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第2节 染色体变异 ？ 22条染色体 (普通西瓜） 33条染色体 问题情境:一 • 1 染色体变异与基因突变,基因重组比较,具 有怎样的特点? • 染色体在光学显微镜下可以观察到,而基因 突变,基因重组则观察不到 • 2 归纳染色体变异的类型? • 染色体结构变异与染色体数目变异 一 染色体结构的变异 • 1 染色体结构变异的主要类型有几种,你是 归纳的? • 2 其中重复与移接所发生的两条染色体之 间的关系是怎样的?而移接与交叉互换怎样 区别的? 3 染色体结构变异会引起生物的性状发生 变化吗?其原因是怎样的? 染色体结构变异 猫叫综合征 症状：两眼距 离较远，耳位 低下，生长发 育缓慢，，存 在着严重的智 力障碍。患儿 哭声轻，音调 高，很像猫叫。 病因：5号染色体结构部分缺失 一、染色体结构的变异的类型 正常 异常 缺失 增加（重复） 颠倒（倒位） 移接（易位）） ?易位与交叉互换是同一现象吗?并说明理由 染色体结构变异 染色体上的基因的数目 和排列顺序改变 生物性状的变异 多数不利 二、染色体数目的变异： • 染色体数目变异的类型： 二、染色体数目的变异： 一)个别染色体的增加或减少 1、例 响誉世界的著名“天才”音乐指挥家舟 舟 智障“天才”舟舟的资 料 舟舟是一个先天智力障碍 (21三体综合症)患者 病因：常染色体变异,比 正常人多了一条21号染色 体 ■姓名／胡一舟 ■年龄：27 岁 ■出生／1978年4月1日 ■智商：30 重度弱智 （正常人的最低70） ■演出／自1999年1月在保利剧场进行第一场指挥表演 以来，至今已演出20场，与国内外十余家交响乐团进行 过合作。 21三体综合征（先 天愚型），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。 性腺发育不良 （Turner综合征），女 性患 者少了一条 X 染色 体，外观表现为女性， 但性腺发育不良，没有 生育能力。 二)以染色体组的形式成倍的增加或 减少 ？ 22条染色体 (普通西瓜:2N） 33条染色体 （无子西瓜:3N） 问题情境:三 三 染色体组 • 1 何谓染色体组,而染色体组具有怎样的特 点? • 2 怎样判定细胞内的染色体组的数目? 一）染色体组 1、概念：细胞中的一组非同源染色体，在形态和功能 上各不相同，携带着控制生物生长发育的全部遗传信息， 这样的一组染色体，叫一个染色体组。(即为完整一组非 同源染色体) 2 特点： a.互为非同源染色体 b.形态大小、功能各不相同 c.携带着一种生物生长发育、遗传变异的全套遗传信息 如:人、果蝇等生物的配子中的所有染色体就是一个 染色体组 二个 染色体组 那么人的体细胞中含有 二）染色体组 果蝇体细胞染色体图解 Ⅱ ⅣⅣ Ⅲ Ⅲ Ⅱ X X ♀ Ⅱ Ⅲ ⅣⅣ Ⅱ Ⅲ X Y ♂ 雄果蝇染色体组图解 Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅳ Ⅲ Ⅱ X Y Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅳ Ⅲ X 染色体组 Ⅱ Y 染色体组 雌果蝇染色体组图解 Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅳ Ⅲ Ⅱ X Ⅱ Ⅳ X Ⅲ Ⅳ Ⅲ Ⅱ X 染色体组 X 染色体组 当堂巩固 4、分析对照图，选出含一个染色体 组的细胞，是图中的 对照图 A B C D 问题情境:四 • 1 从发育的起点(受精卵或配子)与体细胞内 所含有的染色体组的数目的角度,高等生物 可以分为几类?各自的定义,形成的原因与常 见的种类有哪些? • 2 单倍体生物的体细胞内都只含有一个染色 体组吗? • 3 植物中的单倍体,多倍体与二倍体比较具 有哪些特点? 二）二倍体和多倍体 1、二倍体 由受精卵发育而成的个体，体细胞中含有两个染色 体组的生物叫二倍体。 记作2N（N表示一个染色体组所包含的染色体数目） 几乎全部的动物和过半数以上的高等植物，都是二倍体, 如: 人：2N=46 果蝇：2N=8 玉米、洋葱都是二倍体。 水稻：2N=24 葡萄是二倍体 番茄是二倍体 普 通 小 麦 是 六 倍 体 马铃薯是四倍体 香蕉是三倍体 2、多倍体 （1） 由受精卵发育而成的个体，体细胞中含有三 个或三个以上染色体组的生物叫多倍体。 （2）如:香蕉：三倍体 马铃薯：四倍体 普通小麦：六倍体 小黑麦：八倍体 帕米尔高原的植物65%的种类是多倍体 （3）多倍体植株特点 多倍体植株的特点 多倍体的特点： 多倍体植株特点 ① 多倍体植株茎秆粗壮、叶片、果 实、种子都比较大，糖类和蛋白质等 营养物质的含量都增加。 • ②但发育迟缓，结实率低。 （4）多倍体产生的主要原因 细胞分裂时，染色体完成复制，但细胞受外界环境 条件（如温度骤变）或生物内部因素的干扰，纺锤体不 能正常形成，以致染色体不能被拉向细胞两极，细胞也 不能分裂成两个子细胞，于是就形成了染色体数目加倍 的细胞。具体过程见下一页: 多倍体的形成与细胞分裂 的关系: 染色体复制 4个染色体 着丝点分裂 无纺缍体形成（前期）8个染色体 若继续进行正常 的有丝分裂 无纺缍丝牵引 8个染色体 染色体加 倍的组织 或个体 5）多倍体育种： 1、常用方法： A、常用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗 B、有时低温诱导 2、秋水仙素作用机理： 秋水仙素作用于正在______的细胞时，能够抑制 分裂 染色体 ________的形成，导致________不________，从而引 纺锤丝 移向两极 起细胞内染色体__________。染色体目加倍的细胞继 数目加倍 有丝 续进行_______分裂，将来就可能发育_________植株。 多倍体 3 多倍体育种 过程（即）： 萌发的种子或幼苗 秋水仙素 细胞内染色体数目加倍 抑制纺锤体形成 发育 多倍体植株 4、原理： 染色体变异 5、优点： 操作简便、易行 6、缺点：适用于植物，动物难开展。 7、举例：三倍体无籽西瓜的培育，含糖量高的甜菜 8、为什么要处理萌发的种子或幼苗，处理成熟的 植株可以不？ 不行，秋水仙素的作用对象是正在有丝分裂的细 胞，成熟的植株大多细胞不进行有丝分裂。 无 子 西 瓜 的 培 育 三）单倍体 1、概念：由本物种 配子发育而来的个体。 2、成因：生殖细胞 (配子)未受精直接发 育成的个体 雄蜂：是由卵细胞未经过受精作用直 接发育而来的。 它的体细胞染色体数=配子染色体数 3、举例： 4、单倍体植株的特点 植株长得弱小，而且高度不育（原因:同源染色体联会紊 乱） 单倍体植株的特点： 植 株 弱 小 ， 高 度 不 育 单倍体水稻 二倍体水稻 单倍体育种： 1、方法 花药（花粉）离体培养 2、过程 花药离体培养 单倍体植株 秋水 仙素 3、优点 ①明显缩短育种年限 ②得到的植株都是纯合体 4、缺点 ①方法复杂，要与杂交育种配合 ②成活率较低，成本高 5、原理： 染色体变异 恢复正常植株 （纯合体） 6、单倍体育种的措施和优点 以利用高茎皱粒豌豆和矮茎圆粒豌豆培育高茎圆 粒豌豆为例说明单倍体育种方法： 高圆 秋水仙素处理 纯合高圆 高皱 DDTT DT 染色体数目加倍 DDtt 单倍体植株 矮圆 秋水仙素处理 矮圆 ddTT 杂合高圆 花药离 DdTt 体培养 dT 纯合矮圆 ddTT 染色体数目加倍 单倍体植株 高皱 秋水仙素处理 纯合高皱 Dt 染色体数目加倍 DDtt 单倍体植株 矮皱 秋水仙素处理 dt 纯合矮皱 ddtt 染色体数目加倍 单倍体植株 几倍体判别？ 生物几倍体判别不能只看细胞内含有多少个染色体组， 还要考虑生物个体发育的直接来源。 A、如果生物体由受精卵发育而成，生物体细胞内有几个 染色体组就叫几倍体。 B、如果生物体是由配子——卵细胞或花粉直接发育而成， 无论细胞内含有几个染色体组，都叫单倍体。 2N 二倍体 单 倍 体 直 卵细胞 接 发 精子 育 受精卵 生物体 3N 三倍体 4N 四倍体 6N 六倍体 二个 玉米是二倍体，它的体细胞中含有 染色体组， 20个染色体，它的单倍体植株体细胞含 1个 染色体组， 10个 染色体。 六个 又如普通小麦是六倍体，它的体细胞中含有 染 色体组，42个染色体，它的单倍体植株体细胞中含 有 3个 染色体组， 21个 染色体。 可见，单倍体植株的染色体数目总是正常植株染色体 数目的一半。 注意: 1、体细胞中含一个染色体组的个体一定是单倍体 2、单倍体的体细胞中不一定含一个染色体组 3、体细胞中含有两个或三个染色体组的个体不一定就 是二倍体或三倍体，也可能是单倍体 问题情境:四 • 4 请小结多倍体育种与倍体育种相关内容( 如:原理,方法,过程,优缺点及常见实例代表, 请完成在学案上) • 5 在多倍体育种中,为什么要处理萌发的种 子或幼苗，处理成熟的植株可以不？ • 6 为什么单倍体常高度不育呢? 多倍体育种 单倍体育种 常用方法 用秋水仙素处理种子或 花药离体培养 幼苗 原理 抑制细胞分裂中纺锤体的 诱导配子直接发育成 形成，使染色体数目加倍 植株，再用秋水仙素 加倍成纯合体 后不能形成两个细胞 特点 举例 1）操作简、易行， 器官大，营养物质含 量高 ，2）适用于植 物，动物难开展，但 发育延迟，结实率 低. 。 三倍体西瓜、 1）缩短育种年限， 且都为纯合子 2）但方法复杂，成 活率较低，且高度 不育 练习2 请判断： a、二倍体物种所形成的单倍体中，其体细胞中 只含一个染色体组。 b、如果是四倍体、六倍体物种形成的单倍体， 其体细胞中就含有两个或三个染色体组， 我们可以称它为二倍体或三倍体。 c、单倍体中可以只有一个染色体组，也可以 有多个染色体组 d、个体的体细胞中含几个染色体组就是几倍体 染色体总数 组数 几倍体 小家鼠 40 2 香蕉 33 3？ 三倍体 马铃薯 48 4 四倍体 ？ 6？ 六倍体 普通小麦 42 二倍体 上图是某植物正常的体细胞，判断该植物细胞 中所含的染色体组数（ ） B A、2 B、4 C、1 D、8 课堂巩固 体细胞 中的染 色体数 生物种类 配子中 体细胞 配子中 的染色 中的染 的染色 体数 色体组 体组数 数 1 14 7 普通 小麦 42 21 6 3 小黑麦 56 28 8 4 豌豆 2 属于几倍 体生物 二倍体 六倍体 八倍体 例题：下列表示某种农作物①和②两种品种分别培育 出④⑤⑥三种品种,根据上述过程,回答下列问题: 杂交 ⑴ 用①和②培育⑤所采用的方法Ⅰ称为_______, 自交 方法Ⅱ称为 _________,由Ⅰ和 Ⅱ培育⑤所依据的原 基因重组 理是________ . 花药离体培养 ⑵ 用③培育出④的常用方法Ⅲ是_____________, 秋水仙素 由④培育成⑤的过程中用化学药剂_________处理④的 单倍体 幼苗,方法Ⅲ和Ⅴ合称为_______育种.其优点 是__________________ _. 明显缩短育种年限 例题：下列表示某种农作物①和②两种品种分别培育 出④⑤⑥三种品种,根据上述过程,回答下列问题: 用秋水仙素处理 ⑶ 由③培育出⑥的常用方法是___________, 形成的⑥叫_________。 多倍体 染色体变异 依据的原理是________ 。 1．用马铃薯的花药离体培养出的单倍体植株，可以 正常地进行减数分裂，用显微镜可以观察到染色体 两两配对形成12对。据此现象可推知产生该花药的 马铃薯是（ ） C A．三倍体 B．二倍体 C．四倍体 D．六倍体 2．水稻的某3对相对性状，分别由位于非同源染色体 上的3对等位基因控制。利用它的花药进行离体培养， 再用浓度适当的秋水仙素处理。经此种方法培育出的 水稻植株，其表现型最多可有（ ） C A．l种 B．4种 C．8种 D．16种 3．用四倍体西瓜与二倍体西瓜杂交所得的子一代植 株开化后，经适当处理，则（ ） A．能产生正常配子，结出种子形成果实 CD B．结出的果实为五倍体 C．不能产生正常配子，但可形成无籽西瓜 D．结出的果实为三倍体 4．用基因型为DdTt一植株所产生的花粉粒，经分别 离体培养成幼苗，再用秋水仙素处理，使其成为二倍 体，这些幼苗长成后的自交后代（ ） A A．全部为纯合体 B．全部为杂合体 C．1/16为纯合体 D．4/16为纯合体 5． 到右图为果蝇的原始生殖细胞示意图。图中 1、 、 、 、 、 ，……4、 表示染色体； 分别表示控制不同性状基因。试据图回答下列问题： （l）此原始生殖细胞是_____________细胞； （2）图中的________属常染色体上，而_________属性染色体； （3）此原始生殖细胞中有二个染色体组，它们分别是_______； （4）该细胞中有_________个 DNA 分子； （5）该果蝇基因型可写成__________； （6）经减数分裂它可产生_________种配子。 、 上图是某植物正常的体细胞，判断该植物细胞 中所含的染色体组数（ ） B A、2 B、4 C、1 D、8 无籽西瓜培育 授花粉产生生长素 刺激子房发育成果 第一年： 四倍体瓜 三倍体胚 (种子) 第二年： 三倍体瓜 无籽