第5章第2节染色体变异课件.ppt

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1、知识复习：知识复习：1、生物变异的根本来源是、生物变异的根本来源是_基因突变基因突变2、除了基因突变会导致生物变异，、除了基因突变会导致生物变异， _也是生物变异来源之一。也是生物变异来源之一。基因重组基因重组是否还有其他因素导致生物发生变异呢？是否还有其他因素导致生物发生变异呢？第第2 2节节 染色体变异染色体变异姓名：胡一舟姓名：胡一舟 年龄：年龄：32 32 岁岁 出生：出生：19781978年年4 4月月1 1日日智商：智商：30 30 重度弱智重度弱智 （正常人的最低（正常人的最低7070）演出：自演出：自19991999年年1 1月在保利剧场进行第一场指挥表月在保利剧场进行第一场指

2、挥表演以来，至今已演出演以来，至今已演出2020场，与国内外十余家交响乐团场，与国内外十余家交响乐团进行过合作。进行过合作。智障智障“天才天才”舟舟的资料舟舟的资料舟舟是一个先天智力障碍舟舟是一个先天智力障碍( (三三体综合症体综合症) )患者患者病因：常染色体变异病因：常染色体变异, ,比正常比正常人多了一条人多了一条2121号染色体号染色体结论：染色体数目的变化会对生物的性状产生一定的影响 染色体结构变异染色体结构变异 染色体变异：染色体变异：在自然条件和人为条件改变的情况下，染色在自然条件和人为条件改变的情况下，染色体的数目和结构可以发生变化，从而导致生物性状的变异体的数目和结构可以发生

3、变化，从而导致生物性状的变异 染色体数目变异染色体数目变异由于牵涉到许多基因改变，因而后果比由于牵涉到许多基因改变，因而后果比基因突变要严重得多。基因突变要严重得多。染色体个别数目变化染色体个别数目变化染色体数目以染色染色体数目以染色体组为单位成倍增体组为单位成倍增加或减少加或减少基因突变与染色体变异的有何区别基因突变与染色体变异的有何区别1.基因突变是什么水平的变异？染色体变异基因突变是什么水平的变异？染色体变异是什么水平的变异？是什么水平的变异？2.二者在显微镜下有何不同？二者在显微镜下有何不同？基因突变是染色体的某一位点上基因突变是染色体的某一位点上基因碱基基因碱基对的改变对的改变，光学

4、显微镜光学显微镜无法直接观察；染色无法直接观察；染色体变异是体变异是染色体结构和数目染色体结构和数目的改变可以直接的改变可以直接观察。观察。一、染色体结构的变异一、染色体结构的变异实例：实例：猫叫综合征猫叫综合征人的人的第第5 5号染色体部分缺失号染色体部分缺失引起的遗传病。引起的遗传病。Q1:猫叫综合征的根本原因是什么？猫叫综合征的根本原因是什么？Q2:染色体结构变异还有那些类型？染色体结构变异还有那些类型？为什么染色体结构的变异会导致性状的变异为什么染色体结构的变异会导致性状的变异呢？呢？1 1、缺失、缺失abcdefbacdef果蝇缺刻翅的形成果蝇缺刻翅的形成猫叫综合症猫叫综合症重复重复

5、、重复、重复abcdefbbabcdefb果蝇棒状眼的形成果蝇棒状眼的形成染色体中染色体中增加增加某一片段某一片段染色体的某一片段移接到另一染色体的某一片段移接到另一条条非同源染色体非同源染色体上上3 3、易位、易位abcdefghijklghijklabcefdabcklghd e fji夜来香的变异夜来香的变异染色体的某一片段染色体的某一片段位置颠倒位置颠倒4 4、倒位、倒位abcdefabcdefbcdeafQ:联会时，在形成四分体时，常会发生四分体中联会时，在形成四分体时，常会发生四分体中 的非姐妹染色单体的交叉互换，这是否染色体的非姐妹染色单体的交叉互换，这是否染色体 变异？变异？四

6、分体中非姐妹染色单体的交叉四分体中非姐妹染色单体的交叉互换互换不属于不属于，这属于这属于基因重组基因重组易位易位: :染色体的某染色体的某一片段移接到另一片段移接到另一条一条非同源染色非同源染色体体上。上。Q：为什么染色体结构的改变会导致性：为什么染色体结构的改变会导致性状的发生改变状的发生改变?染色体结构上的染色体结构上的缺失缺失、重复重复、易位易位和和倒位倒位导致导致基因数量基因数量排列顺序排列顺序导致导致生物性状的改变生物性状的改变大多数染色体结构变异对生物体是不大多数染色体结构变异对生物体是不利的，甚至导致死亡。利的，甚至导致死亡。 类型:二、染色体数目的变异二、染色体数目的变异细胞内

7、细胞内个别染色体个别染色体增加或减少。增加或减少。细胞内的染色体数目以细胞内的染色体数目以染色体组染色体组的的形式形式成倍成倍地地增加或减少增加或减少。案例：案例：2121三体综合症三体综合症 性腺发育不良性腺发育不良先天性愚型先天性愚型(21(21三体综合症三体综合症) ) 21 21三体综合症三体综合症患者智力患者智力低下，身体发育缓慢。患低下，身体发育缓慢。患儿面容特殊，舌头常伸出儿面容特殊，舌头常伸出口外，故又叫伸舌样痴呆口外，故又叫伸舌样痴呆症。症。50%50%的患儿由先天性的患儿由先天性心脏病，部分发育过程中心脏病，部分发育过程中死亡。死亡。是什么原因导致的呢？是什么原因导致的呢？

8、正常人的染色体正常人的染色体患者的染色体患者的染色体21三体综合征病因原因：原因： 在在21号染色体上多了一条染色体号染色体上多了一条染色体 性 腺 发 育 不 良性 腺 发 育 不 良（TurnerTurner综合征），女综合征），女性患者性患者少了一条少了一条X X染色染色体体。 特征：外观表现为女特征：外观表现为女性，但性腺发育不良，性，但性腺发育不良，没有生育能力。身高、没有生育能力。身高、体重落后，手、足背明体重落后，手、足背明显浮肿，颈侧皮肤松弛。显浮肿，颈侧皮肤松弛。 条染色体条染色体 对同源染色体对同源染色体 对常染色体对常染色体 对性染色体对性染色体8431号和号和号染色体是

9、号染色体是 ，号和号和号染色体是号染色体是 。 同源染色体同源染色体非同源染色体非同源染色体以以染色体组染色体组的形式的形式成倍成倍地地增加增加或或减少减少 雄果蝇的精子中有雄果蝇的精子中有哪几条染色体？哪几条染色体？答：答： 、X 或或、Y果蝇的精子中染色果蝇的精子中染色体有什么特点？体有什么特点？形态、大小和功能各形态、大小和功能各不相同不相同;都是非同源染都是非同源染色体色体;携带着控制果蝇生长携带着控制果蝇生长发育的全部遗传信息发育的全部遗传信息雄果蝇精子中的雄果蝇精子中的一组染色体一组染色体就是一个就是一个染色体组染色体组 细胞中的一组细胞中的一组非同源染色体非同源染色体，在在形态和

10、功能形态和功能上各不相同，但又互上各不相同，但又互相协调，共同控制生物相协调，共同控制生物生长、发育、生长、发育、遗传和变异遗传和变异，这样的一组染色体，这样的一组染色体，称为一个染色体组。称为一个染色体组。1.染色体组染色体组的特征：染色体组的特征：Q:请归纳染色体组的特征请归纳染色体组的特征一个染色体组一个染色体组不含不含同源染色体同源染色体。一个染色体组所含的染色体一个染色体组所含的染色体大大小、形态和功能小、形态和功能各不相同各不相同。一个染色体组中含有一个染色体组中含有控制生物控制生物性状性状的的一整套的遗传信息一整套的遗传信息。1 1、该体细胞含、该体细胞含 个染色体组；每个染色个

11、染色体组；每个染色体组中有体组中有 条染色体。条染色体。2 2、请画出其中的一个染色体组的染色体。、请画出其中的一个染色体组的染色体。43课堂训练：课堂训练：一个染色体组一个染色体组不同形态的染色体个数不同形态的染色体个数=总结：染色体组与染色体的形态的关系总结：染色体组与染色体的形态的关系1 1个染色体组的染色体数个染色体组的染色体数染色体组的数目染色体组的数目同一形态的染色体个数同一形态的染色体个数= ( (同源染色体个数同源染色体个数) )限时练习限时练习 ABC3223411 1、下列变异中不属于染色体结构变异的、下列变异中不属于染色体结构变异的是是 A. A. 染色体缺失某一片段染色

12、体缺失某一片段 B. B. 染色体中增加了某一片段染色体中增加了某一片段 C. C. 染色体中染色体中DNADNA的一个碱基对发生了改的一个碱基对发生了改变变 D. D. 染色体某一片段的位置颠倒染色体某一片段的位置颠倒180180课堂练习：课堂练习：2 分析对照图，选出含一个染色体分析对照图，选出含一个染色体 组的组的细胞，是图中的细胞，是图中的A C DB对照图对照图3、大麦的一个染色体组有、大麦的一个染色体组有7条染色体，在条染色体，在四倍体大麦根尖细胞有丝分裂后期能观察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：到的染色体数是： A、7条条 B、14条条 C、28条条 D、56

13、条条拓展训练：拓展训练：染色体组数目的判别染色体组数目的判别注意：在细胞或生物体的基因型中，注意：在细胞或生物体的基因型中，控制控制同一性状的基因的个数同一性状的基因的个数，就是，就是染色体组数染色体组数。Q1Q1：基因型为：基因型为AAaaBBBbAAaaBBBb的细胞或生物体的细胞或生物体含有含有_个染色体组。个染色体组。注意：染色体组的数目染色体数注意：染色体组的数目染色体数 / / 染色体形染色体形态数态数Q2Q2：某生物体细胞中有：某生物体细胞中有8 8条染色体，分为条染色体，分为4 4种形种形态，则染色体组的数目为态，则染色体组的数目为_个，每个染色体组个，每个染色体组有有_个染色

14、体个染色体424AAAaBBbbDDddEEee1 1、该体细胞含、该体细胞含 个染色体组；每个染色个染色体组；每个染色体组中有体组中有 条染色体。条染色体。2 2、请画出其中的一个染色体组的染色体。、请画出其中的一个染色体组的染色体。43一个染色体组一个染色体组不同形态的染色体个数不同形态的染色体个数=总结：染色体组与染色体的形态的关系总结：染色体组与染色体的形态的关系1 1个染色体组的染色体数个染色体组的染色体数染色体组的数目染色体组的数目同一形态的染色体个数同一形态的染色体个数= ( (同源染色体个数同源染色体个数) )1、二倍体和多倍体根据什么命名的？2、多倍体有何特点？3、人工诱导多

15、倍体的方法有哪些？二倍体和多倍体与染色体组数有关，但必须是受精卵发育成的个体。2.二倍体由由受精卵发育而成受精卵发育而成的个体，体细的个体，体细胞中含有胞中含有两个染色体组两个染色体组的生物。的生物。记作记作2N2N（NN表示一个染色体组所包含的染色体表示一个染色体组所包含的染色体数目）。数目）。几乎全部动物和过半数的高等植物几乎全部动物和过半数的高等植物代表：代表：人：人：2N=46 2N=46 果蝇：果蝇：2N=8 2N=8 水稻：水稻：2N=242N=24由由受精卵发育而成受精卵发育而成的个体，体的个体，体细胞中含有细胞中含有三三个或三个以上染色体个或三个以上染色体组组的生物。的生物。代

16、表：代表： 在植物中常见，在动物中少见在植物中常见，在动物中少见三倍体：三倍体： 香蕉香蕉 四倍体：四倍体：马铃薯马铃薯3.多倍体优点优点-茎秆粗壮、茎秆粗壮、叶片、果实、种子大，叶片、果实、种子大，糖类和蛋白质等营养物糖类和蛋白质等营养物质含量高质含量高缺点缺点结实率低结实率低如：四倍体番茄的维生如：四倍体番茄的维生素素C的含量比二倍体品种的含量比二倍体品种几乎增加了一倍几乎增加了一倍4.多倍体的特征 体细体细胞中胞中的染的染色体色体数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配子中的中的染色染色体组体组数数属于几属于几倍体生倍体生物物豌豌 豆豆 7 7

17、2 2普通小普通小麦麦 4242 3 3小黑麦小黑麦 28 28八倍体八倍体比较项目比较项目生物种生物种类类14 1 二倍体二倍体 六倍体六倍体 2156 8 4 64、填表、填表=2:1=2:1（1）方法：）方法：秋水仙素秋水仙素处理处理萌发的种子或幼苗萌发的种子或幼苗对象对象（抑制纺锤体的形成抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移，导致染色体不能移向细胞两极，使染色体数目加倍）向细胞两极，使染色体数目加倍）分裂分裂 前期前期（2）实例：）实例：三倍体无子西瓜；含糖量高的甜菜三倍体无子西瓜；含糖量高的甜菜作用作用 机理机理人工诱导多倍体的方法（多倍体育种）人工诱导多倍体的方法（多倍体育种）4个染

18、色个染色体体8个染色体个染色体低温低温使纺缍使纺缍体不能形成体不能形成染色体复制染色体复制着丝点分着丝点分裂裂无纺缍丝牵引无纺缍丝牵引, 细胞无法正常分细胞无法正常分裂裂低温导致细胞染色体加倍的过程低温导致细胞染色体加倍的过程继续进行正继续进行正常的有丝分常的有丝分裂裂染色体染色体加倍的加倍的组织或组织或个体个体三倍体无子西瓜的培育过程三倍体无子西瓜的培育过程1 1、为什么以一定浓、为什么以一定浓度的秋水仙素滴在二度的秋水仙素滴在二倍体西瓜幼苗的芽尖？倍体西瓜幼苗的芽尖？2 2、获得的四倍体西、获得的四倍体西瓜缘何要和二倍体杂瓜缘何要和二倍体杂交？交？3 3、三倍体西瓜为什、三倍体西瓜为什么没

19、有种子？真的一么没有种子？真的一颗都没有吗？颗都没有吗？4 4、每年都要制种，、每年都要制种，很麻烦，有没有别的很麻烦，有没有别的替代方法？替代方法？1 1、单倍体的概念、单倍体的概念2 2、单倍体形成原因是什么？、单倍体形成原因是什么？3 3、单倍体的发育起点是什么，与二倍体和多倍体的发育、单倍体的发育起点是什么，与二倍体和多倍体的发育起点有什么不同？单倍体植株特点是什么？起点有什么不同？单倍体植株特点是什么？ 体细胞中含有本物种体细胞中含有本物种配子配子染色体数目的个体染色体数目的个体单倍体是本物种单倍体是本物种配子配子未经受精作用未经受精作用在某种因素的在某种因素的刺激下发育成的个体，是

20、刺激下发育成的个体，是单性生殖单性生殖的结果。的结果。由由配子配子（如卵细胞、花粉等）（如卵细胞、花粉等）直接发育而成。如直接发育而成。如蜜蜂中的雄蜂蜜蜂中的雄蜂特点：特点： 体细胞体细胞中的染中的染色体数色体数配子配子中中的染色的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配子中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豌 豆豆 7 2普通普通小麦小麦 42 3小黑麦小黑麦 28八倍体八倍体比较项目比较项目生物种类生物种类14 1 二倍体二倍体 六倍体六倍体 2156 8 4 6所以，单倍体所以，单倍体只有一个染色体组只有一个染色体组人工诱导染人工诱导染色体加倍色体

21、加倍花药离花药离体培养体培养单倍体育种单倍体育种（1）方法：）方法：植株植株单倍体植株单倍体植株正常植株染正常植株染色体数目色体数目（2）优点：）优点： 明显缩短育种年限明显缩短育种年限（3）实例：）实例： 矮秆抗锈病小麦的培育矮秆抗锈病小麦的培育单倍体育种过程单倍体育种过程普通植株普通植株减数减数 分裂分裂花粉花粉花药离花药离 体培养体培养单倍体幼苗单倍体幼苗秋水仙秋水仙 素处理素处理纯合子幼苗纯合子幼苗筛选所需的品种筛选所需的品种DDTTDdTt花药离花药离 体培养体培养DT Dt dT dt 幼苗幼苗秋水仙秋水仙 素处理素处理DDTT DDtt ddTT ddtt筛选所需的品种筛选所需的

22、品种ddttDT Dt dT dt单倍体育种的优点单倍体育种的优点1 1、所培育的种子为绝对纯种；、所培育的种子为绝对纯种；2 2、可大大减少工作量并缩短育种周期。、可大大减少工作量并缩短育种周期。杂交育种（最少四年）杂交育种（最少四年） 单倍体育种单倍体育种(只要两年只要两年)第一年第一年杂交得到杂交得到F F1 1。杂交得到杂交得到F F1 1。第二年第二年F F1 1自交得自交得F F2 2，将符合要，将符合要求的求的F F2 2植株的种子按单植株的种子按单株分别收藏。株分别收藏。取取F F1 1花药离体培养并加花药离体培养并加倍，观察，性状符合要倍，观察，性状符合要求即为优良新品种。求

23、即为优良新品种。第三年第三年按按F F2 2单株分开种植，不单株分开种植，不分离的植株种子仍按分离的植株种子仍按F F2 2单株收藏待验证。单株收藏待验证。第四年第四年验证第三年保留的种子验证第三年保留的种子的纯度，仍不出现分离的纯度，仍不出现分离方可作为新品种推广。方可作为新品种推广。生物体几倍体的判别：生物体几倍体的判别：1 1、一倍体一定是单倍体，单倍体一定是一、一倍体一定是单倍体，单倍体一定是一倍体。（倍体。（ ）2 2、二倍体物种所形成的单倍体，其体细胞、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。（中只含有一个染色体组。（ ）3 3、四倍体物种形成的单倍体，其体细胞含有

24、、四倍体物种形成的单倍体，其体细胞含有两个染色体组，可称为二倍体。（两个染色体组，可称为二倍体。（ ）4 4、单倍体可以只有一个染色体组，也可以、单倍体可以只有一个染色体组，也可以有多个染色体组。（有多个染色体组。（ ）二倍体、多倍体、单倍体的判别二倍体、多倍体、单倍体的判别 看看“生物个体发育的生物个体发育的来源来源”A 如果由如果由受精卵受精卵发育而来发育而来含有几个染色体组就是几倍体含有几个染色体组就是几倍体B 如果如果由由配子配子直接直接发育而来发育而来单倍体单倍体卵细胞卵细胞精子精子受精卵受精卵生物体生物体2N 二倍体二倍体3N 三倍体三倍体4N 四倍体四倍体6N 六倍体六倍体单倍体

25、单倍体单倍体单倍体 变异原理在育种上的应用杂交育种诱变育种多倍体育种单倍体育种处理原理优缺点杂交杂交用射线、用射线、激光、化激光、化学药品处学药品处理生物理生物用秋水仙用秋水仙素处理种素处理种子或幼苗子或幼苗花药离体培花药离体培养，后用秋养，后用秋水仙素处理水仙素处理基因重组基因重组基因突变基因突变染色体变异染色体变异染色体变异染色体变异方法较简方法较简便，年限便，年限较长较长加速育种加速育种进程，突进程，突变后有利变后有利个体不多个体不多器官较大，器官较大，营养物质高，营养物质高，发育延迟发育延迟，结实率低结实率低缩短育种年缩短育种年限，方法复限，方法复杂，成活率杂，成活率低低比较比较项目项

26、目 基因突变基因突变 基因基因 重组重组 染色体变异染色体变异 多倍体多倍体 单倍体单倍体变异变异实质实质产生产生过程过程特点特点举例举例基因分子结构基因分子结构的改变，产生的改变，产生新的基因新的基因复制时基因中复制时基因中脱氧核苷酸的脱氧核苷酸的增减和改变增减和改变减数分裂形成配减数分裂形成配子时，非等位基子时，非等位基因自由组合或等因自由组合或等位基因的互换位基因的互换不同性状的基因不同性状的基因重新组合，产生重新组合，产生新的基因型新的基因型染色体组成染色体组成倍增加，产倍增加，产生生新基因型新基因型染色体组成染色体组成倍减少，产倍减少，产生生新基因型新基因型细胞分裂时细胞分裂时染色体

27、复制染色体复制后不能形成后不能形成两子细胞两子细胞有性配子未有性配子未经受精作用经受精作用直接发育成直接发育成个体个体发生频率低，有发生频率低，有害变异多，变异害变异多，变异的的根本来源根本来源，进化的重要因素进化的重要因素后代中重新组合后代中重新组合的变异类型有一的变异类型有一定的分离比定的分离比器官大，养器官大，养分多，成熟分多，成熟迟，结实少迟，结实少植株弱小，植株弱小，高度不育高度不育镰刀型细胞镰刀型细胞贫血症贫血症黄圆、绿皱豌豆黄圆、绿皱豌豆杂交出现黄皱、杂交出现黄皱、绿圆豌豆绿圆豌豆普通小麦普通小麦雄蜂、单雄蜂、单倍体玉米倍体玉米1实验原理 (1)进行正常有丝分裂的植物分生组织细胞

28、，在有丝分裂后期，染色体的着丝点分裂，子染色体在纺锤丝的作用下分别移向两极，进而平均分配到两个子细胞中去。 (2)低温可抑制纺锤体的形成，阻止细胞分裂，导致细胞染色体数目加倍。低温诱导植物染色体数目的变化(实验)3、实验流程、实验流程 4.基本技术要求 (1)为了能观察到细胞在生活状态下的内部结构，必须先将细胞固定。 (2)在进行本实验的过程中，与观察植物细胞的有丝分裂一样，所观察的细胞已经被杀死了，最终在显微镜下看到的是死细胞。 (3)选材的时候必须选用能够进行分裂的分生组织细胞，不分裂的细胞染色体不复制，不会出现染色体加倍的情况。1 1、韭菜体细胞中含有的、韭菜体细胞中含有的3232条染色

29、体具有条染色体具有8 8种各不种各不相同的形态，韭菜应是相同的形态，韭菜应是A、二倍体、二倍体 B、三倍体、三倍体C、四倍体、四倍体 D、八倍体、八倍体C 2 2、下列属于单倍体的是、下列属于单倍体的是A、二倍体种子长出的幼苗；、二倍体种子长出的幼苗；B、四倍体的植株枝条扦插成的植株；、四倍体的植株枝条扦插成的植株；C、六倍体小麦的花粉离体培养的幼苗；、六倍体小麦的花粉离体培养的幼苗；D、用鸡蛋孵化出的小鸡、用鸡蛋孵化出的小鸡C练习练习A A 都能产生可遗传的的变异都能产生可遗传的的变异B B 都能产生新的基因都能产生新的基因C C 产生的变异均对生物不利产生的变异均对生物不利D D 产生的变异均对生物有利产生的变异均对生物有利4 4、基因重组、基因重组, ,基因突变和染色体变异的共同点基因突变和染色体变异的共同点3 3、下面各项是表示生物体的体细胞中染色体上所、下面各项是表示生物体的体细胞中染色体上所携带的基因，肯定是单倍体的一项是携带的基因，肯定是单倍体的一项是AAaBb BAaaaCABCDDBbbC