生物必修课堂教学染色体变异省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

第第2节节 染色体变异染色体变异高中生物必修高中生物必修高中生物必修高中生物必修2 2 第第第第5 5章章章章 基因突变及其它变异基因突变及其它变异基因突变及其它变异基因突变及其它变异10月第1页人染色体（人染色体（G-带）带）第2页一一.染色体结构变异染色体结构变异1.1.缺失缺失(deficency)：染色体某一区段丢失了。：染色体某一区段丢失了。2.2.重复重复(duplication)：染色体某一区段增加了：染色体某一区段增加了。3.3.倒位倒位(inversion)：染色体某一区段正常顺：染色体某一区段正常顺 序发生了颠倒。序发生了颠倒。4.4.易位易位(translocation)：染色体某一区段移接：染色体某一区段移接 到到非同源非同源非同源非同源染色体上。染色体上。/10/10第3页缺失重复倒位易位第4页缺缺 失失第5页缺缺 失失猫叫综合症猫叫综合症人5号染色体短臂部分缺失第6页缺失杂合体假显性现象缺失杂合体假显性现象PLPL缺失缺失 假显性假显性第7页重重 复复 a b c d e f g h a b c d e f g e f g h a b c d e f g g f e h 第8页重复杂合体染色体联会重复杂合体染色体联会 重重 复复正常眼果蝇正常眼果蝇棒状眼果蝇棒状眼果蝇第9页 A B C D E A B E D C 倒倒 位位 A B C D EA D C B E 第10页易易 位位第11页易易 位位第12页易易 位位易位杂合易位杂合体两对同源染体两对同源染色体联会时常色体联会时常由四条染色体由四条染色体组成一个四重组成一个四重体构型。体构型。第13页易易 位位第14页二二.染色体数目变异染色体数目变异二倍体葡萄 四倍体葡萄二倍体烟草叶片气孔二倍体烟草叶片气孔四倍体烟草叶片气孔四倍体烟草叶片气孔八倍体烟草叶片气孔八倍体烟草叶片气孔(一一)染色体数目整倍数变异染色体数目整倍数变异/10/10第15页 果蝇雌雄嵌合体。此合子是w+m+/wm，当第一次卵裂时一个细胞丢失了带有w+m+基因X染色体，发育成两性嵌合体。身体二分之一为雄性，白眼，其基因型为O/wm；另二分之一为雌性，红眼，其基因型为w+m+。蝴蝶（2n-1,受精卵第一次分裂丢失一条Y 染色体所产生）(二二)染色体数目染色体数目非非非非整倍数变异整倍数变异第16页2121三体综合症，又称先天性愚型或唐氏综合症三体综合症，又称先天性愚型或唐氏综合症 a)核型核型 b)患者患者第17页 染色体组概念：在二倍体生物配子中染色体组概念：在二倍体生物配子中所包含形态、结构和功效都彼此不一样一所包含形态、结构和功效都彼此不一样一组染色体。组染色体。维持生物体生命活动所需最低程度一维持生物体生命活动所需最低程度一套基本染色体，或称为基因组，是多倍体套基本染色体，或称为基因组，是多倍体物种染色体组成组员，是一个完整而协调物种染色体组成组员，是一个完整而协调体系，缺乏其中任何一个都会造成不育或体系，缺乏其中任何一个都会造成不育或性状变异。性状变异。1、染色体组/10/10第18页Y YY Y果蝇果蝇体细胞体细胞（卵原细胞）（卵原细胞）减数分裂减数分裂减数分裂减数分裂体细胞体细胞（精原细胞）（精原细胞）生殖细胞生殖细胞卵卵细细胞胞精精子子/10/10第19页一粒小麦体细胞一粒小麦体细胞一粒小麦体细胞一粒小麦体细胞染色体数为染色体数为染色体数为染色体数为2n=142n=14，为基数，为基数，为基数，为基数7 7二倍；二倍；二倍；二倍；例析例析二粒小麦体细胞二粒小麦体细胞二粒小麦体细胞二粒小麦体细胞染色体数为染色体数为染色体数为染色体数为2n=282n=28，为基数，为基数，为基数，为基数7 7四倍；四倍；四倍；四倍；普通小麦体细胞普通小麦体细胞普通小麦体细胞普通小麦体细胞染色体数为染色体数为染色体数为染色体数为2n=422n=42，为基数，为基数，为基数，为基数7 7六倍。六倍。六倍。六倍。三种植物体细胞内染色体都是按基数三种植物体细胞内染色体都是按基数7个染色体整倍增加，个染色体整倍增加，我们把基数我们把基数7个染色称为一个染色体组（个染色称为一个染色体组（x）。）。第20页究其源究其源究其源究其源普通小麦第21页含有二个染色体组生物叫二倍体；含有二个染色体组生物叫二倍体；含有三个染色体组生物叫三倍体；含有三个染色体组生物叫三倍体；三倍和三倍以上整倍体统称为多倍体。三倍和三倍以上整倍体统称为多倍体。一个染色体组所包含染色体数，不一样种属间可能相同，一个染色体组所包含染色体数，不一样种属间可能相同，也可能不一样。也可能不一样。比如葱比如葱x8，稻，稻x12，高梁，高梁x10，玉米，玉米x10。不论一个染色体组内包含有几个染色体，同一个染色体组不论一个染色体组内包含有几个染色体，同一个染色体组各个染色体形态、结构都彼此不一样，但它们却组成一个完整各个染色体形态、结构都彼此不一样，但它们却组成一个完整而协调体系；缺乏其中任何一个都会造成不育或性状变异。这而协调体系；缺乏其中任何一个都会造成不育或性状变异。这就是染色体组最基本特征。就是染色体组最基本特征。/10/10第22页伴随人们对染色体数加倍能够造成遗传性状变异了解伴随人们对染色体数加倍能够造成遗传性状变异了解日益深入，逐步发觉一些多倍体含有三个或三个以上相同日益深入，逐步发觉一些多倍体含有三个或三个以上相同染色体组。这一类多倍体叫同源多倍体。染色体组。这一类多倍体叫同源多倍体。普通地说，染色体同源倍数越多，核体积和细胞体积普通地说，染色体同源倍数越多，核体积和细胞体积越大。基因型改变会增大。越大。基因型改变会增大。2、同源多倍体/10/10第23页多倍体产生原因及应用多倍体产生原因及应用多倍体产生原因及应用多倍体产生原因及应用 主要原因：体细胞在有丝分裂过程中，染色体完成了复制，但细胞受到主要原因：体细胞在有丝分裂过程中，染色体完成了复制，但细胞受到外界环境条件或生物内部原因干扰，纺锤体形成受到破坏，以致染色体不外界环境条件或生物内部原因干扰，纺锤体形成受到破坏，以致染色体不能被拉向两极，细胞也不能分裂成两个子细胞，于是就形成染色体加倍细能被拉向两极，细胞也不能分裂成两个子细胞，于是就形成染色体加倍细胞。胞。应用：人工诱导育种应用：人工诱导育种(秋水仙素来处理萌发种子或幼苗秋水仙素来处理萌发种子或幼苗)第24页二倍体西二倍体西瓜幼苗瓜幼苗二倍体西二倍体西瓜幼苗瓜幼苗秋水仙素处理秋水仙素处理二倍体西二倍体西瓜植株瓜植株四倍体西四倍体西瓜植株瓜植株联会联会紊乱紊乱三倍体西瓜种子三倍体西瓜种子无子西瓜无子西瓜杂交杂交花粉刺激花粉刺激自然长成自然长成二倍体二倍体西瓜植西瓜植株株第一年第一年第二年第二年第25页香蕉培育香蕉培育香蕉祖先为野生芭蕉，个小而各种子，无香蕉祖先为野生芭蕉，个小而各种子，无法食用。香蕉培育过程以下：法食用。香蕉培育过程以下：野生芭蕉野生芭蕉2n2n有籽香蕉有籽香蕉4n4n加倍加倍野生芭蕉野生芭蕉2n2n无籽香蕉无籽香蕉3n3n/10/10第26页 与二倍体植株相比，多倍体植株茎与二倍体植株相比，多倍体植株茎秆粗壮，叶片、果实和种子都比较大，秆粗壮，叶片、果实和种子都比较大，糖类和蛋白质等营养物质含量都有所增糖类和蛋白质等营养物质含量都有所增加。但也要注意杂合子后代表型分析。加。但也要注意杂合子后代表型分析。/10/10第27页 作业：已知A对a完全显性，试写出基因型为AAAa、AAaa、Aaaa同源四倍体自交子代基因型及百分比、自交后代表现型及百分比。第28页3、异源多倍体 增加染色体组来自不一样物种，普通由不一样种、属间杂交种染色体加倍而来。普通小麦、棉花、烟草、油菜和甘蔗等都是异源多倍体，它们是长久进化产物。人工创造异源多倍体路径，普通也是先杂交，再将杂种染色体加倍。但为了确保杂交成功，其原始亲本之间大都是有一定亲缘关系。/10/10第29页与黑麦杂种与黑麦杂种(4x=ABDR=28)是不育。将它染色体数加是不育。将它染色体数加倍成为异源八倍体倍成为异源八倍体(8x=AABBDDRR=56=28)，就，就成为可育了，这就是被称为小黑麦植物。我国育成这成为可育了，这就是被称为小黑麦植物。我国育成这种八倍体小黑麦当前巳在云贵高原高寒地带种植，表种八倍体小黑麦当前巳在云贵高原高寒地带种植，表现了一定增产效果。现了一定增产效果。由种间杂种加倍形由种间杂种加倍形成异源多倍体是纯合体。成异源多倍体是纯合体。这方面突出例子是小黑这方面突出例子是小黑麦育成。黑麦麦育成。黑麦(2x=RR=14)特点是穗大、粒大，特点是穗大、粒大，抗病和抗逆性强。黑麦抗病和抗逆性强。黑麦这些特点无法经过杂交这些特点无法经过杂交转移给普通小麦。因为转移给普通小麦。因为小麦小麦第30页多倍体染色体组组合第31页1 1 1 1、定义：体细胞中含有本物种配子染色体数目标个、定义：体细胞中含有本物种配子染色体数目标个、定义：体细胞中含有本物种配子染色体数目标个、定义：体细胞中含有本物种配子染色体数目标个体，叫单倍体。体，叫单倍体。体，叫单倍体。体，叫单倍体。2 2 2 2、实例：自然界、实例：自然界、实例：自然界、实例：自然界雄蜂雄蜂雄蜂雄蜂3 3 3 3、人工培育方法：花药离体培养法、人工培育方法：花药离体培养法、人工培育方法：花药离体培养法、人工培育方法：花药离体培养法4 4 4 4、意义：快速取得纯合体，缩短育种年限、意义：快速取得纯合体，缩短育种年限、意义：快速取得纯合体，缩短育种年限、意义：快速取得纯合体，缩短育种年限5 5 5 5、特点：高度不育（用秋水仙素来处理后可育）、特点：高度不育（用秋水仙素来处理后可育）、特点：高度不育（用秋水仙素来处理后可育）、特点：高度不育（用秋水仙素来处理后可育）4、单倍体亲代配子单倍体不经受精不经受精第32页不一样物种单倍体含有染色体数与该物种配不一样物种单倍体含有染色体数与该物种配子染色体数一致。子染色体数一致。玉米是二倍体，它单倍体染色体为玉米是二倍体，它单倍体染色体为(n=x=10)；水稻也是二倍体，它单倍体染色体为水稻也是二倍体，它单倍体染色体为(n=x=12)；普通烟草是异源四倍体，它单倍体染色体为普通烟草是异源四倍体，它单倍体染色体为(n=2x=24)；普通小麦是异源六倍体，它单倍体染色体为普通小麦是异源六倍体，它单倍体染色体为(n=3x=21)。第33页普通小麦普通小麦单倍体第34页单倍体本身每个染色体组即使都是单，全部单倍体本身每个染色体组即使都是单，全部基因即使都是单，不过假如人为地将它染色体数基因即使都是单，不过假如人为地将它染色体数加倍，使之成为二倍体，不但能够由不育变为可加倍，使之成为二倍体，不但能够由不育变为可育而且其全部基因都是纯合。育而且其全部基因都是纯合。/10/10第35页YRYRyRyRYrYryr yr黄色圆粒（黄色圆粒（YyRrYyRr）花药花药（配子）（配子）单倍体植株单倍体植株正常二倍体正常二倍体（纯合体）（纯合体）YYRRYYRRyyRRyyRRYYrrYYrryyrryyrr黄圆黄圆绿圆绿圆黄皱黄皱绿皱绿皱秋秋 水水 仙仙 素素 处处 理理 幼幼 苗苗YRYRyRyRYrYryr yr离离 体体 培培 养养第36页若从播种到收获种子需要一年若从播种到收获种子需要一年,则培育出能稳定则培育出能稳定遗传矮杆抗病品种最少需要几年遗传矮杆抗病品种最少需要几年?P高杆抗病高杆抗病DDTT矮杆感病矮杆感病ddttF1高杆抗病高杆抗病DdTt第第1年年选育出需要矮抗品种选育出需要矮抗品种F2D_T_ D_tt ddT_ ddtt矮抗矮抗杂交育种杂交育种第第2年年第第3年年生长生长ddTTF3减数分裂减数分裂配子配子DTDtdTdt单倍体单倍体 DTDtdTdt花药离体培养花药离体培养秋水仙素秋水仙素第第1年年第第2年年第第4年年单倍体育种单倍体育种DDttddTT ddtt纯合体纯合体DDTT矮抗矮抗第37页人工诱变人工诱变 +单倍体育种单倍体育种纯合新纯合新品种品种花药离体培养花药离体培养花药离体培养花药离体培养加倍并选择加倍并选择加倍并选择加倍并选择优点：优点：当年就能够培育出优良新品种！当年就能够培育出优良新品种！普通普通品种品种杂合杂合体体人工人工诱变诱变/10/10第38页5、非整倍变异、非整倍变异在植物群体中，一些植物比该物种正常合子染色体在植物群体中，一些植物比该物种正常合子染色体数数2n多或少了一个以至若干个染色体。多或少了一个以至若干个染色体。第39页防止变异防止变异无性繁殖无性繁殖利用利用变异变异杂交育种杂交育种人工诱变育种人工诱变育种多倍体育种多倍体育种单倍体育种单倍体育种生物后代出现不一样于亲本性状生物后代出现不一样于亲本性状自然变异自然变异人工诱导变异人工诱导变异按起源分按起源分应应用用生生物物变变异异小小结结概念：概念：类类型型基因重组基因重组基因突变基因突变染色体变异染色体变异不遗传变异不遗传变异遗传遗传变异变异按结按结果分果分/10/10第40页利用蚕豆根尖微核技术探究环境污染情况试验 试验原理试验原理 微核是指独立于细胞核外圆形、椭圆形或无规则小核，其直径小于细胞核1/3，能够是染色体断片，也能够是整条染色体。自然状态下，生物体产生微核概率很小，在一些有害理化原因影响下，微核产生率会大大增加。当这些有害原因损伤真核细胞遗传物质时细胞核中染色体会发生断裂时，这些染色体片段不能随有丝分裂进入子细胞，留在细胞质中，就组成了微核。第41页利用蚕豆根尖微核技术探究环境污染情况试验 第42页利用蚕豆根尖微核技术探究环境污染情况试验 微核是常见遗传毒理学指标之一，指示染色体或纺锤体损伤。因为这种损伤会因细胞受到外界诱变因子作用加剧而加剧，而微核产生数量又可与诱变因子剂量多少呈正相关，所以可用微核出现频率来评价环境诱变因子对生物遗传物质损伤程度。通常计算微核数目标多少用微核千分率MCN(平均每千个细胞出现微核细胞个数)来表示。蚕豆根尖微核试验含有准确、快速、操作简便、有显著剂量-效应关系、适合大批量样品检测等优点，在环境监测中应用广泛。第43页利用蚕豆根尖微核技术探究环境污染情况试验 试验材料试验材料 微核试验通常使用蚕豆做试验材料,试验选大小均匀、饱满、表面光滑个体。选取培养洋葱根尖也可（见教材）。/10/10第44页利用蚕豆根尖微核技术探究环境污染情况试验 试验过程试验过程蚕豆萌发蚕豆萌发 蚕豆于24用自来水浸泡36h,湿纱布包裹催芽36h。选已发芽蚕豆放入垫有湿脱脂棉培养皿中培养36h。其间每12h 用水冲洗1 次,换水培养。在发芽良好种子中间选择根长整齐一致,根长约1.52.0 cm 蚕豆随机分组。第45页利用蚕豆根尖微核技术探究环境污染情况试验 试验过程试验过程诱变剂配制诱变剂配制 用蒸馏水将四氯乙烯（污水中常见一个持久性有机污染物）分别配制成0.1mg/L、1mg/L、10mg/L、100 mg/L 溶液。蚕豆根尖细胞微核试验蚕豆根尖细胞微核试验 把选好蚕豆幼苗根部插入打孔塑料板孔中,置25下用四氯乙烯溶液培养48h后取下幼苗，随即倒去试剂，于25 用蒸馏水修复培养22 小时。切取蚕豆根尖,解离、染色、压片方法参考植物细胞有丝分裂观察试验，镜检，每组观察4 000左右细胞,统计微核千分率MCN。整个试验过程以蒸馏水作对照。第46页利用蚕豆根尖微核技术探究环境污染情况试验 染色技术：针对不一样材料或希望取得不一样效果染色技术：针对不一样材料或希望取得不一样效果,可选择适当染液和染色方法可选择适当染液和染色方法.用于常规染色体形态结构用于常规染色体形态结构判定染色方法很多判定染色方法很多,惯用有以下几个惯用有以下几个.(1)(1)改良苯酚品红染色改良苯酚品红染色:若只作暂时镜检观察若只作暂时镜检观察,对解离后对解离后材料水洗并吸干材料水洗并吸干,挑取根尖乳白色分生组织于载玻片上挑取根尖乳白色分生组织于载玻片上夹碎捣烂夹碎捣烂,滴加滴加1 12 2滴染液滴染液,染色染色101015min,15min,压片压片.(2)1%(2)1%醋酸洋红染色醋酸洋红染色:若只作暂时镜检观察若只作暂时镜检观察,将解离水洗将解离水洗后材料吸干后材料吸干,挑取根尖乳白色分生组织于载玻片上夹碎挑取根尖乳白色分生组织于载玻片上夹碎捣烂捣烂,滴加滴加1 12 2滴染液滴染液,染色染色101020min,20min,压片。压片。/10/10第47页利用蚕豆根尖微核技术探究环境污染情况试验 试验结果与分析试验结果与分析 如表显示，蚕豆根尖微核数、微核率均随试剂如表显示，蚕豆根尖微核数、微核率均随试剂浓度升高而增加浓度升高而增加,蚕豆根尖微核率和四氯乙烯浓度蚕豆根尖微核率和四氯乙烯浓度之间均呈显著剂量效应关系。微核试验结果表明：之间均呈显著剂量效应关系。微核试验结果表明：一定浓度四氯乙烯能够诱发根尖微核细胞数增加一定浓度四氯乙烯能够诱发根尖微核细胞数增加,且展现剂量效应关系。且展现剂量效应关系。分组浓度（mgL-1）观察细胞数微核数微核率空白组-3859112.95四氯乙烯0.13922369.181.039374611.6810.037346818.21100.037898522.43第48页利用蚕豆根尖微核技术探究环境污染情况试验 本试验作为一个探究性试验，研究角本试验作为一个探究性试验，研究角度、控制变量能够是不一样。比如，能够度、控制变量能够是不一样。比如，能够从处理时间、换用不一样试验材料（如洋从处理时间、换用不一样试验材料（如洋葱、吊兰）、换用其它理化因子（如洗洁葱、吊兰）、换用其它理化因子（如洗洁精、肥皂、硫酸铜、造纸厂废水、废电池、精、肥皂、硫酸铜、造纸厂废水、废电池、烟丝浸出液）等角度进行探究。烟丝浸出液）等角度进行探究。/10/10第49页课堂作业课堂作业第50页请判断以下细胞中各有多少个染色体组？请判断以下细胞中各有多少个染色体组？2个个3个个4个个1个个2个个4个个第51页 体细胞中染色体数配子中染色体数体细胞中染色体组数配子中染色体组数属于属于几倍体几倍体生物生物 豌豌 豆豆 7 2 普通普通 小麦小麦 42 3小黑麦小黑麦 28八倍体八倍体比较项目比较项目生物种类生物种类141二倍体二倍体六倍体六倍体2156846第52页请判断：请判断：a a、二倍体物种所形成单倍体中，其体细胞中、二倍体物种所形成单倍体中，其体细胞中 只含一个染色体组。只含一个染色体组。b b、假如是四倍体、六倍体物种形成单倍体，、假如是四倍体、六倍体物种形成单倍体，其体细胞中就含有两个或三个染色体组，其体细胞中就含有两个或三个染色体组，我们能够称它为二倍体或三倍体。我们能够称它为二倍体或三倍体。c c、单倍体中能够只有一个染色体组，、单倍体中能够只有一个染色体组，也能够有多个染色体组也能够有多个染色体组d d、个体体细胞中含几个染色体组就是几倍体、个体体细胞中含几个染色体组就是几倍体第53页 某家庭父亲正常，母亲色盲，生了一个性染色体某家庭父亲正常，母亲色盲，生了一个性染色体 为为XXYXXY色觉正常儿子，产生这种染色体数目色觉正常儿子，产生这种染色体数目 变异原因很可能是变异原因很可能是 （）A A胚胎发育卵裂阶段出现异常胚胎发育卵裂阶段出现异常 B B正常卵与异常精子结合正常卵与异常精子结合 C C异常卵与正常精子结合异常卵与正常精子结合 D D异常卵与异常精子结合异常卵与异常精子结合 基因型为基因型为AAbbAAbb和和aaBBaaBB植物杂交得到植物杂交得到F1F1，对其幼苗，对其幼苗 用适当浓度秋水仙素来处理，该植物基因型和染用适当浓度秋水仙素来处理，该植物基因型和染 色体倍数分别是（色体倍数分别是（）A AAAaaBBbb AAaaBBbb 四倍体四倍体 B BAaBb AaBb 二倍体二倍体 C CAAbb AAbb 二倍体二倍体 D DAAaaBBbb AAaaBBbb 八倍体八倍体 BA第54页请分析以下两个试验：请分析以下两个试验：用适当适当浓度生长素溶液处理未受粉番茄用适当适当浓度生长素溶液处理未受粉番茄 花蕾，子房发育成无籽果实。花蕾，子房发育成无籽果实。用二倍体与四倍体西瓜杂交，取得三倍体西瓜植用二倍体与四倍体西瓜杂交，取得三倍体西瓜植 株，给其雌蕊授以二倍体西瓜花粉，子房发育株，给其雌蕊授以二倍体西瓜花粉，子房发育 成无籽西瓜。成无籽西瓜。(1)(1)番茄无籽性状能否遗传？番茄无籽性状能否遗传？；若取此；若取此 番茄植株枝条扦插，长成后植株所结果实中番茄植株枝条扦插，长成后植株所结果实中 是否有种子？是否有种子？。(2)(2)三倍体无籽西瓜性状能否遗传？三倍体无籽西瓜性状能否遗传？；若取其；若取其 枝条扦插，长成后植株子房壁细胞有枝条扦插，长成后植株子房壁细胞有 个个 染色体组。染色体组。不能不能有有能能3第55页第56页