资源简介

(共25张PPT)
基因突变及其他变异
第5章
第2节 染色体变异
本节聚焦
染色体数目的变异有哪些类型？
什么是单倍体、二倍体和多倍体？
染色体结构的变异有哪些类型
问题探讨
作为野生植物的后代，许多栽培植物的染色体数目却与它们的祖先大不相同，如马铃薯和香蕉(见右表)。
讨论：
1.根据前面所学减数分裂的知识，试着完成该表格。
12
24
11
异常
2.为什么平时吃的香蕉是没有种子的
因为香蕉栽培品种体细胞中的染色体数目是33条，减数分裂时染色体发生联会紊乱，不能形成正常的配子，因此无法形成受精卵，进而无法形成种子。
3.分析表中数据，你还能提出什么问题吗
能形成种子的植物细胞中，染色体数目一定是偶数吗 香蕉体细胞中的染色体数目不是偶数,它是怎样形成的呢 又是如何繁殖下一代的
？
问题探讨
然而，马铃薯和香蕉的染色体数目为什么与它们的野生祖先有很大差别呢？其实，在自然界，像马铃薯和香蕉这样的例子还有很多，这充分说明了生物界的复杂性。换个角度想，生物界如果只有稳定，而没有变化，又何来多样性和进化呢？
香蕉祖先种体细胞22条染色体
香蕉栽培品种体细胞33条染色体
马铃薯野生祖先种体细胞24条染色体，而其栽培品种体细胞染色体48条染色体
野生香蕉
栽培香蕉
野生马铃薯
栽培马铃薯
染色体变异:
生物体的体细胞或生殖细胞内染色体数目或结构的变化。
减数分裂和受精作用，能够使生物体亲子代间的染色体数目保持稳定。
染色体变异
发生在
包括
体细胞
生殖细胞
染色体数目变异
染色体结构变异
类型
个别染色体数目的增加或减少
以一套完整的非同源染色体为基数成倍的增加或成套的减少
染色体数目变异
染色体结构变异
一 染色体数目的变异
可用光学显微镜直接观察到的比较明显的染色体的变化。
正常果蝇
（2n=8）
个别异常
成套异常
增加一条
减少一条
增加
减少
一 染色体数目的变异
1.个别染色体的增加或减少
先天性愚型
（21三体综合征）
患者比正常人多一条染色体------21号染色体是三条，其症状表现为智力低下，身体发育缓慢等。
症状：颈蹼[pǔ]，肘外翻、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。外观表现为女性，但性腺发育不良，没有生育能力。
Turner综合征
增多
正常
减少
单体：2n-1
三体：2n+1
特纳氏综合征
颈部皮肤、皮下组织呈蹼状增宽
一 染色体数目的变异
1.个别染色体的增加或减少
尝试分析21三体综合征形成的原因
减数第一次分裂后期
减数第二次分裂后期
一 染色体数目的变异
2.以染色体组形式的增加或减少
染色体组：细胞中的每套非同源染色体。
雌果蝇染色体组成
一个染色体组
一个染色体组中不存在同源染色体
一个染色体组中各个染色体的形态和功能均不相同
一个染色染色体组中含有该物种的一整套完整遗传信息
果蝇的一个染色体组是______________或_______________。
Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X
Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y
规律：
染色体组数＝形态相同的染色体的条数=控制同一性状的基因的个数。
一个染色体组中的染色体数＝不同形态染色体的种类数.
染色体组的概念：细胞中的一组_______________，在形态和功能上 ___________，但又互相协调，
共同控制生物的生长、发育、遗传和变异， 这样的一组染色体，叫做一个染
色体组。
一个染色体组具备的条件：
a. 从染色体来源看，一个染色体组中__________________。
b. 从形态、大小和功能看，一个染色体组中所含的染色体_________。
c. 从所含的基因看，一个染色体组中含有控制本物种生物性状的_______________。
组成：如图为一雄果蝇的染色体组成，其染色体组可表示为
________________或_________________。
非同源染色体
各不相同
Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X
Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y
不含同源染色体
各不相同
一整套基因
即同源染色体有几条就有几个染色体组
即长的一样的染色体有几条就有几个染色体组
即同类型的基因有几个就有几个染色体组
染色体形态法
等位基因个数法
一 染色体数目的变异
2.以染色体组形式的增加或减少
①二倍体
体细胞中含有两个染色体组的个体
一 染色体数目的变异
2.以染色体组形式的增加或减少
①二倍体
Ⅱ
Ⅹ
Ⅲ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅹ
Ⅳ
Ⅱ
Ⅹ
Ⅲ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅳ
Y
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅹ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅹ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Y
果蝇
（卵原细胞）
♀
♂
减数分裂
减数分裂
（精原细胞）
生殖细胞
卵细胞
精子
一般情况下，配子中只有一个染色体组
一 染色体数目的变异
2.以染色体组形式的增加或减少
若减数分裂时姐妹染色单体未分离，配子中应该有几个染色体组？
可能形成含有两个染色体组的配子
减数分裂异常
一 染色体数目的变异
2.以染色体组形式的增加或减少
若该异常配子与正常的配子结合后发育成个体，其体细胞中应该含有几个染色体组？
三个
这样的配子与含有一个染色体组的正常配子结合发育成的个体体细胞中含有三个染色体组，称作三倍体。
一 染色体数目的变异
2.以染色体组形式的增加或减少
如果两个含有两个染色体组的配子结合，发育成的个体的体细胞中就含有四个染色体组，称作四倍体。
减数分裂异常
有丝分裂异常
有丝分裂异常
如果二倍体在胚或幼苗时期受到某种因素影响，体细胞在进行有丝分裂时，染色体只复制未分离，也会形成四倍体。
一 染色体数目的变异
2.以染色体组形式的增加或减少
②多倍体
体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体
四倍体
三倍体
三倍体、四倍体的生物可育吗？
一 染色体数目的变异
2.以染色体组形式的增加或减少
②多倍体
多倍体可育吗？
①具有偶数染色体组的多倍体植物，在减数分裂中，若染色体能够配对，
一般是可育的。
②具有奇数染色体组的多倍体植物，在减数分裂中染色体不能正常配对，
是不可育的。
③异源二倍体由于联会紊乱也不可育（骡子、马和驴的生殖隔离）
四倍体可以通过减数分裂形成含两个染色体组的配子
四倍体
一 染色体数目的变异
2.以染色体组形式的增加或减少
②多倍体
由于原始生殖细胞中有3套非同源染色体，减数分裂时会出现联会紊乱，不能形成可育的配子。所以三倍体的生物一般不可育。
三倍体
一 染色体数目的变异
2.以染色体组形式的增加或减少
②多倍体
二倍体小麦
六倍体小麦
二倍体草莓
四倍体草莓
二倍体葡萄
四倍体葡萄
特点：
茎秆粗壮，叶片、果实和种子都比较大，糖类和蛋白质等营养物质的含量都有所增加。
几乎全部的动物和过半的高等植物都是二倍体。多倍体在植物中广泛存在，而在动物中则较少见。
优点：
茎秆粗壮。
叶片、果实和种子都比较大。
糖类和蛋白质等营养物质的含量都有所增加。
缺点:
生长发育延迟,结实率低。
一 染色体数目的变异
2.以染色体组形式的增加或减少
②多倍体
人工诱导多倍体：低温处理、秋水仙素诱发等
抑制纺锤体的形成，导致染色体不能够移向细胞的两极，从而引起细胞内染色体数目加倍。（染色体数目变异）
原理：
B作用时期：
细胞分裂前期（有丝分裂前期或减数第一次分裂前期）
染色体数加倍
染色体复制
着丝点分裂
细胞无法正常分裂
无纺缍丝牵引
4条染色体
无纺缍体形成
8条染色体
秋水仙素（目前常用、最有效）处理萌发的种子或幼苗
低温诱导
进行正常有丝分裂的植物分生组织细胞，在有丝分裂后期，染色体的着丝粒分裂，子染色体在纺锤丝的作用下，分别移向细胞两极，最终被平均分配到两个子细胞中去。
对照
低温诱导72h
用低温处理植物分生组织细胞，能够抑制纺锤体的形成，染色体不能被正常拉向细胞的两极，细胞也不能分裂成两个子细胞，结果导致植物细胞的染色体数目发生变化。
秋水仙素是从百合科植物秋水仙的种子和球茎中提取的一种植物碱。它是白色或淡黄色的粉末或针状结晶，有剧毒，使用时应当特别注意。
秋水仙
秋水仙
一 染色体数目的变异
2.以染色体组形式的增加或减少
③单倍体
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
雄蜂
蜂王
工蜂
一 染色体数目的变异
普通小麦是六倍体，其配子发育的单倍体有几个染色体组？
三个染色体组
生物 染色体组数 单倍体染色体组数
二倍体 2
四倍体 4
六倍体 6
1
2
3
2.以染色体组形式的增加或减少
一 染色体数目的变异
2.以染色体组形式的增加或减少
③单倍体
单倍体植株的特点：
长得弱小，而且高度不育。
与社会的联系 单倍体育种
①过程：
二倍体植株
花药离体培养
单倍体植株
秋水仙素处理
注意：秋水仙素只能处理萌发的幼苗
二倍体植株
（纯合子）
②优点:
1）明显缩短育种年限
2）纯合体，自交后代不会发生性状分离
花药离体培养
P
F1
配子
DDTT
DDtt
ddTT
ddtt
秋水仙素处理
高杆抗病
DDTT
×
矮杆感病
ddtt
高杆抗病 DdTt
DT
Dt
dT
dt
单倍体植株
DT
Dt
dT
dt
需要的纯合矮抗品种
杂交
（诱导染色体数加倍）
【思考1】单倍体育种中秋水仙素处理萌发的种子吗？
不能，因为单倍体往往高度不育，育种操作的对象一般是单倍体幼苗
筛选
注意：单倍体育种和多倍体育种中都用到秋水仙素，但单倍体育种中是用秋水仙素处理单倍体幼苗，而多倍体育种中是用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。
花药离体培养≠单倍体育种：单倍体育种一般包括杂交、花药离体培养、秋水仙素处理和筛选4个过程，不能简单地认为花药离体培养就是单倍体育种的全部。
花药离体培养
P
F1
配子
DDTT
DDtt
ddTT
ddtt
正常植株（纯合）
秋水仙素诱导
单倍体育种
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
花药
离体培养
单倍体幼苗
秋水仙素处理
纯合体
优良性状纯合体
筛选
减数
分裂
P
AABB×aabb
AB
Ab
aB
ab
AB
AABB
Ab
aB
ab
AAbb
aaBB
aabb
花药离
体培养
获得
单倍体
秋水仙素处
理单倍体幼苗
F1
AaBb
①获得的都是纯合子，自交后代不会发生性状分离。
②明显缩短育种年限。
先杂交再自交选育
拓展 异源多倍体
这里的A、B、D代表的是染色体组，而不是基因
普通小麦的形成过程
拓展 染色体组的判别方法
1.根据染色体的形态判断：细胞内同一形态的染色体有几条，则含有几个染色体组
项目
染色体组数 __ __ __ __ __
每个染色体组内染色体数 __ __ __ __ __
规律：染色体组数＝ ，一个染色体组中的染色体数＝ 。
3
2
1
4
2
3
3
4
2
2
形态相同的染色体的条数
不同形态染色体的种类数
拓展 染色体组的判别方法
2.根据基因型判断：在生物体基因型中，相同基因或等位基因出现几次，则有几个染色体组
同一字母不分大小写重复出现几次，就含有几个染色体组。
项目
染色体组数 __ __ __ __
规律：染色体组数＝ 。
1
3
2
4
控制同一性状的基因的个数
拓展 染色体组的判别方法
尝试判别有几个染色体组。

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