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(共31张PPT)
复习旧知
基因重组
基因突变
DNA分子中发生碱基的替换、增添或缺失，而引起的基因碱基序列的改变
普遍性、随机性、不定向性、低频性
概念
特点
意义
原因
外因：诱发突变（物理因素、化学因素、生物因素）
内因：自发突变（DNA分子复制时偶尔发生错误）
是生物变异的根本来源，是产生新基因的途径，为生物的进化提供了丰富的原材料
在生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因的重新组合
概念
类型
意义
自由组合、互换
是生物变异的来源之一，提供进化的原材料
诱变育种
杂交育种
光镜下不可见
光镜下可见
光镜下不可见
染色体变异
可遗传变异
概念：
体细胞或生殖细胞内染色体数目或结构的变化。
（光学显微镜下可以观察到）
染色体变异
类型
染色体数目变异
染色体结构变异
个别染色体数目的增加或减少
以染色体组的形式成套增加或减少
一、染色体结构变异
缺失
染色体的某一片段缺失
a
b
c
d
e
f
a
c
d
e
f
如：人类猫叫综合征
果蝇缺刻翅的形成
人类猫叫综合征- 部分染色体组成图
（5号染色体上臂的部分缺失）
一、染色体结构变异
重复
染色体的某一片段增加
如：果蝇的棒状眼和圆眼
a
b
c
d
e
f
a
b
c
d
e
f
b
注意：发生在同源染色体上，
重复次数不确定
易位
染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上
如：果蝇的正常眼与花斑眼
a
b
c
d
e
f
g
h
i
j
k
l
a
b
c
k
l
g
h
d
e
f
j
i
一、染色体结构变异
比较项目 染色体易位 互换
图解
区 别 位置
原理
观察
发生于
非同源染色体之间
发生于同源染色体中
的非姐妹染色单体之间
染色体结构变异
基因重组
可在显微镜下观察到
在显微镜下观察不到
倒位
染色体中某一片段位置颠倒180°
如：果蝇的正常翅与卷翅
一、染色体结构变异
染色体上
基因数目改变
染色体上
基因排列顺序改变
染色体结构变异
生物性状变异
多数不利，甚至致死
小结：染色体结构变异会使排列在染色体上的基因数目或排列顺序发生改变。
缺失
重复
易位
倒位
一、染色体结构变异
二、染色体数目变异
个别染色体数目的增加或减少
以染色体组的形式成套增加或减少
正常果蝇
（2n=8）
个别染色体增减
染色体组
成套增减
增加一条
减少一条
增加两套
减少一套
染色体数目变异
染色体组：细胞中的一组非同源染色体，他们形态功能各不相同，
但又相互协调，共同控制生物生长发育、遗传和变异。
二、染色体数目变异
1、个别染色体的增加或减少
原因：亲代减数分裂时同源染色体未分离，
或姐妹染色单体未分离。
21-三体综合征
二、染色体数目变异
Turner综合征（XO）：先天性卵巢发育不全综合征，颈蹼，部分患者智力轻度低下。有的患者伴有心、肾、骨骼等先天畸形。
常见的性染色体异常有Turner综合征（XO）、超雌综合征（XXX）、
Klinefelter综合征（XXY）和超雄综合征（XYY）
1、个别染色体的增加或减少
二、染色体数目变异
2、以染色体组的形式成套增加或减少
染色体组
一组非同源染色体
染色体的形态、大小、功能各不相同
含该物种生长发育的全套遗传信息
一个染色体组中不存在同源染色体，不含等位基因
雄果蝇染色体组成
一个染色体组
一个染色体组
二、染色体数目变异
请根据染色体的形态判断染色体组的数量，并完成表格。
项目
染色体组数
每个染色体组内染色体数
3
3
2
3
1
4
4
2
2
2
二、染色体数目变异
请根据基因型判断染色体组数。
项目
染色体组数
1
3
2
4
二、染色体数目变异
4个
2个
2个
2个
请指出下列细胞处于哪个时期，此时细胞中有几个染色体组？
有丝分裂后期
有丝分裂中期
减数分裂一后期
减数分裂二后期
二、染色体数目变异
单倍体:
（1）形成原因：
体细胞中的染色体数目与本物种配子染色体数目相同的个体。
（2）特点：
枝叶茎杆弱小，一般高度不育
由配子（如卵细胞、花粉等）直接发育而成。
蜜蜂
蜂王
工蜂
雄峰
由受精卵发育而来
二倍体
由卵细胞发育而来单倍体
蜂王 雄蜂 工蜂
32条 16条 32条
（3）代表类群：
含偶数个染色体组：可育
含奇数个染色体组：高度不育
2、以染色体组的形式成套增加或减少
二、染色体数目变异
由受精卵发育而来，体细胞中含有两个染色体组的个体。
二倍体:
自然界几乎全部动物和过半数高等植物都是二倍体。
2、以染色体组的形式成套增加或减少
二、染色体数目变异
多倍体:
由受精卵发育而来，体细胞中含三个（或以上)染色体组的个体。
如：无子西瓜、香蕉（三倍体）、马铃薯（四倍体）、普通小麦（六倍体）
（1）茎秆粗壮。
（2）叶片、果实和种子较大。
（3）糖类和蛋白质等营养物质含量增加。
优点:
生长缓慢，结实率低。
缺点:
2、以染色体组的形式成套增加或减少
三倍体的形成原因：①减数分裂Ⅰ后期出现错误
异常配子
含2个染色体组
二、染色体数目变异
♀
♂
正常配子
含1个染色体组
受精作用
三倍体：含有3个染色体组
三倍体的形成原因：②减数分裂Ⅱ后期出现错误
二、染色体数目变异
♀
♂
异常配子
含2个染色体组
三倍体：含有3个染色体组
正常配子
含1个染色体组
受精作用
减数分裂出现错误
①两个含有两个染色体组
的配子结合。
有丝分裂出现错误
②二倍体在胚或幼苗时期受某种因素影响，体细胞在进行有丝分裂时，染色体只复制未分离。
四倍体的形成原因
二、染色体数目变异
二、染色体数目变异
三倍体和四倍体可育吗？
三倍体一般不可育。其原始生殖细胞中有3套非同源染色体（3个染色体组），减数分裂时出现联会紊乱，不能形成可育配子。
四倍体有4个染色体组，通过减数分裂可形成含有两个染色体组的配子，因此是可育的。
三、育种方法
多倍体育种
方法
处理对象
原理
应用
用低温处理或用秋水仙素诱发(最有效)
萌发的种子或幼苗
在有丝分裂前期抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞的两极，从而使细胞内染色体数目加倍
三倍体无子西瓜的培育
染色体复制
着丝点
分裂
进入下一个
周期
无纺锤体形成
无纺锤丝牵引
染色体加倍的体细胞
继续进行正常有丝分裂，得到染色体数目加倍的个体。
并非所有细胞染色体均加倍
处理时期越早，影响越大
三、育种方法
多倍体育种实例：三倍体无子西瓜
二倍体
授粉
二倍体
（父本）
四倍体
（母本）
三倍体
联会紊乱
无子西瓜
秋水仙素
授粉
第一年
第二年
1、为什么用秋水仙素处理滴
在芽尖？
芽尖有丝分裂旺盛，处理后可抑制纺锤体形成，导致染色体数加倍。
2、获得的四倍体西瓜为何
要与二倍体杂交？联系
第一问，你能说出产生
多倍体的基本途径么？
获得三倍体植株。
途径：用秋水仙素处理萌发的幼苗或种子。
三、育种方法
3、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？
三倍体减数分裂时偶尔有可能形成正常的卵细胞，从而形成正常的种子。
（1）利用三倍体无籽西瓜的体细胞进行
植物组织培养，获得三倍体幼苗。
4、无子西瓜每年都要制种，很麻烦，有没有别
的替代方法？
（2）在花蕾期对二倍体西瓜雌花用生长素
类似物处理，并套袋。
三、育种方法
5、为什么要进行两次传粉？
6、为什么第一年用四倍体作母本而非二倍体作母本？
第一次：杂交获得三倍体植株的种子
第二次：刺激子房发育成果实
若二倍体做母本，四倍体做父本，则其形成的种皮（2N）、胚（3N），当胚发育成熟时种皮已过度发育，非常坚硬，种子难以萌发。
花药离体培养
P
F1
配子
DDTT
DDtt
ddTT
ddtt
正常植株（纯合）
秋水仙素
P
高杆抗病
DDTT
×
矮杆感病
ddtt
F1
高杆抗病
DdTt
F2
D_T_
D_tt
ddT_
ddtt
ddTT
单倍体育种
杂交育种
矮抗

需要的纯合矮抗品种
单株连续自交
高杆抗病
DDTT
×
矮杆感病
ddtt
高杆抗病
DdTt
DT
Dt
dT
dt
单倍体植株
第1年
第2年
DT
Dt
dT
dt
需要的纯合矮抗品种
单倍体育种
三、育种方法
思考：现有纯合的高秆抗病小麦（DDTT）和矮秆感病小麦(ddtt)，
怎样尽快得到矮秆抗病的优良品种(ddTT)？
原理：基因重组
原理：染色体变异
单倍体育种
(1) 方法：
花药（花粉）离体培养 + 人工诱导染色体加倍
(2) 流程：
(3) 原理：
染色体数目变异
三、育种方法
一般包括：杂交、花药离体培养、秋水仙素处理和筛选4个过程 。
（4）优点：明显缩短育种年限，子代均为纯合子。
缺点：操作技术复杂，需与杂交育种结合
类别 杂交育种 诱变育种 单倍体育种 多倍体育种
原理
常用 方法
优点
缺点
基因重组
杂交→自交→选优→自交
将不同品种的优良性状集中于同一个体上
不能产生新基因；育种进程缓慢、过程复杂；
基因突变
用物理或化学方法处理生物
提高突变率，可以在较短的时间内获得更多的优良变异类型
有利变异少，需大量处理实验材料（具有不定向性、低频性）
染色体变异
花药离体培养；秋水仙素处理幼苗；选择；
明显缩短育种年限；(得到的植株都是纯合子；)
技术性强，需结合杂交育种和人工诱导染色体加倍技术
染色体变异
用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗
茎秆粗壮，叶片、果实、种子都比较大，营养物质含量有所增加
发育延迟，结实率降低，一般只适用于植物
不同育种方法的比较
四、实验低温诱导植物细胞染色体数目的变化
（一）原理
_____处理植物的________细胞，能够________________，以至影响细胞_________中染色体___________，导致细胞不能分裂成两个子细胞，使植物细胞中染色体数目加倍。
低温
分生组织
抑制纺锤体的形成
有丝分裂
被拉向两极
低温诱导只影响纺锤体的形成，
不影响着丝粒的分裂
四、实验低温诱导植物细胞染色体数目的变化
(二)方法步骤
1.培养诱导
将洋葱4℃放一周，后于室温培养；
长出1cm不定根时，将装置放入4℃诱导培养48-72h。
2.固定
剪取根尖0.5-1cm，放入卡诺氏液中浸泡0.5-1h，以固定细胞形态，
然后用体积分数为95%的酒精冲洗2次；
打破休眠
3.制片
解离
漂洗
制片
染色
4.观察
注意：只有少部分细胞实现“染色体加倍”
观察到的是已被杀死的细胞。
两次漂洗：
①体积分数95%的酒精洗去卡诺氏液
②清水洗去多余的解离液。

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