染色體變異 高一生物人教版必修二

染色體變異（一）正常眼花斑眼馬鈴薯：野生祖先種VS栽培品種栽培品種馬鈴薯（一般都為黃色）野生祖先種馬鈴薯（多種顏色）香蕉：野生祖先種VS栽培品種野生祖先種香蕉（有籽）栽培品種香蕉（無籽）作為野生植物的后代，許多栽培植物的染色體數(shù)目卻與他們的祖先大不相同，如馬鈴薯和香蕉（見右表）生物種類體細(xì)胞染色體數(shù)/條體細(xì)胞非同源染色體/套配子染色體數(shù)/條馬鈴薯野生祖先種242栽培品種484香蕉野生祖先種222栽培品種333討論：

請根據(jù)所學(xué)的減數(shù)分裂的知識，試著完成該表格。122411異常為什么我們平時吃的香蕉沒有種子？因為香蕉栽培品種體細(xì)胞中的染色體數(shù)目是33條，減數(shù)分裂時染色體發(fā)生聯(lián)會紊亂，不能形成正常的配子，因此無法形成受精卵，進(jìn)而形成種子。

我們已經(jīng)知道，減數(shù)分裂和受精作用，能夠使生物體親子代間的染色體數(shù)目保持穩(wěn)定。然而，馬鈴薯和香蕉的染色體數(shù)目為什么與它們的野生祖先有很大差別呢？其實，在自然界，像馬鈴薯和香蕉這樣的例子還有很多，這充分說明了生物界的復(fù)雜性。換個角度想，生物界如果只有穩(wěn)定，而沒有變化，又何來多樣性和進(jìn)化呢？染色體數(shù)目的變異染色體結(jié)構(gòu)的變異類型染色體變異（chromosomalvariation）：生物體的體細(xì)胞或生殖細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目或結(jié)構(gòu)的變化區(qū)別基因突變、基因重組染色體變異分子水平的變異，光鏡下不可見細(xì)胞水平的變異，光鏡下可見21三體綜合征姓名：胡一舟出生：1978.4.1智商：30（正常人的最低70）病因：比正常人多了一條21號染色體簡介：自1999年1月在保利劇場進(jìn)行第一場指揮表演以來，至今已演出20場，與國內(nèi)外十余家交響樂團進(jìn)行過合作。患者比正常人多一條染色體——21號染色體是三條。其癥狀表現(xiàn)為智力低下，身體發(fā)育緩慢等。唐氏綜合征/21三體綜合征染色體變異Chromosomevariation21三體綜合征的根本原因是？父或母在減Ⅰ時21號染色體未正常分離，或減Ⅱ時21號染色體點裂后移向同一極。個別染色體增多或減少如人的21三體綜合征（即先天性愚型）以一組完整的非同源染色體為基數(shù)成倍的增加或成套的減少染色體數(shù)目變異染色體數(shù)目變異：生物體的體細(xì)胞或生殖細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目的變化。正常（8）增加（8+1）減少（8-1）增加一套（12）減少一套（4）正常（8）雄果蠅染色體圖解問題1：雄果蠅的體細(xì)胞中共有哪幾對同源染色體？2nnn問題3：精子中染色體之間什么關(guān)系？問題2：果蠅的精子中有哪幾條染色體？II和II，III和III，IV和IV，X和YII、III、IV、X或II、III、IV、Y非同源染色體染色體組：細(xì)胞中的每套非同源染色體。特點：1）無同源染色體，即無相同基因、等位基因2）

染色體的形態(tài)、大小、功能各不相同3）含有本物種生長、發(fā)育、遺傳、變異的全套遺傳信息染色體數(shù)目變異▌問題：假如給你一副牌（除去大小王），直覺上你會分成幾組？每一組中牌的數(shù)字有什么特點？

四組，每一組里面的數(shù)字都是不一樣的3個（每組5條）4個（每組2條）1個（每組3條）細(xì)胞中染色體組數(shù)目的確定方法（1）根據(jù)“染色體形態(tài)”判斷——細(xì)胞內(nèi)同種形態(tài)染色體有幾條就含幾個染色體組2個（每組3條）4個（每組2條）染色體數(shù)目變異（2）根據(jù)“基因型”判斷

——控制同一性狀的基因(包括同一字母的大、小寫)出現(xiàn)幾次，則含有幾個染色體組YyRrAABBDDAaaAABbD二個染色體組二個染色體組三個染色體組一個染色體組ABCD兩個染色體組染色體數(shù)目變異細(xì)胞中染色體組數(shù)目的確定方法同一字母不分大小寫重復(fù)出現(xiàn)幾次，就含有幾個染色體組染色體數(shù)目變異判斷下列的幾個細(xì)胞含個染色體組？每組有幾條染色體？AaaBbbvABCDAaaaBbbbAAbbabcdefgh3個；3條3個；2條2個；4條1個；4條4個；3條4個；2條1個；4條2個；2條增加減少以染色體組的形式成倍的增加或減少染色體數(shù)目變異XYXYX二倍體：通常由受精卵發(fā)育而成，體細(xì)胞中含有2個染色體組的個體，通?？捎?N表示。在自然界中，幾乎全部動物和過半數(shù)的高等植物都是二倍體果蠅貓人類玉米染色體數(shù)目變異染色體數(shù)目變異一般情況下，二倍體通過減數(shù)分裂形成的配子有幾個染色體組呢？一般情況下，二倍體通過減數(shù)分裂形成的配子只有一個染色體組。染色體數(shù)目變異體細(xì)胞中有無三個染色體組的生物？參考二倍體有性生殖過程，思考三倍體生物形成原因？生物種類體細(xì)胞染色體數(shù)/條體細(xì)胞非同源染色體/套馬鈴薯野生祖先種242栽培品種484香蕉野生祖先種222栽培品種333減數(shù)分裂I異常減數(shù)分裂II正常時間：減數(shù)分裂I后期出現(xiàn)錯誤含有兩個染色體組的異常配子染色體數(shù)目變異減數(shù)分裂I正常減數(shù)分裂II異常時間：減數(shù)分裂II后期出現(xiàn)錯誤含有兩個染色體組的異常配子染色體數(shù)目變異含有兩個染色體組的異常配子正常的配子受精作用三倍體：二倍體的減數(shù)分裂出現(xiàn)錯誤，形成含有兩個染色體組的配子，這樣的配子與含有一個染色體組的配子結(jié)合，發(fā)育成的個體的體細(xì)胞中就含有三個染色體組，稱為三倍體。時間：減數(shù)分裂I后期出現(xiàn)錯誤時間：減數(shù)分裂II后期出現(xiàn)錯誤染色體數(shù)目變異三倍體生物可育嗎？參考二倍體生物有性生殖過程無籽西瓜香蕉由于原始生殖細(xì)胞中有3套非同源染色體，減數(shù)分裂是會出現(xiàn)聯(lián)會紊亂，不能形成可育配子。所以三倍體的生物一般不可育。染色體數(shù)目變異體細(xì)胞中有無四個染色體組的生物？思考四倍體生物形成原因？生物種類體細(xì)胞染色體數(shù)/條體細(xì)胞非同源染色體/套馬鈴薯野生祖先種242栽培品種484香蕉野生祖先種222栽培品種333概念：通常由受精卵發(fā)育而成，體細(xì)胞中含有4個染色體組的個體馬鈴薯栽培品種四倍體體細(xì)胞4個染色體組四倍體生物如何形成的呢？（結(jié)合三倍體形成過程思考）染色體數(shù)目變異三倍體不可育，那四倍體可育嗎？減數(shù)分裂減數(shù)分裂4N4N4N2N2N四倍體可以通過減數(shù)分裂形成含有兩個染色體組的配子，因此是可育的。4N4N多倍體：通常由受精卵發(fā)育而成，體細(xì)胞中含有3個或以上染色體組的個體統(tǒng)稱為多倍體。染色體數(shù)目變異四倍體玫瑰葡萄多倍體草莓四倍體西紅柿四倍體平均粒重10克二倍體平均粒重6克四倍體番茄的維生素C含量比二倍體品種幾乎增加一倍多倍體在植物中很常見，在動物中極少染色體數(shù)目變異馬鈴薯（4n=48)棉花（4n=52)小麥（六倍體）菊花（六倍體）香蔥（4n=32)染色體數(shù)目變異多倍體特點:優(yōu)：莖稈粗壯，葉片、果實和種子都比較大糖類、蛋白質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)的含量高缺：結(jié)實率低生長發(fā)育遲緩單倍體：由配子發(fā)育而成，因此其體細(xì)胞中只含有本物種配子染色體組數(shù)蜂后♀雄蜂♂工蜂♀減數(shù)分裂2n1n染色體數(shù)目變異單倍體特點:個體弱小，一般高度不育染色體數(shù)目變異個體雌配子受精卵雄配子①由受精卵發(fā)育來的個體，細(xì)胞中含有幾個染色體組，就叫幾倍體；②而由配子直接發(fā)育來的,不管含有幾個染色體，都只能叫單倍體。判斷單倍體個體二倍體/多倍體是否含有兩個染色體組的都是二倍體？是否單倍體都只有一個染色體組？由雌配子或雄配子直接發(fā)育而成的生物體幾乎全部的動物和過半數(shù)的植物是二倍體香蕉(三倍體);馬鈴薯(四倍體)雄蜂（單倍體）（1）單倍體、二倍體與多倍體以染色體組的形式成倍的增加或減少蜂王雄蜂工蜂32條16條32條染色體數(shù)目變異人工誘導(dǎo)多倍體的方法方法：最常用且最有效的方法：用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗原理：低溫或秋水仙素作用于正在分裂的細(xì)胞時，能夠抑制紡錘體的形成，導(dǎo)致染色體不能移向兩極，從而引起細(xì)胞內(nèi)染色數(shù)目加倍。染色體數(shù)目加倍的細(xì)胞繼續(xù)進(jìn)行有絲分裂，將來就可能發(fā)育成多倍體植株。Q：為什么要處理萌發(fā)的種子或幼苗，處理成熟的植株可以不？秋水仙素的作用對象是__________________，成熟的植株大多細(xì)胞不進(jìn)行有絲分裂。

正在有絲分裂的細(xì)胞時期：有絲分裂前期低溫處理、秋水仙素處理染色體數(shù)目變異4條、2對染色體復(fù)制著絲點自動斷裂如果前期無紡錘體形成細(xì)胞不能分裂成兩個子細(xì)胞______染色體組_________染色體2個______染色體組_________染色體8條、4對4個影響染色體被拉向兩極染色體數(shù)目加倍人工誘導(dǎo)多倍體的方法染色體數(shù)目變異染色體數(shù)目變異實驗：低溫誘導(dǎo)植物細(xì)胞染色體數(shù)目的變化1.培養(yǎng)和誘導(dǎo)（4℃，36h）2.取材：剪取誘導(dǎo)的根尖0.5-1cm，卡諾氏液固定細(xì)胞形態(tài)，再用體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精沖洗2次染色體數(shù)目變異實驗：低溫誘導(dǎo)植物細(xì)胞染色體數(shù)目的變化3.制作裝片解離：鹽酸和酒精混合液（1：1）漂洗：清水漂洗10min染色：改良苯酚品紅染液染色3-5min制片：加蓋載玻片，用拇指輕壓染色體數(shù)目變異實驗：低溫誘導(dǎo)植物細(xì)胞染色體數(shù)目的變化4.觀察裝片：低倍鏡下找出染色體數(shù)目改變的細(xì)胞，再換用高倍鏡5.結(jié)論：低溫可誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目加倍。染色體變異（二）正常眼花斑眼柱頭花柱子房花藥花絲花瓣花萼花托雄蕊雌蕊花的主要結(jié)構(gòu)多倍體育種染色體數(shù)目變異多倍體育種染色體數(shù)目變異Chromosomenumbervariation柱頭花柱珠被卵細(xì)胞（1個）極核（2個）胚囊胚珠果皮子房發(fā)育子房壁子房壁胚珠種皮發(fā)育胚+精子發(fā)育胚乳+精子發(fā)育種子染色體數(shù)目變異Chromosomenumbervariation無籽西瓜培育多倍體育種染色體數(shù)目變異Chromosomenumbervariation秋水仙素處理2N4N第一年1.為什么要用秋水仙素處理幼苗的芽尖？芽尖細(xì)胞分裂旺盛，更容易使染色體數(shù)目加倍2.處理后的植株，各個部位染色體數(shù)目是否都為4N？不一定染色體數(shù)目變異Chromosomenumbervariation秋水仙素處理2N4N4N母本2N父本雜交2N果皮____種子的胚_(dá)___種皮____第一年4N3N4N雜交獲得三倍體3.獲得的四倍體西瓜為何要與二倍體雜交？①多倍體花粉可育低；4.為什么要用四倍體植株做母本？②種子產(chǎn)量高③種皮薄，利于播種染色體數(shù)目變異Chromosomenumbervariation秋水仙素處理2N4N4N母本2N父本雜交2N果皮____種子的胚_(dá)___種皮____第一年第二年假授粉聯(lián)會紊亂4N3N4N3N2N果皮____3N無籽西瓜染色體數(shù)目變異Chromosomenumbervariation第二年假授粉聯(lián)會紊亂3N2N果皮____3N無籽西瓜①三倍體植株不能進(jìn)行正常的減數(shù)分裂形成生殖細(xì)胞，因此，不能形成種子。5.三倍體西瓜為什么沒有種子？真的一顆沒有嗎？聯(lián)會紊亂②并不是絕對一顆種子都沒有，其原因是在進(jìn)行減數(shù)分裂時，有可能形成正常的卵細(xì)胞染色體數(shù)目變異Chromosomenumbervariation第二年假授粉聯(lián)會紊亂3N2N果皮____3N無籽西瓜2年5.按照一般流程，獲得無籽西瓜需要幾年？①進(jìn)行無性繁殖。將三倍體西瓜植株進(jìn)行組織培養(yǎng)獲取大量的組培苗，再進(jìn)行移栽7.每年都要制種，很麻煩，有沒有替代方法？②利用生長素或生長素類似物處理二倍體未受粉的雌蕊，以促進(jìn)子房發(fā)育成無種子的果實染色體數(shù)目變異Chromosomenumbervariation秋水仙素處理2N4N4N母本2N父本雜交2N果皮____種子的胚_(dá)___種皮____第一年第二年假授粉聯(lián)會紊亂4N3N4N3N2N果皮____3N無籽西瓜染色體變異可遺傳變異染色體數(shù)目變異Chromosomenumbervariation香蕉的祖先為野生芭蕉，個小而多種子，無法食用。香蕉的培育過程如下：野生芭蕉

2n有籽香蕉

4n加倍野生芭蕉

2n無籽香蕉

3n無籽香蕉培育多倍體育種染色體數(shù)目變異Chromosomenumbervariation親本F1DDTTddtt××（抗倒伏，不抗?。ㄒ椎狗?，抗病）DdTt自交多代，獲得目標(biāo)品種優(yōu)點：操作簡單傳統(tǒng)育種方式缺點：耗時長單倍體育種染色體數(shù)目變異Chromosomenumbervariation（抗倒伏，不抗?。沟狗共。┗ㄋ帲ǚ郏簡伪扼w幼苗：DTDtdTdt正常植株：DDTTDDttddTTddtt新品種：DDtt方法：花藥離體培養(yǎng)秋水仙素處理缺點：操作復(fù)雜優(yōu)點：能明顯縮短育種年限D(zhuǎn)DTT（♀）×ddtt（♂）第一年第二年篩選DdTt（抗倒伏，不抗?。ǖ狗?，抗?。┒扼w生物（組織培養(yǎng)）DdTt植株DTDtdTdt≠花藥離體培養(yǎng)4、單倍體育種染色體數(shù)目變異Chromosomenumbervariation四倍體AAaa（由Aa秋水仙素誘導(dǎo)后形成）產(chǎn)生的配子類型及比例1AA∶4Aa∶1aa4、單倍體育種染色體數(shù)目變異Chromosomenumbervariation關(guān)于可育、可遺傳2N生物可育異源二倍體不可育兩個染色體組來自不同物種異源二倍體幼苗如何處理可育？秋水仙素處理4N3N、5N聯(lián)會紊亂，不育結(jié)實率低同源多倍體兩個染色體組同源，即來自同一物種異源多倍體馬鈴薯（4N）可育小麥（6N）可育多倍體植物同源二倍體（如：騾子）原因：聯(lián)會紊亂染色體數(shù)目變異Chromosomenumbervariation異源多倍體育種單粒小麥野山羊草二粒小麥×2N=142N=142N=14粗山羊草×4N=282N=143N=216N=42面包小麥染色體結(jié)構(gòu)的變異染色體結(jié)構(gòu)的變異缺失缺失：染色體的某一片段缺失引起變異實例：果蠅缺刻翅的形成人類的貓叫綜合征（5號染色體部分缺失）嬰幼兒期似貓叫樣哭聲、特殊面容染色體結(jié)構(gòu)的變異重復(fù)重復(fù)：染色體中增加某一片段引起變異實例：果蠅棒狀眼的形成注意：發(fā)生在同源染色體上，重復(fù)次數(shù)不確定染色體結(jié)構(gòu)的變異倒位倒位：染色體的某一片段位置顛倒引起變異實例：果蠅卷翅的形成abcdefabcdefbcdeaf顛倒卷翅（Cy）染色體結(jié)構(gòu)的變異易位易位：染色體的某一片段移接到另一條非同源染色體上引起變異實例：果蠅花斑眼的形成慢性粒細(xì)胞白血病染色體結(jié)構(gòu)變異Chromosomalstructuralvariation交叉互換易位變異類型發(fā)生時期發(fā)生部位可見性同源染色體之間非同源染色體之間基因重組染色體結(jié)構(gòu)變異減數(shù)第一次分裂前期有絲分裂、減數(shù)分裂不可見可見染色體結(jié)構(gòu)變異Chromosomalstructuralvariation染色體結(jié)構(gòu)變異Chromosoma