第5章

基因突變及其他變異第2節(jié)

染色體變異知識回顧單倍體體細胞中的染色體數(shù)目與本物種配子染色體數(shù)目相同的個體。染色體變異：生物體的體細胞或生殖細胞內(nèi)染色體數(shù)目或結(jié)構(gòu)的變化。染色體組：細胞中的一組完整的非同源染色體，它們在形態(tài)和功能上各不相同，但是攜帶著控制一種生物生長、發(fā)育、遺傳和變異的全部信息，這樣的一組染色體叫作一個染色體組。二倍體通常由受精卵發(fā)育而成，體細胞中含有2個染色體組的個體，通常可用2N表示。多倍體通常由受精卵發(fā)育而成，體細胞中含有三個或三個以上染色體組的個體。知識回顧多倍體特點優(yōu)點：a.莖稈粗壯；b.葉片、果實和種子都比較大；c.糖類和蛋白質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)的含量

都有所增加。缺點：結(jié)實率低，晚熟等。多倍體植物具有很多優(yōu)點，該如何獲得多倍體植株呢？單倍體特點：枝葉莖桿弱小，一般高度不育。染色體數(shù)目的變異多倍體育種人工誘導多倍體方法

低溫處理秋水仙素誘發(fā)等處理對象：萌發(fā)的種子或幼苗作用時期：有絲分裂前期作用原理：能夠抑制紡錘體的形成，導致染色體不能移向細胞的兩極，從而引起細胞內(nèi)染色體數(shù)目加倍。染色體數(shù)目加倍的細胞繼續(xù)進行有絲分裂，將來就可能發(fā)育成多倍體植株。細胞有絲分裂旺盛染色體數(shù)目的變異多倍體育種三倍體無子西瓜培育過程三倍體植株三倍體聯(lián)會紊亂第一年第二年(1)為什么用一定濃度的秋水仙素溶液

滴在二倍體西瓜幼苗的芽尖?芽尖細胞分裂旺盛，更容易使染色體數(shù)目加倍(2)處理后的植株，各個部位染色體數(shù)目是否都為4N?不是，芽尖發(fā)育而來的莖、葉、花染色體數(shù)目為4N，但是未處理的根部細胞染色體數(shù)目仍為2N染色體數(shù)目的變異多倍體育種三倍體無子西瓜培育過程三倍體植株三倍體聯(lián)會紊亂第一年第二年(3)獲得四倍體西瓜為何要與二倍體雜交?(4)三倍體西瓜為什么沒有種子？真的一顆沒有嗎?刺激子房發(fā)育成果實并不是絕對一顆種子都沒有，原因在進行減數(shù)分裂時，有可能形成正常的卵細胞染色體數(shù)目的變異低溫誘導植物細胞染色體數(shù)目的變化實驗原理處理導致結(jié)果低溫處理植物的分生組織細胞細胞的紡錘體不能形成有絲分裂中染色體不能被拉向兩極細胞不能分裂成兩個子細胞細胞的染色體數(shù)目發(fā)生變化染色體數(shù)目的變異低溫誘導植物細胞染色體數(shù)目的變化實驗步驟根尖的培養(yǎng)取材固定制作裝片將蒜（或洋蔥）在冰箱冷藏室內(nèi)（4℃）放置一周；取出后，于室溫（約25℃）進行培養(yǎng)；蒜長出約1cm長的不定根時，將裝置放入冰箱冷藏室誘導培養(yǎng)48-72h。解離（解離液）、漂洗（清水）、染色（甲紫溶液）、制片（與觀察植物細胞有絲分裂的實驗相同）觀察剪取根尖0.5-1cm，放入卡諾氏液中浸泡0.5-1h，以固定細胞形態(tài)，然后用體積分數(shù)為95%的酒精沖洗2次；先在低倍鏡下確認某個細胞發(fā)生了染色體數(shù)目變化后，再用高倍鏡觀察染色體數(shù)目的變異低溫誘導植物細胞染色體數(shù)目的變化實驗結(jié)果視野中既有正常的二倍體細胞（多），也有染色體數(shù)目發(fā)生改變的細胞（少）。對照低溫誘導72h蒜根尖細胞染色體數(shù)目加倍的顯微照片（放大400倍）低溫可以誘導植物細胞染色體數(shù)目發(fā)生變化。實驗結(jié)論染色體數(shù)目的變異低溫誘導植物細胞染色體數(shù)目的變化分析與討論(1)顯微鏡下能否看到細胞連續(xù)的變化?在進行實驗的過程中，所觀察的細胞已經(jīng)被卡諾氏液等殺死，看到的是死細胞，因此不能觀察到連續(xù)的變化。(2)秋水仙素與低溫都能誘導染色體數(shù)目加倍，兩者在原理上有什么相似與不同?相同：抑制細胞有絲分裂過程中紡錘體的形成，影響染色體不能被拉向兩極，細胞也不能分裂成兩個子細胞，結(jié)果植物細胞染色體數(shù)目發(fā)生變化。不同：低溫條件容易創(chuàng)造和控制，成本低、對人體無害、易于操作。染色體數(shù)目的變異單倍體育種已知小麥的高稈（D）對矮稈（d）為顯性，抗銹?。≧）對易染銹?。╮）為顯性，兩對性狀獨立遺傳?，F(xiàn)有純合的高稈抗病的小麥（DDTT）和矮稈不抗病的小麥（ddtt），怎樣得到矮稈抗病的優(yōu)良品種（ddTT）？染色體數(shù)目的變異單倍體育種已知小麥的高稈（D）對矮稈（d）為顯性，抗銹?。≧）對易染銹病（r）為顯性，兩對性狀獨立遺傳。現(xiàn)有純合的高稈抗病的小麥（DDTT）和矮稈不抗病的小麥（ddtt），怎樣得到矮稈抗病的優(yōu)良品種（ddTT）？P高桿抗病DDTT×矮桿感病ddttF1高桿抗病

DdTtF2D_T_D_ttddT_ddttddTT雜交育種?目的品種連續(xù)?第1年第2年第3-8年染色體數(shù)目的變異單倍體育種已知小麥的高稈（D）對矮稈（d）為顯性，抗銹?。≧）對易染銹?。╮）為顯性，兩對性狀獨立遺傳?，F(xiàn)有純合的高稈抗病的小麥（DDTT）和矮稈不抗病的小麥（ddtt），怎樣得到矮稈抗病的優(yōu)良品種（ddTT）？花藥離體培養(yǎng)PF1配子DDTTDDttddTTddtt正常植株（純合）秋水仙素單倍體育種高桿抗病DDTT×矮桿感病ddtt高桿抗病DdTtDTDtdTdt單倍體植株第1年第2年DTDtdTdt目的品種過程：原理：染色體變異優(yōu)點：二倍體植株花藥離體培養(yǎng)單倍體植株秋水仙素處理二倍體植株（純合子）秋水仙素只能處理萌發(fā)的幼苗明顯縮短育種年限純合體，自交后代不會發(fā)生性狀分離缺點：技術復雜，需與雜交育種配合染色體數(shù)目的變異單倍體育種植物組織培養(yǎng)染色體結(jié)構(gòu)的變異缺失缺失：染色體的某一片段消失引起的變異。正常翅缺刻翅實例：果蠅缺刻翅的形成人類的貓叫綜合征（5號染色體部分缺失）嬰幼兒期似貓叫樣哭聲、特殊面容染色體結(jié)構(gòu)的變異缺失染色體片段缺失基因中堿基的缺失染色體結(jié)構(gòu)的變化（染色體上基因數(shù)量變化）基因突變（染色體上基因數(shù)量不改變）在光學顯微鏡下觀察到在光學顯微鏡下觀察不到AaCTCAGGGCCCGGGC重復：染色體增加了某一片段引起的變異。實例：果蠅棒狀眼的形成正常眼棒狀眼染色體結(jié)構(gòu)的變異重復增加的一般是相同基因或等位基因abcdefghijk正常眼花斑眼實例：果蠅花斑眼的形成

人慢性粒細胞白血病染色體結(jié)構(gòu)的變異易位易位：染色體的某一片段移接到另一條非同源染色體上。圖解區(qū)別位置原理觀察發(fā)生于非同源染色之間發(fā)生于同源染色體的非姐妹染色單體之間染色體結(jié)構(gòu)變異基因重組可在顯微鏡下觀察到在顯微鏡下觀察不到染色體易位交叉互換染色體結(jié)構(gòu)的變異易位倒位：染色體的某一片段位置顛倒引起變異。實例：果蠅卷翅的形成正常翅卷翅倒位發(fā)生在一條染色體中染色體結(jié)構(gòu)的變異倒位abcdef染色體結(jié)構(gòu)上的缺失、重復、易位和倒位染色體上的基因數(shù)量、排列順序的改變生物性狀的改變大多數(shù)染色體結(jié)構(gòu)變異對生物體是不利的，甚至導致生物體死亡。染色體結(jié)構(gòu)的變異缺失倒位abcdef項目基因突變基因重組染色體變異本質(zhì)發(fā)生時期觀察適用范圍產(chǎn)生結(jié)果共同點基因結(jié)構(gòu)的改變基因的重新組合染色體結(jié)構(gòu)或數(shù)目發(fā)生變化DNA復制時期減數(shù)分裂Ⅰ減數(shù)分裂

、有絲分裂光學顯微鏡下無法觀察光學顯微鏡下無法觀察光學顯微鏡下可以觀察任何生物真核生物、有性生殖真核生物產(chǎn)生新的基因只改變基因型基因“數(shù)量”上發(fā)生變化都是可遺傳的變異變異類型比較育種誘變育種雜交育種多倍體育種單倍體育種原理常用方法優(yōu)點缺點舉例基因突變基因重組染色體變異染色體變異紫外線、X射線或亞硝酸鹽等處理生物人工雜交秋水仙素處理萌發(fā)的種子、幼苗花藥的離體培養(yǎng)后，人工誘導染色體加倍提高變異頻率，加快育種進程，大幅度改良某些性狀使分散在同一生物不同品種中的多個優(yōu)良性狀集中在同一個體中簡單操作，能較快獲得新品種明顯縮短育種年限，子代均為純合子有利變異少，需要大量的實驗材料育種時間長，局限于同一種或親緣關系較近的個體技術復雜，安全性問題較多技術復雜且需雜交育種配合太空育種抗病植株的快速育成三倍體西瓜雜交水稻隨堂檢測下列有關染色體變異的敘述，正確的是（

）A．染色體發(fā)生倒位時，通常會使染色體上的基因結(jié)構(gòu)發(fā)生改變B．單倍體育種和多倍體育種原理是染色體變異，都屬于可遺傳變異C．一個四分體內(nèi)可發(fā)生染色體某片段重復，也可發(fā)生某片段易位D．染色體數(shù)目變異可發(fā)生在減數(shù)分裂過程中，有絲分裂過程不會發(fā)生B下列關于單倍體、二倍體、多倍體的敘述不正確的是（

）A．單倍體都是純種，多倍體的等位基因至少有三個B．由受精卵發(fā)育而來，體細胞中有幾個染色體組就叫幾倍體C．由配子發(fā)育而來，體細胞中無論有幾個染色體組，都叫單倍體D．某多倍體植株基因型為AAaBbbCCCDDd，此植物有三個染色體組A隨堂檢測野生獼猴桃是一種多年生植株上所結(jié)的富含維生素C的二倍體（2n＝58）小野果。如圖是某科研小組以大量的野生獼猴桃種子（aa）為實驗材料培育抗蟲獼猴桃無籽新品種的過程，下列分析正確的是（）

A．該培育過程中不可使用花藥離體培養(yǎng)B．③⑦過程必須使用秋水仙素，圖中AAaa可產(chǎn)生AA、Aa、aa三種類型的配子，

比例為1∶2∶1C．⑤的親本不是同一物種D．⑥過程得到的個體是四倍體C隨堂檢測下列有關變異與育種的敘述中，有幾項是正確的（

）①DNA分子中堿基對的增添、缺失和替換不一定都是基因突變②某植物經(jīng)X