染色體變異及其應(yīng)用PPT課件

1、一、染色體結(jié)構(gòu)的變異一、染色體結(jié)構(gòu)的變異1、原因：、原因： 染色體斷裂以及斷裂后片段不正常的重新連接。2、類型：、類型： 缺失、重復(fù)、倒位、易位第1頁/共50頁（1）缺失）缺失第2頁/共50頁貓叫綜合征，是人的5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，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。第3頁/共50頁（2）重復(fù)）重復(fù)第4頁/共50頁果蠅的卵圓眼和棒狀眼野生型：卵圓眼變異型：棒狀眼第5頁/共50頁（3）倒位）倒位第6頁/共50頁（4）易位）易位非同源染色體之非同源染色體之間的片段交換間的片段交換第7頁/共50頁種類：1缺失、2重復(fù)、3倒位和

2、4易位第8頁/共50頁染色體結(jié)構(gòu)的改變會導(dǎo)致染色體上基因的染色體結(jié)構(gòu)的改變會導(dǎo)致染色體上基因的數(shù)目數(shù)目或或排列順序排列順序發(fā)生改變，從而導(dǎo)致性狀發(fā)生改變，從而導(dǎo)致性狀的變異。的變異。大多數(shù)染色體結(jié)構(gòu)的變異對生物體是大多數(shù)染色體結(jié)構(gòu)的變異對生物體是不利不利的，有時甚至導(dǎo)致生物體的，有時甚至導(dǎo)致生物體死亡死亡。3、后果：、后果：4、特點：、特點： 頻率頻率很低很低5、誘導(dǎo)因素：、誘導(dǎo)因素：電離輻射電離輻射、病毒感染病毒感染或或化學物質(zhì)化學物質(zhì)誘導(dǎo)。誘導(dǎo)。第9頁/共50頁課題研究：環(huán)境中化學物質(zhì)對染色體結(jié)構(gòu)變課題研究：環(huán)境中化學物質(zhì)對染色體結(jié)構(gòu)變異的影響異的影響研究目的：研究目的： 了解環(huán)境中化學物

3、質(zhì)對染色體結(jié)構(gòu)變異的了解環(huán)境中化學物質(zhì)對染色體結(jié)構(gòu)變異的影響。影響。推薦器材：推薦器材： 培養(yǎng)皿，試管，載玻片，蓋玻片，顯微鏡；培養(yǎng)皿，試管，載玻片，蓋玻片，顯微鏡；蠶豆種子等；硫酸銅，改良堿性品紅染液等。蠶豆種子等；硫酸銅，改良堿性品紅染液等。第10頁/共50頁研究指導(dǎo)：研究指導(dǎo)：閱讀背景資料： 引起染色體變異的原因很多，其中引起染色體變異的原因很多，其中輻射輻射與與化學藥化學藥物物是導(dǎo)致染色體變異的重要原因。為了證實是導(dǎo)致染色體變異的重要原因。為了證實硫酸銅硫酸銅對染色體結(jié)構(gòu)具有導(dǎo)致變異的影響，一位學生用硫?qū)θ旧w結(jié)構(gòu)具有導(dǎo)致變異的影響，一位學生用硫酸銅溶液培養(yǎng)蠶豆種子，酸銅溶液培養(yǎng)蠶豆種

4、子，發(fā)現(xiàn)萌發(fā)的幼苗發(fā)現(xiàn)萌發(fā)的幼苗根尖根尖細細胞中出現(xiàn)胞中出現(xiàn)微核微核，這是染，這是染色體色體結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)變異的結(jié)果。變異的結(jié)果。生物科學工作者往往采生物科學工作者往往采用微核研究的方法來分用微核研究的方法來分析環(huán)境污染的程度。析環(huán)境污染的程度。微核第11頁/共50頁該學生實驗步驟：該學生實驗步驟：（1）將蠶豆種子洗凈，）將蠶豆種子洗凈， 25水培；水培；（2）待根長到）待根長到0.51.5cm，移入質(zhì)量濃度為，移入質(zhì)量濃度為300mg/L的硫酸銅溶液中培養(yǎng)的硫酸銅溶液中培養(yǎng)6h；（3）自來水沖洗后，再移入清水中培養(yǎng)）自來水沖洗后，再移入清水中培養(yǎng)24h；（4）剪取蠶豆根尖，）剪取蠶豆根尖，制作制作

5、臨時玻片標本，用改良臨時玻片標本，用改良堿性品紅染液染色；堿性品紅染液染色；（5）每個根尖計數(shù)）每個根尖計數(shù)5001000個細胞個細胞,計算計算微核率微核率。第12頁/共50頁第13頁/共50頁 例：某工廠污水流入河流中，使河中植物例：某工廠污水流入河流中，使河中植物大批死亡。有同學認為是污水中的化學物質(zhì)使大批死亡。有同學認為是污水中的化學物質(zhì)使植物細胞的染色體結(jié)構(gòu)發(fā)生了變異，并準備對植物細胞的染色體結(jié)構(gòu)發(fā)生了變異，并準備對此進行研究。如果是你，你如何研究？此進行研究。如果是你，你如何研究？作出假設(shè)：提出問題：污水中的化學物質(zhì)對植物染色體結(jié)構(gòu)變異的影響。污水中的化學物質(zhì)會使植物染色體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生變

6、異。探究實踐探究實踐第14頁/共50頁設(shè)計與實驗：用污水培養(yǎng)用蒸餾水培養(yǎng)（實驗組）（對照組）分析證據(jù)： （比較、兩組的微核率）得出結(jié)論：若微核率微核率，說明若微核率微核率，說明 若微核率微核率，說明第15頁/共50頁深入探究： 探究水質(zhì)探究水質(zhì)污染程度污染程度與生物細胞與生物細胞微核率微核率高高低的關(guān)系。低的關(guān)系。第16頁/共50頁二、染色體數(shù)目的變異二、染色體數(shù)目的變異正常情況下，每種生物的染色體數(shù)目是恒定的。第17頁/共50頁果蠅染色體顯微照片第18頁/共50頁 XXXY 第19頁/共50頁XY XY第20頁/共50頁XXX X第21頁/共50頁 一個染色體組中無同源染色體（互為非同源染色

7、體），形態(tài)和功能各不相同； 一個染色體組攜帶著控制生物生長的全部遺傳信息。（1）概念：）概念：二倍體生物配子中所具有的全部染色體組成一個染色體組。（2）特點：）特點：第22頁/共50頁(3)染色體組數(shù)目的確定方法根據(jù)細胞中染色體的形態(tài)判斷細胞內(nèi)同一形態(tài)的染色體有幾條,則含有幾個染色體組,如圖甲細胞中同一形態(tài)的染色體有4條,則該細胞含4個染色體組,圖乙含3個染色體組,圖丙含1個染色體組.第23頁/共50頁例1：以下各圖中，各有幾個染色體組？4個2個3個5個1個第24頁/共50頁根據(jù)基因型來判斷在細胞或生物體的基因型中,控制同一性狀的基因(不分顯隱性)出現(xiàn)幾次,則有幾個染色體組,如圖乙細胞基因型為

8、AAaBBb,基因A和a(或B和b)共有3個,則該細胞共有3個染色體組.第25頁/共50頁例2：以下基因型，所代表的生物染色體組數(shù)分別是多少?（1）Aa _ （2）AaBb _（3）AAa _（4）AaaBbb _（5）AAAaBBbb _（6）ABCD _2個2個3個3個 4個1個水稻有24條染色體配成12對，它的一個染色體組含幾條染色體？討論：一個染色體組中是否存在等位基因？第26頁/共50頁第27頁/共50頁染色體數(shù)目的變異一、非整倍性變異：個別染色體數(shù)目的增加一、非整倍性變異：個別染色體數(shù)目的增加或減少：或減少： 2121三體綜合征（多三體綜合征（多1 1條條2121號染色體）號染色體

9、）性腺發(fā)育不全綜合征（性腺發(fā)育不全綜合征（XOXO）先天性睪丸發(fā)育不全綜合征（先天性睪丸發(fā)育不全綜合征（ XXYXXY）XYYXYY綜合征綜合征響譽世界的著名“天才”音樂指揮家舟舟舟舟是一個先天智力障礙(21(21三體綜合癥) )患者病因：常染色體變異, ,比正常人多了一條2121號染色第28頁/共50頁（1）減）減分裂后期，個別分裂后期，個別同源染色體同源染色體沒有分開。沒有分開。（2）減）減分裂后期，個別分裂后期，個別姐妹染色單體姐妹染色單體分開后移向細胞同分開后移向細胞同一極。一極。形成原因：形成原因：減數(shù)第一次分裂后期同源染色減數(shù)第一次分裂后期同源染色體不分離體不分離減數(shù)第二次分裂后期

10、姐妹染色單體移減數(shù)第二次分裂后期姐妹染色單體移向一極向一極第29頁/共50頁b、單倍體：、單倍體： 概念：概念： 由由配子配子直接發(fā)育而成，體細胞中含本物種配子染色體數(shù)目的直接發(fā)育而成，體細胞中含本物種配子染色體數(shù)目的個體。個體。存在存在特點特點( (植物植物) ) ：植株植株弱小弱小，高度不育高度不育動物：動物：植物：植物：如如雄蜂雄蜂偶爾出現(xiàn)偶爾出現(xiàn)（k/2N）1、一倍性變異和單倍性變異、一倍性變異和單倍性變異 a、一倍體、一倍體（N）概念：體細胞只含有一個染色體組的個體概念：體細胞只含有一個染色體組的個體特點：特點： 存活率低存活率低 一般不育一般不育(因為不能進行正常的減數(shù)分裂形成配子

11、因為不能進行正常的減數(shù)分裂形成配子)二、整倍性變異：以染色體組的形式成倍增加或減少二、整倍性變異：以染色體組的形式成倍增加或減少第30頁/共50頁由由受精卵受精卵發(fā)育而成，體細胞中含有發(fā)育而成，體細胞中含有兩個兩個染色體組的個體。染色體組的個體。幾乎幾乎全部動物，全部動物，過半數(shù)過半數(shù)的高等植物。的高等植物。人：2N=46 果蠅：2N=8 水稻：2N=24a a、二倍體：、二倍體：概念：概念：存在：存在：（2N）b b、多倍體：、多倍體： 概念：概念：由由受精卵受精卵發(fā)育而成，體細胞中含有發(fā)育而成，體細胞中含有三個三個或或三個以上三個以上染色體組的染色體組的個體。個體。（kN）存在存在：主要是

12、植物，動物極少見。主要是植物，動物極少見。香蕉：三倍體 馬鈴薯：四倍體 普通小麥：六倍體 煙草：四倍體2、多倍性變異產(chǎn)生原因：自發(fā)產(chǎn)生，誘導(dǎo)產(chǎn)生產(chǎn)生原因：自發(fā)產(chǎn)生，誘導(dǎo)產(chǎn)生概念：與正常的二倍體細胞相比，具有更多的染色體組的變異概念：與正常的二倍體細胞相比，具有更多的染色體組的變異第31頁/共50頁染色體復(fù)制染色體加倍的體細胞多倍體有絲分裂體細胞條件適宜染色體復(fù)制染色體復(fù)制染色體加倍的配子多倍體合子受精作用受精作用性原細胞多倍體紡錘體不能紡錘體不能形成形成紡錘體不能形成紡錘體不能形成第32頁/共50頁影響：c. 偶數(shù)多倍體: 可育 ，如普通小麥六倍體 奇數(shù)多倍體: 不育 ，如香蕉三倍體(籽退化,

13、通過無性生殖繁殖)d. 在植物中常見, ，在動物中則多倍體的動物是致死的，多倍性變異常常是自然流產(chǎn)的主要原因第33頁/共50頁思考：1、二倍體的擬南芥有3對同源染色體，他得單倍體含有幾個染色體組，幾條染色體？含1個染色體組，3個染色體2、六倍體的普通小麥有42條染色體，它的單倍體含有幾個染色體組，幾條染色體？含3個染色體組，21個染色體第34頁/共50頁有關(guān)生物體倍數(shù)的判斷方法有關(guān)生物體倍數(shù)的判斷方法1. 1. 染色體組判斷方法：染色體組判斷方法：（1 1）一個染色體組中不含同源染色體）一個染色體組中不含同源染色體（2 2）一般形態(tài)、大小各不相同）一般形態(tài)、大小各不相同2. 2. 染色體組數(shù)目

14、的確定方法：染色體組數(shù)目的確定方法：（1 1）看同源染色體數(shù)目：）看同源染色體數(shù)目：細胞內(nèi)同樣形態(tài)的染色體由幾條就是幾細胞內(nèi)同樣形態(tài)的染色體由幾條就是幾個染色體組。個染色體組。（2 2）看等位基因個數(shù)：）看等位基因個數(shù)：同一種基因（不分顯隱）出現(xiàn)同一種基因（不分顯隱）出現(xiàn) 幾次就幾次就是幾個染色體組。是幾個染色體組。(3)根據(jù)染色體的數(shù)目和染色體的形態(tài)數(shù)來推算染色體組的數(shù)目染色體數(shù)/染色體形態(tài)數(shù)第35頁/共50頁3.3.生物體倍數(shù)的判斷：生物體倍數(shù)的判斷：（1 1）首先看是由什么細胞發(fā)育來的：）首先看是由什么細胞發(fā)育來的：如果如果是配子發(fā)育來的，不論是幾個染色體組，一定是配子發(fā)育來的，不論是幾

15、個染色體組，一定是單倍體。是單倍體。如果如果是由受精卵（合子）發(fā)育來的，則要看有幾個是由受精卵（合子）發(fā)育來的，則要看有幾個染色體組了。染色體組了。（2 2）兩個染色體組，則是二倍體）兩個染色體組，則是二倍體（3 3）大于等于三個染色體組，則是多倍體。）大于等于三個染色體組，則是多倍體。第36頁/共50頁花粉花粉單倍體純合二倍體優(yōu)良品種返回返回離體離體培養(yǎng)培養(yǎng)人工誘導(dǎo)人工誘導(dǎo)染色體加倍染色體加倍選擇選擇第37頁/共50頁 例：在水稻中，高桿(D)(D)對矮桿(d)(d)是顯性，抗病(R)(R)對不抗病(r)(r)是顯性。現(xiàn)有純合矮桿不抗病水稻ddrr和純合高桿抗病水稻DDRR兩個品種, ,要想

16、得到能夠穩(wěn)定遺傳的矮桿抗病水稻ddRR ，應(yīng)該怎么做？P DDRR ddrrF1DdRr配子DR Dr dR dr花粉(藥)離體培養(yǎng)幼苗DR Dr dR dr秋水仙素處理DDRR DDrr ddRR ddrr正常植株（單倍體）（單倍體）（純合子）（純合子）高桿抗病高桿不抗病矮桿抗病矮桿不抗病生物必修生物必修2第38頁/共50頁1、單倍體育種：、單倍體育種：實例：實例：花粉(藥)秋水秋水仙素仙素正常純合子單倍體幼苗離體離體培養(yǎng)培養(yǎng)優(yōu)點：優(yōu)點：后代是后代是純合子純合子，明顯，明顯縮短了育種年限縮短了育種年限。缺點：缺點：技術(shù)較復(fù)雜技術(shù)較復(fù)雜方法：方法：花粉花粉( (藥藥) )離體培養(yǎng)離體培養(yǎng)原理：

17、原理：染色體變異染色體變異矮桿抗病水稻的培育矮桿抗病水稻的培育三、染色體變異在育種上的應(yīng)用三、染色體變異在育種上的應(yīng)用第39頁/共50頁2、多倍體育種：、多倍體育種：與二倍體相比， 莖桿粗壯，葉片、果實種子都比較大，糖類和蛋白質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)的含量比較高，結(jié)實率低。第40頁/共50頁 方法：方法： 用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗。 實例：實例： 三倍體無子西瓜的培育（原理：能夠抑制紡錘體的形成（原理：能夠抑制紡錘體的形成,導(dǎo)致染色體不分離導(dǎo)致染色體不分離,從而引起從而引起細胞內(nèi)染色體數(shù)目加倍）細胞內(nèi)染色體數(shù)目加倍） 原理：原理： 優(yōu)點：優(yōu)點： 可培育出自然界中沒有的可培育出自然界中沒有的新品種新品

18、種，且培育出的植物，且培育出的植物器官大器官大，產(chǎn)量高產(chǎn)量高，營養(yǎng)豐富營養(yǎng)豐富 。 缺點：缺點： 結(jié)實率低，成熟遲（結(jié)實率低，成熟遲（晚熟晚熟）染色體變異染色體變異第41頁/共50頁2N4N胚胚: 3N秋水仙素處理秋水仙素處理2N2N3N2N三倍體無子西瓜的培育三倍體無子西瓜的培育返回返回第一年第一年第二年第二年 種植種植 種植種植 傳粉傳粉傳粉刺激傳粉刺激果實發(fā)育果實發(fā)育3N果皮、種果皮、種皮：皮：4N染色體染色體聯(lián)會紊亂聯(lián)會紊亂無生殖細胞形成無生殖細胞形成第42頁/共50頁雜交育種多倍體育種單倍體育種方法原理優(yōu)點缺點3 3、育種方法小結(jié)：、育種方法小結(jié)：雜交雜交用秋水仙素處理用秋水仙素處理

19、萌發(fā)的種子或幼萌發(fā)的種子或幼苗苗花藥花藥( (粉粉) )離體培養(yǎng)離體培養(yǎng)基因重組基因重組染色體變異染色體變異染色體變異染色體變異方法簡便方法簡便可培育出新種，可培育出新種，器官大，產(chǎn)量高，器官大，產(chǎn)量高，營養(yǎng)豐富營養(yǎng)豐富后代都是純合子，后代都是純合子，明顯縮短育種年限明顯縮短育種年限要長年限選要長年限選擇才可獲得擇才可獲得結(jié)實率低，成結(jié)實率低，成熟遲（熟遲（晚熟晚熟）技術(shù)較復(fù)雜技術(shù)較復(fù)雜第43頁/共50頁低溫誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目的變化原理原理 用低溫處理植物分生組織細胞，能夠抑制紡錘體的形成，以至影響染色體被被拉向兩極，細胞也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。材料用具材料用具 洋蔥或大蔥、蒜（均為二倍體，體細胞中的染色體數(shù)為1616），培養(yǎng)皿，濾紙，紗布，燒杯，鑷子，剪刀，顯微鏡，載玻片，蓋玻片，冰箱，卡諾氏液，改良苯酚品紅染液，體積分數(shù)為15%15%的鹽酸溶液，體積分數(shù)為95%95%的酒精溶液。實驗生物必修生物必修2第44頁/共50頁方法步驟方法步驟1