生物必修2課堂教學(xué)課件-染色體變異課件

第2節(jié)染色體變異

高中生物必修2※第5章基因突變及其他變異2012年10月人染色體（G-帶）一.染色體結(jié)構(gòu)變異缺失(deficency)：染色體的某一區(qū)段丟失了。重復(fù)(duplication)：染色體的某一區(qū)段增加了。倒位(inversion)：染色體的某一區(qū)段的正常順

序發(fā)生了顛倒。易位(translocation)：染色體的某一區(qū)段移接

到非同源的染色體上。1/4/2023缺失重復(fù)倒位易位缺失缺失貓叫綜合癥人5號(hào)染色體短臂部分缺失缺失雜合體的假顯性現(xiàn)象♀♂PL缺失

假顯性重復(fù)

abcdefgh

abcdefgefghabcdefggfeh重復(fù)雜合體的染色體聯(lián)會(huì)重復(fù)正常眼果蠅棒狀眼果蠅ABCDEABEDC倒位ABCDEADCBE易位易位易位易位雜合體的兩對(duì)同源染色體聯(lián)會(huì)時(shí)常由四條染色體組成一個(gè)四重體的構(gòu)型。易位二.染色體數(shù)目變異二倍體葡萄四倍體葡萄二倍體煙草葉片氣孔四倍體煙草葉片氣孔八倍體煙草葉片氣孔(一)染色體數(shù)目整倍數(shù)變異1/4/2023果蠅的雌雄嵌合體。此合子是w+m+/wm，當(dāng)?shù)谝淮温蚜褧r(shí)一個(gè)細(xì)胞丟失了帶有w+m+基因的X染色體，發(fā)育成兩性嵌合體。身體的一半為雄性，白眼，其基因型為O/wm；另一半為雌性，紅眼，其基因型為w+m+。蝴蝶（2n-1,受精卵第一次分裂丟失一條Y染色體所產(chǎn)生）(二)染色體數(shù)目非整倍數(shù)變異21三體綜合癥，又稱先天性愚型或唐氏綜合癥

a)核型b)患者

染色體組的概念：在二倍體生物的配子中所包含的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能都彼此不同的一組染色體。維持生物體生命活動(dòng)所需的最低限度的一套基本染色體，或稱為基因組，是多倍體物種染色體的組成成員，是一個(gè)完整而協(xié)調(diào)的體系，缺少其中的任何一個(gè)都會(huì)造成不育或性狀的變異。1、染色體組1/4/2023ⅡⅩⅢⅡⅢⅣⅩⅣⅡⅩⅢⅡⅢⅣⅣYⅡⅢⅣⅩⅡⅢⅣⅩⅡⅢⅣY果蠅體細(xì)胞（卵原細(xì)胞）♀♂減數(shù)分裂減數(shù)分裂體細(xì)胞（精原細(xì)胞）生殖細(xì)胞卵細(xì)胞精子1/4/2023一粒小麥體細(xì)胞的染色體數(shù)為2n=14，為基數(shù)7的二倍；例析二粒小麥體細(xì)胞的染色體數(shù)為2n=28，為基數(shù)7的四倍；普通小麥體細(xì)胞的染色體數(shù)為2n=42，為基數(shù)7的六倍。

三種植物體細(xì)胞內(nèi)染色體都是按基數(shù)7個(gè)染色體整倍增加的，我們把基數(shù)的7個(gè)染色稱為一個(gè)染色體組（x

）。究其源普通小麥具有二個(gè)染色體組的生物叫二倍體；具有三個(gè)染色體組的生物叫三倍體；三倍和三倍以上的整倍體統(tǒng)稱為多倍體。

一個(gè)染色體組所包含的染色體數(shù)，不同種屬間可能相同，也可能不同。

例如蔥x＝8，稻x＝12，高梁x＝10，玉米x＝10。

不論一個(gè)染色體組內(nèi)包含有幾個(gè)染色體，同一個(gè)染色體組的各個(gè)染色體的形態(tài)、結(jié)構(gòu)都彼此不同，但它們卻構(gòu)成一個(gè)完整而協(xié)調(diào)的體系；缺少其中的任何一個(gè)都會(huì)造成不育或性狀的變異。這就是染色體組的最基本特征。1/4/2023

隨著人們對(duì)染色體數(shù)加倍可以導(dǎo)致遺傳性狀的變異的了解日益深入，逐漸發(fā)現(xiàn)某些多倍體具有三個(gè)或三個(gè)以上相同的染色體組。這一類多倍體叫同源多倍體。

一般地說(shuō)，染色體的同源倍數(shù)越多，核體積和細(xì)胞體積越大?；蛐妥兓瘯?huì)增大。2、同源多倍體1/4/2023多倍體產(chǎn)生的原因及應(yīng)用

主要的原因：體細(xì)胞在有絲分裂的過(guò)程中，染色體完成了復(fù)制，但細(xì)胞受到外界環(huán)境條件或生物內(nèi)部因素的干擾，紡錘體的形成受到破壞，以致染色體不能被拉向兩極，細(xì)胞也不能分裂成兩個(gè)子細(xì)胞，于是就形成染色體加倍的細(xì)胞。應(yīng)用：人工誘導(dǎo)育種(秋水仙素來(lái)處理萌發(fā)的種子或幼苗)二倍體西瓜幼苗二倍體西瓜幼苗秋水仙素處理二倍體西瓜植株四倍體西瓜植株♀♂聯(lián)會(huì)紊亂三倍體西瓜種子無(wú)子西瓜雜交花粉刺激×自然長(zhǎng)成二倍體西瓜植株第一年第二年香蕉的培育香蕉的祖先為野生芭蕉，個(gè)小而多種子，無(wú)法食用。香蕉的培育過(guò)程如下：野生芭蕉

2n有籽香蕉

4n加倍野生芭蕉

2n無(wú)籽香蕉

3n1/4/2023與二倍體植株相比，多倍體植株的莖稈粗壯，葉片、果實(shí)和種子都比較大，糖類和蛋白質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的含量都有所增加。但也要注意雜合子后代的表型分析。1/4/2023作業(yè)：已知A對(duì)a完全顯性，試寫(xiě)出基因型為AAAa、AAaa、Aaaa的同源四倍體自交子代基因型及比例、自交后代表現(xiàn)型及比例。3、異源多倍體增加的染色體組來(lái)自不同物種，一般由不同種、屬間的雜交種染色體加倍而來(lái)。普通小麥、棉花、煙草、油菜和甘蔗等都是異源多倍體，它們是長(zhǎng)期進(jìn)化的產(chǎn)物。人工創(chuàng)造異源多倍體的途徑，一般也是先雜交，再將雜種染色體加倍。但為了保證雜交的成功，其原始親本之間大都是有一定親緣關(guān)系的。1/4/2023與黑麥的雜種(4x=ABDR=28)是不育的。將它的染色體數(shù)加倍成為異源八倍體(8x=AABBDDRR=56=28Ⅱ)，就成為可育的了，這就是被稱為小黑麥的植物。我國(guó)育成的這種八倍體小黑麥目前巳在云貴高原的高寒地帶種植，表現(xiàn)了一定的增產(chǎn)效果。由種間雜種加倍形成的異源多倍體是純合體。這方面的突出例子是小黑麥的育成。黑麥(2x=RR=14)的特點(diǎn)是穗大、粒大，抗病和抗逆性強(qiáng)。黑麥的這些特點(diǎn)無(wú)法通過(guò)雜交轉(zhuǎn)移給普通小麥。因?yàn)樾←湺啾扼w染色體組的組合1、定義：體細(xì)胞中含有本物種配子染色體數(shù)目的個(gè)體，叫單倍體。2、實(shí)例：自然界——雄蜂3、人工培育方法：花藥離體培養(yǎng)法4、意義：快速獲得純合體，縮短育種的年限5、特點(diǎn)：高度不育（用秋水仙素來(lái)處理后可育）4、單倍體親代配子單倍體不經(jīng)受精不同物種的單倍體含有染色體數(shù)與該物種配子染色體數(shù)一致。

玉米是二倍體，它的單倍體染色體為(n=x=10)；

水稻也是二倍體，它的單倍體染色體為(n=x=12)；

普通煙草是異源四倍體，它的單倍體染色體為(n=2x=24)；

普通小麥?zhǔn)钱愒戳扼w，它的單倍體染色體為(n=3x=21)。普通小麥普通小麥的單倍體單倍體本身的每個(gè)染色體組雖然都是單的，全部基因雖然都是單的，但是如果人為地將它的染色體數(shù)加倍，使之成為二倍體，不僅可以由不育變?yōu)榭捎移淙康幕蚨际羌兒系摹?/4/2023YRyRYryr黃色圓粒（YyRr）花藥（配子）單倍體植株正常二倍體（純合體）YYRRyyRRYYrryyrr黃圓綠圓黃皺綠皺秋水仙素處理幼苗YRyRYryr離體培養(yǎng)若從播種到收獲種子需要一年,則培育出能穩(wěn)定遺傳的矮桿抗病的品種至少需要幾年?P高桿抗病

DDTT×矮桿感病

ddttF1高桿抗病

DdTt↓第1年↓×選育出需要的矮抗品種F2D_T_D_ttddT_ddtt矮抗雜交育種第2年第3年×生長(zhǎng)ddTTF3減數(shù)分裂配子DTDtdTdt單倍體DTDtdTdt↓花藥離體培養(yǎng)↓秋水仙素第1年第2年第4年單倍體育種DDttddTTddtt純合體DDTT矮抗人工誘變+單倍體育種純合新品種花藥離體培養(yǎng)加倍并選擇優(yōu)點(diǎn)：

當(dāng)年就可以培育出優(yōu)良新品種！普通品種雜合體人工誘變1/4/20235、非整倍變異

在植物的群體中，某些植物比該物種的正常合子染色體數(shù)2n多或少了一個(gè)以至若干個(gè)染色體。避免變異——無(wú)性繁殖利用變異雜交育種

人工誘變育種

多倍體育種

單倍體育種生物的后代出現(xiàn)不同于親本的性狀自然變異

人工誘導(dǎo)變異按來(lái)源分應(yīng)用生物的變異小結(jié)概念：類型基因重組

基因突變

染色體變異不遺傳的變異遺傳的

變異按結(jié)果分1/4/2023利用蠶豆根尖微核技術(shù)探究環(huán)境污染情況的實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)原理微核是指獨(dú)立于細(xì)胞核外的圓形、橢圓形或無(wú)規(guī)則的小核，其直徑小于細(xì)胞核的1/3，可以是染色體斷片，也可以是整條染色體。自然狀態(tài)下，生物體產(chǎn)生微核的概率很小，在某些有害理化因素的影響下，微核的產(chǎn)生率會(huì)大大增加。當(dāng)這些有害因素?fù)p傷真核細(xì)胞的遺傳物質(zhì)時(shí)細(xì)胞核中的染色體會(huì)發(fā)生斷裂時(shí)，這些染色體片段不能隨有絲分裂進(jìn)入子細(xì)胞，留在細(xì)胞質(zhì)中，就構(gòu)成了微核。利用蠶豆根尖微核技術(shù)探究環(huán)境污染情況的實(shí)驗(yàn)利用蠶豆根尖微核技術(shù)探究環(huán)境污染情況的實(shí)驗(yàn)

微核是常見(jiàn)的遺傳毒理學(xué)指標(biāo)之一，指示染色體或紡錘體的損傷。由于這種損傷會(huì)因細(xì)胞受到的外界誘變因子作用的加劇而加劇，而微核產(chǎn)生的數(shù)量又可與誘變因子劑量的多少呈正相關(guān)，因此可用微核出現(xiàn)的頻率來(lái)評(píng)價(jià)環(huán)境誘變因子對(duì)生物遺傳物質(zhì)的損傷程度。通常計(jì)算微核數(shù)目的多少用微核千分率MCN(平均每千個(gè)細(xì)胞出現(xiàn)微核的細(xì)胞個(gè)數(shù))來(lái)表示。蠶豆根尖微核實(shí)驗(yàn)具有準(zhǔn)確、快速、操作簡(jiǎn)便、有明顯劑量-效應(yīng)關(guān)系、適合大批量樣品檢測(cè)等優(yōu)點(diǎn)，在環(huán)境監(jiān)測(cè)中應(yīng)用廣泛。利用蠶豆根尖微核技術(shù)探究環(huán)境污染情況的實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)材料微核實(shí)驗(yàn)通常使用蠶豆做實(shí)驗(yàn)材料,實(shí)驗(yàn)選大小均勻、飽滿、表面光滑的個(gè)體。選用培養(yǎng)的洋蔥根尖也可（見(jiàn)教材）。1/4/2023利用蠶豆根尖微核技術(shù)探究環(huán)境污染情況的實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)過(guò)程①蠶豆萌發(fā)蠶豆于24℃用自來(lái)水浸泡36h,濕紗布包裹催芽36h。選已發(fā)芽的蠶豆放入墊有濕脫脂棉的培養(yǎng)皿中培養(yǎng)36h。其間每12h用水沖洗1次,換水培養(yǎng)。在發(fā)芽良好的種子中間選擇根長(zhǎng)整齊一致,根長(zhǎng)約1.5～2.0cm的蠶豆隨機(jī)分組。利用蠶豆根尖微核技術(shù)探究環(huán)境污染情況的實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)過(guò)程②誘變劑配制用蒸餾水將四氯乙烯（污水中常見(jiàn)的一種持久性有機(jī)污染物）分別配制成0.1mg/L、1mg/L、10mg/L、100mg/L的溶液。③蠶豆根尖細(xì)胞微核試驗(yàn)把選好的蠶豆幼苗根部插入打孔的塑料板孔中,置25℃下用四氯乙烯溶液培養(yǎng)48h后取下幼苗，隨后倒去試劑，于25℃用蒸餾水修復(fù)培養(yǎng)22小時(shí)。切取蠶豆根尖,解離、染色、壓片方法參照植物細(xì)胞有絲分裂觀察實(shí)驗(yàn)，鏡檢，每組觀察4000左右細(xì)胞,統(tǒng)計(jì)微核千分率MCN‰。整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程以蒸餾水作對(duì)照。利用蠶豆根尖微核技術(shù)探究環(huán)境污染情況的實(shí)驗(yàn)

染色技術(shù)：針對(duì)不同材料或希望獲得不同的效果,可選擇適當(dāng)?shù)娜疽汉腿旧椒?用于常規(guī)染色體形態(tài)結(jié)構(gòu)鑒定的染色方法很多,常用的有如下幾種.

(1)改良苯酚品紅染色:若只作臨時(shí)鏡檢觀察,對(duì)解離后材料水洗并吸干,挑取根尖乳白色分生組織于載玻片上夾碎搗爛,滴加1～2滴染液,染色10～15min,壓片.

(2)1%醋酸洋紅染色:若只作臨時(shí)鏡檢觀察,將解離水洗后的材料吸干,挑取根尖乳白色分生組織于載玻片上夾碎搗爛,滴加1～2滴染液,染色10～20min,壓片。1/4/2023利用蠶豆根尖微核技術(shù)探究環(huán)境污染情況的實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析如表顯示，蠶豆根尖微核數(shù)、微核率均隨試劑濃度的升高而增加,蠶豆根尖微核率和四氯乙烯濃度之間均呈明顯的劑量效應(yīng)關(guān)系。微核實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：一定濃度的四氯乙烯能夠誘發(fā)根尖微核細(xì)胞數(shù)增加,且呈現(xiàn)劑量效應(yīng)關(guān)系。

分組濃度（mg·L-1）觀察細(xì)胞數(shù)微核數(shù)微核率‰空白組--3859112.95四氯乙烯0.13922369.181.039374611.6810.037346818.21100.037898522.43利用蠶豆根尖微核技術(shù)探究環(huán)境污染情況的實(shí)驗(yàn)

本實(shí)驗(yàn)作為一個(gè)探究性實(shí)驗(yàn)，研究的角度、控制的變量可以是不同的。例如，可以從處理時(shí)間、換用不同實(shí)驗(yàn)材料（如洋蔥、吊蘭）、換用其他理化因子（如洗潔精、肥皂、硫酸銅、造紙廠廢水、廢電池、煙絲浸出液）等角度進(jìn)行探究。1/4/2023課堂作業(yè)請(qǐng)判斷下列細(xì)胞中各有多少個(gè)染色體組？2個(gè)3個(gè)4個(gè)1個(gè)2個(gè)4個(gè)

體細(xì)胞中的染色體數(shù)配子中的染色體數(shù)體細(xì)胞中的染色體組數(shù)配子中的染色體組數(shù)屬于幾倍體生物豌豆72普通小麥423小黑麥28八倍體比較項(xiàng)目生物種類141

二倍體

六倍體2156846請(qǐng)判斷：a、二倍體物種所形成的單倍體中，其體細(xì)胞中只含一個(gè)染色體組。b、如果是四倍體、六倍體物種形成的單倍體，其體細(xì)胞中就含有兩個(gè)或三個(gè)染色體組，我們可