人教版教学课件第二节_染色体变异ppt

变异的类型可遗传的变异：不遗传的变异：基因突变染色体变异基因重组知识回顾基因突变：DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失，而引起基因结构的改变。若发生在配子中，将遵循遗传规律传递给后代；若发生在体细胞中，一般不能遗传（但有些植物的体细胞发生基因突变可通过无性繁殖传递）。此外，人体某些细胞基因的突变，有可能发展为癌细胞。基因重组：生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因重新组合。两种类型：1、减数第一次分裂前期（四分体时期），位于同源染色体上的等位基因有时会随着非姐妹染色单体的交换而交换；2、减数第一次分裂的后期，随着非同源染色体的自由组合，非等位基因也自由组合。基因突变与染色体变异的区别基因突变是染色体上的某一个位点上的基因的改变,在光学显微镜下是无法直接观察到的；而染色体变异是光学显微镜下直接观察到的变异。什么是染色体变异？在自然条件或人为条件改变的情况下，染色体结构的改变或染色体数目的增减导致生物性状的变异,叫染色体变异。一、染色体变异1.概念：2.类型:染色体变异包括染色体结构变异和染色体数目变异两种。二、染色体结构的变异abcdefbacdef果蝇缺刻翅的形成1、缺失：指染色体上某一区段及其带有的基因一起缺失，从而引起变异的现象。例果蝇缺刻翅的形成“猫叫综合症”是人的5号染色体部分缺失引起的遗传病，病儿生长发育迟缓，头部畸形，哭声奇特，皮纹改变等特点，并有智能障碍，而其最明显的特征是哭声类似猫叫。重复２、重复：染色体中增加某一片段而引起的变异现象。例果蝇棒状眼形成。abcdefbbabcdefb果蝇棒状眼的形成染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上引起的变异3、易位abcdefghijklabcabcklghdefji夜来香的变异移接Q:联会时，在形成四分体时，常会发生四分体中的非姐妹染色单体的交叉互换，这是否染色体变异？四分体中非姐妹染色单体的交叉互换不属于，这属于基因重组易位:染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上。染色体的某一片段位置颠倒也可以引起变异4、倒位abcdefefbcdeaf颠倒Q：为什么染色体结构的改变会导致性状的发生改变?染色体结构上的缺失、重复、易位和倒位导致染色体上基因数量、排列顺序的改变导致生物性状的改变（变异）三、染色体数目的变异（一）概念：在某些特定的环境条件下，生物体的染色体数目会发生改变，从而产生的可遗传的变异。细胞内的个别染色体增加或减少细胞内的染色体数目以染色体组的形式成倍的增加或减少（二）类型（三）个别染色体的增加或减少①个别染色体的增加：如21三体综合征（染色体数为：45+XX或XY）21三体综合征的异常染色体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。②个别染色体的减少：如性腺发育不良（染色体数为：44+X）请思考：Q1:果蝇体细胞有几条染色体？8条Q2:Ⅱ号和Ⅱ号染色体是什么关系?Ⅲ号和Ⅳ号呢?同源染色体非同源染色体Q3:雄果蝇的体细胞中共有哪几对同源染色体?Ⅱ和Ⅱ、Ⅲ和Ⅲ、Ⅳ和Ⅳ、X和Y（四）染色体数目成倍的增加或减少ⅣⅡⅢⅡⅢXYⅢYⅡⅡⅢXⅣQ4：雄果蝇产生的精子中有哪几条染色体？这些染色体在形态、结构和功能上有什么特点？这些染色体之间是什么关系？Ⅳ减数分裂由此可见，雄果蝇有____种精子,精子内染色体组成可表示为：2Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ，XⅡ，Ⅲ，Ⅳ，Y这些染色体在形态、结构和功能上各不相同它们是非同源染色体细胞中的一组非同源染色体，在形态和功能上各不相同，但又互相协调，共同控制生物生长、发育、遗传和变异，这样的一组染色体，称为一个染色体组。1.染色体组特点：①一个染色体组中无同源染色体②一个染色体组中所含的染色体在形态、大小和功能上各不相同③一个染色体组中含有控制生物性状的一整套遗传信息，不能重复，不能缺少。染色体组数目及一个染色体组中染色体数目的判别方法4个染色体组3个染色体组a.根据染色体形态判断:细胞中形态相同的染色体（即同源染色体）有几条，则含有几个染色体组。如图：基因型为Aaaabbbb的细胞中有个染色体组基因型为AAabbb的细胞中有个染色体组AaaabbbbAaAbbbb.根据基因型判断：控制同一性状的相同或等位基因出现几次，就含有几个染色体组；即：一种字母（大小写）有几个就为几组43c、根据染色体的数目和形态数来推算：染色体组的数目=染色体数/染色体形态数。AaaabbbbAaAbbbAabbbbACAcbb1个染色体组中有两条染色体e.在细胞或生物体的基因型中，位于非同源染色体上的非等位基因有几种，则每个染色体组中就含有几条染色体。d.在细胞中有几种形态的染色体,一个染色体组中就含有几条染色体AAaa1个染色体组中有三条染色体1、如图所示的细胞中含有几个染色体组？A．1B．2C．3D．43、韭菜的体细胞中含有32条染色体，这32条染色体有8种形态结构，韭菜体细胞中含有几个染色体组：A．2B．4C．6D．8B2、某生物的基因型为AAaaBBbbCCcc,那么它有多少个染色体组：A、2B、3C、4D、8CC思考：下列细胞中各有几个染色体组?每个染色体组有几条染色体?A、AaB、AABbC、AaBbXWYD、AAa2个;1条2个;2条2个;3条3个;1条2.二倍体、多倍体二倍体：由受精卵发育而成的个体，体细胞中含有两个染色体组的个体。常用2n表示染色体数，如：果蝇：2n=8人：2n=46例如，人、果蝇、玉米是二倍体。自然界中几乎全部动物和过半数的高等植物都是二倍体。多倍体：由受精卵发育成的个体，体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体。例如，香蕉是三倍体，马铃薯是四倍体，普通小麦是六倍体，约有1/3的被子植物是多倍体。在动物中极少见三倍体四倍体六倍体八倍体香蕉3n=33黄花菜3n=33无籽西瓜3n=33桑3n=45四倍体水稻4n=48四倍体洋葱4n=32烟草4n=48普通小麦6n=42燕麦6n=42小黑麦8n=56蜜蜂:精子(16条)卵细胞(16条)精用受作蜂王、工蜂(32条)雄峰(16条)直接发育单倍体:3.单倍体单倍体：由配子发育而成的个体，体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体。如蜜蜂中的雄蜂。思考1：二倍体生物所形成的单倍体中，其单倍体体细胞中含几个染色体组？四倍体生物所形成的单倍体中含几个染色体组？六倍体生物所形成的单倍体中含几个染色体组？2：单倍体中只有一个染色体组吗？3：一倍体一定是单倍体吗？单倍体一定是一倍体吗？1个染色体组2个染色体组3个染色体组不一定。如雄峰的体细胞中含有1个染色体组；单倍体小麦体细胞中含有3个染色体组一定不一定4、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吗？不能，尽管其体细胞中含有两个或三个染色体组，但因为是正常的体细胞的配子所形成的物种，只能称为单倍体单倍体与多倍体的区别二倍体(2N=2x)三倍体(3N=3x)多倍体(nN=nx)(a+b)(a+b)注：x染色体组，a、b为正整数。生物体合子2N=(a+b)x发育直接发育成生物体：单倍体（N=ax)雌配子(N=ax)直接发育成生物体：单倍体（N=bx)雄配子(N=bx)①由合子发育来的个体，细胞中含有几个染色体组，就叫几倍体；②而由配子直接发育来的，不管含有几个染色体，都只能叫单倍体。说明4.染色体倍数变化与育种：（Ⅰ）染色体数目多倍体倍增⑴自然成因：受外界条件骤变（如温度骤变）的影响或生物内部因素的干扰，使有丝分裂受阻，染色体数目加倍⑵特点：茎杆粗壮、叶片、果实、种子较大，糖类和蛋白质等有机物含多，但发育迟缓、结实率低⑶应用—多倍体育种①原理：染色体组成倍增加——染色体变异②方法：（低温处理）秋水仙素处理萌发的种子或幼苗（最常用、最有效）4条染色体8条染色体用秋水仙素处理无纺缍体形成染色体复制着丝点分裂无纺缍丝牵引,染色体不分离秋水仙素在细胞分裂过程的何时起作用？其作用机理是什麽？在细胞有丝分裂前期抑制纺锤体的形成，导致复制后的染色体不能移向细胞两极而使染色体数目加倍。（P87）③过程萌发的种子或幼苗染色体加倍的组织块秋水仙素处理多倍体植株④优点：器官大，提高产量和营养成分。如四倍体番茄VC含量高于二倍体番茄一倍。⑤缺点：适用于植物，在动物方面难以开展。（Ⅱ）染色体数目单倍体倍减⑴自然成因：⑵特点：⑶应用—单倍体育种①原理：②方法：生殖细胞未经受精，直接发育植株长的弱小，高度不育单倍体只是作为单倍体育种的一个中间环节，染色体加倍后成为可育纯合子（指每一对染色体上成对基因都是纯合的）在人工培养基上进行花药（花粉）离体培养4.染色体倍数变化与育种：染色体变异单性生殖花药离体培养染色体加倍F1花粉单倍体植株正常植株（纯合体）种子新植株（新品种）秋水仙素处理自交发育选择所需性状③过程：实例下面以利用高茎抗病和矮茎不抗病水稻培育矮茎抗病水稻为例说明单倍体育种方法：高抗病DDTT杂合高抗DdTt矮不抗ddtt花药离体培养高抗DT矮不抗dt高不抗Dt矮抗dT纯合高抗DDTT加倍纯合矮不抗ddtt加倍纯合高不抗DDtt加倍纯合矮抗抗ddTT加倍花药离体培养→P高杆抗病DDTT×矮杆感病ddttF1高杆抗病DdTt配子DTDtdTdtDTDtdTdtDDTTDDttddTTddtt↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓纯合体秋水仙素→↑需要的矮抗品种㈡单倍体育种第1年第2年P高杆抗病DDTT×矮杆感病ddttF1高杆抗病DdTt↓F2D_T_D_ttddT_ddttddTT㈠杂交育种↓第1年第2年第3~6年××↑需要的矮抗品种矮抗比较④优点：明显缩短育种年限。只需2年。（都是纯合子，自交后代不发生性状分离）⑤缺点：技术复杂，成功率低，须与杂交育种配合比较项目基因突变基因重组染色体变异多倍体单倍体变异实质产生过程特点举例基因分子结构的改变，产生新的基因复制时基因中脱氧核苷酸的增减和改变减数分裂形成配子时，非等位基因自由组合或等位基因的互换不同性状的基因重新组合，产生新的基因型染色体组成倍增加，产生新基因型染色体组成倍减少，产生新基因型细胞分裂时染色体复制后不能形成两子细胞有性配子未经受精作用直接发育成个体发生频率低，有害变异多，变异的根本来源，进化的重要因素后代中重新组合的变异类型有一定的分离比器官大，养分多，成熟迟，结实少植株弱小，高度不育镰刀型细胞贫血症黄圆、绿皱豌豆杂交出现黄皱、绿圆豌豆普通小麦雄蜂、单倍体玉米常见育种方式比较育种方法原理实例特点无性繁殖杂交育种诱变育种单倍体育种多倍体育种基因工程有丝分裂无核蜜桔保持亲本的优良性状基因重组抗倒伏抗锈病小麦操作简单，但育种周期长基因突变青霉素高产菌株提高变异频率，产生新基因，新性状染色体变异小麦新品种染色体变异基因重组明显缩短育种进程无子西瓜果实大，营养成分含量高，但发育延迟，结实率低抗虫棉能定向改造生物的性状实验:低温诱导植物染色体数目的变化实验原理：低温处理植物分生组织细胞,能够抑制纺锤体的形成,以致影响染色体被拉向两极，细胞也不能分裂成两个子细胞，于是，植物细胞染色体数目发生变化．方法步骤：１将洋葱（或大葱、大蒜）放在装满清水的广口瓶上，让洋葱的底部接触水面。待洋葱长出约１Cm左右的不定根时，将整个装置放入冰箱的低温室内（４℃），诱导培养３６h。２、剪取诱导处理的根尖约０．５－１cm，放入卡诺氏液中浸泡０．５－１h，以固定细胞的形态，然后用体积分数为９５﹪的酒精冲洗２次。因为未长出根前施与低温不利其生出不定根冲洗附着在根尖表面的卡诺氏液３、制作装片，包括：解离、漂洗、染色和制片４个步骤。解离：解离液（体积分数为15%HCl和体积分数为95%酒精1：1混合；目的是使组织中的细胞相互分离开；时间3~5min漂洗：清水；洗去解离液，防止解离过度，便于染色；时间10min染色：改良苯酚品红染液；使染色体（质）着色，便于观察染色体（质）的形态、数目、行为；时间3~5min制片：镊子取根--