响誉世界的著名“天才”音乐指挥家舟舟
舟舟是一个先天智力障碍(三体综合症)患者 智障“天才”舟舟的资料 舟舟是一个先天智力障碍(三体综合症)患者 病因:常染色体变异,比正常人多了一条21号染色 ■姓名/胡一舟 ■年龄:31 岁 ■出生/1978年4月1日 ■智商:30 重度弱智 (正常人的最低70) ■演出/自1999年1月在保利剧场进行第一场指挥表演以来,至今已演出20场,与国内外十余家交响乐团进行过合作。
三、染色体变异 显微镜下可以观察 染色体结构的变异 染色体数目的变异 染色体变异与基因突变相比,哪一种变异对 性状的改变大?为什么?
(一)染色体结构的变异 缺失 增加 颠倒 移接
Q2:染色体变异与基因突变相比,哪一种变异对 引起的性状变化较大一些?为什么? 请讨论: Q1:染色体结构变异对生物都是有害的吗? 大多有害、少数有利 Q2:染色体变异与基因突变相比,哪一种变异对 引起的性状变化较大一些?为什么? 每条染色体上含有许多基因,染色体变异会引起多个基因的变化,所以引起的性状变化较大一些 5
猫叫综合征 症状:两眼距离较远,耳位低下,生长发育缓慢,,存在着严重的智力障碍。患儿哭声轻,音调高,很像猫叫。 第5号染色体部分缺失
(二)染色体数目的变异
1、染色体数目的变异的种类: 个别染色体增加或减少 以染色体组的形式成倍的增加或减少 ?
p53 先天性愚型 (21三体综合症) 性腺发育不良 (特纳氏综合症)
21三体综合征。原因是人的21号染色体多了一条。患者智力低下,身体发育缓慢。患儿常表现口常半张,所以又叫伸舌样痴呆。 个别染色体增加或减少
请思考: 1、果蝇体细胞有几条染色体? 8条 2、Ⅱ号和Ⅱ号染色体是什么关系?Ⅲ号和Ⅳ号呢? 同源染色体 非同源染色体 3、雄果蝇的体细胞中共有哪几对同源染色体? Ⅱ和Ⅱ、Ⅲ和Ⅲ、Ⅳ和Ⅳ、X和Y
4、雄果蝇产生的精子中有哪几条染色体?这些染色体在形态、结构和功能上有什么特点?这些染色体之间是什么关系?它们是否携带着控制生物生长发育的全部遗传信息?
Q5:如果将果蝇 的精子中的染 色体看作一 组,那么果蝇 的体细胞中有 几组染色体? 果蝇的一个染色体组
B 2、染色体组 非同源染色体 各不相同 生长发育、遗传和变异 全部 细胞中的一组 ,他们在形态和结构上 ,但是携带着控制一种生 物 的 信息。这样的一组染色体,叫做一个染色体组。 各不相同 生长发育、遗传和变异 全部 例:分析对照图,从A B C D中确认出表示标含一个染色体组的细胞,是图中的( ) B A B C D 对照
请判断下列细胞中各有多少个染色体组? 2个 3个 4个 4个 1个 2个
☆图形题就看形状大小相同的染色体(同源染色体)有几条,就是几个染色体组 例2.判断下图中分别有几个染色体组,每个染色体组怎么表示? 1个 4个 3个 ☆图形题就看形状大小相同的染色体(同源染色体)有几条,就是几个染色体组
例3.指出下面细胞分别处于什么时期,此时细胞中各有几个染色体组? 减Ⅰ后期 有丝中期 有丝后期 减Ⅱ后期 2个 2个 4个 2个
人有几个染色体组? (图示减Ⅰ前期) 2个
☆基因型题就看同种类型字母(不区分大小写)的个数 例4:一个基因型为AAaBbb的个体,那它有几个染色体组呢? 如果是Ab基因型的呢? 3个 1个 ☆基因型题就看同种类型字母(不区分大小写)的个数
左图是果蝇体细胞染色体 图解,根据回答: 1、此果蝇是______性果蝇 ,性染色体为___,其性别决定方式属于_____型。 A B 左图是果蝇体细胞染色体 图解,根据回答: 1、此果蝇是______性果蝇 ,性染色体为___,其性别决定方式属于_____型。 2、细胞中有_____对同源染色体。有____个 染色体组。是_______倍体。 3、细胞中有_____对常染色体。 4、细胞中有_____对性染色体。能产生____ 种配子。
小结、染色体数目的变异 个别变异 正常 增多 减少 整组变异 成倍增多或减少 21
3、二倍体: 4、多倍体 由受精卵发育而成的个体体细胞中含两个 染色体组的个体 (1)定义:由受精卵发育而来的个体体细胞中含有三个或三个以上染色体 组的的个体 如:香蕉、马铃薯 (2)成因: 外界环境条件的干扰,使有丝分裂时纺锤体的形成受到破坏,以至染色体不能被拉向两极,细胞不能分裂成两个子细胞,染色体加倍。
几乎全部动物以及过半数的高等植物是 二倍体(如:番茄、人、玉米、果蝇)
马铃薯是四倍体 香蕉是三倍体 普通小麦是六倍体
多倍体的形成 染色体复制 着丝点分裂 4个染色体 无纺缍体形成 若继续进行正常的有丝分裂 染色体加倍的组织或个体 无纺缍丝牵引 8个染色体
(3)应用: 用途:多倍体育种(多倍体植物各器官都比 较大,营养物质的含量也较高,但发 育延迟,结实率低。) 方法原理:用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗 秋水仙素的作用是什么? 在细胞分裂的哪个时期起作用? 可以用秋水仙素处理成熟的植株吗?
Q:秋水仙素处理法的具体做法是什么?原理又是什么? 常用方法有哪些? 低温和秋水仙素处理法 Q:秋水仙素处理法的具体做法是什么?原理又是什么? 萌发的种子 幼苗 方法:用秋水仙素处理____________或_______。 原理:当秋水仙素作用于正在______的细胞时,能够抑 制________的形成,导致________不能_________, 从而引起细胞内染色体__________。染色体数目加 倍的细胞继续进行_______分裂,将来就可能发育成 _________植株。 分裂 纺锤丝 染色体 移向两极 数目加倍 有丝 多倍体 Q:为什么要处理萌发的种子或幼苗,处理成熟的植 株可以不? 不行,秋水仙素的作用对象是正在有丝分裂的细胞,成熟的植株大多细胞不进行有丝分裂。 27
人工诱导多倍体的原理: 低温、适宜浓度的秋水仙素能在不影响细胞活力的条件下抑制纺锤体形成。导致染色体复制且着丝点分裂后不能分配到两个细胞中,从而使细胞内的染色体数目加倍。 着丝点分裂 无纺锤丝牵引,染色体数加倍 染色体复制
秋水仙素处理使染色体数目加倍 三倍体 西瓜子 传粉刺激果实发育
机理:作用于正在分裂的细胞,抑制纺锤丝的形成, 方法:用秋水仙素来处理萌发的种子或幼苗 机理:作用于正在分裂的细胞,抑制纺锤丝的形成, 导致染色体不分离,数目加倍
普通小麦的形成过程 普通小麦 注:这也是物种形成的一种方式。 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
香蕉的培育 香蕉的祖先为野生芭蕉,个小而多种子,无法食用。香蕉的培育过程如下: 野生芭蕉 2n 有籽香蕉 4n 加倍 野生芭蕉 2n 2n 香蕉的祖先为野生芭蕉,个小而多种子,无法食用。香蕉的培育过程如下: 野生芭蕉 2n 有籽香蕉 4n 加倍 野生芭蕉 2n 2n n 配子 无籽香蕉 3n 受精作用
雌性 雌性 雄性 二倍体 单倍体
5、单倍体 (1)定义: 体细胞中含本物种配子染色体数目的个体 (2)单倍体植株特点 弱小,且高度不育 单倍体一定含有一个染色体组吗? 不一定。只要由配子发育而成的个体就叫单倍体。
对一个个体称单倍体还是几倍体, 关键看什么? 关键看它是由受精卵发育而成的个体,还是由配子发育而成的个体。由受精卵发育而成的个体叫几倍体,由配子发育而成的个体叫单倍体。 Q: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。 35
(2)应用: 用途:单倍体育种 方法:花药离体培养 + 秋水仙素加倍 花药 单倍体 植株 纯合 正常植株 秋水仙素 染色体加倍 离体培养
黄色圆粒(YyRr) 花药 YR yR Yr yr (配子) 离 体 培 养 yR 单倍体植株 YR Yr yr 离 体 培 养 yR 单倍体植株 YR Yr yr 秋 水 仙 素 处 理 幼 苗 正常二倍体 (纯合体) yyrr YYRR yyRR YYrr 黄圆 绿圆 黄皱 绿皱
杂交育种 × × 【例】现有两小麦品种:矮秆感病(ddrr),高秆抗病(DDRR),如何获得矮秆抗病的优良品种(ddRR)? P: ddrr F1: DdRr 连续多代自交 × F2: D_R_ D_rr ddR_ ddrr 高秆 高秆 矮秆 矮秆 抗病 感病 抗病 感病 9 : 3 : 3 : 1 提高纯合子的比例
优点:能将多个亲本的优良性状 集于一体 杂交育种 缺点:育种时间太长 【例】现有两小麦品种:矮秆感病(ddrr),高秆抗病(DDRR),如何获得矮秆抗病的优良品种(ddRR)? 高秆:D 矮秆(抗倒伏):d 抗病:R 感病:r 优点:能将多个亲本的优良性状 集于一体 杂交育种 缺点:育种时间太长
花药离体培养 通过培养使它离开正常的发育途径(即形成成熟花粉最后产生精子的途径)而分化成为单倍体植株
↓ ↓ ↓ ↓ × P F1 F2 F3 优点:明显缩短育种年限 若从播种到收获种子需要一年,则培育出能稳定遗传的矮杆抗病的品种至少需要几年? 杂交育种 单倍体育种 P 高杆抗病 DDTT × 矮杆感病 ddtt 第1年 第1年 F1 高杆抗病 DdTt ↓ 减数分裂 第2年 第2年 ↓ × F2 D_T_ D_tt ddT_ ddtt 矮抗 配子 DT Dt dT dt ↓ 花药离体培养 第3年 × 单倍体 DT Dt dT dt F3 ddTT ↓ 秋水仙素 第4年 生长 DDtt ddTT ddtt 纯合体 DDTT 矮抗 选育出需要的矮抗品种 优点:明显缩短育种年限
单倍体育种与多倍体育种的区别 多倍体育种 单倍体育种 原理 染色体变异 常用方法 人工诱导染色体加倍 花药离体培养后,人工诱导染色体加倍 优点 器官大,营养多 明显缩短育种年限 缺点 适用于植物,在动物方面难以开展 技术复杂一些,须与杂交育种配合
二倍体: 多倍体: 单倍体: 由受精卵发育而来的个体,体细胞中有2个染色体组,叫做二倍体 由受精卵发育而来的个体,体细胞中有3个或3个以上染色体组,叫做多倍体 由配子发育而来的个体,体细胞中不论有多少染色体组,都只能叫做单倍体 P F1 F1称谓 2N N 4N 注:N代表一个染色体组,比如人为二倍体,其染色体可以表示为2N=46 二倍体 单倍体 单倍体 四倍体
原理 优点 杂交 育种 单倍体 育种 诱变 育种 多倍体 育种 染色体 变异 染色体 变异 基因突变 基因 重组 提高突变率, 创造人们需 要的变异类型 明显缩短 育种年限 培育 新品种 选育重 组类型
B C 课堂巩固 2.下列细胞中含有三个染色体组的是( ) A.小麦的体细胞 B.小麦的胚细胞 C.小麦的卵细胞 D.小麦的胚乳细胞 1.请注意观察下图,指出该图所示的变异类型( ) A.基因突变 B.染色体变异 C.染色体减少 D.基因重组 B 2.下列细胞中含有三个染色体组的是( ) A.小麦的体细胞 B.小麦的胚细胞 C.小麦的卵细胞 D.小麦的胚乳细胞 C
3.某家庭父亲正常,母亲色盲,生了一个性染色体 为XXY的色觉正常的儿子,产生这种染色体数目 变异的原因很可能是 ( ) A.胚胎发育的卵裂阶段出现异常 B.正常的卵与异常的精子结合 C.异常的卵与正常的精子结合 D.异常的卵与异常的精子结合 B 4.基因型为AAbb和aaBB的植物杂交得到F1,对其幼苗 用适当浓度秋水仙素来处理,该植物的基因型和染 色体倍数分别是( ) A.AAaaBBbb 四倍体 B.AaBb 二倍体 C.AAbb 二倍体 D.AAaaBBbb 八倍体 A
5下列细胞含有一个染色体组的是: A、人的表皮细胞 B、果蝇的受精卵 C、小麦的卵细胞 D、玉米的极核 6.下列关于基因突变和染色体变异的叙述中, 正确的是( ) A.染色体变异是定向的,基因突变是不定向的 B.基因突变是指生物基因型的改变 C.染色体变异是不可遗传的 D.基因突变是随机发生的 D
7.请分析以下两个实验: ①用适当适当浓度的生长素溶液处理未受粉的番茄 花蕾,子房发育成无籽果实。 ②用二倍体与四倍体西瓜杂交,获得三倍体西瓜植 株,给其雌蕊授以二倍体西瓜的花粉,子房发育 成无籽西瓜。 (1)番茄的无籽性状能否遗传? ;若取此 番茄植株的枝条扦插,长成后的植株所结果实中 是否有种子? 。 (2)三倍体无籽西瓜性状能否遗传? ;若取其 枝条扦插,长成后的植株子房壁细胞有 个 染色体组。 不能 有 能 3
8、用纯种的高杆(D)、抗锈病(T)小麦 与矮秆易染锈病的小麦培育矮秆抗锈病小麦 品种的方法如下: A B 高杆抗锈 ×矮杆染锈 F1 dT配子 C 幼苗 D 符合要求的品种 (1)过程A叫做 。 (2)F1的基因型是 。 (3)过程B叫做 。 (4)过程C叫做 。 (5)过程D叫做 。 (6)这种育种方法叫做 育种与常规的杂 交育种相比,明显的缩短了育种 。 杂交 DdTt 减数分裂 花药离体培养 秋水仙素 单倍体 年限