(共40张PPT)
第2节 染色体变异
第5章 基因突变和其他变异
染色体数目变
染色体结构变异
内容索引
2
1
生物种类 体细胞染色体数/条 体细胞非同源染色体/套 配子染色体/条
马铃薯 野生祖先种 24 2
栽培品种 48 4
香蕉 野生祖先种 22 2
栽培品种 33 3
马铃薯和香蕉的染色体数目表
在自然界,像马铃薯和香蕉这样的例子还很多,充分说明了生物界的复杂性。
生物体的体细胞或生殖细胞内染色体数目或结构的变异,称为染色体变异。
结构变异
数目变异
Ⅱ
Ⅹ
Ⅲ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅳ
Y
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Y
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅹ
染色体组
1. 概念
一个染色体组具备的条件:
染色体组
不含有同源染色体
1
2
所含的染色体形态、大小和功能各不相同
3
含有控制生物性状的一整套基因,但不能重复。
3个
4个
1个
4个
(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
二、染色体组
染色体组
2. 染色体组数目的判断方法
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?
减Ⅰ后期
有丝中期
有丝后期
减Ⅱ后期
4个
2个
2个
2个
染色体组
YyRr
AABBDD
Aaa
ABCD
二个
二个
三个
一个
(2)根据“基因型”判断:
控制同一性状的基因/(同种字母不分大小写)有几个就含几个组
染色体组
2. 染色体组数目的判断方法
雄果蝇的体细胞中共有哪几对同源染色体?
果蝇的精子中有哪几条染色体?
精子中这些染色体之间是什么关系?
如果将果蝇的精子中的染色体看成一个染色体组,那么果蝇的体细胞中有几个染色体组?
Ⅱ和Ⅱ,Ⅲ和Ⅲ,Ⅳ和Ⅳ, X和Y。
Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y
它们是非同源染色体
两个染色体组
思 考
增多
减少
一、染色体数目的变异
增多
减少
个别染色体数目的增加或减少
正常
染色体组成倍的增加或减少
正常
个别染色体数目的增加或减少
先天性愚型(21三体综合征)
45条+XY(47条)
一、染色体数目的变异
症状:智力低下,发育迟缓,眼间较宽,外眼角上斜,口常半张,舌外伸,又叫伸舌样痴呆。
个别染色体数目的增加或减少
性腺发育不良(特纳氏综合征)
44条+XO(45条)
一、染色体数目的变异
症状:
身体矮小,肘外翻,颈部皮肤松弛为蹼颈,外观为女性但乳房不发育, 无生育能力。
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、和过半数的高等植物。
人、果蝇、玉米等大多数生物
1. 概念:
2. 例:
一、染色体数目的变异
(一)二倍体
由受精卵发育而成的,体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体。
1. 概念:
2. 例:
一、染色体数目的变异
(二)多倍体
多倍体植株茎秆粗壮、叶片、果实、种子都比较大,糖类
和蛋白质等营养物质的含量都增加。
抗旱、抗病能力较强
发育迟缓,结实率低
3. 特点:
多倍体水仙
一、染色体数目的变异
(二)多倍体
低温处理 秋水仙素处理萌发的种子或幼苗
抑制纺锤体的形成
有丝分裂旺盛
有丝分裂前期
方法:
时期:
多倍体育种/人工诱导多倍体
4. 应用:
一、染色体数目的变异
(二)多倍体
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
若继续进行正常的有丝分裂
染色体加倍的组织或个体
一、染色体数目的变异
(二)多倍体
多倍体育种/人工诱导多倍体
4. 应用:
无籽西瓜的培育
授粉
四倍体
母 本
父 本
二倍体
授粉
三倍体植株
二倍体
(有子西瓜)
无子西瓜
(生长素)
第一年
第二年
(受精)
为什么三倍体植株所结的果实为无子西瓜呢
三倍体植株(3N)在减数分裂过程中,同源染色体联会发生紊乱,难以形成正常的生殖细胞(卵细胞),所以不会产生种子。
无籽西瓜的培育
体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体。
单倍体是由配子发育而成的个体,不管有几个染色体组都只能叫单倍体。
1. 概念:
一、染色体数目的变异
(三)单倍体
蜜蜂
2N=32
N=16
2N=32
发育起点:配子
雌性
蜂王
工蜂
雄蜂
单倍体
精子
卵细胞
受精卵
+
一、染色体数目的变异
(三)单倍体
含有一个染色体组个体一定是单倍体吗?
单倍体一定只有一个染色体组吗?
是。只含有一个染色体组不可能由受精卵发育而来,只能是由配子发育而来.
不一定。如六倍体小麦的配子发育成的单倍体,有三个染色体组。
一、染色体数目的变异
(三)单倍体
单倍体育种
花药
植株弱小,而且高度不育。
2. 特点:
3. 应用:
单倍体
幼苗
花药
离体培养
正常植株
人工诱导
染色体加倍
一、染色体数目的变异
(三)单倍体
单倍体育种过程 (以二倍体为例)
花药离体
组织
培养
单倍体植株
人工诱导
染色体加倍
正常植株
(纯合体)
优点:
1.可以缩短育种年限
2.后代不会发生性状分离
AaBb
减数
分裂
花
粉
AB
Ab
aB
ab
花药离体
培养
单倍体苗
AB
Ab
aB
ab
所需品种
(aaBB)
筛
选
秋水仙素
处理
纯合体
AABB
AAbb
aaBB
aabb
花药离体培养
P
高杆抗病
DDTT
×
矮杆感病
ddtt
F1
高杆抗病
DdTt
配子
DT
Dt
dT
dt
DT
Dt
dT
dt
DDTT
DDtt
ddTT
ddtt
↓
↓
↓
↓
↓
↓
↓
↓
↓
↓
纯合体
秋水仙素
↑
需要的矮抗品种
单倍体育种
第1年
第2年
P
高杆抗病
DDTT
×
矮杆感病
ddtt
F1
高杆抗病
DdTt
↓
F2
D_T_
D_tt
ddT_
ddtt
ddTT
杂交育种
↓
第1年
第2年
第3~6年
×
×
↑
需要的矮抗品种
矮抗
为什么说单倍体育种能明显缩短育种年限?
多倍体育种 单倍体育种
原理 染色体变异(染色体数目以染色体组形式成倍增加) 染色体变异(染色体组成倍减少,再加倍后得到)
常用 方法 处理萌发的种子或幼苗 后,人工诱导染色体加倍
优点 器官大, 提高产量和营养成分 明显缩短育种年限
缺点 适用于植物, 在动物中难以开展 技术复杂一些,
须与杂交育种配合
得分必备
花药离体培养
秋水仙素/低温
二、染色体结构变异
染色体的某一片段缺失
a
b
c
d
e
f
果蝇缺刻翅
1. 缺失
5号染色体部分缺失
染色体增加了某一片段
a
b
c
d
e
f
b
举例:果蝇棒状眼的形成
二、染色体结构变异
2. 重复
染色体的某一片段颠倒了180o
a
b
c
d
e
f
b
c
d
e
a
b
c
d
e
f
举例:果蝇卷翅的形成
二、染色体结构变异
3.倒位
染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上
举例:果蝇花斑眼的形成
a
b
c
d
e
f
g
h
i
j
k
二、染色体结构变异
4. 易位
1. 染色体结构变异的易位与交叉互换是一回事吗?
思 考
易位:
交叉互换:
非同源染色体之间
同源染色体的非姐妹染色体之间
染色体结构变异
使染色体上基因的数目
或排列顺序改变
生物性状的变异
(多数不利,甚至致死)
思 考
2. 染色体结构的变化导致生物性状改变的原因是什么?
说一说:染色体结构的变异的类型
缺失
重复
倒位
易位
a b c d e f
a b c f
a b c d e f
a b c b c d e f
a e d c b f
a b c d e f
g h i a b c d e f
g h i j
j
a b c d e f
基因重组 基因突变 染色体变异
基因
基因型
时期
应用
三种可遗传变异比较
不产生新基因
产生新基因
不产生新基因
改变基因数量、顺序
改变
改变
改变
细胞分裂间期
减数第一次分裂前期或后期
细胞分裂过程中
杂交育种
诱变育种
单倍体育种多倍体育种
得分必备
三、实验:低温诱导植物染色体数目的变化
例1、下列关于单倍体、二倍体、多倍体的叙述不正确的是 [ ]
A.有受精卵发育成的生物体中有几个染色体组就叫几倍体
B.由配子发育成的生物体,细胞中无论有几个染色体组也只能叫单倍体
C.单倍体一般高度不育,多倍体一般茎秆粗壮,果实、种子较大
D.单倍体都是纯种,多倍体等位基因至少有3个
课堂检测
D
例2、单倍体生物的体细胞内 [ ]
A.只有一个染色体
B.只有一个染色体组
C.染色体组数目成单
D.与本物种配子的染色体数同
课堂检测
D
例3、秋水仙素诱导多倍体形成的原因是 [ ]
A.诱导染色体多次复制;
B.抑制细胞有丝分裂时纺锤体的形成;
C.促使染色单体分开,形成染色体;
D.促进细胞融合。
课堂检测
B
例4、下列变异中,属于染色体结构变异的是 [ ]
A.染色体中DNA的一个碱基对缺失
B.同源染色体的非姐妹染色单体之间的交叉互换
C.果蝇第Ⅱ号染色体上的片段与第Ⅲ号染色体上的片段发生交叉互换
D.将人类的胰岛素基因与大肠杆菌的DNA分子拼接,利用细菌发酵生产人类胰岛。
课堂检测
C
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