第2节染色体变异及育种ppt课件.ppt

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1、变异的变异的类型类型可遗传的变异：可遗传的变异：不遗传的变异：不遗传的变异：基因突变基因突变染色体变异染色体变异基因重组基因重组基因是什么？它和染色体又有何关系？基因是什么？它和染色体又有何关系？基因是有遗传效应的基因是有遗传效应的DNADNA片段片段染色体是基因的载体染色体是基因的载体基因在染色体上呈线性排列基因在染色体上呈线性排列 知识回顾知识回顾第二节 染色体变异姓名胡一舟姓名胡一舟 年龄：年龄：31 31 岁岁 出生出生19781978年年4 4月月1 1日日智商：智商：30 30 重度弱智重度弱智 （正常人的最低（正常人的最低7070）演出自演出自19991999年年1 1月在保利剧

2、场进行第一场指挥表月在保利剧场进行第一场指挥表演以来，至今已演出演以来，至今已演出2020场，与国内外十余家交响乐团场，与国内外十余家交响乐团进行过合作。进行过合作。智障智障“天才天才”舟舟的资料舟舟的资料舟舟是一个先天智力障碍舟舟是一个先天智力障碍( (三体综合症三体综合症) )患者患者病因：常染色体变异病因：常染色体变异, ,比正比正常人多了一条常人多了一条2121号染色号染色一、染色体变异的类型abcdefbacdef1 1、缺失：、缺失：（一）染色体的结构变异果蝇缺刻翅的形成果蝇缺刻翅的形成“猫叫综合症猫叫综合症”是人的是人的5 5号染色体部分缺失号染色体部分缺失引起的遗传病，病儿生长

3、发育迟缓，头部畸形，引起的遗传病，病儿生长发育迟缓，头部畸形，哭声奇特，皮纹改变等特点，并有智能障碍，而哭声奇特，皮纹改变等特点，并有智能障碍，而其最明显的特征是哭声类似猫叫。其最明显的特征是哭声类似猫叫。重复重复、重复重复：染色体中染色体中增加增加某一片段某一片段而引起的变异现象。而引起的变异现象。abcdefbbabcdefb染色体重复的案例染色体的某一片段移接到另一条染色体的某一片段移接到另一条非非同源染色体同源染色体上引起的变异上引起的变异3 3、易位易位a ab bc cd de ef fg gh hi ij jk kl lg gh hi i j jk kl la ab bc ce

4、ef fd da ab bc ck kl lg gh hd de e f fj ji i移接移接夜来香的变异夜来香的变异曼陀罗在17个科的29个属的种子植物中,都有易位产生的变异类型,直果曼陀罗的近100个变种,就是不同染色体易位的结果。Q:联会时，在形成四分体时，常会发生四分联会时，在形成四分体时，常会发生四分体中的非姐妹染色单体的交叉互换，这是否体中的非姐妹染色单体的交叉互换，这是否染色体变异？染色体变异？四分体中非姐妹染色单体的交叉四分体中非姐妹染色单体的交叉互换互换不属于不属于，这属于这属于基因重组基因重组易位易位: :染色体的某染色体的某一片段移接到另一片段移接到另一条一条非同源染色

5、非同源染色体体上。上。染色体的染色体的某一片段位置颠倒某一片段位置颠倒也也可以引起变异可以引起变异4 4、倒位、倒位a ab bc cd de ef fa ab bc cd de ef fb bc cd de ea af f颠倒颠倒Q：为什么染色体结构的改变会导致性状的：为什么染色体结构的改变会导致性状的发生改变发生改变?染色体结构上的染色体结构上的缺失缺失、重复重复、易位易位和和倒位倒位导致导致基因数量基因数量排列顺序排列顺序导致导致生物性状的改变生物性状的改变1、概念：、概念：在某些特定的环境条件下，生物体的在某些特定的环境条件下，生物体的染色体数染色体数目目会发生改变，从而产生的可遗传的

6、变异。会发生改变，从而产生的可遗传的变异。细胞内的细胞内的个别个别染色体增加或减少染色体增加或减少细胞内的染色体数目以细胞内的染色体数目以染色体组染色体组的的形式形式成倍成倍的增加或减少的增加或减少（二）染色体的数目变异（1）个别染色体的增加或减少）个别染色体的增加或减少个别染色体的增加：个别染色体的增加：如如21三体综合征三体综合征（染色体数为：（染色体数为：45+XX或或XY）2121三体综合征的异常染色体三体综合征的异常染色体 21 21三体综合征（先三体综合征（先天愚型），患者比正常人天愚型），患者比正常人多一条染色体多一条染色体-21-21号染色号染色体是三条，其症状表现为体是三条，

7、其症状表现为智力低下，身体发育缓慢智力低下，身体发育缓慢等。等。 性腺发育不良（性腺发育不良（TurnerTurner综合征），女性综合征），女性患者少了一条患者少了一条X X染色体，外观表现为女性，染色体，外观表现为女性，但性腺发育不良，没有生育能力。但性腺发育不良，没有生育能力。个别染色体的减少：个别染色体的减少：如性腺发育不良如性腺发育不良（染色体数为：（染色体数为：44+X）Q1:Q1:果蝇体细胞有几条染色体？果蝇体细胞有几条染色体？Q3:Q3:号和号和号是什么关系呢号是什么关系呢? ?Q2:Q2:雄果蝇的体细胞中共有哪几对同源染色体雄果蝇的体细胞中共有哪几对同源染色体? ?（2）染色

8、体数目成）染色体数目成倍的增加或减少倍的增加或减少 XYYX减数分裂Q4:雄果蝇能产生几种精子？染色体如何组成？精子中的所有染色体在形态、结构和功能上各不相同这些染色体之间相互都是“非同源染色体”它们携带了全部遗传信息。 细胞中的一组细胞中的一组非同源染色体非同源染色体，在，在形态和形态和功能功能上各不相同，但又互相协调，含有控上各不相同，但又互相协调，含有控制生物制生物生长、发育、遗传和变异的一整套生长、发育、遗传和变异的一整套遗传信息遗传信息。染色体组请判断下列细胞中各有多少个染色体组？2个3个4个1个2个4个二倍体、多倍体二倍体、多倍体二倍体二倍体：由由受精卵受精卵发育而成的个体，发育而

9、成的个体，体细胞体细胞中中 含有含有两个染色体组两个染色体组的个体。的个体。常用常用2n表示染色体数，表示染色体数，如：果蝇：如：果蝇：2n=8人：人：2n=46例如，人、果蝇、玉米是二倍体。自然界中例如，人、果蝇、玉米是二倍体。自然界中几几乎全部动乎全部动 物和物和 过半数的高等植物都是二倍体。过半数的高等植物都是二倍体。三倍体三倍体四倍体四倍体六倍体六倍体八倍体八倍体香蕉香蕉 3n=33黄花菜黄花菜 3n=33无籽西瓜无籽西瓜 3n=33桑桑 3n=45四倍体水稻四倍体水稻 4n=48四倍体洋葱四倍体洋葱 4n=32烟草烟草 4n=48普通小麦普通小麦 6n=42燕麦燕麦 6n=42小黑麦

10、小黑麦 8n=56蜜蜂蜜蜂:精子精子(16条条)卵细胞卵细胞(16条条)精用精用受作受作蜂王、工蜂王、工蜂蜂(32条条)雄峰雄峰(16条条)直接发育直接发育单倍体单倍体:单倍体单倍体由由配子配子发育而成的个体，体细胞中含有发育而成的个体，体细胞中含有本物种本物种配子染色体数目配子染色体数目的个体。如的个体。如蜜蜂中的雄蜂。蜜蜂中的雄蜂。染色体变异染色体变异结构变异 ：缺失 (例 ：猫叫综合症) 、增加、颠倒、移接染色体变异 数目变异 个别增减 (例：21号三体) 成倍增减染色体组概念：含个体发育全部基因的一组非同源染色体。分类二倍体：由合子发育来，含两个染色体组的个体。概念：由合子发育，含三个

11、以上染色体组。 多倍体特点：器官较大、营养丰富，但发育延迟，结实率低。应用：例：无籽西瓜、香蕉、小麦。成因：自然或人为(秋水仙素)使染色体加倍。 概念：配子直接发育来的个体。成因：未经受精的配子直接发育而成。应用：花药离体培养法 。特征：一般较弱小、不育。 特征： 区别单倍体单倍体与多倍体的区别单倍体与多倍体的区别二倍体二倍体(2N=2x)三倍体三倍体(3N=3x)多倍体多倍体(nN=nx)(a+b) (a+b)注：注：x染色体组，染色体组，a、b为正整数。为正整数。生物体生物体合子合子2N=(a+b)x发育发育直接发育成生物体：单倍体（直接发育成生物体：单倍体（N=ax)雌配雌配子子(N=a

12、x)直接发育成生物体：单倍体（直接发育成生物体：单倍体（N=bx)雄配雄配子子(N=bx)二、生物变异的应用（一）利用基因突变进行诱变育种（一）利用基因突变进行诱变育种 实例：高产青霉菌的培育实例：高产青霉菌的培育（二）利用基因重组进行杂交育种（二）利用基因重组进行杂交育种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?P高杆抗病 DDTT矮杆感病 ddttF1高杆抗病 DdTt第1年选育出需要的矮抗品种F2D_T_D_ttddT_ ddtt矮抗杂交育种第2年第3 年生长ddTTF3第1年 第6年（三）利用染色体变异进行多倍体育种（三）利用染色体变异进行多倍体育种1

13、.成因成因受外界条件（如温度骤变）的影响或秋水仙素受外界条件（如温度骤变）的影响或秋水仙素干扰，干扰，纺锤体不能形成使有丝分裂受阻，染色纺锤体不能形成使有丝分裂受阻，染色体数目加倍。体数目加倍。2.方法方法（低温处理）（低温处理）秋水仙素处理萌发的种子或幼苗秋水仙素处理萌发的种子或幼苗（最常用、最有效）（最常用、最有效）4条染色体条染色体8条条染色染色体体用秋水仙素处理用秋水仙素处理无纺缍体形成无纺缍体形成染色体复制染色体复制着丝点分裂着丝点分裂无纺缍丝牵引无纺缍丝牵引,染色体不分离染色体不分离秋水仙素在细胞分裂过程的何时起作用？其作秋水仙素在细胞分裂过程的何时起作用？其作用机理是什麽？用机理

14、是什麽？萌发的种子萌发的种子或或幼苗幼苗染色体加染色体加倍的组织倍的组织块块秋水仙秋水仙素处理素处理多倍体多倍体植株植株3.优点：优点：器官大，提高产量和营养成分。器官大，提高产量和营养成分。4.缺点：缺点：发育迟缓，结实率低。发育迟缓，结实率低。三倍体无籽西瓜的培育过程思考：1、三倍体植株为什么不能形成种子？二倍体二倍体幼苗幼苗四倍体四倍体植株植株秋水仙素处理秋水仙素处理染色体加倍染色体加倍二倍体二倍体幼苗幼苗二倍体二倍体植株植株发育发育授授粉粉二倍体二倍体幼苗幼苗二倍体二倍体植株植株发育发育花粉花粉诱导诱导三倍体三倍体种子种子三倍体三倍体无籽瓜无籽瓜三倍体三倍体植株植株发育发育第一年第一年

15、第二年第二年三倍体西瓜联会紊乱，不能产生正常的配子三倍体西瓜联会紊乱，不能产生正常的配子；用二倍体花粉：刺激子房发育为果实用二倍体花粉：刺激子房发育为果实2、为什么还需授以二倍体（普通西瓜）的花粉？（四）利用染色体变异进行单倍体育种（四）利用染色体变异进行单倍体育种1.自然成因：自然成因：2.特点：特点：3.方法方法生殖细胞未经受精，直接发育生殖细胞未经受精，直接发育植株长的弱小，高度不育植株长的弱小，高度不育花药（花粉）离体培养花药（花粉）离体培养花药离体培养花药离体培养F1花花粉粉单倍体单倍体植株植株正常植正常植株（纯株（纯合体）合体）种子种子新植株新植株（新品种）（新品种）秋水仙素处理秋

16、水仙素处理自交自交发育发育选择所选择所需性状需性状花药离体培养花药离体培养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配子配子DTDtdTdtDTDtdTdtDDTT DDtt ddTT ddtt纯合体纯合体秋水仙素秋水仙素需要的矮抗品种需要的矮抗品种单倍体育种单倍体育种第第1年年第第2年年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DdTtF2D_T_ D_tt ddT_ ddttddTT 杂交育种杂交育种第第1年年第第2年年第第36年年需要的矮抗品种需要的矮抗品种矮抗矮抗比较比较4.优点：优点：明显缩短育种年限。明显缩短育种年限。

17、只需只需2 2年。年。5.缺点：缺点：技术复杂，成功率低，须与杂交育种配技术复杂，成功率低，须与杂交育种配合，单倍体植株弱小，高度不育。合，单倍体植株弱小，高度不育。YRyRYryr黄色圆粒（YyRr）花药（配子）单倍体植株正常二倍体（纯合体）YYRRyyRRYYrryyrr黄圆绿圆黄皱绿皱秋 水 仙 素 处 理 幼 苗YRyRYryr离 体 培 养比较比较项目项目 基因突变基因突变 基因重组基因重组 染色体变异染色体变异 多倍体多倍体 单倍体单倍体变异变异实质实质产生产生过程过程特点特点举例举例产生产生新的基因新的基因复制时基因中复制时基因中脱氧核苷酸的脱氧核苷酸的增减和改变增减和改变减数分

18、裂形成配减数分裂形成配子时，非等位基子时，非等位基因自由组合或等因自由组合或等位基因的互换位基因的互换不同性状的基因不同性状的基因重新组合，产生重新组合，产生新的基因型新的基因型染色体组成染色体组成倍增加，产倍增加，产生生新基因型新基因型染色体组成染色体组成倍减少，产倍减少，产生生新基因型新基因型细胞分裂时细胞分裂时染色体复制染色体复制后不能形成后不能形成两子细胞两子细胞有性配子未有性配子未经受精作用经受精作用直接发育成直接发育成个体个体发生频率低，有发生频率低，有害变异多，变异害变异多，变异的的根本来源根本来源，进化的重要因素进化的重要因素后代中重新组合后代中重新组合的变异类型有一的变异类型

19、有一定的分离比定的分离比器官大，养器官大，养分多，成熟分多，成熟迟，结实少迟，结实少植株弱小，植株弱小，高度不育高度不育镰刀型细胞镰刀型细胞贫血症贫血症黄圆、绿皱豌豆黄圆、绿皱豌豆杂交出现黄皱、杂交出现黄皱、绿圆豌豆绿圆豌豆普通小麦普通小麦雄蜂、单雄蜂、单倍体玉米倍体玉米基因重组、基因突变、染色体变异的比较基因重组、基因突变、染色体变异的比较有性生殖有性生殖间期间期有丝分裂期有丝分裂期单性生殖时单性生殖时减数分裂和减数分裂和受精作用受精作用碱基顺碱基顺序改变序改变分裂受阻分裂受阻配子直接发育配子直接发育没有产生没有产生产生产生没有产生没有产生没有产生没有产生杂交育种杂交育种诱变育种诱变育种多倍

20、体育种多倍体育种 单倍体育种单倍体育种基因突变基因突变基因重组基因重组发生机理发生机理三倍体无子西瓜的培育过程三倍体无子西瓜的培育过程1 1、为什么以一定浓度的、为什么以一定浓度的秋水仙素滴在二倍体西秋水仙素滴在二倍体西瓜幼苗的芽尖？瓜幼苗的芽尖？2 2、获得的四倍体西瓜、获得的四倍体西瓜缘何要和二倍体杂交？缘何要和二倍体杂交？西瓜幼苗的芽尖是西瓜幼苗的芽尖是有丝有丝分裂旺盛分裂旺盛的地方，用秋的地方，用秋水仙素处理有利于水仙素处理有利于抑制抑制细胞有丝分裂时形成纺细胞有丝分裂时形成纺锤体锤体，从而形成四倍体，从而形成四倍体西瓜植株。西瓜植株。杂交可获得三倍体植株。多倍体产生杂交可获得三倍体植

21、株。多倍体产生的途径为：秋水仙素处理萌发的种子的途径为：秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。或幼苗。 三倍体无子西三倍体无子西瓜的培育过程瓜的培育过程3 3、三倍体西瓜为什么没有、三倍体西瓜为什么没有种子？真的一颗都没有吗？种子？真的一颗都没有吗？4 4、每年都要制种，、每年都要制种，很麻烦，有没有别的很麻烦，有没有别的替代方法？替代方法？三倍体植株减数分裂时联会三倍体植株减数分裂时联会紊乱，一般不形成生殖细胞，紊乱，一般不形成生殖细胞，因此，不能形成种子。但并因此，不能形成种子。但并不是绝对一颗种子都没有，不是绝对一颗种子都没有，其原因是在进行减数分裂时，其原因是在进行减数分裂时，有可能形成正常的卵细胞。有可能形成正常的卵细胞。有，方法一：进行无性繁殖。将三倍有，方法一：进行无性繁殖。将三倍体西瓜植株进行组织培养获得大量的体西瓜植株进行组织培养获得大量的组织苗，再进行移栽。方法二：利用组织苗，再进行移栽。方法二：利用生长素或生长素类似物处理二倍体未生长素或生长素类似物处理二倍体未受粉的雌蕊，以促进子房发育成无种受粉的雌蕊，以促进子房发育成无种子的果实，在此过程中要进行套袋处子的果实，在此过程中要进行套袋处理，以避免受粉理，以避免受粉