1、第第 五五 章章 基因突變及其他變異基因突變及其他變異 第第 2 2 節(jié)節(jié) 染染 色色 體體 變變 異異 變異的變異的類型類型可遺傳的變異：可遺傳的變異：不遺傳的變異：不遺傳的變異：基因突變基因突變?nèi)旧w變異染色體變異基因重組基因重組基因是什么？它和染色體又有何關(guān)系？基因是什么？它和染色體又有何關(guān)系？基因是有遺傳效應(yīng)的基因是有遺傳效應(yīng)的DNADNA片段片段染色體是基因的載體染色體是基因的載體基因在染色體上呈線性排列基因在染色體上呈線性排列 知識回顧知識回顧基因突變與染色體變異的區(qū)別基因突變與染色體變異的區(qū)別 基因突變是染色體上的某一個位點上的基基因突變是染色體上的某一個位點上的基因的改變因的改

2、變, ,在光學顯微鏡下是在光學顯微鏡下是無法直接觀無法直接觀察到察到的；而染色體變異是光學顯微鏡的；而染色體變異是光學顯微鏡下下直接觀察到直接觀察到的變異。的變異。什么是染色體變異？什么是染色體變異？ 在自然條件或人為條件改變的情況在自然條件或人為條件改變的情況下，染色體結(jié)構(gòu)的改變或染色體數(shù)目的下，染色體結(jié)構(gòu)的改變或染色體數(shù)目的增減導致生物性狀的變異增減導致生物性狀的變異, ,叫染色體變叫染色體變異。異。 染色體變異包括染色體結(jié)構(gòu)變異染色體變異包括染色體結(jié)構(gòu)變異和染色體數(shù)目變異兩種。和染色體數(shù)目變異兩種。abcdefbacdef果蠅缺刻翅的形成果蠅缺刻翅的形成“貓叫綜合癥貓叫綜合癥”是人的是人

3、的5 5號染色體部分缺失號染色體部分缺失引起的遺傳病，病兒生長發(fā)育遲緩，頭部畸形，引起的遺傳病，病兒生長發(fā)育遲緩，頭部畸形，哭聲奇特，皮紋改變等特點，并有智能障礙，哭聲奇特，皮紋改變等特點，并有智能障礙，而其最明顯的特征是哭聲類似貓叫。而其最明顯的特征是哭聲類似貓叫。重復重復、重復重復：染色體中染色體中增加增加某一片段某一片段abcdefbbabcdefb果蠅棒狀眼的形成果蠅棒狀眼的形成染色體的某一片段移接到另一染色體的某一片段移接到另一條條上引起的變異上引起的變異3 3、易位易位a ab bc cd de ef fg gh hi ij jk kl lg gh hi i j jk kl la

4、ab bc ce ef fd da ab bc ck kl lg gh hd de e f fj ji i夜來香的變異夜來香的變異移接移接Q:聯(lián)會時，在形成四分體時，常會發(fā)生四聯(lián)會時，在形成四分體時，常會發(fā)生四分體中的非姐妹染色單體的交叉互換，這分體中的非姐妹染色單體的交叉互換，這是否染色體變異？是否染色體變異？四分體中非姐妹染色單體的交叉四分體中非姐妹染色單體的交叉互換互換不屬于不屬于，這屬于這屬于基因重組基因重組易位易位: :染色體的某染色體的某一片段移接到另一片段移接到另一條一條非同源染色非同源染色體體上。上。染色體的某一片段位置顛倒染色體的某一片段位置顛倒也可以引起變異也可以引起變異4

5、 4、倒位、倒位a ab bc cd de ef fa ab bc cd de ef fb bc cd de ea af f顛倒顛倒Q：為什么染色體結(jié)構(gòu)的改變會導致性：為什么染色體結(jié)構(gòu)的改變會導致性狀的發(fā)生改變狀的發(fā)生改變?染色體結(jié)構(gòu)上的染色體結(jié)構(gòu)上的缺失缺失、重復重復、易位易位和和倒位倒位導致導致基因數(shù)量基因數(shù)量排列順序排列順序?qū)е聦е律镄誀畹母淖兩镄誀畹母淖冋堄懻摚赫堄懻摚篞1Q1：染色體結(jié)構(gòu)變異對生物都是有害的嗎？：染色體結(jié)構(gòu)變異對生物都是有害的嗎？Q2Q2：染色體變異與基因突變相比，哪一種變異：染色體變異與基因突變相比，哪一種變異 引起的性狀變化較大一些？為什么？引起的性狀變化較大

6、一些？為什么？每條染色體上含有許多基因，染色體變異每條染色體上含有許多基因，染色體變異會引起多個基因的變化，所以引起的性狀會引起多個基因的變化，所以引起的性狀變化較大一些變化較大一些大多數(shù)染色體結(jié)構(gòu)變異對生物體是不利的，甚至大多數(shù)染色體結(jié)構(gòu)變異對生物體是不利的，甚至導致死亡。少數(shù)有利。導致死亡。少數(shù)有利。（三）個別染色體的增加或減少（三）個別染色體的增加或減少個別染色體的增加：個別染色體的增加：如如21三體綜合征三體綜合征（染色體數(shù)為：（染色體數(shù)為：45+XX或或XY）2121三體綜合征的異常染色體三體綜合征的異常染色體 21 21三體綜合征（先三體綜合征（先天愚型），患者比正常人天愚型），患

7、者比正常人多一條染色體多一條染色體-21-21號染色號染色體是三條，其癥狀表現(xiàn)為體是三條，其癥狀表現(xiàn)為智力低下，身體發(fā)育緩慢智力低下，身體發(fā)育緩慢等。等。 性腺發(fā)育不良（性腺發(fā)育不良（TurnerTurner綜合征），女性綜合征），女性患者少了一條患者少了一條X X染色體，外觀表現(xiàn)為女性，染色體，外觀表現(xiàn)為女性，但性腺發(fā)育不良，沒有生育能力。但性腺發(fā)育不良，沒有生育能力。個別染色體的減少：個別染色體的減少：如性腺發(fā)育不良如性腺發(fā)育不良（染色體數(shù)為：（染色體數(shù)為：44+X）請思考：請思考：Q1:Q1:果蠅體細胞有幾條染色體？果蠅體細胞有幾條染色體？8 8條條Q2:Q2:號和號和號染色體是什么關(guān)系

8、號染色體是什么關(guān)系?號和號和號呢號呢? ?同源染色體同源染色體非同源染色體非同源染色體Q3:Q3:雄果蠅的體細胞中共有哪幾對同源染色體雄果蠅的體細胞中共有哪幾對同源染色體? ?和和、和和、和和、X X和和Y Y （四）染色體數(shù)目（四）染色體數(shù)目成倍的增加或減少成倍的增加或減少 X XY YY YX XQ4Q4：雄果蠅產(chǎn)生的精子中有哪幾條染色體？這些染色體：雄果蠅產(chǎn)生的精子中有哪幾條染色體？這些染色體 在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能上有什么特點？這些染色體之間在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能上有什么特點？這些染色體之間 是什么關(guān)系？是什么關(guān)系？減數(shù)分裂減數(shù)分裂這些染色體在形態(tài)、這些染色體在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能上結(jié)構(gòu)和功能上各

9、不各不相同相同它們是非同源它們是非同源染色體染色體攜帶著控制果蠅生長發(fā)攜帶著控制果蠅生長發(fā)育的全部遺傳信息育的全部遺傳信息雄果蠅精子中的雄果蠅精子中的一組染色體一組染色體就是一個就是一個染色體組染色體組Q Q5 5：它們是否它們是否攜帶著控制生物攜帶著控制生物生長發(fā)育的全部遺傳信息？生長發(fā)育的全部遺傳信息？Q Q6 6：如果將果蠅的精子的：如果將果蠅的精子的染色體看成一組，那么果染色體看成一組，那么果蠅的體細胞中有幾組染色蠅的體細胞中有幾組染色體？體？兩組兩組 細胞中的一組細胞中的一組非同源染色體非同源染色體，在，在形態(tài)和形態(tài)和功能功能上各不相同，但又互相協(xié)調(diào)，共同控上各不相同，但又互相協(xié)調(diào)，

10、共同控制生物制生物生長、發(fā)育、遺傳和變異生長、發(fā)育、遺傳和變異，這樣的，這樣的一組染色體，稱為一個染色體組。一組染色體，稱為一個染色體組。1.染色體組特點：特點：一個染色體組中一個染色體組中無同源染色體無同源染色體 一個染色體組中所含的染色體在形態(tài)、大小一個染色體組中所含的染色體在形態(tài)、大小 和功能上和功能上各不相同各不相同 一個染色體組中含有控制生物性狀的一個染色體組中含有控制生物性狀的一整套一整套遺傳信息遺傳信息，不能重復，不能重復， 不能缺少。不能缺少。 根據(jù)染色體根據(jù)染色體形態(tài)形態(tài)判斷判斷:根據(jù)基因型判斷：根據(jù)基因型判斷：控制同一性狀的相同或等位基控制同一性狀的相同或等位基因出現(xiàn)幾次，

11、就含有幾個染色因出現(xiàn)幾次，就含有幾個染色體組；體組；即：一種字母（大小寫）有幾即：一種字母（大小寫）有幾個就為幾組個就為幾組c c、根據(jù)染色體的數(shù)目、根據(jù)染色體的數(shù)目和形態(tài)數(shù)來推算：和形態(tài)數(shù)來推算：染色體組的數(shù)目染色體組的數(shù)目= =染色染色體數(shù)體數(shù)/ /染色體形態(tài)數(shù)。染色體形態(tài)數(shù)。1 1、如圖所示的細胞中含有幾個染色體組？、如圖所示的細胞中含有幾個染色體組？A A1 B1 B2 2 C C3 D3 D4 43 3、韭菜的體細胞中含有、韭菜的體細胞中含有3232條染色體，這條染色體，這3232條染色體有條染色體有8 8種種形態(tài)結(jié)構(gòu)，韭菜體細胞中含有幾個染色體組：形態(tài)結(jié)構(gòu)，韭菜體細胞中含有幾個染色

12、體組： A A2 B2 B4 4 C C6 D6 D8 8 B B2 2、某生物的基因型為、某生物的基因型為AAaaBBbbCCcc,AAaaBBbbCCcc,那么它有多那么它有多少個染色體組：少個染色體組： A A、2 B2 B、3 C3 C、4 D4 D、8 8C CC C常用常用2n表示染色體數(shù)，表示染色體數(shù)，如：果蠅：如：果蠅： 2n = 8 人：人： 2n = 46蜜蜂蜜蜂:精子精子(16條條)卵細胞卵細胞(16條條)精用精用受作受作蜂王、工蜂王、工蜂蜂 (32條條)雄峰雄峰(16條條)直接發(fā)育直接發(fā)育單倍體單倍體:一倍體一定是單倍體嗎？單倍體一定是一倍體嗎？一倍體一定是單倍體嗎？單

13、倍體一定是一倍體嗎？不一定不一定4、如果是四倍體、六倍體物種形成的單倍體，其、如果是四倍體、六倍體物種形成的單倍體，其體細胞中就含有兩個或三個染色體組，我們可以體細胞中就含有兩個或三個染色體組，我們可以稱它為二倍體或三倍體嗎？稱它為二倍體或三倍體嗎？不能，盡管其體細胞中含有兩個或三個染色體組，但不能，盡管其體細胞中含有兩個或三個染色體組，但因為是正常的體細胞的配子所形成的物種，只能稱為因為是正常的體細胞的配子所形成的物種，只能稱為單倍體單倍體單倍體與多倍體的區(qū)別單倍體與多倍體的區(qū)別二倍體二倍體(2N=2x)三倍體三倍體(3N=3x)多倍體多倍體(nN=nx)(a+b) (a+b)注：注：x染色

14、體組，染色體組，a、b為正整數(shù)。為正整數(shù)。生物體生物體合子合子2N= (a+b) x發(fā)育發(fā)育直接發(fā)育成生物體：單倍體（直接發(fā)育成生物體：單倍體（N=ax)雌配雌配子子(N=ax)直接發(fā)育成生物體：單倍體（直接發(fā)育成生物體：單倍體（N=bx)雄配雄配子子(N=bx)由合子發(fā)育來的個體，細胞中含有幾個染色體由合子發(fā)育來的個體，細胞中含有幾個染色體組，就叫幾倍體；組，就叫幾倍體；而由配子直接發(fā)育來的，不管含有幾個染色體，而由配子直接發(fā)育來的，不管含有幾個染色體，都只能叫單倍體都只能叫單倍體 。說明說明染色體變異染色體變異單性生殖單性生殖選擇所選擇所需性狀需性狀實例實例下面以利用高莖抗病和矮莖不抗病水

15、稻培下面以利用高莖抗病和矮莖不抗病水稻培育矮莖抗病水稻為例說明單倍體育種方法：育矮莖抗病水稻為例說明單倍體育種方法：高抗高抗病病DDTTDDTT雜合高抗雜合高抗DdTtDdTt矮不矮不抗抗ddttddtt花藥離花藥離體培養(yǎng)體培養(yǎng)高抗高抗DTDT矮不矮不抗抗dtdt高不高不抗抗DtDt矮抗矮抗dTdT純合高抗純合高抗DDTTDDTT加倍加倍純合矮不純合矮不抗抗ddttddtt加倍加倍純合高不純合高不抗抗DDttDDtt加倍加倍純合矮抗純合矮抗抗抗ddTTddTT加倍加倍花藥離體培養(yǎng)花藥離體培養(yǎng)P高桿抗病高桿抗病 DDTT矮桿感病矮桿感病 ddttF1高桿抗病高桿抗病 DdTt配子配子DTDtdT

16、dtDTDtdTdtDDTT DDtt ddTT ddtt純合體純合體秋水仙素秋水仙素 需要的矮抗品種需要的矮抗品種單倍體育種單倍體育種第第1年年第第2年年P(guān)高桿抗病高桿抗病 DDTT矮桿感病矮桿感病 ddttF1高桿抗病高桿抗病 DdTtF2D_T_ D_tt ddT_ ddttddTT 雜交育種雜交育種第第1年年第第2年年第第36年年 需要的矮抗品種需要的矮抗品種矮抗矮抗比較比較實驗實驗:低溫誘導植物染色體數(shù)目的變化低溫誘導植物染色體數(shù)目的變化實驗原理：低溫處理植物實驗原理：低溫處理植物分生分生組織細胞組織細胞,能夠抑制紡錘體的形成能夠抑制紡錘體的形成,以以致影響染色體被拉向兩極，細胞也致

17、影響染色體被拉向兩極，細胞也不能分裂成兩個子細胞，于是，植不能分裂成兩個子細胞，于是，植物細胞染色體數(shù)目發(fā)生變化物細胞染色體數(shù)目發(fā)生變化方法步驟：方法步驟：將洋蔥（或大蔥、大蒜）放在裝滿清水的廣口將洋蔥（或大蔥、大蒜）放在裝滿清水的廣口瓶上，讓洋蔥的底部接觸水面。待洋蔥長出約瓶上，讓洋蔥的底部接觸水面。待洋蔥長出約Cm左右的左右的不定根不定根時，將整個裝置放入冰箱的低時，將整個裝置放入冰箱的低溫室內(nèi)（溫室內(nèi)（），誘導培養(yǎng)），誘導培養(yǎng)h。、剪取誘導處理的根尖約、剪取誘導處理的根尖約cm，放，放入卡諾氏液中浸泡入卡諾氏液中浸泡h，以，以固定細胞的固定細胞的形態(tài)形態(tài)，然后用體積分數(shù)為，然后用體積分數(shù)

18、為的酒精的酒精沖洗次。沖洗次。因為未長出根前因為未長出根前施與低溫不利其施與低溫不利其生出不定根生出不定根沖洗附著在根尖表面的卡諾氏液沖洗附著在根尖表面的卡諾氏液、制作裝片，包括：、制作裝片，包括：解離、漂洗、染色和制片解離、漂洗、染色和制片 個步驟。個步驟。解離解離：解離液（體積分數(shù)為：解離液（體積分數(shù)為15%HCl和體積分數(shù)為和體積分數(shù)為95%酒精酒精1：1混合；目的是使組織中的細胞相互分離開；時混合；目的是使組織中的細胞相互分離開；時間間35min漂洗漂洗：清水；洗去解離液，防止解離過度，便于染色；：清水；洗去解離液，防止解離過度，便于染色；時間時間10min染色染色：改良苯酚品紅染液；

19、使染色體（質(zhì)）著色，便于：改良苯酚品紅染液；使染色體（質(zhì)）著色，便于觀察染色體（質(zhì)）的形態(tài)、數(shù)目、行為；時間觀察染色體（質(zhì)）的形態(tài)、數(shù)目、行為；時間35min制片制片：鑷子取根：鑷子取根-放在載玻片上，滴一滴清水放在載玻片上，滴一滴清水-鑷子尖弄碎根尖鑷子尖弄碎根尖-蓋上蓋玻片蓋上蓋玻片-再加載玻片再加載玻片-用拇指輕壓載玻片用拇指輕壓載玻片目的使組織細胞分散開來，有利于觀察目的使組織細胞分散開來，有利于觀察、先先用低倍鏡尋找染色體形態(tài)較好用低倍鏡尋找染色體形態(tài)較好的分裂相。視野中既有正常的二倍體的分裂相。視野中既有正常的二倍體細胞，也有染色體數(shù)目發(fā)生改變的細細胞，也有染色體數(shù)目發(fā)生改變的細胞

20、。確認某個細胞發(fā)生染色體數(shù)目變胞。確認某個細胞發(fā)生染色體數(shù)目變化后，化后，再再用高倍鏡觀察。用高倍鏡觀察。染色體變異染色體變異染色體變異染色體變異個別增減個別增減染色體組染色體組二倍體二倍體概念概念特點特點應(yīng)用應(yīng)用成因成因概念概念特征特征多倍體多倍體單倍體單倍體分類分類數(shù)目數(shù)目變異變異成倍成倍增減增減缺失、增加、易位、倒位缺失、增加、易位、倒位結(jié)構(gòu)變異結(jié)構(gòu)變異 ：課堂練習課堂練習典型例題典型例題 1. 1. 不是染色體不是染色體結(jié)構(gòu)變異的結(jié)構(gòu)的是變異的結(jié)構(gòu)的是( ( ) )A A 染色體缺失某一段染色體缺失某一段B B 染色體中增加了某一片段染色體中增加了某一片段C C 染色體中的染色體中的D

21、NADNA的堿基對位置的顛倒的堿基對位置的顛倒D D 染色體中的某一片段的位置的顛倒染色體中的某一片段的位置的顛倒C2 . 由八倍體小黑麥的花粉培養(yǎng)而成的植物是由八倍體小黑麥的花粉培養(yǎng)而成的植物是（ ） A單倍體單倍體B二倍體二倍體 C四倍體四倍體D八倍體八倍體A4、某二倍體植物基因型是、某二倍體植物基因型是Aa,經(jīng)染色體加倍后經(jīng)染色體加倍后形成的四倍體的基因型是形成的四倍體的基因型是 。AAaa3、普通小麥是六倍體，、普通小麥是六倍體，42條染色體，科學家用花藥條染色體，科學家用花藥離體培養(yǎng)培育出的小麥幼苗是（離體培養(yǎng)培育出的小麥幼苗是（ ）A、三倍體，含三個染色體組，、三倍體，含三個染色體

22、組，21條染色體條染色體B、單倍體，含三個染色體組，、單倍體，含三個染色體組，21條染色體條染色體C、六倍體，含六個染色體組，、六倍體，含六個染色體組，42條染色體條染色體D、單倍體，含一個染色體組，、單倍體，含一個染色體組，21條染色體條染色體B5、大麥的一個染色體組有、大麥的一個染色體組有7條染色體，在條染色體，在四倍體大麥根尖細胞有絲分裂后期能觀察四倍體大麥根尖細胞有絲分裂后期能觀察到的染色體數(shù)是：到的染色體數(shù)是：A、7條條 B、14條條C、28條條 D、56條條D三倍體無子西瓜三倍體無子西瓜的培育過程的培育過程1 1、為什么以一定濃度的、為什么以一定濃度的秋水仙素滴在二倍體西秋水仙素滴

23、在二倍體西瓜幼苗的芽尖？瓜幼苗的芽尖？2 2、獲得的四倍體西瓜、獲得的四倍體西瓜緣何要和二倍體雜交？緣何要和二倍體雜交？西瓜幼苗的芽尖是西瓜幼苗的芽尖是有有絲分裂旺盛絲分裂旺盛的地方，的地方，用秋水仙素處理有利用秋水仙素處理有利于于抑制細胞有絲分裂抑制細胞有絲分裂時形成紡錘體時形成紡錘體，從而，從而形成四倍體西瓜植株。形成四倍體西瓜植株。雜交可獲得三倍體植株。多倍體產(chǎn)生雜交可獲得三倍體植株。多倍體產(chǎn)生的途徑為：秋水仙素處理萌發(fā)的種子的途徑為：秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗?；蛴酌?。 拓展題拓展題三倍體無子西三倍體無子西瓜的培育過程瓜的培育過程3 3、三倍體西瓜為什么沒有、三倍體西瓜為什么沒有種子？真的一顆都沒有嗎？種子？真的一顆都沒有嗎？4 4、每年都要制種，、每年都要制種，很麻煩，有沒有別的很麻煩，有沒有別的替代方法？替代方法？三倍體植株