資源簡介

(共30張PPT)
第三節 染色體畸變可能引起性狀改變（第二課時）
第四章 生物的變異
素養目標
通過歸納與概括，比較染色體結構變異與數目變異。
01
科學思維
根據染色體變異原理，結合案例，分析染色體變異在育種上的應用，設計育種方案指導農業生產。
02
社會責任
教學重難點
01
染色體結構變異的類型
課程導入
無籽西瓜因具有無籽的特性而深受喜愛。無籽西瓜是如何培育的呢？
染色體數目變異
染色體數目變異能導致生物性狀的改變
染色體數目變異是指生物細胞中染色體數目的增加或減少。
非整倍體變異：體細胞中個別染色體的增加或減少。染色體數目變異在生物界較為普遍，對育種有重要意義。
整倍體變異：體細胞中的染色體數目是以染色體組的形式成倍增加或減少的，如單倍體、多倍體等。
類型
染色體組
染色體數目變異能導致生物性狀的改變
概念：一般將二倍體生物的一個配子中的全部染色體稱為染色體組。
特點：細胞中的一組非同源染色體，它們在形態結構和功能上各不相同，但是攜帶著能控制該生物生長發育的全部遺傳信息，它們相互協調、共同控制生物正常的生命活動。
一個染色體組的特點
染色體數目變異能導致生物性狀的改變
含有控制生物性狀的一整套基因，但不能重復
03
所含的染色體形態、大小和功能各不相同
02
不含有同源染色體
01
染色體組
染色體數目變異能導致生物性狀的改變
果蠅的體細胞中有8條染色體，即4對同源染色體，包含兩個染色體組，每組染色體含有每對同源染色體中的一條染色體。減數分裂形成的生殖細胞中只含一個染色體組，染色體數目為4條 ，其中3條為常染色體、1條為性染色體。
雌果蠅的染色體組
整倍體變異
染色體數目變異能導致生物性狀的改變
正常（8）
增加一套（12）
減少一套（4）
一般將二倍體生物的一個配子中的全部染色體稱為染色體組，其中包含了該種生物的一整套遺傳物質。這組染色體的形態結構、功能各不相同，由于其攜有能控制該生物生長發育的全部遺傳信息，它們互相協調、共同控制生物正常的生命活動。
染色體組數目的判斷方法
染色體數目變異能導致生物性狀的改變
根據“染色體形態“判斷：細胞內同種形態染色體有幾條就含幾個
3個
4個
1個
4個
根據“基因型“判斷：控制同一性狀的基因（同種字母不分大小寫）有幾個就含幾個組
YyRr
AABBDD
Aaa
ABCD
二個
二個
三個
一個
染色體組數目的判斷方法
染色體數目變異能導致生物性狀的改變
根據“染色體數/染色體形態數“值：比值是幾，即含幾個染色體組
8條/4種形態=
2個染色體組
4條/2種=2個
8條/2種=4個
染色體數目變異能導致生物性狀的改變
二倍體
由受精卵發育而來，具有兩個染色體組的個體叫做二倍體。在自然界中，絕大多數的動物和半數以上的高等植物都是二倍體。
水稻是二倍體
玉米是二倍體
染色體數目變異能導致生物性狀的改變
多倍體
體細胞中所含染色體組數超過兩個的生物，稱為多倍體。
香蕉是三倍體
馬鈴薯是四倍體
普通小麥是六倍體
染色體數目變異能導致生物性狀的改變
單倍體
由配子不經受精，直接發育而來，其體細胞中含有本物種配子染色體數目的個體稱為單倍體。
雄蜂是單倍體
雄蟻是單倍體
染色體數目變異能導致生物性狀的改變
受精卵
2n=32
蜂王（雌性）
工蜂（雌性）
雄蜂 n=16
2n=32
蜂王
卵
n=16
減數分裂
受精作用
持續獲得蜂王漿
獲得普通蜂蜜
未受精的卵
染色體數目非整倍性變異
染色體數目變異能導致生物性狀的改變
細胞內個別染色體的增加或減少，也會引起生物性狀的改變。例如，人類的卵巢發育不全癥，也稱為特納綜合征，就是由于缺少一條性染色體引起的，組型為 XO，即 45 條染色體。個別染色體的增加或減少往往是減數分裂過程中染色體的不正常分離引發的。
果蠅
正常（8）
增加（8+1）
減少（8-1）
染色體數目非整倍性變異原因分析
染色體數目變異能導致生物性狀的改變
假設某生物體細胞中含有2n條染色體，減數分裂時，某對同源染色體沒有分開或姐妹染色單體沒有分開，導致產生含有(n＋1)、(n－1)條染色體的配子，如圖所示：
21三體綜合征原因
染色體數目變異能導致生物性狀的改變
3條21號染色體
精子
卵細胞
1條21號染色體
2條21號染色體
受精卵
+
→
+
1條21號染色體
2條21號染色體
3條21號染色體
母方減Ⅰ或減Ⅱ的問題
父方減Ⅰ或減Ⅱ的問題
染色體變異可應用于單倍體育種和多倍體育種
單倍體育種
定義
利用單倍體作為中間環節產生具有優良性狀的可育純合子的育種方法。
產生單倍體的方法
花藥離體培養。
花藥
花粉粒
單倍體幼苗
花藥
染色體變異可應用于單倍體育種和多倍體育種
單倍體育種
核心操作
目的
原理
雜交
花藥離體培養
秋水仙素處理
優良基因集于一體
配子發育成單倍體
有性生殖，基因通過配子傳遞給后代
配子有整套遺傳信息
植物細胞具有全能性
染色體加倍，成為可育純合二倍體
抑制紡錘體形成
細胞不能一分為二
染色體不能分離
染色體變異可應用于單倍體育種和多倍體育種
單倍體育種的原理
染色體畸變
染色體數目變異
整倍體變異
能排除顯隱性干擾，提高效率。當親本雜交后，用 F1的花粉培養成單倍體，再誘導染色體加倍產生純合子，它的基因型和表型一致，可直接通過表型來判斷它們的基因型，其效率高于雜交育種。
縮短育種年限。運用雜交育種方法，要育成一個穩定的純合品種至少需要5年，利用單倍體育種則可縮短為2年。
優點
染色體變異可應用于單倍體育種和多倍體育種
單倍體育種
二倍體西瓜(Aa)
人工誘導
染色體數量加倍
純合二倍體
(AA 可育)
花藥離體培養
單倍體幼苗
(A 不可育)
單倍體幼苗
(a 不可育)
人工誘導
染色體數量加倍
純合二倍體
(aa 可育)
染色體變異可應用于單倍體育種和多倍體育種
為什么說單倍體育種能明顯縮短育種年限？
花藥離體培養
P
寬葉、不抗病
AAbb
×
窄葉、抗病
aaBB
F1
寬葉、抗病
AaBb
配子
AB
Ab
aB
ab
AB
Ab
aB
ab
AABB
AAbb
aaBB
aabb
↓
↓
↓
↓
↓
↓
↓
↓
↓
↓
純合體
秋水仙素
單倍體育種
第1年
第2年
P
寬葉、不抗病
AAbb
×
窄葉、抗病
aaBB
F1
寬葉、抗病
AaBb
↓
F2
A_B_
A_bb
aaB_
aabb
AABB
雜交育種
↓
第1年
第2年
第3~6年
×
×
寬葉、抗病
染色體變異可應用于單倍體育種和多倍體育種
多倍體育種
01
染色體數目變異。
原理
02
操作簡單、能較快獲得所需新品種、器官巨大、營養含量高。
優點
03
發育遲緩、結實率低、一般只適用于植物。
缺點
染色體變異可應用于單倍體育種和多倍體育種
多倍體育種實例——三倍體無子西瓜的培育
如何獲得？
染色體變異可應用于單倍體育種和多倍體育種
多倍體育種實例——三倍體無子西瓜的培育
二倍體
秋水仙素
四倍體
（母本）
二倍體
（父本）
雜交
花粉刺激果實生長
三倍體
第一年
第二年
三倍體植株
二倍體幼苗（2N）
秋水仙素
四倍體（4N）
×
二倍體（2N）
卵細胞（2N）
精子（N）
受精卵（3N）
三倍體植株（3N）
花粉刺激
聯會紊亂
無籽西瓜
染色體變異可應用于單倍體育種和多倍體育種
多倍體育種 單倍體育種
原理 染色體畸變 染色體畸變
常用方法 秋水仙素處理萌發的種子、幼苗 秋水仙素處理幼苗
優點 器官大，提高產量和營養成分 明顯縮短育種年限
缺點 適適用于植物，在動物方面難以開展；發育延遲，結實率低 技術復雜一些，須與雜交育種配合
舉例 三倍體西瓜 抗病植株的快速育成
課堂練習
解析：體細胞中含有兩個染色體組的個體不一定是二倍體，若該個體是由受精卵發育而來的，則為二倍體；若該個體是由配子直接發育而來的，則為單倍體，A正確。染色體組是細胞中的一組非同源染色體，故含有一個染色體組的細胞中不含有同源染色體，B正確。由配子直接發育而來的個體稱為單倍體，體細胞中只有一個染色體組的個體是單倍體，但單倍體的體細胞中不一定只含一個染色體組，C錯誤。單倍體是由配子直接發育而來的，八倍體小黑麥的配子含有四個染色體組，所以由配子直接發育形成的單倍體也含有四個染色體組，D正確。
1.下列有關單倍體、多倍體及染色體組的敘述，錯誤的是（ ）
A.體細胞中含有兩個染色體組的個體可能是二倍體
B.含有一個染色體組的細胞中不含有同源染色體
C.體細胞中只有一個染色體組的個體才是單倍體
D.八倍體小黑麥的單倍體細胞中有四個染色體組
C
課堂練習
2.野生種馬鈴薯為二倍體，栽培種馬鈴薯為四倍體。下列說法錯誤的是（ ）
A.野生種馬鈴薯與栽培種馬鈴薯存在生殖隔離
B.將野生種馬鈴薯的幼苗用秋水仙素處理可獲得四倍體
C.將栽培種馬鈴薯的花粉離體培養即可獲得二倍體純合子
D.用野生種馬鈴薯培育栽培種馬鈴薯的原理是染色體變異
解析：A、野生種馬鈴薯為二倍體，栽培種馬鈴薯為四倍體，為兩個物種，存在生殖隔離，A正確；BD、野生種馬鈴薯為二倍體，秋水仙素（抑制紡錘體的形成，使染色體數目加倍）處理可獲得四倍體栽培馬鈴薯，用野生種馬鈴薯培育栽培種馬鈴薯的原理是染色體（數目）變異，BD正確；C、將栽培種馬鈴薯的花粉離體培養獲得的為單倍體馬鈴薯（由配子發育而來），C錯誤。故選C。
C
課堂練習
3.細胞中的一組非同源染色體稱為一個染色體組。下列關于染色體組的敘述，正確的是（ ）
A.二倍體生物細胞分裂時最多含有4個染色體組
B.體細胞中含有兩個染色體組的個體就是二倍體
C.用秋水仙素處理植物的分生組織細胞，能夠抑制著絲粒分裂，導致細胞中染色體數目加倍
D.用秋水仙素處理單倍體植株后得到的個體一定含有兩個染色體組
A、二倍體生物細胞中含有2個染色體組，在有絲分裂后期，染色體數目加倍，染色體組數也加倍，變成4個染色體組，因此二倍體細胞分裂時最多含有4個染色體組，A正確；B、由配子直接發育來的個體，不管含有幾個染色體組，都只能叫單倍體，B錯誤；C、秋水仙素的作用原理是能抑制紡錘體的形成，以致染色體不能被拉向兩極，導致細胞不能分裂成兩個子細胞，于是細胞中染色體數目加倍，C錯誤；D、單倍體不一定只含有一個染色體組，可能含一個或幾個染色體組，因此用秋水仙素處理單倍體植株后得到的個體不一定是二倍體，也可能是多倍體，D錯誤。故選A。
A

展開更多......

收起↑