2023學(xué)年完整公開課版染色體變異

第五章基因突變及其他變異

第2節(jié)染色體變異

變異的類型可遺傳的變異：不遺傳的變異：基因突變?nèi)旧w變異基因重組基因是什么？它和染色體又有何關(guān)系？基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段染色體是基因的載體基因在染色體上呈線性排列知識(shí)回顧第二節(jié)染色體變異基因突變與染色體變異的區(qū)別

基因突變是染色體上的某一個(gè)位點(diǎn)上的基因的改變,在光學(xué)顯微鏡下是無(wú)法直接觀察到的；而染色體變異是光學(xué)顯微鏡下可直接觀察到的變異。什么是染色體變異？

在自然條件或人為條件改變的情況下，染色體結(jié)構(gòu)的改變或染色體數(shù)目的增減導(dǎo)致生物性狀的變異,叫染色體變異。一、染色體變異1.概念：2.類型:

染色體變異包括染色體結(jié)構(gòu)變異和染色體數(shù)目變異兩種。二、染色體結(jié)構(gòu)的變異abcdefbacdef果蠅缺刻翅的形成1、缺失：指染色體上某一區(qū)段及其帶有的基因一起缺失，從而引起變異的現(xiàn)象。例:果蠅缺刻翅的形成結(jié)果：基因數(shù)目減少

“貓叫綜合癥”是人的5號(hào)染色體部分缺失引起的遺傳病，病兒生長(zhǎng)發(fā)育遲緩，頭部畸形，哭聲奇特，皮紋改變等特點(diǎn)，并有智能障礙，而其最明顯的特征是哭聲類似貓叫。重復(fù)２、重復(fù)：染色體中增加某一片段而引起的變異現(xiàn)象。例果蠅棒狀眼形成。abcdefbbabcdefb果蠅棒狀眼的形成結(jié)果：基因數(shù)目增多染色體的某一片段移接到另一條非同源染色體上引起的變異3、易位abcdefghijklghijklabcefdabcklghdefji夜來(lái)香的變異移接

Q:聯(lián)會(huì)時(shí)，在形成四分體時(shí)，常會(huì)發(fā)生四分體中的非姐妹染色單體的交叉互換，這是否染色體變異？四分體中非姐妹染色單體的交叉互換不屬于，這屬于基因重組易位:染色體的某一片段移接到另一條非同源染色體上。區(qū)別：同源染色體之間非同源染色體之間基因重組染色體變異位置突變類型交叉互換易位染色體的某一片段位置顛倒也可以引起變異4、倒位abcdefabcdefbcdeaf顛倒基因的排列順序發(fā)生改變Q：為什么染色體結(jié)構(gòu)的改變會(huì)導(dǎo)致性狀的發(fā)生改變?染色體結(jié)構(gòu)上的缺失、重復(fù)、易位和倒位導(dǎo)致染色體上基因數(shù)量、排列順序的改變導(dǎo)致生物性狀的改變（變異）請(qǐng)討論：Q1：染色體結(jié)構(gòu)變異對(duì)生物都是有害的嗎？Q2：染色體變異與基因突變相比，哪一種變異引起的性狀變化較大一些？為什么？每條染色體上含有許多基因，染色體變異會(huì)引起多個(gè)基因的變化，所以引起的性狀變化較大一些大多數(shù)染色體結(jié)構(gòu)變異對(duì)生物體是不利的，甚至導(dǎo)致死亡。少數(shù)有利。典型例題

1.不是染色體結(jié)構(gòu)變異的是(

)A染色體缺失某一段B染色體中增加了某一片段C染色體中的DNA的堿基對(duì)位置的顛倒D染色體中的某一片段的位置的顛倒C三、染色體數(shù)目的變異（一）概念：在某些特定的環(huán)境條件下，生物體的染色體數(shù)目會(huì)發(fā)生改變，從而產(chǎn)生的可遺傳的變異。細(xì)胞內(nèi)的個(gè)別染色體增加或減少細(xì)胞內(nèi)的染色體數(shù)目以染色體組的形式成倍的增加或減少（二）類型（三）個(gè)別染色體的增加或減少①個(gè)別染色體的增加：如21三體綜合征（染色體數(shù)為：45+XX或XY）21三體綜合征的異常染色體21三體綜合征（先天愚型），患者比正常人多一條染色體--21號(hào)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。

性腺發(fā)育不良（Turner綜合征），女性患者少了一條X染色體，外觀表現(xiàn)為女性，但性腺發(fā)育不良，沒有生育能力。②個(gè)別染色體的減少：如性腺發(fā)育不良（染色體數(shù)為：44+X）請(qǐng)思考：Q1:果蠅體細(xì)胞有幾條染色體？8條Q2:Ⅱ號(hào)和Ⅱ號(hào)染色體是什么關(guān)系?Ⅲ號(hào)和Ⅳ號(hào)呢?同源染色體非同源染色體Q3:雄果蠅的體細(xì)胞中共有哪幾對(duì)同源染色體?Ⅱ和Ⅱ、Ⅲ和Ⅲ、Ⅳ和Ⅳ、X和Y

（四）染色體數(shù)目成倍的增加或減少ⅣⅡⅢⅡⅢXYⅢYⅡⅡⅢXⅣQ4：雄果蠅產(chǎn)生的精子中有哪幾條染色體？這些染色體在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能上有什么特點(diǎn)？這些染色體之間是什么關(guān)系？Ⅳ減數(shù)分裂由此可見，雄果蠅有____種精子,精子內(nèi)染色體組成可表示為：2Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ，XⅡ，Ⅲ，Ⅳ，Y這些染色體在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能上各不相同它們是非同源染色體攜帶著控制果蠅生長(zhǎng)發(fā)育的全部遺傳信息雄果蠅精子中的一組染色體就是一個(gè)染色體組Q4：雄果蠅產(chǎn)生的精子中有哪幾條染色體？這些染色體在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能上有什么特點(diǎn)？這些染色體之間是什么關(guān)系？它們是否攜帶著控制生物生長(zhǎng)發(fā)育的全部遺傳信息？Q5：如果將果蠅的精子的染色體看成一組，那么果蠅的體細(xì)胞中有幾組染色體？?jī)山M

細(xì)胞中的一組非同源染色體，在形態(tài)和功能上各不相同，但又互相協(xié)調(diào)，共同控制生物生長(zhǎng)、發(fā)育、遺傳和變異，這樣的一組染色體，稱為一個(gè)染色體組。1.染色體組特點(diǎn)：①一個(gè)染色體組中無(wú)同源染色體

②一個(gè)染色體組中所含的染色體在形態(tài)、大小和功能上各不相同

③一個(gè)染色體組中含有控制生物性狀的一整套遺傳信息，不能重復(fù)，不能缺少。1、依據(jù)圖形判別：延伸：染色體組數(shù)目的判斷3組、2條3組、3條1組、4條

細(xì)胞內(nèi)形狀大小相同的染色體有幾條，就是有幾個(gè)染色體組；

細(xì)胞內(nèi)有幾種形態(tài)的染色體，一個(gè)染色體組內(nèi)就有幾條染色體。

2、依據(jù)基因型判別：

細(xì)胞或生物體的基因型中,控制同一性狀的基因有幾個(gè)(即同一字母不分大小寫有幾個(gè)），就是有幾個(gè)染色體組。AAaaBBBbAbCDEfAaBBDD4組1組2組3、根據(jù)染色體的數(shù)目和形態(tài)數(shù)來(lái)推算：染色體組的數(shù)目=染色體數(shù)/染色體形態(tài)數(shù)。AaaabbbbAaAbbbAabbbbACAcbb1個(gè)染色體組中有兩條染色體5.在細(xì)胞或生物體的基因型中，位于非同源染色體上的非等位基因有幾種，則每個(gè)染色體組中就含有幾條染色體。4.在細(xì)胞中有幾種形態(tài)的染色體,一個(gè)染色體組中就含有幾條染色體AAaa1個(gè)染色體組中有三條染色體1、如圖所示的細(xì)胞中含有幾個(gè)染色體組？A．1B．2C．3D．43、韭菜的體細(xì)胞中含有32條染色體，這32條染色體有8種形態(tài)結(jié)構(gòu)，韭菜體細(xì)胞中含有幾個(gè)染色體組：

A．2B．4C．6D．8B2、某生物的基因型為AAaaBBbbCCcc,那么它有多少個(gè)染色體組：

A、2B、3C、4D、8CC思考：下列細(xì)胞中各有幾個(gè)染色體組?每個(gè)染色體組有幾條染色體?A、AaB、AABbC、AaBbXWYD、AAa2個(gè);1條2個(gè);2條2個(gè);3條3個(gè);1條2.二倍體、多倍體二倍體：由受精卵發(fā)育而成的體細(xì)胞中含有兩個(gè)染色體組的個(gè)體。常用2n表示染色體數(shù)，如：果蠅：2n=8人：2n=46例如，人、果蠅、玉米是二倍體。自然界中幾乎全部動(dòng)物和過(guò)半數(shù)的高等植物都是二倍體。多倍體：由受精卵發(fā)育而成的個(gè)體，體細(xì)胞中含有三個(gè)或三個(gè)以上的染色體組的個(gè)體。2、二倍體和多倍體三倍體、四倍體……例如：香蕉、馬鈴薯

多倍體在高等植物中是相當(dāng)普遍的，但動(dòng)物界中的多倍體卻少得多，脊椎動(dòng)物則更少。三倍體四倍體六倍體八倍體香蕉

3n=33黃花菜

3n=33無(wú)籽西瓜

3n=33桑

3n=45四倍體水稻

4n=48四倍體洋蔥

4n=32煙草

4n=48普通小麥

6n=42燕麥

6n=42小黑麥

8n=56特點(diǎn)：莖桿粗壯，葉片、果實(shí)和種子比較大，糖類、蛋白質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量有所增加，有的發(fā)育遲緩，結(jié)實(shí)率低3、多倍體4、多倍體產(chǎn)生的原因（1）自然成因——外界環(huán)境條件的劇變和生物內(nèi)部因素的干擾。（2）人工誘導(dǎo)方法Q1：人工誘導(dǎo)多倍體常用的方法有哪些？低溫和秋水仙素處理法Q2：秋水仙素處理法的具體做法是什么？原理又是什么？方法：用秋水仙素處理____________或_______。原理：當(dāng)秋水仙素作用于正在______的細(xì)胞時(shí)，能夠抑制________的形成，導(dǎo)致________不能_________，從而引起細(xì)胞內(nèi)染色體__________。染色體數(shù)目加倍的細(xì)胞繼續(xù)進(jìn)行_______分裂，將來(lái)就可能發(fā)育成

_________植株。萌發(fā)的種子幼苗分裂紡錘絲（體）染色體移向兩極數(shù)目加倍有絲多倍體4個(gè)染色體8個(gè)染色體無(wú)紡綞體形成染色體復(fù)制著絲點(diǎn)分裂無(wú)紡綞絲牽引多倍體的形成若繼續(xù)進(jìn)行正常的有絲分裂染色體加倍的組織或個(gè)體（秋水仙素）注意：秋水仙素作用于正在進(jìn)行有絲分裂的細(xì)胞，當(dāng)這細(xì)胞處于分裂間期時(shí)，秋水仙素會(huì)使正在進(jìn)行DNA復(fù)制的細(xì)胞發(fā)生基因突變。當(dāng)這細(xì)胞處于分裂前期時(shí)，秋水仙素會(huì)抑制紡錘體的形成。應(yīng)用：四倍體草莓、葡萄、無(wú)籽西瓜等

人工誘導(dǎo)多倍體－－－培育新品種

（多倍體育種）二倍體秋水仙素四倍體（母本）二倍體（父本）雜交生長(zhǎng)素刺激果實(shí)生長(zhǎng)三倍體第一年第二年二倍體幼苗（2N）秋水仙素四倍體（4N）×二倍體（2N）卵細(xì)胞（2N）精子（N）受精卵（3N）三倍體植株（3N）生長(zhǎng)素聯(lián)會(huì)紊亂無(wú)籽西瓜三倍體植株AABBAAAABBBBAABBAABBABAAABBB（1）為什么以一定濃度的秋水仙素溶液滴在二倍體西瓜幼苗的芽尖？

（2）獲得的四倍體西瓜緣何要和二倍體雜交？聯(lián)系第1問(wèn)，你能說(shuō)出產(chǎn)生多倍體的基本途徑嗎？西瓜幼苗的芽尖是有絲分裂旺盛的地方，用秋水仙素處理有利于抑制細(xì)胞有絲分裂時(shí)形成紡錘體，從而形成四倍體西瓜植物。雜交可以獲得三倍體植物，多倍體產(chǎn)生的途徑為：秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗。（3）三倍體西瓜為什么沒有種子？真的一顆種子都沒有嗎？（4）每年都要制種，很麻煩，有沒有別的替代方法？

三倍體植物不能進(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。但并不是絕對(duì)一顆種子都沒有，其原因是在進(jìn)行減數(shù)分裂時(shí)，有可能形成正常的卵細(xì)胞。有其他的方法可以替代，方法一，進(jìn)行無(wú)性繁殖。將三倍體西瓜植物進(jìn)行組織培養(yǎng)獲取大量的組培苗，再進(jìn)行移栽。方法二，利用生長(zhǎng)素或生長(zhǎng)素類似物處理二倍體未授粉的雌蕊，以促進(jìn)子房發(fā)育成無(wú)種子的果實(shí)，在此過(guò)程中要進(jìn)行套袋處理，以避免受粉。蜜蜂:精子(16條)卵細(xì)胞(16條)精用受作蜂王、工蜂

(32條)雄峰(16條)直接發(fā)育單倍體:3.單倍體單倍體：由配子發(fā)育而成的個(gè)體，體細(xì)胞中含有本物種配子染色體數(shù)目的個(gè)體。如蜜蜂中的雄蜂。生物體幾倍體的判別：受精卵(合子)體細(xì)胞染色體組＝幾Ｎ

稱為（幾倍體）未受精的配子

（精／卵）體細(xì)胞中染色體組＝配子：稱為（）【

】發(fā)育單倍體【】發(fā)育如：雄蜂由卵子直接發(fā)育而來(lái)，屬于單倍體；無(wú)論有多少個(gè)染色體組典型例題

1.由八倍體小黑麥的花粉培養(yǎng)而成的植物是（)

A．單倍體 B．二倍體

C．四倍體 D．八倍體A2.下列敘述中不正確的是：（）A.六倍體生物的單倍體中，含有3個(gè)染色體組B.單倍體體細(xì)胞含有本物種配子的染色體數(shù)目C.體細(xì)胞中只含有一個(gè)染色體組的個(gè)體一定是單倍體D.單倍體只含有一個(gè)染色體組D⑴自然成因：⑵二倍體的單倍體的特點(diǎn)：⑶應(yīng)用—單倍體育種①原理：②方法：生殖細(xì)胞未經(jīng)受精，直接發(fā)育植株長(zhǎng)的弱小，高度不育單倍體只是作為單倍體育種的一個(gè)中間環(huán)節(jié)，染色體加倍后成為可育純合子（指每一對(duì)染色體上成對(duì)基因都是純合的）在人工培養(yǎng)基上進(jìn)行花藥（花粉）離體培養(yǎng)4.單倍體形成原因與育種：染色體變異單性生殖花藥離體培養(yǎng)染色體加倍F1花粉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)育選擇所需性狀③過(guò)程：實(shí)例下面以利用高莖抗病和矮莖不抗病水稻培育矮莖抗病水稻為例說(shuō)明單倍體育種方法：高抗病

DDTT雜合高抗DdTt矮不抗ddtt花藥離體培養(yǎng)高抗DT矮不抗dt高不抗Dt矮抗dT純合高抗DDTT加倍純合矮不抗ddtt加倍純合高不抗DDtt加倍純合矮抗抗ddTT加倍花藥離體培養(yǎng)→P高桿抗病

DDTT×矮桿感病

ddttF1高桿抗病

DdTt配子DTDtdTdtDTDtdTdtDDTTDDttddTTddtt↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓純合體秋水仙素→↑

需要的矮抗品種㈡單倍體育種第1年第2年P(guān)高桿抗病

DDTT×矮桿感病

ddttF1高桿抗病

DdTt↓F2D_T_D_ttddT_ddttddTT㈠雜交育種↓第1年第2年第3~6年××↑

需要的矮抗品種矮抗比較④優(yōu)點(diǎn)：明顯縮短育種年限。只需2年。（都是純合子，自交后代不發(fā)生性狀分離）⑤缺點(diǎn)：技術(shù)復(fù)雜，成功率低，須與雜交育種配合1、用基因型TtDd的