染色體變異及其應(yīng)用

1、染色體變異染色體變異數(shù)目變異數(shù)目變異 成倍增減成倍增減分類分類二倍體：二倍體：概念：概念： 多倍體多倍體特點：特點：應(yīng)用：應(yīng)用：成因：成因： 概念：概念：成因：成因：應(yīng)用：應(yīng)用：特征：特征： 單倍體單倍體 染色體變異及其應(yīng)用染色體變異及其應(yīng)用 結(jié)構(gòu)變異結(jié)構(gòu)變異 ：個別增減個別增減概念：概念：特征：特征：染色體組染色體組缺失、重復(fù)、倒位、易位缺失、重復(fù)、倒位、易位含個體發(fā)育全部基因的一組非同源染色體含個體發(fā)育全部基因的一組非同源染色體每條染色體形態(tài)和大小各異每條染色體形態(tài)和大小各異由合子發(fā)育來，含兩個染色體組的個體。由合子發(fā)育來，含兩個染色體組的個體。由合子發(fā)育，含三個以上染色體組。由合子發(fā)育，

2、含三個以上染色體組。器官較大、營養(yǎng)豐富，但發(fā)育延遲，結(jié)實率低。器官較大、營養(yǎng)豐富，但發(fā)育延遲，結(jié)實率低。自然或人為自然或人為(秋水仙素秋水仙素)使染色體加倍。使染色體加倍。例：無籽西瓜、香蕉、小麥。例：無籽西瓜、香蕉、小麥。配子直接發(fā)育來的個體。配子直接發(fā)育來的個體。一般較弱小、不育。一般較弱小、不育。未經(jīng)受精的配子直接發(fā)育而成。未經(jīng)受精的配子直接發(fā)育而成?；ㄋ庪x體培養(yǎng)法花藥離體培養(yǎng)法 。一、染色體結(jié)構(gòu)變異。一、染色體結(jié)構(gòu)變異。 使染色體上的基因數(shù)目和排列順序發(fā)生改變，從而使染色體上的基因數(shù)目和排列順序發(fā)生改變，從而導(dǎo)致性狀的變異。導(dǎo)致性狀的變異。 1 1、缺失、缺失A B C D E F G

3、 A B F G人人5 5號染色體部分缺失：號染色體部分缺失： 貓叫綜合征貓叫綜合征2、重復(fù)、重復(fù) A B C D E FA B C D C D E F例：果蠅的棒狀眼例：果蠅的棒狀眼3、倒位：某一片段作、倒位：某一片段作180顛倒顛倒 A B C D E F GA B E D C F G4、易位：一條染色體的某一片段移接到另一條、易位：一條染色體的某一片段移接到另一條非同源染非同源染 色體色體上。上。 A B C D E F G1 2 3 4 51 2 C D E F GA B 3 4 5二、染色體數(shù)目變異二、染色體數(shù)目變異1 1、染色體組、染色體組分析果蠅的染色體組成分析果蠅的染色體組成雌

4、果蠅體細胞中的染雌果蠅體細胞中的染色體由色體由兩套兩套完全相同完全相同的染色體組成：的染色體組成：、 + X圖中完整的一套圖中完整的一套非同非同源染色體源染色體即雌果蠅的一即雌果蠅的一個染色體組。個染色體組。特點：形態(tài)各異、互為特點：形態(tài)各異、互為 非同源染色體非同源染色體雄果蠅的體細胞中雄果蠅的體細胞中也有也有兩個兩個染色體組染色體組、 + X、 + Y特點：互為非同源染色體特點：互為非同源染色體（1）染色體組定義：）染色體組定義： 某種生物的一套完整的某種生物的一套完整的非同源染色體非同源染色體，這組染色體，這組染色體的的形態(tài)、功能各不相同形態(tài)、功能各不相同。（2）基因組：）基因組： 一個

5、染色體組攜帶著一個染色體組攜帶著本物種的全套基因本物種的全套基因，也叫基因組。，也叫基因組。人類基因組：人類基因組：22+X+Y 共共24條染色體上的全部基因條染色體上的全部基因2每一種形狀的染色體重復(fù)了幾次就有幾個染色體組。每一種形狀的染色體重復(fù)了幾次就有幾個染色體組。Aa、AAA、AaBb、AAaaBBBb、aBCDeF 同種字母出現(xiàn)幾次就有幾個染色體組。同種字母出現(xiàn)幾次就有幾個染色體組。 4123241練習(xí)：練習(xí)：1、下圖細胞中各含有幾個染色體組？、下圖細胞中各含有幾個染色體組？2、下列基因型中各含有幾個染色體組？、下列基因型中各含有幾個染色體組？ 個染色體組，每個個染色體組，每個染色體

6、組包含染色體組包含 條染條染色體。色體。 個染色體組，每個個染色體組，每個染色體組包含染色體組包含 條染條染色體。色體。3 543練習(xí)練習(xí)3、2、二倍體的概念、二倍體的概念 由由受精卵受精卵發(fā)育而來，發(fā)育而來，體細胞中含兩個染色體組的體細胞中含兩個染色體組的個體，記作：個體，記作：2N。 二倍體水稻：二倍體水稻： 2N = 24 洋蔥：洋蔥： 2N = 16西瓜：西瓜： 2N = 22幾乎全部的動物和一半以上的植物是二倍體。幾乎全部的動物和一半以上的植物是二倍體。3 3、染色體數(shù)目整倍性變異、染色體數(shù)目整倍性變異 細胞內(nèi)染色體數(shù)目以染色體組的形式成倍地增細胞內(nèi)染色體數(shù)目以染色體組的形式成倍地增

7、加或減少。加或減少。 （1 1）成倍增加：）成倍增加： 由由受精卵受精卵發(fā)育而成、發(fā)育而成、體細胞中含有三個或三個以體細胞中含有三個或三個以上染色體組的個體，記作上染色體組的個體，記作 3N、4N 六倍體普通小麥：六倍體普通小麥： 6N = 42 三倍體無籽西瓜：三倍體無籽西瓜： 3N = 33三倍體香蕉：三倍體香蕉： 3N = 33多倍體多倍體三倍體的特點：三倍體的特點： 聯(lián)會紊亂，無法形成正常的生殖細胞，所以不能進聯(lián)會紊亂，無法形成正常的生殖細胞，所以不能進行有性生殖，也不會形成種子。行有性生殖，也不會形成種子。香蕉：香蕉：有有果實、果實、無無種子、種子、營養(yǎng)營養(yǎng)生殖。生殖。多倍體植株特點

8、：多倍體植株特點： 莖稈粗壯，果實、種子大，莖稈粗壯，果實、種子大，營養(yǎng)物質(zhì)含量高，但生長周期營養(yǎng)物質(zhì)含量高，但生長周期長，結(jié)實率低。長，結(jié)實率低。多倍體的形成原因：多倍體的形成原因：正在分裂的細胞，正在分裂的細胞，紡錘體紡錘體的形成受到破壞，導(dǎo)致的形成受到破壞，導(dǎo)致已復(fù)已復(fù)制制的染色體不能移向兩極，細胞的染色體不能移向兩極，細胞分裂終止分裂終止，從而形成，從而形成染色體數(shù)加倍的細胞。染色體數(shù)加倍的細胞。有絲分裂：有絲分裂：減數(shù)分裂：減數(shù)分裂：人工誘導(dǎo)人工誘導(dǎo)：秋水仙素處理、低溫處理秋水仙素處理、低溫處理自然狀態(tài)自然狀態(tài)：溫度驟變溫度驟變2 N4 N產(chǎn)生染色體數(shù)加倍的體細胞；產(chǎn)生染色體數(shù)加倍的

9、體細胞；產(chǎn)生染色體數(shù)加倍的配子。產(chǎn)生染色體數(shù)加倍的配子。母母 本本父父 本本三倍體無籽西瓜的培育過程三倍體無籽西瓜的培育過程四倍體四倍體二倍體二倍體有籽西瓜有籽西瓜父本父本母本母本去雄授粉去雄授粉二倍體普通二倍體普通西瓜植株西瓜植株種下去種下去三倍體三倍體植株植株無籽西瓜無籽西瓜花粉刺激花粉刺激（提供生長素）（提供生長素）無籽西瓜的培育過程無籽西瓜的培育過程二倍體二倍體幼苗幼苗四倍體四倍體植株植株秋水仙素處理秋水仙素處理染色體加倍染色體加倍二倍體二倍體幼苗幼苗二倍體二倍體植株植株發(fā)育發(fā)育授粉授粉二倍體二倍體幼苗幼苗二倍體二倍體植株植株發(fā)育發(fā)育花粉花粉誘導(dǎo)誘導(dǎo)三倍體三倍體種子種子三倍體三倍體無籽

10、瓜無籽瓜三倍體三倍體植株植株發(fā)育發(fā)育第一年第一年第二年第二年問：該植株的西瓜的果肉細胞，種問：該植株的西瓜的果肉細胞，種子的種皮和胚其染色體數(shù)目各是多少子的種皮和胚其染色體數(shù)目各是多少？（2）成倍減少）成倍減少 由由未受精的配子未受精的配子直接發(fā)育而來的個體，體細胞中含有直接發(fā)育而來的個體，體細胞中含有本物種配子染色體數(shù)目。本物種配子染色體數(shù)目。 動物：雄蜂動物：雄蜂單倍體植物的一般特點：單倍體植物的一般特點： 無論二倍體或多倍體生物，通過單性生殖產(chǎn)生的個無論二倍體或多倍體生物，通過單性生殖產(chǎn)生的個體體的都是單倍體。的都是單倍體。 來源于受精卵的，依據(jù)染色體組數(shù)確定幾倍體；來源于受精卵的，依據(jù)

11、染色體組數(shù)確定幾倍體； 來源于配子的，不管有幾個染色體組，均為單倍體。來源于配子的，不管有幾個染色體組，均為單倍體。弱小、高度不育弱小、高度不育區(qū)分多倍體與單倍體，關(guān)鍵看什么？區(qū)分多倍體與單倍體，關(guān)鍵看什么？看看來來源：源：單倍體單倍體單倍體育種過程單倍體育種過程組織培養(yǎng)染色體加倍花藥離體培養(yǎng)單倍體植株正常植株（純合體）種子新植株（新品種）秋水仙素處理自交發(fā)育YyRrYRYryRyrYYRRYYrryyRRyyrrYYRRYYrryyRRyyrrYRYryRyrYYRRYYrryyRRyyrr第一年第二年4 4、染色體非整倍性變異、染色體非整倍性變異 整倍體中缺少或額外增加一條或幾條染色體的變

12、異。整倍體中缺少或額外增加一條或幾條染色體的變異。 “ 21三體綜合征三體綜合征”P配子配子F“21三體綜合征三體綜合征”遺傳圖解：遺傳圖解： 44 + XX 44 + XY23 + X 、 21 + X22 + X 、22 + Y45 + XX43 + XX21三體綜合征三體綜合征死死 亡亡21號染色體未分開號染色體未分開45 + XY43 + XY考點一考點一 染色體結(jié)構(gòu)變異染色體結(jié)構(gòu)變異 染色體結(jié)構(gòu)變異的比較染色體結(jié)構(gòu)變異的比較類型類型遺傳效應(yīng)遺傳效應(yīng)圖解圖解實例實例缺缺失失缺失片段越大，對個體缺失片段越大，對個體影響越大。輕則影響個影響越大。輕則影響個體生活力，重則死亡體生活力，重則死

13、亡貓叫貓叫綜合征綜合征重重復(fù)復(fù)引起的遺傳效應(yīng)比缺失引起的遺傳效應(yīng)比缺失小，重復(fù)部分太大會影小，重復(fù)部分太大會影響個體生活力響個體生活力果蠅的果蠅的棒狀眼棒狀眼考點突破考點突破類型類型遺傳效應(yīng)遺傳效應(yīng)圖解圖解實例實例倒倒位位形成的配子大多是異形成的配子大多是異常的，從而影響個體常的，從而影響個體生育生育易易位位產(chǎn)生部分異常配子，產(chǎn)生部分異常配子，使配子的育性降低或使配子的育性降低或產(chǎn)生有遺傳病的后代產(chǎn)生有遺傳病的后代人慢性人慢性粒細胞粒細胞白血病白血病說明：說明：染色體結(jié)構(gòu)的改變，引起染色體上的基因的數(shù)目或排列順序發(fā)生改變，染色體結(jié)構(gòu)的改變，引起染色體上的基因的數(shù)目或排列順序發(fā)生改變，對生物個體

14、往往是不利的，有的甚至?xí)?dǎo)致生物體死亡。對生物個體往往是不利的，有的甚至?xí)?dǎo)致生物體死亡。每個物種染色體的大小、形態(tài)和結(jié)構(gòu)都是相對穩(wěn)定的。每個物種染色體的大小、形態(tài)和結(jié)構(gòu)都是相對穩(wěn)定的?！纠纠? 1】20092009年上海高考題年上海高考題下圖中下圖中和和表示發(fā)生在常染表示發(fā)生在常染色體上的變異。色體上的變異。和和所表示的變異類型分別屬于（所表示的變異類型分別屬于（ ） A.A.重組和易位重組和易位 B.B.易位和易位易位和易位 C.C.易位和重組易位和重組 D.D.重組和重組重組和重組A規(guī)律方法規(guī)律方法 交叉互換與染色體易位的區(qū)別交叉互換與染色體易位的區(qū)別交叉互換交叉互換染色體易位染色體易

15、位圖圖解解區(qū)區(qū)別別發(fā)生于同源染色體的非發(fā)生于同源染色體的非姐妹染色單體之間姐妹染色單體之間發(fā)生于非同源染色體之間發(fā)生于非同源染色體之間屬于基因重組屬于基因重組屬于染色體結(jié)構(gòu)變異屬于染色體結(jié)構(gòu)變異在顯微鏡下觀察不到在顯微鏡下觀察不到可在顯微鏡下觀察到可在顯微鏡下觀察到考點二考點二 染色體數(shù)目變異染色體數(shù)目變異1.1.單倍體與一倍體的關(guān)系單倍體與一倍體的關(guān)系（1 1）相同點：）相同點：都是由配子發(fā)育而來，即體細胞中均含有該都是由配子發(fā)育而來，即體細胞中均含有該物種配子中的染色體數(shù)目。物種配子中的染色體數(shù)目。（2 2）不同點）不同點含有的染色體組數(shù)：含有的染色體組數(shù)：單倍體體細胞中可能含有單倍體體細

16、胞中可能含有1 1，2 2， 33個染色體組，而一倍體只含有一個染色體組。個染色體組，而一倍體只含有一個染色體組。是否可育：是否可育：單倍體絕大多數(shù)高度不育，但也有例外，如四單倍體絕大多數(shù)高度不育，但也有例外，如四倍體西瓜產(chǎn)生的配子形成的單倍體可育，而一倍體一定是高度倍體西瓜產(chǎn)生的配子形成的單倍體可育，而一倍體一定是高度不育的。不育的。（3 3）聯(lián)系：）聯(lián)系：一倍體一定是單倍體，單倍體不一定是一倍體一倍體一定是單倍體，單倍體不一定是一倍體。 . .二倍體、多倍體、單倍體的比較二倍體、多倍體、單倍體的比較二倍體二倍體多倍體多倍體單倍體單倍體概念概念體細胞中含個染體細胞中含個染色體組的個體色體組的

17、個體體細胞中含個或體細胞中含個或個以上的染色體個以上的染色體組的個體組的個體體細胞中含本物種配體細胞中含本物種配子染色體數(shù)的個體子染色體數(shù)的個體染色染色體組體組個個個或個以上個或個以上至多個至多個發(fā)育發(fā)育起點起點受精卵受精卵受精卵受精卵配子配子自然自然成因成因正常有性正常有性生殖生殖未減數(shù)的配子受精；未減數(shù)的配子受精；合子染色體數(shù)目加合子染色體數(shù)目加倍倍單性生殖（孤雌生殖單性生殖（孤雌生殖或孤雄生殖）或孤雄生殖）植物植物特點特點正常正常果實、種子較大，果實、種子較大，生長發(fā)育延遲，結(jié)生長發(fā)育延遲，結(jié)實率降低實率降低植物弱小，高度不育植物弱小，高度不育舉例舉例幾乎全部動物、過幾乎全部動物、過半數(shù)

18、的高等植物半數(shù)的高等植物香蕉、普通小麥香蕉、普通小麥玉米、小麥的單倍體玉米、小麥的單倍體3.3.單倍體與二倍體、多倍體的判定單倍體與二倍體、多倍體的判定(1)(1)單倍體與二倍體、多倍體是兩個概念系統(tǒng)，主要區(qū)別在單倍體與二倍體、多倍體是兩個概念系統(tǒng)，主要區(qū)別在于是由什么發(fā)育而來的，單倍體的概念與染色體組無關(guān)。單于是由什么發(fā)育而來的，單倍體的概念與染色體組無關(guān)。單倍體一般含一個染色體組（二倍體生物產(chǎn)生的單倍體），也倍體一般含一個染色體組（二倍體生物產(chǎn)生的單倍體），也可以含兩個、三個甚至多個染色體組，如普通小麥產(chǎn)生的單可以含兩個、三個甚至多個染色體組，如普通小麥產(chǎn)生的單倍體，就有三個染色體組。倍體

19、，就有三個染色體組。(2)(2)二倍體、多倍體與染色體組直接相關(guān)，體細胞含有兩個二倍體、多倍體與染色體組直接相關(guān)，體細胞含有兩個染色體組的個體叫二倍體，含有三個或三個以上的叫多倍體。染色體組的個體叫二倍體，含有三個或三個以上的叫多倍體?！纠纠? 2】一個染色體組是指】一個染色體組是指 （ ） A.A.體細胞中染色體數(shù)目的一半體細胞中染色體數(shù)目的一半 B.B.體細胞中的染色體數(shù)體細胞中的染色體數(shù) C.C.二倍體生物配子中的全部染色體二倍體生物配子中的全部染色體 D.D.每一對同源染色體為一個染色體組每一對同源染色體為一個染色體組C 例例3.3.下列關(guān)于單倍體的敘述，正確的是（下列關(guān)于單倍體的敘

20、述，正確的是（ ） . .單倍體的體細胞中只含有一個染色體組單倍體的體細胞中只含有一個染色體組 . .一個卵細胞就是一個單倍體一個卵細胞就是一個單倍體 . .未受精的配子發(fā)育成的個體一定是單倍體未受精的配子發(fā)育成的個體一定是單倍體 . .單倍體育種是為了獲得單倍體植株單倍體育種是為了獲得單倍體植株C 考點三考點三 單倍體育種與多倍體育種比較單倍體育種與多倍體育種比較單倍體育種單倍體育種多倍體育種多倍體育種原理原理染色體數(shù)目以染色體組的形式成染色體數(shù)目以染色體組的形式成倍減少，然后再加倍，從而獲得倍減少，然后再加倍，從而獲得純種純種染色體數(shù)目以染色體組的形式成倍增加染色體數(shù)目以染色體組的形式成倍

21、增加方法方法花藥離體培養(yǎng)獲得單倍體，再用花藥離體培養(yǎng)獲得單倍體，再用秋水仙素處理幼苗秋水仙素處理幼苗秋水仙素處理正在萌發(fā)的種子或幼苗秋水仙素處理正在萌發(fā)的種子或幼苗優(yōu)點優(yōu)點明顯縮短育種年限明顯縮短育種年限器官大，營養(yǎng)成分含量高，產(chǎn)量增加器官大，營養(yǎng)成分含量高，產(chǎn)量增加缺點缺點技術(shù)復(fù)雜，需要與雜交育種配合技術(shù)復(fù)雜，需要與雜交育種配合適用于植物，動物難以開展。多倍體植適用于植物，動物難以開展。多倍體植物生長周期延長，結(jié)實率降低物生長周期延長，結(jié)實率降低舉例舉例【例【例4 4】某農(nóng)科所通過下圖所示的育種過程培育成了高品質(zhì)的糯】某農(nóng)科所通過下圖所示的育種過程培育成了高品質(zhì)的糯 小麥。下列有關(guān)敘述，正確

22、的是（小麥。下列有關(guān)敘述，正確的是（ ） . .該育種過程中運用的遺傳學(xué)原理是基因突變該育種過程中運用的遺傳學(xué)原理是基因突變 B.aB.a過程能提高突變率，從而明顯縮短了育種年限過程能提高突變率，從而明顯縮短了育種年限 C.aC.a過程需要使用秋水仙素，只作用于萌發(fā)的種子過程需要使用秋水仙素，只作用于萌發(fā)的種子 .b.b過程需要通過自交來提高純合率過程需要通過自交來提高純合率D 例例5 5、某二倍體生物細胞有絲分裂后期細胞中含有、某二倍體生物細胞有絲分裂后期細胞中含有1616條染色體，下圖中表示含有一個染色體組的細胞是條染色體，下圖中表示含有一個染色體組的細胞是 ( )( )A 例例6 6、用

23、、用2%2%的秋水仙素處理植物分生組織，能誘導(dǎo)細胞內(nèi)染色的秋水仙素處理植物分生組織，能誘導(dǎo)細胞內(nèi)染色 體數(shù)目加倍，形成多倍體植物細胞，那么，用一定時間低體數(shù)目加倍，形成多倍體植物細胞，那么，用一定時間低 溫（溫（4 4 ）處理水培的洋蔥根尖時，是否也能誘導(dǎo)細胞內(nèi)）處理水培的洋蔥根尖時，是否也能誘導(dǎo)細胞內(nèi) 染色體數(shù)目加倍，形成多倍體植物細胞呢？請就低溫對細染色體數(shù)目加倍，形成多倍體植物細胞呢？請就低溫對細 胞內(nèi)染色體數(shù)目的影響是否與秋水仙素作用相同這個問題胞內(nèi)染色體數(shù)目的影響是否與秋水仙素作用相同這個問題 進行實驗探究：進行實驗探究： 材料器具：長出根的洋蔥（材料器具：長出根的洋蔥（2n=16）若干、小燒杯或培）若干、小燒杯或培 養(yǎng)皿若干、清水、冰箱、養(yǎng)皿若干、