染色体数目的变异 (2)课件.ppt

关于染色体数目的变异(2)第1页，此课件共46页哦第五章第五章 染色体数目的变异染色体数目的变异第一节第一节 染色体数目变异类型染色体数目变异类型一、染色体组的概念一、染色体组的概念 染色体组染色体组：是指二倍体生物配子：是指二倍体生物配子中全部异源染色体数的总和，以中全部异源染色体数的总和，以X表表示，又叫染色体基数。示，又叫染色体基数。第2页，此课件共46页哦 在进化过程中，通过异源多倍体等在进化过程中，通过异源多倍体等途径，异源染色体的数目往往会发生变途径，异源染色体的数目往往会发生变化。化。如果如果合子中的染色体数以合子中的染色体数以2n表示，配表示，配子中的染色体数以子中的染色体数以n表示表示，那么，对二倍，那么，对二倍体来说，体来说，X=n；对多倍体来说，；对多倍体来说，Xn。以小麦属为例，各个种的合子及配子染以小麦属为例，各个种的合子及配子染色体数都是以色体数都是以7为基数变化的。如：为基数变化的。如：第3页，此课件共46页哦 2n=14=2X (一粒小麦等一粒小麦等)称为二倍体称为二倍体 2n=28=4X (二粒小麦等二粒小麦等)称为四倍体称为四倍体 2n=42=6X (普通小麦等普通小麦等)称为六倍体称为六倍体 (4X)(2X)3X 称为三倍体称为三倍体 三倍体以上的整倍体称为多倍体。三倍体以上的整倍体称为多倍体。不同种属间不同种属间X的数值可能不同，如大麦的数值可能不同，如大麦X=7，高粱属，高粱属X=10，烟草属，烟草属X=12，稻属，稻属X=12等。等。第4页，此课件共46页哦二、染色体数目变异类型二、染色体数目变异类型 分两类：分两类：整倍体整倍体：以染色体组：以染色体组(X)的染色体的染色体数为基础成倍增加或减少的个体。数为基础成倍增加或减少的个体。非整倍体非整倍体：比正常合子染色体数：比正常合子染色体数多或少一至数条染色体的个体。多或少一至数条染色体的个体。第5页，此课件共46页哦 、整倍体、整倍体 包括一倍体、二倍体、三倍体、包括一倍体、二倍体、三倍体、四倍体四倍体等，等，三倍体以上的个体称三倍体以上的个体称为为多倍体多倍体。同源多倍体同源多倍体：体细胞中所有染色：体细胞中所有染色体组来自同一物种。体组来自同一物种。异源多倍体异源多倍体：体细胞中的染色体体细胞中的染色体组来自不同物种。组来自不同物种。第6页，此课件共46页哦 举例说明举例说明 甲物种甲物种 X=12 2n=2x=AA=24 X=12 2n=2x=AA=24 乙物种乙物种 X=12 2n=2x=BB=24 X=12 2n=2x=BB=24 丙物种丙物种 X=12 2n=2x=CC=24 X=12 2n=2x=CC=24 加倍加倍 甲：甲：2n=4x=AAAA=482n=4x=AAAA=48 乙：乙：2n=4x=BBBB=48 2n=4x=BBBB=48 均为同源四倍体均为同源四倍体 丙：丙：2n=4x=CCCC=482n=4x=CCCC=48第7页，此课件共46页哦 同源四倍体甲同源四倍体甲 二倍体甲二倍体甲 （AAAA）（AA）AAA 同源三倍体同源三倍体 加倍加倍 AAAAAA 同源六倍体同源六倍体 第8页，此课件共46页哦 AA BB AB（F1）加倍加倍 AABB 异源四倍体异源四倍体 加倍加倍 AAAABBBB 同源异源八倍体同源异源八倍体 AABB CC ABC 异源三倍体异源三倍体 加倍加倍 AABBCC 异源六倍体异源六倍体 第9页，此课件共46页哦第10页，此课件共46页哦 、非整倍体、非整倍体 超倍体超倍体：比正常合子染色体数（：比正常合子染色体数（2n）多若干条的非整倍体。多若干条的非整倍体。亚倍体亚倍体：比正常合子染色体数（：比正常合子染色体数（2n）少若干条的非整倍体少若干条的非整倍体.第11页，此课件共46页哦 三体三体:在原有二倍体中，多出其中的某在原有二倍体中，多出其中的某一条，即一条，即2n+12n+1，(n-1)+(n-1)+。单体单体:在原有二倍体中，少掉其中的某在原有二倍体中，少掉其中的某一条，即一条，即2n-12n-1，（，（n-1n-1）+。双三体双三体:在原有二倍体中，某两对染色在原有二倍体中，某两对染色体都增加一条，即体都增加一条，即2n+1+12n+1+1，(n-2)+2(n-2)+2。双单体双单体：在原有二倍体中，某两对染：在原有二倍体中，某两对染色体都少色体都少1 1条，条，2n-1-12n-1-1，（，（n-2n-2）+2+2。第12页，此课件共46页哦 四体四体：在原有二倍体中，某对染：在原有二倍体中，某对染色体多出二条，色体多出二条，2n+22n+2，(n-1)+(n-1)+。缺体缺体：在原有二倍体中，某对染：在原有二倍体中，某对染色体都丢失了色体都丢失了,2n-2,2n-2,（n-1n-1）。双体双体：正常的正常的2n2n个体。个体。第13页，此课件共46页哦染色体数目染色体数目的变异的变异染色体组染色体组(X)及其染色体及其染色体合子染色体数（合子染色体数（2n）及其组成）及其组成联会联会染色体组数染色体组数染色体组类别染色体组类别染色体染色体整整倍倍体体二倍体二倍体A=a1a2a3B=b1b2b3E=e1e2e32X2X2XAABBEEa1a1a2a2a3a3b1b1b2b2b3b3e1e1e2e2e3e33II3II3II同同源源三倍体三倍体四倍体四倍体A=a1a2a3同上同上3X4X AAA AAAAa1a1a1a2a2a2a3a3a3a1a1a1a1a2a2a2a2a3a3a3a33III3IV异异源源四倍体四倍体A=a1a2a3B=b1b2b3 4X AABB(a1a1a2a2a3a3)(b1b1b2b2b3b3)6II六倍体六倍体A=a1a2a3B=b1b2b3E=e1e2e36XAABBEE(a1a1a2a2a3a3)(b1b1b2b2b3b3)(e1e1e2e2e3e3)9II三倍体三倍体同上同上3XABE(a1a2a3)(b1b2b3)(e1e2e3)9I非非整整倍倍体体亚亚倍倍体体单体单体缺体缺体双单体双单体A=a1a2a3B=b1b2b3同上同上同上同上2n 12n-22n-1-1AAB(B-1b3)AA(B-1b3)(B-1b3)AAB(B-1b2-1b3)(a1a1a2a2a3a3)(b1b1b2b2b3)(a1a1a2a2a3a3)(b1b1b2b2)(a1a1a2a2a3a3)(b1b1b2b3)5II+I5II4II+2I超超倍倍体体三体三体四体四体双三体双三体A=a1a2a3同上同上同上同上2n+12n+22n+1+1A(A+1a3)A(A+2a3)A(A+1a2+1a3)a1a1a2a2a3a3a3a1a1a2a2a3a3a3a3a1a1a2a2a2a3a3a32II+III2II+IVII+2III第14页，此课件共46页哦三、一倍体三、一倍体 细胞核内含一个染色体组（细胞核内含一个染色体组（1X）的个体称为一倍体。的个体称为一倍体。动物中，动物中，某些膜翅目昆虫（蜂、某些膜翅目昆虫（蜂、蚁）和同翅目昆虫（白蚁）的雄性蚁）和同翅目昆虫（白蚁）的雄性是一倍体。是一倍体。高等植物中，高等植物中，偶然也出现一些一偶然也出现一些一倍体个体，但高度不育。倍体个体，但高度不育。第15页，此课件共46页哦第二节第二节 单倍体单倍体一、单倍体的形态特征一、单倍体的形态特征 单倍体单倍体：是指具有配子染色体数：是指具有配子染色体数(n)的个体。的个体。玉米是二倍体，其单倍体是一倍玉米是二倍体，其单倍体是一倍体体(n=X=10)。普通烟草是异源四倍体，其单倍普通烟草是异源四倍体，其单倍体是二倍体（体是二倍体（n=2X=TS=24）。）。第16页，此课件共46页哦 普通小麦是异源六倍体普通小麦是异源六倍体,其单倍其单倍体是三倍体（体是三倍体（n=3X=ABD=21）。）。单倍体是大多数低等植物生命的主要单倍体是大多数低等植物生命的主要阶段，菌藻类的菌丝体是单倍体，苔鲜阶段，菌藻类的菌丝体是单倍体，苔鲜类的配子体世代是单倍体。类的配子体世代是单倍体。高等植物中高等植物中偶而也有单倍体出现，但几乎都是生殖偶而也有单倍体出现，但几乎都是生殖不正常的结果，不正常的结果，如孤雌生殖和孤雄生殖如孤雌生殖和孤雄生殖（组培）。（组培）。第17页，此课件共46页哦 单倍体是高度不育的，单倍体是高度不育的，一般不能一般不能产生种子。主要原因是细胞内染色体产生种子。主要原因是细胞内染色体都是成单的，减数分裂时无法联会，都是成单的，减数分裂时无法联会，只能以单价体形式出现，于是配子高只能以单价体形式出现，于是配子高度不育。度不育。单倍体的细胞、组织、器官和植单倍体的细胞、组织、器官和植株一般都比正常个体弱小。株一般都比正常个体弱小。第18页，此课件共46页哦二、单倍体的应用二、单倍体的应用、培育基因型纯合的植株，缩短育、培育基因型纯合的植株，缩短育种周期种周期 单倍体的每个染色体组是成单的，单倍体的每个染色体组是成单的，全部基因也是成单的，一旦人为加倍全部基因也是成单的，一旦人为加倍不仅可以由不育变为可育，而且全部不仅可以由不育变为可育，而且全部基因都变成纯合。所以育种上可大大基因都变成纯合。所以育种上可大大缩短年限。缩短年限。第19页，此课件共46页哦、是、是研究基因性质和作用的好材料研究基因性质和作用的好材料 单倍体基因是成单的，不管它是显性还是单倍体基因是成单的，不管它是显性还是隐性均可充分表现，所以是隐性均可充分表现，所以是研究基因性质和作研究基因性质和作用的好材料。用的好材料。、可用于研究不同染色体组之间的部分、可用于研究不同染色体组之间的部分 同源关系同源关系 异源多倍体的不同染色体组之间有可能存在部异源多倍体的不同染色体组之间有可能存在部分同源关系，其单倍体孢母细胞在减数分裂时，除形分同源关系，其单倍体孢母细胞在减数分裂时，除形成大量单价体外，有部分同源关系的染色体还可以联成大量单价体外，有部分同源关系的染色体还可以联会成二价体。因此，通过其联会分析，就可得知染色会成二价体。因此，通过其联会分析，就可得知染色体间的部分同源关系体间的部分同源关系。第20页，此课件共46页哦第三节第三节 同源多倍体同源多倍体一、同源多倍体的形态特征、遗传效一、同源多倍体的形态特征、遗传效应及分布特点应及分布特点 、形态特征、形态特征 在一定的加倍范围内，同源多倍在一定的加倍范围内，同源多倍体的体的叶片大小、花果大小、茎粗、叶叶片大小、花果大小、茎粗、叶厚、植株大小都随染色体组数厚、植株大小都随染色体组数(X)(X)的的增加而增大，但成熟期却推迟。增加而增大，但成熟期却推迟。第21页，此课件共46页哦金鱼草金鱼草2n=2X=16金鱼草金鱼草2n=4X=32第22页，此课件共46页哦第23页，此课件共46页哦 、遗传效应、遗传效应 由于基因剂量增加，改变了二倍体固由于基因剂量增加，改变了二倍体固有的基因平衡关系，使得植株生理生化代有的基因平衡关系，使得植株生理生化代谢改变，也影响了生长发育。谢改变，也影响了生长发育。如：四倍体番茄如：四倍体番茄Vc含量比二倍体约多含量比二倍体约多一倍，四倍体玉米籽实内类胡萝卜素含量一倍，四倍体玉米籽实内类胡萝卜素含量比二倍体增加比二倍体增加43%，二倍体西葫芦结梨形，二倍体西葫芦结梨形果实，变成四倍体后就结扁圆形果实了。果实，变成四倍体后就结扁圆形果实了。第24页，此课件共46页哦 、分布上的特点、分布上的特点 多年生植物一年生植物多年生植物一年生植物 自花授粉植物异花授粉植物自花授粉植物异花授粉植物 无性繁殖植物有性繁殖植物无性繁殖植物有性繁殖植物第25页，此课件共46页哦 二、同源多倍体的联会和分离二、同源多倍体的联会和分离 、同源三倍体的联会和分离、同源三倍体的联会和分离 前期联会前期联会 后期后期分离分离 2/1 +2/1，1/1 不管哪种分离方式，都会造成同源三倍体的配子不管哪种分离方式，都会造成同源三倍体的配子染色体数及组合成分不平衡，使配子中各类染色体固染色体数及组合成分不平衡，使配子中各类染色体固有的比例关系改变。因此，有的比例关系改变。因此，同源三倍体是高度不育的。同源三倍体是高度不育的。第26页，此课件共46页哦 同源三倍体的高度不育性在生产上有很同源三倍体的高度不育性在生产上有很重要的利用价值。无籽西瓜、无籽甜瓜、无重要的利用价值。无籽西瓜、无籽甜瓜、无籽香蕉及无核葡萄是同源三倍体的，同源三籽香蕉及无核葡萄是同源三倍体的，同源三倍体甜菜含糖量远高于二倍体。无籽西瓜的倍体甜菜含糖量远高于二倍体。无籽西瓜的培育原理是：培育原理是：第27页，此课件共46页哦 二倍体西瓜二倍体西瓜 2n=2X=22 加倍加倍 同源四倍体西瓜同源四倍体西瓜 二倍体西瓜二倍体西瓜 2n=4X=44()2n=2X=22()同源三倍体西瓜种子同源三倍体西瓜种子 2n=3X=33 第28页，此课件共46页哦、同源四倍体的联会和分离、同源四倍体的联会和分离 前期联会前期联会 后期后期分离分离 2/2，3/1 +2/2，3/1，2/1 +2/2 +2/2，3/1，2/1，1/1第29页，此课件共46页哦 同源四倍体的每个同源组有四条同源染色同源四倍体的每个同源组有四条同源染色体，每个同源组均有可能发生以上各种分离，体，每个同源组均有可能发生以上各种分离，除除2/2式分离外，其它形式的分离势必造成同式分离外，其它形式的分离势必造成同源四倍体的配子染色体数及组合成分不平衡，源四倍体的配子染色体数及组合成分不平衡，所以所以同源四倍体是部分不育的同源四倍体是部分不育的。如同源四倍体。如同源四倍体玉米的育性一般比二倍体下降玉米的育性一般比二倍体下降5-20%。三、同源多倍体的基因分离规律三、同源多倍体的基因分离规律(略略)第30页，此课件共46页哦第四节第四节 异源多倍体异源多倍体一、偶数倍的异源多倍体一、偶数倍的异源多倍体 存在的普遍性：存在的普遍性：被子植物中，被子植物中，30-35%的种是异源的种是异源多倍体。多倍体。禾本科中，约禾本科中，约70%的种是异源多的种是异源多倍体。倍体。第31页，此课件共46页哦 小麦、燕麦、棉花、烟草、甘蔗、小麦、燕麦、棉花、烟草、甘蔗、梨、桃、苹果、樱桃、草莓、菊花、梨、桃、苹果、樱桃、草莓、菊花、水仙、郁金香等都是水仙、郁金香等都是偶数倍的异源多偶数倍的异源多倍体。倍体。异源多倍体是物种演化的一个重异源多倍体是物种演化的一个重要因素，要因素，自然界中能自行繁殖的异源自然界中能自行繁殖的异源多倍体几乎都是偶数倍的。多倍体几乎都是偶数倍的。第32页，此课件共46页哦 在偶数倍的异源多倍体中染色体在偶数倍的异源多倍体中染色体组都是组都是2 2个，同源染色体都是成对的，个，同源染色体都是成对的，因而减数分裂时能象二倍体一样联会因而减数分裂时能象二倍体一样联会成二价体，所以成二价体，所以偶数倍的异源多倍体偶数倍的异源多倍体表现与二倍体相同的性状遗传规律。表现与二倍体相同的性状遗传规律。第33页，此课件共46页哦例：普通小麦例：普通小麦 2n=6x=AABBDD=42=212n=6x=AABBDD=42=21 其其AA=7AA=7，BB=7BB=7，DD=7DD=7分别联会，彼分别联会，彼此按此按1/11/1式正常分离式正常分离.AA:aAA:a1 1a a1 1，a a2 2a a2 2，a a3 3a a3 3，a a4 4a a4 4，a a5 5a a5 5，a a6 6a a6 6，a a7 7a a7 7BB:bBB:b1 1b b1 1，b b2 2b b2 2，b b3 3b b3 3，b b4 4b b4 4，b b5 5b b5 5，b b6 6b b6 6，b b7 7b b7 7DD:dDD:d1 1d d1 1，d d2 2d d2 2，d d3 3d d3 3，d d4 4d d4 4，d d5 5d d5 5，d d6 6d d6 6，d d7 7d d7 7第34页，此课件共46页哦 异源多倍体中不同染色体组的染色体异源多倍体中不同染色体组的染色体数可以相同，也可以不同。数可以相同，也可以不同。普通小麦中普通小麦中X=7,X=7,是相同的。是相同的。异源四倍体的欧洲油菜染色体组的染异源四倍体的欧洲油菜染色体组的染色体数则是不同的。色体数则是不同的。欧洲油菜：欧洲油菜：2n=4X=38=10+92n=4X=38=10+9 中国油菜提供一个中国油菜提供一个X X，X=10X=10 甘蓝提供一个甘蓝提供一个X X，X=9X=9第35页，此课件共46页哦二、奇数倍的异源多倍体二、奇数倍的异源多倍体 来源：偶数倍的异源多倍体种间杂交来源：偶数倍的异源多倍体种间杂交的子代。的子代。如：如：普通小麦普通小麦 圆锥小麦圆锥小麦 AABBDD AABBDD AABBAABB(6X=42=21)(6X=42=21)（4X=28=144X=28=14）AABBDAABBD (5X=35=14+7)(5X=35=14+7)异源五倍体异源五倍体第36页，此课件共46页哦减数分裂与育性：减数分裂与育性：从上图可以看出：减数分裂时二从上图可以看出：减数分裂时二价体与单价体并存，单价体使分离混价体与单价体并存，单价体使分离混乱乱 配子不育。配子不育。因此，因此，自然界难于存在奇数倍异源自然界难于存在奇数倍异源多倍体，除非它能无性繁殖。多倍体，除非它能无性繁殖。第37页，此课件共46页哦第五节第五节 多倍体的形成途径及应用多倍体的形成途径及应用一、多倍体的形成途径一、多倍体的形成途径、未减数配子结合形成多倍体、未减数配子结合形成多倍体(自然发生自然发生)如：如：萝卜萝卜 甘蓝甘蓝 2X=RR=18=9 2X=BB=18=9 F1 2X=RB=18=18 多数多数 少数少数 配子不育配子不育 形成未减数配子形成未减数配子RB=18 受精受精 4X=RRBB=36（新种）（新种）第38页，此课件共46页哦、合子染色体数加倍形成多倍体、合子染色体数加倍形成多倍体(人工诱发人工诱发)使用最普遍、效果最好的是用秋水仙使用最普遍、效果最好的是用秋水仙素处理植物。素处理植物。秋水仙素是从秋水仙的种子和鳞茎中秋水仙素是从秋水仙的种子和鳞茎中提取的，为淡黄色粉末，易溶于冷水而不提取的，为淡黄色粉末，易溶于冷水而不易溶于热水。秋水仙素有剧毒，能使中枢易溶于热水。秋水仙素有剧毒，能使中枢神经麻醉，造成呼吸困难。微量入眼可引神经麻醉，造成呼吸困难。微量入眼可引起暂时失明，使用时要十分小心。起暂时失明，使用时要十分小心。秋水仙素只能使分生细胞染色体加倍。秋水仙素只能使分生细胞染色体加倍。第39页，此课件共46页哦 秋水仙素可抑制分裂细胞的纺锤秋水仙素可抑制分裂细胞的纺锤丝形成或使其解体，使得细胞只有染丝形成或使其解体，使得细胞只有染色体的复制、分裂，而无细胞分裂，色体的复制、分裂，而无细胞分裂，导致染色体加倍。导致染色体加倍。秋水仙素秋水仙素第40页，此课件共46页哦 秋水仙素处理的方法：秋水仙素处理的方法：浓度浓度：0.01-0.4%，以以0.2%为好为好。时间时间：应：应通过试验来确定通过试验来确定。幼嫩组织：时间短，浓度低。幼嫩组织：时间短，浓度低。较老组织：时间长，浓度高。较老组织：时间长，浓度高。如处理二倍体西瓜幼苗，用如处理二倍体西瓜幼苗，用0.2%的秋水仙素滴在幼苗生长点上，每天的秋水仙素滴在幼苗生长点上，每天1-2次，连续次，连续2天，即可获四倍体植株。天，即可获四倍体植株。第41页，此课件共46页哦二、人工诱导多倍体的应用二、人工诱导多倍体的应用 、克服远缘杂交的不孕性、克服远缘杂交的不孕性 为利用杂种优势，常用亲缘关系为利用杂种优势，常用亲缘关系较远的种杂交，但往往有杂交不孕。较远的种杂交，但往往有杂交不孕。杂交不孕杂交不孕：亲缘关系较远的两个：亲缘关系较远的两个种杂交不能得到子代的现象。种杂交不能得到子代的现象。第42页，此课件共46页哦 如：白菜（如：白菜（2x=20）甘蓝（甘蓝（2x=18）122朵花朵花 不结实不结实 甘蓝甘蓝 白菜白菜 70朵花朵花 不结实不结实 白菜白菜 同源四倍体甘蓝同源四倍体甘蓝(4X=36)155朵花朵花 结结209粒种子，长出粒种子，长出 127植株植株第43页，此课件共46页哦、克服远缘杂种的不实性、克服远缘杂种的不实性 杂种不实杂种不实：杂种不能繁殖下一代的现象。：杂种不能繁殖下一代的现象。如：如：粘毛烟草粘毛烟草 普通烟草普通烟草 (2x=GG=24)(4x=TTSS=48)(2x=GG=24)(4x=TTSS=48)抗花叶病抗花叶病(N)(N)不抗病不抗病(n)(n)F F1 1(3x=TSG=36)(3x=TSG=36)抗病但高度不育抗病但高度不育 加倍加倍 6x=TTSSGG=72 6x=TTSSGG=72 抗病可育抗病可育第44页，此课件共46页哦 、育成作物新类型、育成作物新类型 同源多倍体：适用于多年生植物，可以同源多倍体：适用于多年生植物，可以无性繁殖。无性繁殖。异源多倍体：因育性正常，价值更大。异源多倍体：因育性正常，价值更大。如：如：黑麦黑麦(2x=RR=14)普通小麦普通小麦 穗大粒大、抗病抗逆穗大粒大、抗病抗逆 (6X=AABBDD=42)F1(4X=ABDR=28)不育不育 加倍加倍 异源八倍体异源八倍体(小黑麦小黑麦)(8X=AABBDDRR=56)第45页，此课件共46页哦感感谢谢大大家家观观看看第46页，此课件共46页哦