4.3 染色体畸变可能引起性状改变 课件（共34张PPT）2023-2024学年高一生物浙教版（2019）必修2

(共34张PPT)
染色体畸变可能引起性状改变
第3节
浙科版 必修2
1.能阐述染色体畸变的类型
2.能应用于单倍体育种和多倍体育种
唐氏综合征
（21三体综合征）
21—三体综合征，又称唐氏综合征，是由多了一条21号染色体而导致的疾病。60%的患儿在胚胎发育早期即流产，存活着有明显的智能落后、特殊面容、生长发育障碍和多发畸形。
这种遗传变异与基因突变和基因重组有何差异
染色体畸变：
生物细胞中染色体在数目和结构上发生的变化，也称染色体变异。
1、染色体结构的变异
2、染色体数目的变异
分类
基因突变是染色体的某一个位点上基因的改变，这种变化在光学显微镜下是无法直接观察到的，而染色体畸变是可以用显微镜直接观察到的。
染色体片段的丢失，引起片段上所带基因也随之丢失的现象。
1.缺失
a
b
c
d
e
f
举例：猫叫综合征，果蝇缺刻翅的形成
概念：
染色体发生断裂后，在断裂处发生错误连接而导致染色体结构不正常的变异。
染色体结构变异
类型：
猫叫综合征
染色体上增加了某个相同片段的现象。
2.重复
举例：果蝇棒状眼
a
b
c
d
e
f
b
野生型
棒眼
重棒眼
染色体重复
碱基对插入
染色体增长且使基因的数量增加
改变基因中的碱基对的序列，改变基因种类。不改变染色体的长度且不使基因的数量增加
辨析：染色体重复与碱基对插入
一个染色体上的某个片段的正常排列顺序发生180°颠倒的现象。
3.倒位
举例：果蝇卷翅
a
b
c
d
e
f
b
c
d
e
a
b
c
d
e
f
一个染色体的某一片段移接到另一非同源染色体上的现象。
4.易位
举例：夜来香、慢性粒细胞白血病
a
b
c
d
e
f
g
h
i
j
k
夜来香一花两色
慢性粒细胞白血病
区别交叉互换
同源染色体的非姐妹染色单体之间
说一说：染色体结构的变异的类型
缺失
重复
倒位
易位
结果：染色体结构的变异，使位于染色体上的基因数目和排列顺序发生改变，从而改变生物性状。大多数的染色体结构变异对生物体是不利的，甚至会导致生物体的死亡。
（1）概念：
生物细胞中染色体数目的增加或减少。
（2）类型：
类型二 非整倍性变异
细胞内个别染色体的增加或减少。
染色体数目的变异可以分为两类：
类型一 整倍性变异
细胞内以染色体组的形式成倍增加或减少。
染色体数目变异
染色体组：
①概念：一般将二倍体生物的一个配子中的全部染色体称为染色体组。
一个染色体组的条特点：
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。
②特点：细胞中的一组非同源染色体，它们在形态结构和功能上各不相同，但是携带着能控制该生物生长发育的全部遗传信息，它们相互协调、共同控制生物正常的生命活动。
染色体组数目的判断方法
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
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
（3）根据“染色体数/染色体形态数”值：比值是几，即含几个染色体组
8条/4种形态=2个染色体组
4条/2种=2个
8条/2种=4个
染色体组与染色体组型的区别
染色体组型：细胞内所有染色体的组合
染色体组：细胞内所有非同源染色体的组合
二倍体：由受精卵发育而来，具有两个染色体组的个体叫做二倍体。
在自然界中，绝大多数的动物和半数以上的高等植物都是二倍体。
多倍体：体细胞中所含染色体组数超过两个的生物，称为多倍体。
香蕉是三倍体
马铃薯是四倍体
普通小麦是六倍体
单倍体：由配子不经受精，直接发育而来，其体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体称为单倍体。
常用方法有哪些？
低温
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
如何获得多倍体？
常用方法有哪些？
低温
Q：秋水仙素处理法的具体做法是什么？原理又是什么？
方法：用秋水仙素处理萌发的种子 或幼苗。
原理：当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体数目加倍。
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
秋水仙素处理
如何获得多倍体？
蜜蜂
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
+
2N=32
N=16
2N=32
工蜂
蜂王
雄蜂
个体
雌配子
受精卵
雄配子
单倍体
个体
二倍体/多倍体
由雌配子或雄配子直接发育而成的生物体
①由受精卵发育来的个体，细胞中含有几个染色体组，就叫几倍体；
②而由配子直接发育来的,不管含有几个染色体，都只能叫单倍体 。
判断
是否含有两个染色体组的都是二倍体？
是否单倍体都只有一个染色体组？
④、单倍体中也可能会存在等位基因和同源染色体。
⑤、染色体组数为奇数时，在前期Ⅰ同源染色体发生联会紊乱，几乎不能产生可育的配子，所以高度不育。
⑥、单倍体、二倍体、多倍体的判定
①、一倍体一定是单倍体，但单倍体不一定是一倍体。
②、单倍体中不一定只含有一个染色体组。
③、含有多个染色体组的生物可能是单倍体也可能是多倍体。
注意：
类型二：非整倍性变异
卵巢发育不全症（特纳氏综合征）
44条＋XO（45条）
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。
染色体数目非整倍性变异原因分析
假设某生物体细胞中含有2n条染色体，减数分裂时，某对同源染色体没有分开或姐妹染色单体没有分开，导致产生含有(n＋1)、(n－1)条染色体的配子，如图所示：
现有宽叶不抗病（AAbb）和窄叶抗病（aaBB）两个烟草品种，目标是培育出宽叶抗病（AABB）的新品种。
思考：除了杂交育种、诱变育种以外，还有什么其他方法可以在较短的时间之内得到宽叶抗病（AABB）的新品种？
（一）、单倍体育种
1．含义：利用单倍体作为中间环节产生具有优良性状的可育纯合子的育种方法。
2．遗传学原理：基因重组和染色体畸变→染色体数目变异。
3．过程：
亲本
杂交
F1
花药离体培养
单倍体植株
秋水仙素处理
正常倍体纯合植株
②原理：花粉细胞（精子）全能性
选育符合要求的纯合植株
减数分裂
配子（花粉、精子）
发生基因重组
①过程：将F1的花药放在人工培养基上进行离体培养→形成愈伤组织→诱导组织分化形成幼苗。
③是产生单倍体植株的简便而有效的方法
单倍体育种和多倍体育种
亲本
杂交
F1
花药离体培养
单倍体植株
秋水仙素处理
正常倍体纯合植株
②原理：花粉细胞（精子）全能性
选育符合要求的纯合植株
减数分裂
配子（花粉、精子）
发生基因重组
①过程：将F1的花药放在人工培养基上进行离体培养→形成愈伤组织→诱导组织分化形成幼苗。
③是产生单倍体植株的简便而有效的方法
亲本
杂交
F1
花药离体培养
单倍体植株
秋水仙素处理
正常倍体纯合植株
选育符合要求的纯合植株
减数分裂
配子（花粉、精子）
原理：抑制纺锤丝的形成，使染色体数目加倍。
正常分裂
秋水仙素处理
作用时间：（有丝分裂）前期
结果：染色体数目加倍——染色体畸变；使分裂期细胞比例增加。
对象：单倍体幼苗
花药离体培养
P
宽叶、不抗病
AAbb
×
窄叶、抗病
aaBB
F1
宽叶、抗病
AaBb
配子
AB
Ab
aB
ab
AB
Ab
aB
ab
AABB
AAbb
aaBB
aabb
↓
↓
↓
↓
↓
↓
↓
↓
↓
↓
纯合体
秋水仙素
单倍体育种
第1年
第2年
P
宽叶、不抗病
AAbb
×
窄叶、抗病
aaBB
F1
宽叶、抗病
AaBb
↓
F2
A_B_
A_bb
aaB_
aabb
AABB
杂交育种
↓
第1年
第2年
第3~6年
×
×
为什么说单倍体育种能明显缩短育种年限？
宽叶、抗病
现有宽叶不抗病（AAbb）和窄叶抗病（aaBB）两个烟草品种，请用遗传图解表示利用单倍体育种技术培育出宽叶抗病（AABB）的新品种的过程。
（1）原理：
染色体数目变异
（2）过程：
萌发的种子或幼苗
物理、化学因素诱导
低温、
秋水仙素处理
多倍体植株
染色体数目加倍的种子或幼苗
实例：
3、优点：操作简单、能较快获得所需新品种、器官巨大、营养含量高
4、缺点：发育迟缓、结实率低、一般只适用于植物
（二）、多倍体育种
无籽西瓜的培育
二倍体西瓜幼苗
二倍体西瓜幼苗
秋水仙素处理
二倍体西瓜植株♂
四倍体西瓜植株♀
培养
培养
×
三倍体种子
种植、培养
三倍体西瓜植株♀
二倍体西瓜植株♂
×
二倍体花粉刺激子房
子房发育
三倍体无籽西瓜
第一年
第二年
四倍体西瓜
1、为什么用一定浓度的秋水仙素滴在二倍体西瓜幼苗的芽尖？
2、四倍体植株上结的西瓜是无籽西瓜吗？
三倍体西瓜植株上结的西瓜是无籽西瓜吗？
1、有时可以看到三倍体西瓜中有少量发育并不成熟的种子，请推测产生这些种子的原因。
三倍体植株不能进行正常的减数分裂，一般情况下不能形成配子，也有可能形成正常的配子。
进行无性繁殖。将三倍体西瓜植株进行组织培养获得大量的组织苗，再进行移栽。
2、每年都要制种，很麻烦，有没有别的替代方法？
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
花药离体培养
秋水仙素/低温