5.2 染色体变异（共23张PPT）

第5章 基因突变及其他变异
第2节 染色体变异
缺失
指一条染色体断裂而失去一个片段，这个片段上的基因也随之丢失。在人类遗传中,染色体缺失导致猫叫综合症.
染色体结构的变异
重复
一条染色体的断裂片段接到同源染色体的相应部位，结果后者就有一段重复基因。 例如:果蝇的棒状眼。
倒位
一条染色体的断裂片段，位置倒过来后再接上去，造成这段染色体上的基因位置颠倒。
易位
染色体发生断裂，断裂片段接到非同源染色体上的现象。易位可使原来不连锁的基因发生连锁。
概念：细胞内某一号或几号染色体的数量增多或减少。
后果：因为染色体上的基因能控制蛋白质的合成，某号染色体增多或减少后将导致相应蛋白质的增多或减少，从而导致新陈代谢的严重紊乱，造成细胞死亡或严重的功能缺陷。
正常
增多
减少
染色体数目的变异
非整组变异
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。
此外，人类Ｘ染色体增多或减少将使人失去生育能力，同时其它生理功能出现严重缺陷。17号及14号染色体增多一条的患者生理和智力都严重不正常。
人类其它染色体数目发生变化的病例极少发现，很可能这些染色体数目改变是致死的！
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
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！
果蝇的染色体组
雌果蝇产生的配子
雄果蝇产生的配子
II
X
III
IV
细胞中的一组非同源染色体，形态和功能各不同，但是携带着控制一种生物生长发育,遗传和变异的全部信息，这样的一组染色体叫做一个染色体组。
二倍体和多倍体
二倍体：由受精卵发育而成的个体，体细胞中有两个染色体组的叫做二倍体；体细胞中含有三个或三个以上染色体组的叫多倍体，其中含有三个染色体组的叫三倍体，含有四个染色体组的叫四倍体。
自然界中，几乎全部动物和过半数的高等植物都是二倍体。
新疆帕米尔高原的高山植物，有65%的种类是多倍体
如果纺锤体的形成受到破坏，那么会导致什么？
后果：染色体不能被拉向两极，细胞不能分裂成两个子细 胞，于是形成染色体数目加倍的细胞。
这样的细胞继续进行正常的有丝分裂，就发育成染色体数目加倍的组织或个体。
多倍体形成的原因
在纺锤体的牵引下，染色体向两极移动
多倍体草莓（上）和野生状态下的草莓（下）
多倍体的优点：器官巨大型，营养物质含量增加
缺点：发育延迟，结实率降低
野生的草莓
染色体数目加倍的草莓
人工诱导多倍体在育种上的应用
比较
优：形态加大增高，营养物质含量增加
缺：发育延迟，结实率低
方法
秋水仙素处理萌发的种子和幼苗
机理
秋水仙素作用于正在分裂的细胞，能够抑制纺锤体的形成，导致染色体不分离，使得染色体数目加倍
应用
三倍体无子西瓜的培育
八倍体小黑麦的培育
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组数目各是多少？
普通小麦（6n）
二倍体黑麦（2n）
四倍体小黑麦（4n，不育）
秋水仙素处理萌发的种子或幼苗
八倍体小黑麦（8n）
（耐贫瘠的土壤和寒冷的气候，面粉白，蛋白质含量高，产量高）
八倍体小黑麦的培育
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
单倍体
体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体
单倍体
一倍体
染色体组
可以有一个或多个染色体组，宏观概念
体细胞中含有一个染色体组，宏观概念
微观概念
单倍体与多倍体的区别
二倍体(2N=2x)
三倍体(3N=3x)
多倍体(nN=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)
①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；
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 。
单倍体形成原因：未经受精的生殖细
胞单独发育而成
单倍体特点：植株弱小，高度不育
应用：单倍体育种
经花药离体培养
单倍体类型：
秋水仙素处理
纯合子：
单倍体育种
花粉类型：
AB Ab aB ab
AB Ab aB ab
AABB AAbb aaBB aabb
P：AABB
aabb
F1：AaBb
（优点：明显缩短育种年限）
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