第第21讲讲 染色体变异与育种染色体变异与育种一、染色体变异一、染色体变异1、染色体结构的变异、染色体结构的变异与基因突变中的缺失的区别？与基因突变中的缺失的区别？1、染色体结构的变异、染色体结构的变异缺失缺失缺失缺失、重复、倒位、易位、重复、倒位、易位、重复、倒位、易位、重复、倒位、易位（1 1 1 1）类型）类型）类型）类型（2 2 2 2）判断方法：）判断方法：）判断方法：）判断方法：（3 3 3 3）实质：）实质：）实质：）实质： （4 4 4 4）例子：）例子：）例子：）例子： （6 6 6 6）意义：）意义：）意义：）意义： 属于属于属于属于可遗传可遗传可遗传可遗传的变异，为生物的变异，为生物的变异，为生物的变异，为生物进化进化进化进化提供了原材料提供了原材料提供了原材料提供了原材料 染色体长度发生了改变；（或者）染色体长度发生了改变；（或者）染色体长度发生了改变；（或者）染色体长度发生了改变；（或者） 基因的数目或排列顺序发生了改变基因的数目或排列顺序发生了改变基因的数目或排列顺序发生了改变基因的数目或排列顺序发生了改变猫叫综合征（缺失）猫叫综合征（缺失）猫叫综合征（缺失）猫叫综合征（缺失）一、染色体变异一、染色体变异1、染色体结构的变异、染色体结构的变异【知识超链接】【知识超链接】染色体易位与交叉互换（基因重组）的区别染色体易位与交叉互换（基因重组）的区别染色体易位染色体易位非同源染色体之间；非同源染色体之间；交叉互换交叉互换四分体内（同源染色体之间）四分体内（同源染色体之间）两者发生的位置不一样：两者发生的位置不一样： 1 1 1 1染色体结构的变异：染色体结构的变异：染色体结构的变异：染色体结构的变异： 染色体结构变异与基因突变的区别染色体结构变异与基因突变的区别染色体结构变异与基因突变的区别染色体结构变异与基因突变的区别 、联系、联系、联系、联系染色体结构变异染色体结构变异染色体结构变异染色体结构变异基因突变基因突变基因突变基因突变区区区区别别别别原因原因原因原因光学显微镜光学显微镜光学显微镜光学显微镜观察观察观察观察结果结果结果结果联系联系联系联系细胞水平细胞水平细胞水平细胞水平, ,可直接观察可直接观察可直接观察可直接观察DNADNA片段片段片段片段的变化的变化的变化的变化DNADNA个别碱基对个别碱基对个别碱基对个别碱基对的变化的变化的变化的变化不产生新基因,只改变基因的数量和顺序产生新基因产生新基因，不改变基因的数量不改变基因的数量统称为统称为统称为统称为“ “突变突变突变突变” ”，进化的原材料，进化的原材料，进化的原材料，进化的原材料分子水平分子水平分子水平分子水平, ,不可直接观察不可直接观察不可直接观察不可直接观察 2 2 2 2染色体染色体染色体染色体数目数目数目数目的变异：的变异：的变异：的变异： (1)(1)(1)(1)类型类型类型类型甲图甲图甲图甲图乙图乙图乙图乙图b bc c 个别个别个别个别增减增减增减增减成倍成倍成倍成倍增减增减增减增减 （2 2 2 2）变异的原因：）变异的原因：）变异的原因：）变异的原因： 细胞分裂后期，细胞分裂后期，细胞分裂后期，细胞分裂后期， 染色体没有平均染色体没有平均染色体没有平均染色体没有平均 分配到细胞两极分配到细胞两极分配到细胞两极分配到细胞两极细胞分裂过程中，细胞分裂过程中，细胞分裂过程中，细胞分裂过程中， 纺锤体的形成受到抑制纺锤体的形成受到抑制纺锤体的形成受到抑制纺锤体的形成受到抑制【课本结论性语句】【课本结论性语句】 2 2染色体染色体数目数目的变异：的变异： 染色体组染色体组 细胞中的一组细胞中的一组_染色体，在染色体，在_各不相同，携各不相同，携带着带着_的一组染色体的一组染色体非同源非同源控制生物生长发育的全部遗传信息控制生物生长发育的全部遗传信息特征：特征：【独立完成】【独立完成】请用图形表示雄性果蝇的染色体组请用图形表示雄性果蝇的染色体组实质：实质：形态和功能上形态和功能上非同源染色体的集合非同源染色体的集合(4)概念：概念：基因不重复没有等位基因 一个染色体组一个染色体组 一个染色体组一个染色体组 2 2染色体染色体数目数目的变异：的变异： 染色体组染色体组【小组讨论】【小组讨论】请说出下图所示细胞中所含的染色体组数及每个染请说出下图所示细胞中所含的染色体组数及每个染色体组所含的染色体数目色体组所含的染色体数目.(注：图中非等位基因位于非同源染色体注：图中非等位基因位于非同源染色体)（5）染色体组数的判断方法：）染色体组数的判断方法：1.根据染色体根据染色体形态形态判断：数相判断：数相同形态的染色体条数同形态的染色体条数2.根据根据基因型基因型判断：不分大小判断：不分大小看控制看控制同一性状同一性状的基因个数的基因个数4组组(3条条/组组)1组组(4条条)3组组(2条条)戊戊 己己庚庚甲甲 乙乙丙丙 丁丁辛辛 壬壬癸癸 3组组(3条条/组组)2组组(4条条/组组)1组组(4条条) 4组组(1条条)2组组(2条条) 4组组(2条条)2组组(2条条)两看两看两看两看一看：一看：一看：一看：二看：二看：二看：二看：生殖细胞生殖细胞生殖细胞生殖细胞 ( ( ( (配子配子配子配子) ) ) )发育发育发育发育生物体生物体生物体生物体一定是单倍体一定是单倍体一定是单倍体一定是单倍体( ( ( (不管有几个染色体组不管有几个染色体组不管有几个染色体组不管有几个染色体组) ) ) )受精卵受精卵受精卵受精卵发育发育发育发育生物体生物体生物体生物体两个染色体组两个染色体组两个染色体组两个染色体组三个或三个以三个或三个以三个或三个以三个或三个以上染色体组上染色体组上染色体组上染色体组二倍体二倍体二倍体二倍体多倍体多倍体多倍体多倍体（1 1 1 1）如何区分单倍体、二倍体、多倍体？）如何区分单倍体、二倍体、多倍体？）如何区分单倍体、二倍体、多倍体？）如何区分单倍体、二倍体、多倍体？(6) 染色体组数与二倍体、多倍体、单倍体的关系：染色体组数与二倍体、多倍体、单倍体的关系：4 4个染色体个染色体8 8个染色体个染色体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多倍体的形成多倍体的形成若继续进行正常若继续进行正常的有丝分裂的有丝分裂染色体加染色体加倍的组织倍的组织或个体或个体作用机理：作用机理：作用机理：作用机理：抑制有丝分裂前期纺锤体的形成单倍体单倍体方法：花药离体培养方法：花药离体培养( (植株弱小且高度不育植株弱小且高度不育) )花药花药单倍体植株单倍体植株离体培养离体培养 2 2染色体的染色体的数目数目变异：变异： 染色体组染色体组(6) 染色体组数与二倍体、多倍体、单倍体的关系：染色体组数与二倍体、多倍体、单倍体的关系：体体细胞胞中的染中的染色体数色体数配子中配子中的染色的染色体数体数体体细胞中胞中的染色体的染色体组数数配子中配子中的染色的染色体体组数数属于属于 几倍体几倍体生物生物单倍体的倍体的染色体数染色体数豌豆豌豆7 72 2 普通小麦普通小麦42423 3小黑麦小黑麦2828八倍体八倍体二倍体二倍体【巩固训练【巩固训练4】填写下表填写下表 六倍体六倍体142156168472128关系关系=2:1=2:1单倍体单倍体体细胞中含有本物种配子的染色体数目的个体体细胞中含有本物种配子的染色体数目的个体发发育育起起点点为为受受精精卵卵单倍体（单倍体（n1，且，且与染色体组数无关与染色体组数无关）低温低温秋水仙素秋水仙素抑制纺锤丝的形成抑制纺锤丝的形成抑制纺锤丝的形成抑制纺锤丝的形成有丝分裂旺盛有丝分裂旺盛1 1、多倍体育种、多倍体育种二、生物育种二、生物育种（1）方法处理萌发的种子或幼苗二倍体西二倍体西瓜幼苗瓜幼苗二倍体西二倍体西瓜幼苗瓜幼苗秋水仙素处理秋水仙素处理二倍体西二倍体西瓜植株瓜植株四倍体西四倍体西瓜植株瓜植株联会联会紊乱紊乱三倍体西瓜种子三倍体西瓜种子无籽西瓜无籽西瓜杂交杂交授粉授粉自然长成自然长成二倍体西二倍体西瓜植株瓜植株第一年第一年第二年第二年萌发的幼萌发的幼苗或种子苗或种子秋水仙素秋水仙素处理处理染色体加倍染色体加倍的组织的组织多倍体植株多倍体植株作用机理：作用机理：抑制纺锤体的形成，导致染，导致染色体不能移向色体不能移向细胞两极，从而引起细胞细胞两极，从而引起细胞内染色体数目加倍。内染色体数目加倍。1 1、多倍体育种、多倍体育种二、生物育种二、生物育种（2）过程无子西瓜无子西瓜(三倍体三倍体)多倍体育种多倍体育种无子西瓜与无籽番茄区别无子西瓜与无籽番茄区别无籽番茄无籽番茄利用利用生长素促进果实发育生长素促进果实发育的原理的原理 在未授粉的雌蕊柱头上涂抹了一定浓度在未授粉的雌蕊柱头上涂抹了一定浓度 生长素，使子房壁膨大为果实生长素，使子房壁膨大为果实 果实的染色体及基因型与母本相同果实的染色体及基因型与母本相同不可遗传不可遗传利用利用三倍体植株在减数分裂时同源染色体联会三倍体植株在减数分裂时同源染色体联会紊乱紊乱，不能形成正常的生殖细胞因而没有种子。，不能形成正常的生殖细胞因而没有种子。可以遗传可以遗传1 1、多倍体育种、多倍体育种二、生物育种二、生物育种（3）原理：染色体变异染色体变异 已知在荔枝的性状控制中，已知在荔枝的性状控制中，D D（无绿线）对（无绿线）对d d（有绿线）显（有绿线）显性，性，T T（有甜味）对（有甜味）对t（无甜味）（无甜味）显性。现有两株普通枝，一株显性。现有两株普通枝，一株的基因型是的基因型是DDTTDDTT，另一株的基，另一株的基因型是因型是ddttddtt。假如你是育种专。假如你是育种专家，能否利用普通荔枝得到家，能否利用普通荔枝得到“西园挂绿西园挂绿”（ddTTddTT）？请简要）？请简要介绍你的育种方案。介绍你的育种方案。典型例题讲解典型例题讲解 第一年第一年第一年第一年第二年第二年第二年第二年无绿有甜味无绿有甜味无绿有甜味无绿有甜味 有绿无甜味有绿无甜味有绿无甜味有绿无甜味DDTTDDTTddttddtt 无绿有甜味无绿有甜味 DdTt花药离体培养花药离体培养花药离体培养花药离体培养DT Dt dT dtDT Dt dT dt单倍体单倍体单倍体单倍体秋秋秋秋水水水水仙仙仙仙素素素素诱诱诱诱导导导导染色体加倍染色体加倍染色体加倍染色体加倍纯合体纯合体纯合体纯合体 DDTT DDttDDTT DDttddTT ddttddTT ddtt思考：四倍体生物的配子经过花药离体培养得到的单倍思考：四倍体生物的配子经过花药离体培养得到的单倍思考：四倍体生物的配子经过花药离体培养得到的单倍思考：四倍体生物的配子经过花药离体培养得到的单倍体植株可育吗？体植株可育吗？体植株可育吗？体植株可育吗？可育可育2、单倍体育种、单倍体育种第一年第一年第一年第一年第二年第二年第二年第二年无绿有甜味无绿有甜味无绿有甜味无绿有甜味 有绿无甜味有绿无甜味有绿无甜味有绿无甜味DDTTDDTTddttddtt 无绿有甜味无绿有甜味 DdTt花药离体培养花药离体培养花药离体培养花药离体培养DT Dt dT dtDT Dt dT dt单倍体单倍体单倍体单倍体秋秋秋秋水水水水仙仙仙仙素素素素诱诱诱诱导导导导染色体加倍染色体加倍染色体加倍染色体加倍纯合体纯合体纯合体纯合体 DDTT DDttDDTT DDttddTT ddttddTT ddtt2、单倍体育种、单倍体育种花药花药单倍体单倍体植株植株纯合纯合正常植株正常植株秋水仙素秋水仙素染色体加倍染色体加倍离体培养离体培养第一年第一年第一年第一年第二年第二年第二年第二年无绿有甜味无绿有甜味无绿有甜味无绿有甜味 有绿无甜味有绿无甜味有绿无甜味有绿无甜味DDTTDDTTddttddtt 无绿有甜味无绿有甜味 DdTt花药离体培养花药离体培养花药离体培养花药离体培养DT Dt dT dtDT Dt dT dt单倍体单倍体单倍体单倍体秋秋秋秋水水水水仙仙仙仙素素素素诱诱诱诱导导导导染色体加倍染色体加倍染色体加倍染色体加倍纯合体纯合体纯合体纯合体 DDTT DDttDDTT DDttddTT ddttddTT ddtt2、单倍体育种、单倍体育种原理：原理： 染色体变异染色体变异无绿有甜味无绿有甜味 有绿无甜味有绿无甜味DDTTddtt 无绿有甜味无绿有甜味 DdTt无绿甜无绿甜 无绿无甜无绿无甜 绿甜绿甜 绿无甜绿无甜ddTT绿甜绿甜ddTtddTTddTt绿甜绿甜ddTT绿甜绿甜绿甜绿甜 绿无甜绿无甜ddTtddTT杂交杂交自交自交选优选优自交自交F3选优选优思考：要培育出思考：要培育出一个能稳定遗传一个能稳定遗传的植物品种至少的植物品种至少要几年？要几年？3、杂交育种、杂交育种5-85-8年年年年假设现有长毛立耳猫（假设现有长毛立耳猫（假设现有长毛立耳猫（假设现有长毛立耳猫（BBEEBBEEBBEEBBEE）和短毛）和短毛）和短毛）和短毛折耳猫（折耳猫（折耳猫（折耳猫（bbeebbeebbeebbee），你能否培育出能稳定遗），你能否培育出能稳定遗），你能否培育出能稳定遗），你能否培育出能稳定遗传的长毛折耳猫（传的长毛折耳猫（传的长毛折耳猫（传的长毛折耳猫（BBeeBBeeBBeeBBee）？写出育种方案）？写出育种方案）？写出育种方案）？写出育种方案（图解）（图解）（图解）（图解）长毛折耳猫长毛折耳猫短毛折耳猫短毛折耳猫长毛立耳猫长毛立耳猫试一试：动物育种的方法试一试：动物育种的方法长毛立耳长毛立耳 短毛折耳短毛折耳BBEEbbee长毛立耳长毛立耳 BbEe长毛立耳长毛立耳BbEe长立长立 短立短立 长折长折 短折短折BbeeBBeeBBeeBbeebbeebbee长折长折 短折短折长折长折 长折长折 短折短折杂交杂交F1雌雄雌雄间交配间交配选优选优测交测交 F3长折长折 短折短折3、杂交育种、杂交育种原理：原理： 基因重组基因重组提取提取目的基因目的基因目的基因与运载体目的基因与运载体结合结合将目将目的基因的基因导入导入受体细胞受体细胞目的基因的检测与目的基因的检测与表达表达筛选出符合要求的新品种。筛选出符合要求的新品种。导入导入增殖、增殖、表达表达4、基因工程育种、基因工程育种结合结合提取提取4、基因工程育种、基因工程育种原理：原理： 基因重组基因重组育种育种方法方法原理原理方法（或技术）方法（或技术）优点优点缺点缺点基因重组基因重组基因重组基因重组 基因突变基因突变基因突变基因突变染色体染色体染色体染色体变异变异变异变异染色体染色体染色体染色体变异变异变异变异基因重组基因重组基因重组基因重组 将不同亲本的优良性状集中在一个个体上时间长须及时时间长须及时时间长须及时时间长须及时发现优良品种发现优良品种发现优良品种发现优良品种通过物理、通过物理、通过物理、通过物理、化学、生物化学、生物化学、生物化学、生物的因素处理的因素处理的因素处理的因素处理提高变异频率，加速育种进程，大幅度改良某些性状有利变异少，有利变异少，有利变异少，有利变异少，需要大量供需要大量供需要大量供需要大量供试材料试材料试材料试材料 花药离体培养再人工诱导，使染色体加倍明显缩短育种年限技术复杂，且技术复杂，且技术复杂，且技术复杂，且须与杂交育种须与杂交育种须与杂交育种须与杂交育种配合配合配合配合秋水仙素处理萌发的种子或幼苗 茎杆粗壮、叶片、果实、种子硕大、营养物质含量高发育迟缓发育迟缓发育迟缓发育迟缓结实率降低结实率降低结实率降低结实率降低基因工程基因工程基因工程基因工程四部曲四部曲四部曲四部曲目的性强、育种周目的性强、育种周目的性强、育种周目的性强、育种周期短、期短、期短、期短、克服远源杂克服远源杂克服远源杂克服远源杂交不亲和的障碍交不亲和的障碍交不亲和的障碍交不亲和的障碍技术难度大技术难度大技术难度大技术难度大杂交、自交、选优、自交直到不发生性状分离为止杂交育种杂交育种杂交育种杂交育种诱变育种诱变育种诱变育种诱变育种单倍体单倍体单倍体单倍体育种育种育种育种多倍体多倍体多倍体多倍体育种育种育种育种基因工程基因工程基因工程基因工程育种育种育种育种实验实验实验实验 低温诱低温诱低温诱低温诱导植物导植物导植物导植物染色体染色体染色体染色体数目的数目的数目的数目的变化变化变化变化纺锤体洋葱底部冰箱(4)卡诺氏液95%的酒精漂洗 染色 制片低高正常的二倍体染色体数目发生改变实验十一实验十一实验十一实验十一 低温诱导植物染色体数目的变化低温诱导植物染色体数目的变化低温诱导植物染色体数目的变化低温诱导植物染色体数目的变化染色体数目加倍染色体数目加倍 使染色体着色使染色体着色 使细胞分散开使细胞分散开 常温常温 低温低温4400实验十一实验十一 低温诱导植物染色体数目的变化低温诱导植物染色体数目的变化易易 错错 警警 示示