染色体变异及其应用

一条染色体上有许多个基因；基因在染色体上呈线性排列。一、染色体变异1.概念：在自然或人为条件影响下，染色体数目或结构发生改变，从而引起生物性状变异。2.类型:结构变异数目变异二、染色体结构变异1.种类：缺失：指染色体中某一片段缺失引起变异的现象。思考：染色体结构变异的原因是什么？可用光学显微镜看到。abcdef2、结果：基因数目改变3、举例：（1）果蝇缺刻翅的形成（2）猫叫综合征病因：病人的第5号染色体部分缺失病征：患儿两眼距离较远，耳位低下，生长发育迟缓，存在严重的智力障碍，哭声轻而音调高，像猫叫而得名。重复：指染色体上增加了相同的某个区段而引起的变异现象。2、结果：基因数目改变3、图形分析：注意图中1与2两条染色体的关系。abcdefb4、举例：果蝇的棒状眼的形成野生型：卵圆眼变异型：棒状眼由于X染色体的部分重复引起的。倒位：染色体在两个点发生断裂后，产生三个区段，中间的区段发生180°的倒转，与另外两个区段重新接合而引起变异的现象。2、结果：基因排列顺序改变abcdefbcdeabcdef易位：指一条染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上，从而引起变异的现象。abcdefghijk2、结果：基因排列顺序改变3、举例：慢性粒细胞白血病，就是由人的第22号染色体和第14号染色体易位造成的思考：染色体结构变异的易位与减数第一次分裂前期的交叉互换是一回事吗？交叉互换不同！(2)交叉互换属于基因重组，发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间(1)易位属于染色体结构变异，发生在非同源染色体之间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）大多数染色体结构变异对生物体是不利的，甚至导致死亡。Q2：染色体结构变异对生物都是有害的吗？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）类型染色体数目的变异1、个别染色体的增加或减少①个别染色体的增加：②个别染色体的减少：如21三体综合征（染色体数为：45+XX或XY）（染色体数为：44+X）如性腺发育不良21三体综合征的异常染色体智障“天才”舟舟21-三体综合征即唐氏综合征，又称先天愚型或Down综合征，是由染色体异常（多了一条21号染色体）而导致的疾病。60%患儿在胎内早期即流产，存活者有明显的智能落后、特殊面容、生长发育障碍和多发畸形。如眼距宽，鼻根低平，眼裂小，眼外侧上斜，有内眦赘皮，外耳小，舌胖，常伸出口外，流涎多。身材矮小，头围小于正常，头前、后径短，枕部平呈扁头。性腺发育不良（三）染色体组：（以果蝇为例）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雌果蝇有____种卵细胞,卵细胞内染色体组成可表示为：1Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ，X每个配子体内能否找出二个形态、大小完全相同的染色体？减数分裂1.染色体组的概念细胞中形态和功能上各不相同，但包含了控制生物体生长、发育、遗传和变异的全套遗传信息，这样的一组非同源染色体叫一个染色体组。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。2、染色体组的条件：（三个要点）3个每组5条4个每组2条1个每组3条4个每组有4条3、染色体组数目的确认方法（1）根据“染色体形态”判断——细胞内同种形态染色体（即同源染色体）有几条就含几个染色体组（2）根据“基因型”判断——控制同一性状的基因有几个就含几个染色体组YyRrAABBDDAaaABCD二个染色体组每组有2个二个染色体组每组有3个三个染色体组每组有1个一个染色体组每组有4个（3）根据“染色体数/染色体形态数”值——比值是几，即含几个染色体组。如：果蝇有8条染色体，4种形态，几个染色体组？8条/4种形态=2个染色体组分析对照图，从ABCD中确认出表示含一个染色体组的细胞，是图中的（）ABCDB（四）二倍体、多倍体、单倍体二倍体：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。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。约有1/3的被子植物是多倍体。二倍体和多倍体体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体为多倍体1.概念受精卵发育体细胞中含有两个染色体组的个体为二倍体个体三倍体香蕉万寿菊四倍体二倍体草莓四倍体草莓2.多倍体的特点与二倍体相比，多倍体的植株常常是茎秆粗壮，叶片、果实、和种子都比较大，糖类和蛋白质等营养物质含量都有所增加，但一般情况下晚熟。马铃薯水仙单倍体1.概念个体，体细胞内含有本物种配子染色体数目发育配子1.二倍体的配子发育成的个体体细胞内有同源染色体吗？2.单倍体体细胞中只有一个染色体组吗？思考：不一定，如四倍体个体的配子发育成的单倍体中含2个染色体组。没有2.单倍体植株的特点与正常植株相比，单倍体植株长得弱小且高度不育3.培育单倍体的方法花药离体培养（原理：染色体变异）多倍体的成因：正常有丝分裂由于受到某些因素的干扰，纺锤体不能形成此细胞不能分裂成两个细胞，于是一个细胞中的染色体就会加倍。四、染色体变异育种如何控制细胞分裂进程能使二倍体西瓜体细胞内染色体数目增加一倍？（注意：不考虑操作手段，理论上可行即可）探究：如何获得多倍体自然帕米尔高原多倍体植物多达85%北极的柯尔古耶夫岛上多倍体植物多达92%人工低温可以诱导多倍体的形成秋水仙素处理萌发的种子或幼苗低温和秋水仙素能够抑制细胞形成纺锤体，导致染色体复制后不能正常移向两极，从而不能分裂，细胞中染色体数目加倍。人工诱导多倍体的原理：实践应用：三倍体无子西瓜的培育思考：（1）图中的四倍体母本西瓜是怎样产生的？（2）如何获得三倍体种子？（3）三倍体植株体细胞内同源染色体有几条，能不能正常进行减数分裂？3条同源染色体联会紊乱，减数分裂无法正常进行，无法正常形成配子。四倍体西瓜与二倍体西瓜杂交用秋水仙素处理二倍体西瓜幼苗单倍体育种若从播种到收获种子需要一年,则培育出能稳定遗传的矮杆抗病的品种至少需要几年?P高杆抗病DDTT×矮杆感病ddttF1高杆抗病DdTt↓第1年↓×选育出需要的矮抗品种F2D_T_D_ttddT_ddtt矮抗杂交育种第2年第3年×生长ddTTF3减数分裂配子DTDtdTdt单倍体DTDtdTdt↓花药离体培养↓秋水仙素第1年第2年第4年DDttddTTddtt纯合体DDTT矮抗实践应用：设计育种程序优点：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）缺点：技术复杂，成功率低，须与杂交育种配合单倍体育种的优点与缺点：多倍体育种单倍体育种原理染色体组成倍增加染色体组成倍减少，再加倍后得到纯种(指每对染色体上成对的基因都是纯合的)常用方法秋水仙素处理萌发的种子、幼苗花药的离体培养后，人工诱导染色体加倍优点器官大，提高产量和营养成分明显缩短育种年限缺点适用于植物，在动物方面难以开展技术复杂一些，须与杂交育种配合染色体数目变异个别染色体的增加或减少类型以染色体组的形式成倍地增加或减少1.概念：2.判断技巧：1.二倍体2.多倍体3.单倍体染色体结构变异染色体变异基因重组基因突变可遗传变异→多倍体育种→单倍体育种小结：