复习课 染色变异及应用

⑤果蝇的复眼由“椭圆”正常转变成“棒眼” ⑥雄蜂的形成 ⑦镰刀型细胞贫血症 ⑧无籽番茄 判断下列变异类型 ①猫叫综合症 ②特纳氏综合症 ③先天性愚型 ④无籽西瓜的形成 ⑤果蝇的复眼由“椭圆”正常转变成“棒眼” ⑥雄蜂的形成 ⑦镰刀型细胞贫血症 ⑧无籽番茄 构架生物的变异知识框架图

变异 不可遗传变异 基因突变 自由组合 基因重组 可遗传变异 交叉互换 染色体变异 结构变异： 缺失 倒位 重复 异位 非整倍体变异 数目变异 染色体组 整倍体变异 倍增 倍减

判断下列染色体结构变异的类型 缺失 倒位 重复 易位

说一说：基因突变和染色体结构变异的区别 变异的层次 变异方式或原因 变异的结果 基因结构的改变，基因数目未变，生物的性状不一定改变 基因突变 分子水平 碱基对增添、缺失或改变 基因检测 结构变异 染色体片段的缺失、重复、倒位和易位 基因的数目和排列顺序发生改变，往往导致生物的性状发生改变。 细胞水平 光学显微镜

辨析：基因重组和染色体结构变异的比较 (2009年高考上海卷)下图中①和②表示发生在常染色体上的变异。①和②所表示的变异类型分别属于(　　) A．重组和易位 B．易位和易位 C．易位和重组 D．重组和重组 关键： 交叉互换：同源染色体的非姐妹染色单体 易位：非同源染色体之间，非等位基因

果蝇体细胞中有几条染色体？几条常染色体？几条性染色体？几对同源染色体？ 整倍体变异：染色体数目以染色体组的形式成倍地增加或减少。 果蝇体细胞中有几条染色体？几条常染色体？几条性染色体？几对同源染色体？

问：一倍体一定是单倍体吗？单倍体一定是一倍体吗？ 请画出雄果蝇染色体组。 问：一个染色体组中有无等位基因？ 问：果蝇一个基因组中含几个DNA分子？ 问：一倍体一定是单倍体吗？单倍体一定是一倍体吗？ 一倍体一定是单倍体；单倍体不一定是一倍体 问：如果是四倍体、六倍体物种形成的单倍体，其体细胞中就含有两个或三个染色体组，我们可以称它为二倍体或三倍体，这种说法对吗？ 不对，尽管其体细胞中含有两个或三个染色体组，但因为是正常的体细胞的配子所形成的物种，因此，只能称为单倍体。 问：由配子直接发育来的个体,不管含有几个染色组，都只能叫单倍体对吗？ 问;用二倍体西瓜植株如何培育获得四倍体西瓜植株？两者属于同一物种吗？

染色体组的特点： 动一动：请画出雄果蝇染色体组。归纳染色体组的特点？ ①是一组完整的非同源染色体（Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y），它们在形态和功能上各不相同 （生殖细胞中一套完整的非同源染色体） ②携带着控制该生物生长发育的全部信息。

染色体组判断方法 AAaaBBbb 细胞分裂图像 基因型判断法 染色体形态法

体细胞中含有本物种配子中染色体数目的个体 受精卵发育，具有三个或以上染色体组 比较项目 单倍体 多倍体 概念 发育起点 成 因 自然成因 人为成因 植株特点 体细胞中含有本物种配子中染色体数目的个体 受精卵发育，具有三个或以上染色体组 配子 受精卵 环境条件突然恶化，纺锤体形成受阻 单性生殖的结果 秋水仙素处理，纺锤体形成受阻 花药离体培养而来 细胞大，有机物含量高，抗逆性强 植株弱小，高度不育

染色体变异与育种 西瓜与其他作物一样，有明显的杂种优势。主要表现为植株长势旺、果实品质好、产量高、抗病性强、整齐一致。 想一想： 　现有稳定遗传的早熟（A）不抗病（R）的西瓜品种甲和晚熟（a）抗病（r）的西瓜品种乙，希望获得早熟抗病的优良品种。请设计西瓜品种间杂交育种和单倍体育种程序，要求用遗传图解表示并加以简单说明．

以下是杂交的育种参考方案： 杂交 自交 选优 Ｐ AARR aarr AaRr Ｆ1 Ｆ2 aarr A－R－ A－rr aaR－ 第1年 第２年 第第3~6年 早熟不抗病 晚熟抗病 晚熟不抗病 早熟抗病 AaRr Ｆ1 Ｆ2 aarr A－R－ A－rr aaR－ 早熟抗病 遗传图解过程中要注意的点：相应的符号要表现出来．比如杂交用　子一带Ｆ１ 同时要写出基因型和表现型．如果要你写的遗传题解比较简单的话，你们一定要写出基因型，表现型，配子类型，及其后代表现型比例．注意用规范的语言表述出来． 强调：西瓜是单性花，所以自然条件下单性花很少有纯合子．而我们上面所用的方法中＼实际上西瓜只有杂交一种． 总结：归纳杂交育种的优点和缺点．优点：将多种形状能集中在一种植株上，缺点育种时间年限长． ９：　　　３：　　３：　　　１ 连续自交，选优直至不出现性状分离为止。 A A rr 优点？缺点？

↓ 单倍体育种 普通植株 × P 减数 分裂 F1 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 单倍体育种程序 花药离体培养→ 纯合体 P 早熟不抗病 AARR × 晚熟抗病 aarr F1 AaRr 配子 AR Ar aR ar AArr aaRR ↓ 秋水仙素→ ↑ 需要的早熟抗病品种 单倍体育种 第1年 第2年 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 优点?缺点？

如何获的三倍体无籽西瓜？请写出流程图？ 传粉 花粉刺激 普通西瓜（2N） 第1步： 染色体加倍 秋水 仙素 四倍体西瓜（4N） 第1步： 染色体加倍 秋水 仙素 传粉 第2步：杂交 普通西瓜（ 2N ） × 三倍体种子（3N ） 第3步：普通西瓜（ 2N ） 花粉刺激 无子西瓜（3N ） 如果用二倍体西瓜作母本、四倍体西瓜作父本，即进行反交，则会使珠被发育形成的种皮厚硬，从而影响无子西瓜的品质

无籽西瓜 无籽番茄的区别 原理 人工诱导染色体变异 生长素促进果实发育 三倍体减数分裂联会紊乱，不能形成正常配子 没授粉 无籽原因 无籽西瓜 无籽番茄的区别 原理 人工诱导染色体变异 生长素促进果实发育 三倍体减数分裂联会紊乱，不能形成正常配子 没授粉 无籽原因 用适宜生长素刺激未授粉雌花 培养方法 遗传物质 染色体数目发生改变 没变化 染色体数目 二个染色体组（没变） 三个染色体组 二倍体西瓜位父本，四倍体 为母本，反之种皮太厚 注意要点 生长素处理花蕾期

实例2、八倍体小黑麦的培育 普通小麦（6N）× 小黑麦（2N） 异源四倍体（4N） 八倍体小黑麦（8N ） 第1步：杂交 （AABBWW ） （DD） 异源四倍体（4N） （ABWD ） 第一年 第二年 第2步：染色体加倍 秋水仙 素处理 八倍体小黑麦（8N ） （AABBWWDD ） 注意：这里的A、B、W、D代表的是染色体组，而不是基因。所以，异源四倍体（ABWD ）是不可育的。

普通小麦的形成过程 注：这也是物种形成的一种方式。 普通小麦 配子 配子 14 一粒小麦 山羊草 7 杂交种不育 二粒小麦 14 28 加倍 异源 多倍体 14 另一种山羊草 14 7 配子 杂交种不育 28 14 42 加倍 异源 多倍体 普通小麦

基因突变 基因重组 染色体变异 本质 内因 外因 生物 染色体结构和数量发生变化，导致基因的数目或排列顺序改变 基因的分子结构发生改变，产生新的基因 基因的重新组合，产生新的基因型，使性状重新组合。 细胞分裂间期复制时碱基对增添、缺失或改变 减数第一次分裂时，四分体的非姐妹染色单体交叉互换；减I后期非同源染色体的自由组合；基因工程 多倍体成因：纺锤体形成受阻。 单倍体成因：配子未受精直接发育 多倍体：外界条件剧变或内部因素的作用 外界条件的剧变或内部因素的作用 有性生殖的真核生物 所有生物 真核生物

课堂练习 遗传学上将染色体上某一片段及其带有的基因一起丢失的现象叫缺失。若一对同源染色体中两条染色体在相同区域同时缺失叫缺失纯合子，若仅一条染色体发生缺失而另一条正常叫缺失杂合子。缺失杂合子的生活力降低但能存活，缺失纯合子常导致个体死亡。 现有一红眼果蝇XBY与一白眼雌果蝇XbXb杂交，子代中出现一只白眼雌果蝇。请采用两种方法判断这只白眼雌果蝇的出现是由于缺失造成的，还是由于基因突变引起的?（请用文字加以说明） 方法一（从细胞学角度分析） 方法二（从遗传学角度分析）：        取该果蝇有分裂能力的细胞制成装片，显微镜下观察染色体结构。若染色体正常，可能是基因突变引起的；反之可能是染色体缺失引起的。 选该白眼雌果蝇与红眼雄果蝇杂交，若杂交子代中雌果蝇数与雄果蝇数比为1：1，则这只白眼雌果蝇的出现是由于基因突变引起的：若杂交子代中雌果蝇数与雄果蝇数比为2：1，则这只白眼雌果蝇的出现是由于缺失造成的。

XAY XaXa × 亲代： 正常子代： XAXa XaY 基因突变 缺失 XAY × XaXa XAXa XAY × XAXa XaY 红眼 白眼 基因突变 缺失 白眼 XAY × XaXa XAXa XAY × XAXa XaY 子代： 红眼 白眼 XaY XAY XAXA XAXa 红眼 白眼 缺失纯合子 1 ： 1 2 ： 1 预期结果及结论：若杂交子代中雌果蝇数与雄果蝇数比为1：1，则这只白眼雌果蝇的出现是由于基因突变引起的；若杂交子代中雌果蝇数与雄果蝇数比为2：1，则这只白眼雌果蝇的出现是由于缺失造成的。

2．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

3．在细胞分裂过程中出现了甲、乙2种变异，甲图中英文字母表示染色体片段。下列有关叙述正确的是 答案：C ①甲图中发生了染色体结构变异，增加了生物变异的多样性 ②乙图中出现的这种变异属于染色体变异 ③甲、乙两图中的变化只会出现在有丝分裂中 ④甲、乙两图中的变异类型都可以用显微镜观察检验 A.①③③ B．②③④ C．①②④ D．①③④

4．已知某物种的一条染色体上依次排列着M、N、O、p、q五个基因，如下图列出的若干种变化中，不属于染色体结构发生变化的是(　　)

一对表现正常的夫妇，生了一个孩子既是红绿色盲又是klinefelter综合症（XXY）患者，从根本上说，病因与父母中的哪一方有关？发生在什么时期？ （ ）

四、多倍体育种（原理：染色体变异） 是将正在萌发的种子或幼苗用一定浓度 的秋水仙素处理获得新品种的方法。 依据原理：染色体变异（染色体组成倍增加） 方法过程： 选材→诱导染色体加倍（秋水仙素处理） →新品种 育种目的：培育植物新品种（动物无法开展） 优缺点：优点——器官大，营养物质含量高 缺点——发育延迟，结实率低。 实例：无子西瓜、八倍体小黑麦的培育

规律指导： 三种可遗传变异的比较 类型 项目 基因突变 基因重组 染色体变异 适 用 范 围 生物种类 所有生物(包括病毒)均可发生 自然状态下只发生于真核生物有性生殖过程中，为核遗传 真核生物细胞增殖过程中均可发生 生殖 无性生殖、有性生殖 有性生殖 自然突变、诱发突变 交叉互换、自由组合 染色体结构变异、染色体数目变异 发生 时期 DNA复制时(有丝分裂间期、减数第一次分裂间期) 减数分裂四分体时期及第一次分裂过程中 细胞分裂期

产生 结果 产生新的基因 只产生新的基因型，不产生新的基因 不产生新的基因，但可引起基因数目或顺序变化 镜检 光镜下均无法检出，可根据是否有新性状或新性状组合确定 光镜下可检出 育种 应用 诱变育种 杂交育种 单倍体育种 多倍体育种 与进化的关系 ①三种可遗传的变异都为生物的进化提供了原材料 ②基因突变可产生新的基因，为进化提供了最初的原材料，是生物变异的根本来源 ③基因重组的变异频率高，为进化提供了广泛的选择材料，是形成生物多样性的重要原因之一

(1)正常进行有丝分裂的组织细胞的，在分裂后期着丝点分裂后，子染色体在纺锤体作用下分别移向两极，进而平均分配到两个子细胞的中去； 染色体变异有关的实验 实验：低温诱导植物染色体数目的变化 1．实验原理 (1)正常进行有丝分裂的组织细胞的，在分裂后期着丝点分裂后，子染色体在纺锤体作用下分别移向两极，进而平均分配到两个子细胞的中去； (2)低温可抑制纺锤体形成，阻止细胞的分裂，导致细胞的染色体数目加倍。

2．实验流程 根尖培养：将洋葱等材料放在装满清水的广口瓶上，底部接触 水面，置于适宜条件下，使之生根； 低温诱导：待不定根长至1 cm时，将整个装置放入冰箱的低温 室内(4℃)，诱导培养36 h； 材料固定：剪取根尖约0.5～1 cm，放入卡诺氏液中浸泡0.5～ 1 h，固定其形态，然后用95%酒精冲洗2次；

制作装片:解离→漂洗→染色→制片(同观察植物细胞的的有 丝分裂) 观察：先用低倍镜观察，找到变异细胞的，再换用高倍镜观 察。

【例】 用浓度为2%的秋水仙素，处理植物分生组织5～6 h，能够诱导细胞的内染色体加倍。那么，用一定时间的低温(如4℃)处理水培的洋葱根尖时，是否也能诱导细胞的内染色体加倍呢？请对这个问题进行实验探究。 (1)针对以上问题，你作出的假设是____________________________________________。 你提出此假设的依据是____________________________________________。

(2)低温处理植物材料时，通常需要较长时间才能产生低温效应，根据这个提示将你设计的实验组合 以表格形式列出来。 (3)按照你的设计思路，以__________________________作为鉴别低温是否诱导细胞的内染色体加倍的依据。为此，你要进行的具体操作是：

第一步：剪取根尖2～3 mm。 第二步:按照________→________→________→________ 步骤制作________________________________________________________________________。

思路点拨：提出的假设应该具有一定的科学根据，提出的假设应该是最有可能的而不是随意猜测，所以探究的课题在题干中具有一定的指向性。在设计表格的时候要注意题干的要求是测量低温效应的时间，考虑到一般植物的细胞的周期时间的单位应该以小时为单位比较合适。为了保证实验的严谨性，应该做一组常温下的对照组，以排除环境因素的干扰。

自主解答：_________________________________________________________ 答案：(1)用一定时间的低温处理水培的洋葱根尖，能够诱导细胞的内染色体加倍　低温能够影响酶的活性(或纺锤丝的形成、着丝点的分裂)，使细胞的不能正常进行有丝分裂

①至少做两个温度的对照；②间隔相等的培养时间进行取样。 (2) 培养时间 培养温度 5 h 10 h 15 h 20 h 常　温 4℃ 0℃ 注：设计的表格要达到以下两个要求。 ①至少做两个温度的对照；②间隔相等的培养时间进行取样。 (3)在显微镜下观察和比较经过不同处理后根尖细胞内染色体的数目　 解离　漂洗　染色　制片　细胞有丝分裂临时装片 点击此处进入 随堂双基演练 点击此处进入 作业手册

如果性染色体中多了一条X染色体，或多了一条Y染色体，将出现XXY和XYY型的个体。XXY型个体的外貌是男性，身高比一般男性要高，但睾丸发育不全，常出现女性的乳房，患者智能一般较差，且无生育能力。而XYY型的个体，外貌也是男性，他们有生育能力。 常见的性别畸形还有一种是性染色体只有一条是X型。这类患者的外貌象女性，但第二性征发育不良，原发性闭经，无生育能力。 医生通过什么途径诊断? 　　　　XXY和XYY型异常的原因你能分析吗