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1、基因突变是染色体的某一个位点上的改变,这种改变在光学显微镜下是无法直接观察到的。 染色体变异是光学显微镜下可见的变异,染色体结构变异,染色体数目变异,基因突变基因重组染色体变异,可遗传的变异,染色体变异类型,染色体的某一片段缺失引起变异 指一条染色体断裂而失去一个片段,这个片段上的基因也随之丢失。,消失,(1)缺失,果蝇缺刻翅的形成,1、类型,由 引起的变异,染色体结构改变,基因如何变化?,“猫叫综合症”是人的5号染色体部分缺失引起的遗传病,病儿生长发育迟缓,头部畸形,哭声奇特,皮纹改变等特点,并有智能障碍,而其最明显的特征是哭声类似猫叫。,染色体中增加某一片段引起变异 一条染色体的断裂片段接
2、到同源染色体的相应部位,结果后者就有一段重复基因。,重复,()重复,果蝇棒状眼的形成,基因如何变化?,染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上引起变异,(3)易位,夜来香的变异,移接,注意:必须强调是非同源染色体之间的染色体交换,同源染色体(非姐妹染色单体)之间的交叉互换属于基因重组,对生物的变异是有利的。,基因如何变化?,对于生物体来说,基因的数量 ;对于某条染色体来说,基因的数量 ;,染色体的某一片段位置颠倒 一条染色体的断裂片段,位置倒过来后再接上去,造成这段染色体上的基因位置颠倒。,(4)倒位,颠倒,基因如何变化?,缺失,重复,倒位,易位,果蝇缺刻翅、猫叫综合症,果蝇棒状眼,夜来香的
3、变异、 慢性粒细胞白血病,染色体结构的改变,会使排列在染色体上的基因的数目或排列顺序发生改变,而导致性状的变异。,2、概念,3、结果,大多数染色体结构变异对生物体是不利的,有的甚至会导致生物体死亡。,未发生染色体结构变化的是,基因内部的一个或几个碱基对的改变变化局限于一个基因内部,以染色体片段为整体发生变化,涉及染色体某一片段,涉及若干个基因,基因的位置、数目没有改变产生新基因,缺失、重复:基因数目改变 易位、倒位:基因的位置改变不产生新基因,基因内部未发生改变,不可见分子水平,可见细胞水平,性状不一定改变(一般不会致死),性状变化较大多数不利,甚至致死,思考:区别“易位”与“交叉互换”,“易
4、位”发生在 之间;“交叉互换” 发生 在 之间; “易位”属于可遗传变异中的 ; “交叉互换” 属于可遗传变异中的 ; “易位”可能“相互给予”,也可能“一方给予”,交换 的基因数量可能不同 “易位”在显微镜下可观察到,“交叉互换”观察不到,【例2】图中和表示发生在常染色体上的变异。和所表示的变异类型分别属( ) A、重组和易位B、易位和易位 C、易位和重组D、重组和重组,A,类型 、个别染色体的增加或减少 、染色体数目以染色体组的 形式成倍地增加或减少,指细胞内染色体数目增添或缺失的改变。,正常,增多,减少,个别染色体的增加或减少,以染色体组的形式成倍的增加或减少,21三体综合征(先天愚型)
5、,患者比正常人多一条染色体-21号染色体是三条,其症状表现为智力低下,身体发育缓慢等。,性腺发育不良(Turner综合征),女性患者少了一条X染色体,外观表现为女性,但性腺发育不良,没有生育能力。,响誉世界的著名“天才”音乐指挥家舟舟,、个别染色体的增加或减少,21三体综合症病因,(一)、染色体组,X,果蝇体细胞染色体图解,、染色体数目以染色体组 的形式成倍地增加或减少,雄果蝇染色体组图解,X,Y,1、果蝇的体细胞中有几条染色体?几对常染色体?几对性染色体?,2、号与号染色体是什么关系?号与号染色体是什么关系?,3、雄果蝇的体细胞中有哪几对同源染色体?,X,Y,4、果蝇精子中有哪几条染色体?这
6、些染色体在形态、大小和功能上有什么特点?它们是否携带控制生物生长、发育、遗传和变异的全部遗传信息?,X,Y,5、如果果蝇的精子中的染色体看成一组,那么果蝇的体细胞中有几组染色体?,X,Y,染色体组,染色体组,细胞中的一组_染色体,它们在_和_上各不相同,但又互相协调,共同控制生物的生长、发育、_和_ ,这样的一组染色体,叫做一个染色体组。,1、染色体组的概念,非同源,形态、,功能,遗传 变异,2、染色体组的确认,从本质上:一个染色体组无非同源染色体,无等 位基因或等位基因从功能上:一个染色体组中含有该物种生物生长、 发育、遗传和变异的全部遗传信息从物种上:同种生物的每个染色体组中染色体数 目相
7、同,细胞内形态、大小相同的染色体有几条,则就含有几个染色体组,3、染色体组的数目的确定,含几个染色体组每个染色体组中含有几条染色体,(1)、根据染色体的形态判断,3,2,1,3,3,4,判断有几个染色体组,每个染色体组中有几条染色体?,练习,控制同一性状的基因(相同的或等位,即读音相同的大小写字母)出现几次,则有几个染色体组。,(2)、根据基因型判断,Aaaa,BBbb,含几个染色体组 每个染色体组中 含有几条染色体,4,2,3,1,AAaAAaBBbAaBbCc,判断有几个染色体组,每个染色体组中有几条染色体?,练习,3,3,2,(3)、根据染色体数目和染色体形态数来判断染色体组的数目染色体
8、数/染色体形态数,如:果蝇的体细胞中有8条染色体,分为4种形态,则染色体组数为_个。,2,X,提纲 练习,求下图中染色体组数,2,1,2,4,2,2,4,2,2,2,1,1,2,1、某生物正常体细胞的染色体数目为8条,下图中,表示含有一个染色体组的细胞是,C,2、某生物的基因型为AAaaBbbbCCCc,那么它有多少个染色体组A、2、 B、3 C、4 D、8,练习,、分析对照图,从A B C D中确认出表示含一个染色体组的细胞,是图中的(),B,A B,C D,思考:1、该细胞经减数分裂,得到的每个子细胞中有多少条染色体?2、子细胞中有没有同源染色体?3、子细胞中有几个染色体组?4、每个染色体
9、组由几条染色体构成?,10条,有,2个,5个,(1)、二倍体概念: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。,(二)、二倍体和多倍体,、染色体数目以染色体组 的形式成倍地增加或减少,(2)、多倍体概念:由受精卵发育而成的个体,体细 胞中含有三个或三个以上的染色体组的个体。,说出下列生物所含的染色体组数:二倍体生物: ;三倍体生物: ;四倍体生物: ;,2,3,4,2. 生物范围,实例:香蕉(三倍体)、马铃薯(四倍体) 普通小麦六倍体,多倍体生物:在植物中很常见,在动物中极少见。,二倍体生物:自然界中,几乎全部的动物和过 半数的高等植物都是二倍体。,实例:人、果蝇、玉米,马铃薯是
10、四倍体,普通小麦是六倍体,香蕉是三倍体,3、多倍体的优点(与二倍体相比):,优点:茎秆 ,叶片、果实和种子 , 等营养物质的含量 。缺点: 。,发育迟缓,结实率低,4条染色体,8条染色体,无纺锤体形成,染色体复制,着丝点分裂,无纺锤丝牵引,若继续进行正常的有丝分裂,染色体加倍的组织或个体,(4)、多倍体育种,由于多倍体优点众多,人们常用人工诱导多倍体的方法来获得多倍体。, 常用试剂: ;(它还有什作 用? ),秋水仙素,诱导基因突变, 原理:抑制 的形成,导致染色体 不能移向细胞两极,从而引起细 胞内色体数目加倍。 试剂起作用的时期: ;,纺锤体,前期,秋水仙素处理_或_ (最常用、最有效的方
11、法),低温处理,萌发的种子,幼苗,思考:用秋水仙素处理任意细胞均能诱导产 生多倍体吗?为什么?,总结:多倍体育种常用方法,思考:处理成熟的植株可不可以?,不是,只有分裂的细胞才行,不行,总结:,自然多倍体,受环境影响(如低温),正在分裂的细胞不能形成纺锤体,导致染色体不能移向两极,从而引起细胞内染色体数目加倍,这种细胞继续进行有丝分裂,将来发育成多倍体植株。,5、“同源多倍体”与“异源多倍体”同源多倍体:是同一物种经过加倍形成的多倍 体。如香蕉(三)和马铃薯(四)。异源多倍体:指不同物种杂交产生的杂种后代 经过染色体加倍形成的多倍体。如 小麦(六)、八倍体小黑麦、燕麦、 棉、烟草、苹果、梨、樱
12、桃、菊、水仙、郁金香等。,蜜蜂:,体细胞中含本物种配子的染色体数目的个体.,(三)、单倍体,1、概念:,单倍体形成原因:由未受精的配子发育而来。,【例5】普通小麦为六倍体,共42条染色体, 请问 其体细胞有 个染色体组; 每个染色体组有 条染色体; 普通小麦的单倍体有 个染色体组, 条染色体。,6,7,3,21,3、单倍体的判别,生殖细胞或配子: 无论含有几个染色体组都是单倍体. 受精卵或合子: 含几个染色体组则为几倍体.,关键看它的发育起点,对一个个体称单倍体还是几倍体,关键看什么?,思考: 单倍体的体细胞中只含有1个染色 体组吗? ; 体细胞含有1个染色体组的个体肯 定是单倍体吗? ;(总
13、结)特点:由未受精的配子发育而 来,无论有几个染色体组都叫单倍体。2、单倍体植株特点是:与正常植株相比,植 株长的_,且_。,不一定,肯定是,弱小,高度不育,3、 单倍体、二倍体、多倍体比较,植株_,且_,未受精的配子,受精卵,受精卵,不确定(1、2.),2,三个或以上,【例3】一个染色体组应是( ) A、配子中的全部染色体 B、人的配子中的全部染色体 C、体细胞中一半染色体 D、来自父方或母方的全部染色体,补做,B,4、单倍体的形成 自然形成(如:雄蜂) 介绍:蜂王、工蜂:由受精卵发育而来; 雄峰:由蜂王产生的卵细胞直接发育而来。,AB,Ab,aB,ab,Ab,AB,Ab,aB,ab,AAB
14、b,AAbb,AaBb,Aabb, 人工培育 方法: (只涉及 分裂)【例6】某植物为AaBb,可用此方法培育出 等 种单倍体。,花药离体培养,有丝,AB、Ab、aB、ab,4,5、单倍体育种,单倍体高度不育,若要恢复可育性, 需将染色体数目加倍,思路:先获得单倍体 诱导染色体数目加 倍 选择所需性状,(1)过程: 获得单倍体植株,注意: 经过秋水仙素处理后还是单倍体吗? 选择的时机?,花药离体培养,秋水仙素,纯合体,选择所需性状,不是,最后,单倍体育种过程,普通植株,减数 分裂,花粉,花药离 体培养,单倍体幼苗,秋水仙 素处理,纯合子幼苗,筛选所需的品种,(2)与杂交育种的区别,杂交,单倍体
15、,(3)、优点,明显缩短育种年限获得稳定遗传的纯合体,技术复杂一些,要与杂交育种配合,(4)、缺点,单倍体育种过程,普通植株,减数 分裂,花粉,花药离 体培养,单倍体幼苗,秋水仙 素处理,纯合子幼苗,筛选所需的品种,DDTT,DdTt,花药离 体培养,DT Dt dT dt 幼苗,秋水仙 素处理,DDTT DDtt ddTT ddtt,筛选所需的品种,ddtt,DT Dt dT dt,减数分裂,注:,看清题干,单倍体/花药离体培养后得到的植株:,单倍体育种后得到的植株/秋水仙素处理后得到的植株:,DT Dt dT dt,DDTT DDtt ddTT ddtt,ddTT,注意: 单倍体育种需要人
16、工选择。 二倍体生物进行单倍体育种,后代 为 (纯合子/杂合子); 四倍体生物进行单倍体育种,后代 为 (一定/不一定)为纯合子。 单倍体育种一般适合于二倍体 生物。,纯合子,一定,思考:有用秋水仙素或低温诱导染色体加倍的操作就一定“多倍体育种”吗?,还要看处理对象:,处理对象是单倍体处理对象是正常植株,单倍体育种,多倍体育种,【例7】 将某马铃薯品种的花药进行离体培养获得幼苗,在幼苗细胞中发现了12对染色体,此幼苗个体属于几倍体,马铃薯的体细胞含染色体数是多少() A单倍体,48 B二倍体,24 C四倍体,48 D四倍体,24,A,染色体变异,结构的变异,个别增减(例:21三体综合征),数目
17、的变异,成倍增减,染色体组,分类,二倍体,概念,实例,多倍体,概念,实例,特点,形成,多倍体育种,单倍体,概念,特点,实例,判别,形成,单倍体育种,例:(2007江苏)某些类型的染色体结构和数目的变异,可通过对细胞有丝分裂中期或减数第一次分裂时期的观察来识别。a、b、c、d为某些生物减数第一次分裂时期染色体变异的模式图,它们依次属于( ) A三倍体、染色体片段增加、三体、染色体片段缺失 B三倍体、染色体片段缺失、三体、染色体片段增加 C三体、染色体片段增加、三倍体、染色体片段缺失 D染色体片段缺失、三体、染色体片段增加、三倍体,(四)多倍体育种的应用 无籽西瓜的培育,二倍体,三倍体,秋水仙素处
18、理使染色体数目加倍,四倍体(母本),三倍体种子,三倍体无子西瓜,第一年,第二年,二倍体,传粉/杂交,传粉/杂交,1、注意: 两次授粉的作用: ; ; 秋水仙素处理后,分生组织分裂产生的茎、叶、花染色体数目加倍,而未处理的(如根部)细胞染色体数仍为二倍体。,所以,无籽西瓜为 倍体,母本:雌蕊父本:雄蕊,柱头花柱子房,子房壁胚 珠,卵细胞极核,花药花粉(精子)花丝,受精卵,受精极核,胚,胚乳,珠被胚囊,果皮,种皮,种子,果实,4,4,3,5,3,3,AAAA,AAAA,AAa,AAAAa,AAa,AAa,红瓤,红瓤,2、 比较:无籽西瓜和无籽番茄(处理方法、原理),3、每年都要制种很麻烦,有没有别
19、的替代 方法?,(1)、进行无性繁殖 取枝条扦插 取组织细胞进行组织培养(植物组织培养) (2)、利用生长素处理未受粉的二倍体的柱头或子房 壁,获得无子果实,五、多倍体产生配子种类 及自交后代比例,1AA:1Aa,1AA:4Aa:1aa,1Aa:1aa,全显,35显:1隐,3显:1隐,六、个体不育的原因,染色体组数或染色体数为奇数 体细胞中无同源染色体,解释:减数分裂时联会紊乱,不能 形成正常的生殖细胞 。(熟记), 萝卜甘蓝 F1不育(无同源染色体),思考:1/ F1为几倍体? ;有几个染色体 组? 。能否将这些非同源染色体合 为1个组? ;, 马驴 骡子不育(无同源染色体),思考:单倍体一
20、定不育吗?为什么?,资料: 三倍体香蕉的繁殖靠营养繁殖,即扦插的方式繁殖,果实无种子(子房能产生一定的生长素并自我刺激,发育成无籽果实),七、1、【易错易混】, 同源染色体上非姐妹染色单体间的交叉互 换,属于基因重组;非同源染色体之间的交叉 互换,属于染色体结构变异中的易位。 基因突变、基因重组属于“分子水平”的变化;光学 显微镜下观察不到。 染色体变异属于“亚细胞”水平的变化。光学显微镜下能够观察到。 DNA分子上若干基因缺失或增加,属于染色体变异; DNA分子上若干碱基对缺失或增加,属于基因突变。,2、(总结)不同生物可遗传变异的来源, 病毒可遗传变异的来源基因突变 原核生物可遗传变异的来源基因突变 真核生物可遗传变异的来源: 无性生殖基因突变和染色体变异 有性生殖基因突变、基因重组和染色 体变异,八、 作物育种方式的比较,九、 基因重组、基因突变和染色体变异的比较,