖、增殖、表示表示4、基因工程育种、基因工程育种结合结合提取提取第35页4、基因工程育种、基因工程育种原理：原理：基因重组基因重组第36页育种育种方法方法原理原理方法（或技术）方法（或技术）优点优点缺点缺点基因重组基因重组基因重组基因重组 基因突变基因突变基因突变基因突变染色体染色体染色体染色体变异变异变异变异染色体染色体染色体染色体变异变异变异变异基因重组基因重组基因重组基因重组 将不一样亲本优良性状集中在一个个体上时间长须及时时间长须及时时间长须及时时间长须及时发觉优良品种发觉优良品种发觉优良品种发觉优良品种经过物理、经过物理、经过物理、经过物理、化学、生物化学、生物化学、生物化学、生物原因处理原因处理原因处理原因处理提升变异频率，加速育种进程，大幅度改良一些性状有利变异少，有利变异少，有利变异少，有利变异少，需要大量供需要大量供需要大量供需要大量供试材料试材料试材料试材料 花药离体培养再人工诱导，使染色体加倍显著缩短育种年限技术复杂，且技术复杂，且技术复杂，且技术复杂，且须与杂交育种须与杂交育种须与杂交育种须与杂交育种配合配合配合配合秋水仙素处理萌发种子或幼苗 茎杆粗壮、叶片、果实、种子硕大、营养物质含量高发育迟缓发育迟缓发育迟缓发育迟缓坚固率降低坚固率降低坚固率降低坚固率降低基因工程基因工程基因工程基因工程四部曲四部曲四部曲四部曲目标性强、育种周目标性强、育种周目标性强、育种周目标性强、育种周期短、期短、期短、期短、克服远源杂克服远源杂克服远源杂克服远源杂交不亲和障碍交不亲和障碍交不亲和障碍交不亲和障碍技术难度大技术难度大技术难度大技术难度大杂交、自交、选优、自交直到不发生性状分离为止杂交育种杂交育种杂交育种杂交育种诱变育种诱变育种诱变育种诱变育种单倍体单倍体单倍体单倍体育种育种育种育种多倍体多倍体多倍体多倍体育种育种育种育种基因工程基因工程基因工程基因工程育种育种育种育种第37页第38页例题例题1 1 以下表示某种农作物以下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,依据上述过程依据上述过程,回答以下问题回答以下问题:AABBaabb AaBb Ab AAaaBBbb AAbb 用用和和培育培育所采取方法所采取方法称为称为_,方法方法称为称为 _,由由和和 培育培育所依据原理是所依据原理是_.用用培育出培育出惯用方法惯用方法是是_,由由培育成培育成过程中用化学药剂过程中用化学药剂_处理处理幼苗幼苗,方法方法和和合合 称为称为_育种育种.其优点是其优点是_.由由培育出培育出惯用方法是用惯用方法是用_处理幼苗处理幼苗,形成形成 叫叫_。依据原理是。依据原理是_。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显著缩短育种年限显著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第39页实验 低温诱导植物染色体数目变化纺锤体洋葱底部冰箱(4)卡诺氏液95%酒精漂洗 染色 制片低高正常二倍体染色体数目发生改变第40页实验十一 低温诱导植物染色体数目变化染色体数目加倍染色体数目加倍 使染色体着色使染色体着色 使细胞分散开使细胞分散开 常温常温 低温低温4 4 0 0 第41页实验十一 低温诱导植物染色体数目变化易易 错错 警警 示示第42页第43页