染色體變異及其應(yīng)用

1959年法國kejeune證實染色體異常為21體，故稱21三體綜合征,這大大促進了人們對染色體變異的研究。,21三體綜合征患兒,染色體的變異,結(jié)構(gòu)變異,應(yīng)用,數(shù)目變異,1、染色體結(jié)構(gòu)的變異,缺失,重復(fù),倒位,易位,1.1 缺失,缺失是指染色體上某一區(qū)段及其帶有的基因一起丟失,從而引起變異的現(xiàn)象。,染色體缺失示意圖,染色體缺失引起的疾病,貓叫綜合征患者,1.2 重復(fù),染色體上增加了相同的某個區(qū)段而引起變異的現(xiàn)象,叫做重復(fù)。,染色體重復(fù)示意圖,染色體重復(fù)的影響,對生物的進化有重要作用： 這是因為“多余的基因可能向多個方向突變,而不致于損害細胞和個體的正常機能。突變的最終結(jié)果,有可能使“多余的基因成為一個能執(zhí)行新功能的新基因,從而為生物適應(yīng)新環(huán)境提供了機會。因此,在遺傳學(xué)上往往把重復(fù)看做是新基因的一個重要來源。,1.3 倒位,染色體在兩個點發(fā)生斷裂后,產(chǎn)生三個區(qū)段,中間的區(qū)段發(fā)生180。的倒轉(zhuǎn),與另外兩個區(qū)段重新接合而引起變異的現(xiàn)象,倒位過程示意圖,一條染色體的某一片段移接到另一條非同源染色體上,從而引起變異。,1.4 易位,易位過程示意圖,在自然條件或認為因素的影響下，染色體結(jié)構(gòu)的數(shù)目或排列順序發(fā)生改變，從而導(dǎo)致性狀的變異。,課題研究,習題鞏固：P48 第一題,環(huán)境中化學(xué)物質(zhì)對染色體結(jié)構(gòu)變異的影響,研究目的： 了解環(huán)境中化學(xué)物質(zhì)對染色體結(jié)構(gòu)變異的影響,推薦器材： 培養(yǎng)皿，試管，載玻片，蓋玻片，顯微鏡；蠶豆種子等；硫酸銅，改良堿性品紅染液等。,環(huán)境中化學(xué)物質(zhì)對染色體結(jié)構(gòu)變異的影響,背景資料： 引起染色體變異的原因很多，其中輻射與化學(xué)藥物是導(dǎo)致染色體變異的重要原因。為了證實硫酸銅對染色體結(jié)構(gòu)具有導(dǎo)致變異的影響，一位學(xué)生用硫酸銅溶液培養(yǎng)蠶豆種子，發(fā)現(xiàn)萌發(fā)的幼苗根尖細胞中出現(xiàn)微核，這是染色體結(jié)構(gòu)變異的結(jié)果。生物科學(xué)工作者往往采用微核研究的方法來分析環(huán)境污染的程度。,環(huán)境中化學(xué)物質(zhì)對染色體結(jié)構(gòu)變異的影響,蠶豆微核,水培蠶豆,環(huán)境中化學(xué)物質(zhì)對染色體結(jié)構(gòu)變異的影響,實驗步驟： 1、將蠶豆種子洗凈，25水培； 2、待根長0.51.5cm，移入質(zhì)量濃度為300mg/L的硫酸銅溶液中培養(yǎng)6h； 3、自來水沖洗后，再移入清水中培養(yǎng)24h； 4、剪取蠶豆根尖，制作臨時玻片標本，用改良堿性品紅染液染色； 5、每個根尖計數(shù)5001000個細胞，計算微核率。,問題與假設(shè)： 分小組討論背景資料，嘗試提出一個監(jiān)測環(huán)境污染的問題。,環(huán)境中化學(xué)物質(zhì)對染色體結(jié)構(gòu)變異的影響,設(shè)計與實驗： 根據(jù)假設(shè)，結(jié)合已經(jīng)做過的觀察洋蔥根尖細胞有絲分裂的實驗，設(shè)計研究計劃。按照研究計劃，實施實驗。,交流與合作： 和其他小組交流研究計劃，反思和完善本組的計劃。通過顯微鏡監(jiān)測微核率是一項小組成員相互合作的工作。,環(huán)境中化學(xué)物質(zhì)對染色體結(jié)構(gòu)變異的影響,結(jié)論與反思： 分析實驗數(shù)據(jù)，得出結(jié)論。反思結(jié)論，必要時重復(fù)實驗以保證結(jié)論的可靠性。,深入探究： 探究水質(zhì)污染程度與生物細胞微核率高低的關(guān)系。,環(huán)境中化學(xué)物質(zhì)對染色體結(jié)構(gòu)變異的影響,2、染色體數(shù)目的變異,(1) 個別染色體的增加或減少,（2）染色體數(shù)目以染色體組的形式成倍的增加或減少,指在正常的染色體組中，丟失或添加了一條或幾條完整的染色體。,1 個別染色體的增加或減少,先天性愚型（21三體綜合征） 45條XY（47條）,癥狀：身體矮小，肘外翻，頸部皮膚 松弛 為蹼頸，外觀為女性但乳房不 發(fā)育, 無生育能力。,癥狀：智力低下，發(fā)育遲緩，眼間較寬，外眼角上斜，口常半張，舌外伸，又叫伸舌樣癡呆。,性腺發(fā)育不良（特納氏綜合征） 44條XO（45條）,()雄果蠅的體細胞中共有哪幾對同源染色體？,答：和，和，和， X和Y。,()果蠅的精子中有哪幾條染色體？ ()精子中這些染色體之間是什么關(guān)系？,答：、X或、Y,答：它們是非同源染色體,()如果將果蠅的精子中的染色體看成一個染色體組，那么果蠅的體細胞中有幾個染色體組？,答：兩個染色體組,思考?,染色體組,細胞中的一組非同源染色體，它們在形態(tài)和功能上各不相同，但是攜帶著控制一種生物生長發(fā)育、遺傳和變異的全部信息，這樣的一組染色體，叫做一個染色體組。,染色體組,3個,2個,5個,4個,染色體組是指某種生物的一套完整的非同源染色體，即染色體組中肯定沒有同源染色體。 因此染色體組數(shù)等于一組同源染色體中染色體的條數(shù)。,小結(jié),染色體組： 二倍體生物中來自一個配子的一套染色體及其上的一套基因。,2.2 一倍性變異,指體細胞內(nèi)只含有一個染色體組的變異。,2.3 多倍性變異,指在與正常的二倍體細胞相比，具有更多染色體組的變異。,3、染色體變異在育種上的應(yīng)用,3.1 單倍體育種,3.2 多倍體育種,3.1 單倍體育種,單倍體育種的優(yōu)缺點,優(yōu)點：明顯縮短育種 年限，加速育種進程。 缺點：技術(shù)較復(fù)雜，需與雜交育種結(jié)合，多限于植物。,離體培養(yǎng),花粉,人工誘導(dǎo)染色體加倍,單倍體,純合二倍體,選擇,優(yōu)良品種,單倍體育種示意圖,3.2 多倍體育種,一般認為，當植物體的內(nèi)外環(huán)境發(fā)生驟變時，正在分裂的細胞中的紡錘體可能受到破壞，已經(jīng)復(fù)制的染色體不能分配到細胞兩極，細胞也就不能分裂成兩個子細胞，于是形成了染色體組加倍的細胞。,三倍體西瓜為什么無子？,事實： 三倍體西瓜是用二倍體西瓜和四倍體西瓜經(jīng)過專門處理后雜交獲得的多倍體植物。,種植,三倍體無子西瓜的培育,秋水仙素處理,2n,傳粉,4n