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1、第21讲 染色体变异与育种,一、染色体变异,1、染色体结构的变异,与基因突变中的缺失的区别？,1、染色体结构的变异,缺失、重复、倒位、易位,（1）类型,（2）判断方法： （3）实质： （4）例子： （6）意义：,属于可遗传的变异，为生物进化提供了原材料,染色体长度发生了改变；（或者） 基因的数目或排列顺序发生了改变,猫叫综合征（缺失）,一、染色体变异,1、染色体结构的变异,【知识超链接】染色体易位与交叉互换（基因重组）的区别,染色体易位非同源染色体之间； 交叉互换四分体内（同源染色体之间）,两者发生的位置不一样：,1染色体结构的变异：,染色体结构变异与基因突变的区别 、联系,细胞水平,可直接观
2、察,DNA片段的变化,DNA个别碱基对的变化,不产生新基因, 只改变基因的数量和顺序,产生新基因， 不改变基因的数量,统称为“突变”，进化的原材料,分子水平,不可直接观察,1.右图示某生物细胞分裂时，两对联会的染色体(注：图中姐妹染色单体画成一条染色体，黑点表示着丝点)之间出现异常的“十字型结构”现象，图中字母表示染色体上的基因。据此所作推断中，正确的是( ) A此种异常源于基因重组 B该生物产生的异常配子很可能有HAa或hBb型 C此细胞可能正在进行有丝分裂 D此种变异可能会导致生物体不育，从而不能遗传给后代,1选B 大小、形态相同的染色体为同源染色体，在减四分体时期，同源染色体联会，非同源
3、染色体不能联会，但如果发生了某些变异也可能会发生题图所示的情形，其变异类型可能如下图所示： 即：非同源染色体的某些区段发生“易位”(染色体结构变异的一种)，而不是基因重组； 随着易位后的同源染色体的分离，该生物产生的异常配子很可能有HAa或hBh型； 此细胞正在联会，说明是减数分裂； 这种变异的结果可能有很多，也可能会导致生物体育性下降，但育性下降不代表不能遗传给后代，该变异还可能通过无性生殖遗传给后代。,2染色体数目的变异：,(1)类型,（2）变异的原因：,细胞分裂后期， 染色体没有平均 分配到细胞两极,细胞分裂过程中， 纺锤体的形成受到抑制,【课本结论性语句】,2染色体数目的变异：,染色体
4、组,细胞中的一组_染色体，在_各不相同，携带着_的一组染色体,非同源,控制生物生长发育的全部遗传信息,特征：,【独立完成】请用图形表示雄性果蝇的染色体组,实质：,形态和功能上,非同源染色体的集合,(4)概念：,基因不重复 没有等位基因,一个染色体组 一个染色体组,2染色体数目的变异：,染色体组,【小组讨论】请说出下图所示细胞中所含的染色体组数及每个染色体组所含的染色体数目.(注：图中非等位基因位于非同源染色体),（5）染色体组数的判断方法：,1.根据染色体形态判断：数相同形态的染色体条数,2.根据基因型判断：不分大小看控制同一性状的基因个数,4组(3条/组),1组(4条),3组(2条),3组(
5、3条/组),2组(4条/组),1组(4条),4组(1条),2组(2条),4组(2条),2组(2条),（1）如何区分单倍体、二倍体、多倍体？,(6) 染色体组数与二倍体、多倍体、单倍体的关系：,单倍体特点，属于可遗传变异吗？一定不可育吗，,多倍体特点，属于可遗传变异吗？如何获得多倍体？,4个染色体,8个染色体,无纺缍体形成,染色体复制,着丝点分裂,无纺缍丝牵引,多倍体的形成,若继续进行正常的有丝分裂,染色体加倍的组织或个体,作用机理：抑制有丝分裂前期纺锤体的形成,单倍体,方法：花药离体培养,(植株弱小且高度不育),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
6、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、染色体片段重复、三体、染色体片段缺失 B. 三倍体、染色体片段缺失、三体、染色体片段重复 C. 三体、染色体片段重复、三倍体、染色体片段缺失 D. 染色体片段缺失、三体、染色体片段重复、三倍体,C,2染色体的数目变异：,染色体组,(6) 染色体组数与二倍体、多倍体、单倍体的关系：,二倍体,【巩固训练4】填写下表,六倍体,关系,=2:1,=2:1,单倍体体细胞中含有本物种配子的染色体数目的个体,发育起点为受精卵,单倍体（n1，且与染色体组数无关）,低温 秋水仙素,抑制纺锤丝的形成,有丝分裂旺
7、盛,1、多倍体育种,二、生物育种,（1）方法,处理萌发的种子或幼苗,二倍体西瓜幼苗,二倍体西瓜幼苗,秋水仙素处理,二倍体西瓜植株,四倍体西瓜植株,联会紊乱,三倍体西瓜种子,无籽西瓜,授粉,自然长成,二倍体西瓜植株,第一年,第二年,(1)用秋水仙素处理_，可诱导多倍体的产生，因为此时的某些细胞具有_的特征，秋水仙素的作用为_。 (2)三倍体植株需要授以二倍体的成熟花粉，这一操作的目的是_。 (3)四倍体母本上结出的三倍体西瓜，其果肉细胞为_倍体，种子中的胚为_倍体。三倍体植株不能进行减数分裂的原因是_,(4)三倍体西瓜高产、优质，这些事实说明染色体组倍增的意义是_；上述过程需要的时间周期为_。
8、(5)育种过程中，三倍体无子西瓜偶尔有少量子。请从染色体组的角度解释，其原因是_。 (6)三倍体无子西瓜的性状_(能/否)遗传，请设计一个简单的实验验证你的结论并做出实验结果的预期。,答案：(1)萌发的种子或幼苗 分裂旺盛 抑制细胞(分裂前期)形成纺锤体 (2)通过授粉来刺激子房产生生长素，促进无子果实的发育(或生长素促进生长) (3)四 三 联会紊乱 (4)促进基因效应的增强 两年 (5)一个染色体组的全部染色体正好被纺锤丝拉向细胞的一极，另两个染色体组的全部染色体正好被纺锤丝拉向细胞的另一极，产生了正常的配子 (6)能 将三倍体无子西瓜果皮的任意一部分进行植物组织培养(或无性繁殖)，观察果
9、实中是否有种子； (合理预期：)成活长大后的植株仍然不能结出有子果实。,萌发的幼苗或种子,秋水仙素,处理,染色体加倍的组织,多倍体植株,作用机理：抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞两极，从而引起细胞内染色体数目加倍。,1、多倍体育种,二、生物育种,（2）过程,无子西瓜(三倍体)多倍体育种,无子西瓜与无籽番茄区别,无籽番茄利用生长素促进果实发育的原理 在未授粉的雌蕊柱头上涂抹了一定浓度 生长素，使子房壁膨大为果实 果实的染色体及基因型与母本相同,不可遗传,利用三倍体植株在减数分裂时同源染色体联会紊乱，不能形成正常的生殖细胞因而没有种子。,可以遗传,1、多倍体育种,二、生物育种,（3）原理：
10、,染色体变异,已知在荔枝的性状控制中，D（无绿线）对d（有绿线）显性，T（有甜味）对t（无甜味）显性。现有两株普通枝，一株的基因型是DDTT，另一株的基因型是ddtt。假如你是育种专家，能否利用普通荔枝得到“西园挂绿”（ddTT）？请简要介绍你的育种方案。,典型例题讲解,思考：四倍体生物的配子经过花药离体培养得到的单倍体植株可育吗？,可育,2、单倍体育种,2、单倍体育种,2、单倍体育种,原理：,染色体变异,绿甜 绿无甜,ddTt,ddTT,杂交,F3,思考：要培育出一个能稳定遗传的植物品种至少要几年？,3、杂交育种,5-8年,假设现有长毛立耳猫（BBEE）和短毛折耳猫（bbee），你能否培育出
11、能稳定遗传的长毛折耳猫（BBee）？写出育种方案（图解）,长毛折耳猫,短毛折耳猫,长毛立耳猫,试一试：动物育种的方法,长立 短立 长折 短折,Bbee,BBee,BBee,Bbee,bbee,bbee,长折,短折,长折,长折,短折,杂交,F3,长折,短折,3、杂交育种,原理：,基因重组,提取目的基因目的基因与运载体结合将目的基因导入受体细胞目的基因的检测与表达筛选出符合要求的新品种。,4、基因工程育种,4、基因工程育种,原理：,基因重组,基因重组,基因突变,染色体变异,染色体变异,基因重组,将不同亲本的优良性状集中在一个个体上,时间长须及时发现优良品种,通过物理、化学、生物的因素处理,提高变异
12、频率，加速育种进程，大幅度改良某些性状,有利变异少， 需要大量供试材料,花药离体培养再人工诱导，使染色体加倍,明显缩短育种年限,技术复杂，且须与杂交育种配合,秋水仙素处理萌发的种子或幼苗,茎杆粗壮、叶片、果实、种子硕大、营养物质含量高,发育迟缓 结实率降低,基因工程 四部曲,目的性强、育种周期短、克服远源杂交不亲和的障碍,技术难度大,杂交、自交、选优、自交直到不发生性状分离为止,杂交育种,诱变育种,单倍体育种,多倍体育种,基因工程育种,杂交,自交,基因重组,花药离体培养,秋水仙素,单倍体,明显缩短育种年限,秋水仙素,多倍体,染色体变异,实验 低温诱导植物染色体数目的变化,纺锤体,洋葱底,部,冰,箱(4),卡诺氏液,95%的酒精,漂洗,染色,制片,低,高,正常的二倍体,染色体数目发生改变,实验十一 低温诱导植物染色体数目的变化,染色体数目加倍,使染色体着色,使细胞分散开,常温,低温4 ,0 ,实验十一 低温诱导植物染色体数目的变化,易 错 警 示,
