染色体变异及应用
染色体变异及其应用
染色体变异及其应用在真核生物的体内，染色体是遗传物质DNA的载体。
当染色体的数目发生改变时（缺少，增多）或者染色体的结构发生改变时，遗传信息就随之改变，带来的就是生物体的后代性状的改变，这就是染色体变异。
它是可遗传变异的一种。
根据产生变异的原因，它可以分为结构变异和数量变异两大类。
一、染色体结构变异染色体结构变异最早是在果蝇中发现的。
遗传学家在1917年发现染色体缺失,1919年发现染色体重复,1923年发现染色体易位,1926年发现染色体倒位。
人们在果蝇幼虫唾腺染色体上,对各种染色体结构变异进行了详细的遗传学研究。
染色体结构变异的发生是内因和外因共同作用的结果,外因有各种射线、化学药剂、温度的剧变等, 内因有生物体内代谢过程的失调、衰老等。
在这些因素的作用下, 染色体可能发生断裂,断裂端具有愈合与重接的能力。
当染色体在不同区段发生断裂后,在同一条染色体内或不同的染色体之间以不同的方式重接时,就会导致各种结构变异的出现。
下面分别介绍这几种结构变异的情况。
1. 缺失。
缺失是指染色体上某一区段及其带有的基因一起丢失,从而引起变异的现象。
缺失的断片如系染色体臂的外端区段,则称顶端缺失；如系染色体臂的中间区段,则称中间缺失。
缺失的纯合体可能引起致死或表型异常。
在杂合体中如携有显性等位基因的染色体区段缺失，则隐性等位基因得以实现其表型效应，出现所谓假显性。
在缺失杂合体中,由于缺失的染色体不能和它的正常同源染色体完全相应地配对,所以当同源染色体联会时,可以看到正常的一条染色体多出了一段(顶端缺失),或者形成一个拱形的结构(中间缺失),这条正常染色体上多出的一段或者一个结,正是缺失染色体上相应失去的部分。
缺失引起的遗传效应随着缺失片段大小和细胞所处发育时期的不同而不同。
在个体发育中,缺失发生得越早,影响越大缺失的片段越大,对个体的影响也越严重,重则引起个体死亡, 轻则影响个体的生活力。
在人类遗传中,染色体缺失常会引起较严重的遗传性疾病,如猫叫综合征等。
高二生物染色体变异的类型以及在育种中的应用知识精讲
高二生物染色体变异的类型以及在育种中的应用各种生物的染色体，其结构和数目一般都是相对恒定的。
但是，在自然条件和人为因素的影响下，染色体的结构和数目都可能发生变化。
染色体的任何改变都必定引起遗传信息的改变，从而导致生物性状发生变异。
染色体变异又称染色体畸变，是指染色体数目和结构的改变。
染色体变异与基因突变最大区别是：前者是一种较明显的染色体改变，在显微镜下可以观察到，而后者仅是染色体的某一位点上基因的改变，在显微镜下观察不到。
按发生的原因不同，可将染色体变异分为自发突变和诱发突变；按性质不同可分为染色体结构变异和染色体数目变异。
一、染色体结构变异1、概念：指染色体的结构改变所引起的变异。
2、类型：主要有四种情况：（1）缺失，是指染色体部分区段的丢失；（2）重复，指染色体中增加了某个片段；（3）倒位，指染色体某一片段的位置颠倒了180°；（4）易位，常指非同源染色体之间片段的转移。
3、在育种中的应用：染色体结构变异已被应用到生产上。
例如，养蚕业中，通常利用雄蚕进行生产，因为雄蚕的桑叶利用率高，而且用雄蚕的茧抽丝，可以提高生丝质量。
家蚕育种工作者通过反复处理和严格选择，先使蚕的第10号染色体产生缺失，并易位到W染色体上，再经过系统选育，所育成的家蚕性别自鉴品系就是一个例子。
二、染色体数目变异1、概念：指染色体的数目改变所引起的变异。
2、类型：各种生物的染色体数目恒定，如水稻有24条染色体，配成12对，形成的正常配子含有12条染色体。
遗传学上把一个配子的染色体数，称为染色体组。
根据染色体组的含义可以将染色体数目变异分为两大类型。
（1）整倍数性改变：染色体数的变化是以染色体组为单位的增减；（2）非整倍性改变：染色体数的变化不是完整的整数，通常以二倍体（2n）染色体数作为标准，在这个基础上个别增减几条染色体。
染色体数目变异可作以下分类。
3、在育种中的应用：染色体数目变异在育种中的应用最重要的有以下几个方面。
染色体变异及其在遗传发育中的作用
染色体变异及其在遗传发育中的作用染色体是生物体内最基本的遗传单位，它们携带着人类所有遗传信息。
染色体的基本结构是由DNA和核蛋白复合物组成。
染色体变异指的是染色体上发生了一些不正常的变化，这些变化可能会导致人类出现一些疾病，但也可能会对进化和适应性做出重要贡献。
染色体变异的形式可以分为三种：异常染色体数目、染色体结构异变和染色体不平衡。
异常染色体数目指的是染色体的数量出现异常，举个例子，唐氏综合症就是由于21号染色体三份引起的。
染色体结构异变指的是DNA分子在染色体上的排列顺序出现了错误，导致染色体结构发生改变。
染色体不平衡则指代的是染色体上两个拷贝之间有缺陷或者过多的基因，引起一些相应疾病的出现。
一些染色体变异是有益的，它们可能对好的遗传方面做出贡献，比如说就算没有失调综合症，人类在正常身体情况下还会拥有一部分21号染色体上的基因，而这些基因则有可能在概率上降低癌症的发生频率。
但是，更多的染色体变异对于人类来说则是不幸的，它们可能会引发一些严重的遗传疾病，比如唐氏综合症和克汀病。
与染色体变异相关的遗传学领域最受欢迎的莫过于分子遗传学。
在这一领域中，科学家们利用我们在了解染色体的基本结构和功能方面所取得的重大进展，帮助我们更好地理解染色体变异的本质和可能的影响。
通过对染色体变异的分子机制研究，我们现在已经能够开始更好地诊断一些遗传疾病，让患病者或未来可能患病的人更加放心和理解。
总体上，染色体变异是一个十分复杂的遗传学现象，也是遗传学中最为庞杂的一个分支。
通过不懈的研究和努力，我们不但更好地理解了它的本质和可能的影响，还取得了一些很重要的进展，在未来能够更好地处理这一领域的各种问题。
而也正是这样的科研探索，才能够让发展进程不断前行，帮助人类获得更加美好和健康的未来。
第三节_染色体变异及其应用
（5）一倍性变异
体细胞中只含有一个染色体组的个体叫一倍体。 体细胞中只含有一个染色体组的个体叫一倍体。 中只含有一个染色体组的个体叫一倍体 在自然条件下一般不能生存，也不能生育。 在自然条件下一般不能生存，也不能生育。
1、下列变异中，不属于染色体结构变异的是（ C ） 、下列变异中，不属于染色体结构变异的是（ A 非同源染色体之间相互交换片段 B 染色体缺失片段 C 染色体中DNA的一个碱基发生改变 染色体中 的一个碱基发生改变 D 染色体增加片段 2、 四倍体的曼佗罗有 条染色体，该植物细胞中 、 四倍体的曼佗罗有48条染色体 条染色体， 的每个染色体组的染色体数目为（ 的每个染色体组的染色体数目为（ C ） A 48 B 24 C 12 D 4
第3节 染色体变异及其应用
资料分析
猫叫综合征
症状： 症状： 两眼距离 较远，耳位低下， 较远，耳位低下， 生长发育缓慢， 生长发育缓慢，存 在着严重的智力障 患儿哭声轻， 碍。患儿哭声轻， 音调高，很像猫叫。 音调高，很像猫叫。 病因：人的第 号染色体短臂缺失 病因：人的第5号染色体短臂缺失
猫叫综合征 患者第5号染色体部分缺失 患者第5
注：一倍体属于单倍体,单倍体不一定就是一倍 一倍体属于单倍体 单倍体不一定就是一倍 体，单倍体中不一定只含一个染色体组。 （6）多倍性变异
与正常的二倍体细胞相比， 与正常的二倍体细胞相比，具有更多的染色体组 的变异。 的变异。 原因可以是自发产生，也可以是诱导产生， 原因可以是自发产生，也可以是诱导产生，如低 化学物质诱导。 温、化学物质诱导。
染色体变异及其应用(1)
赣马高级中学 王1 磊
普通的西瓜
无子西瓜
可编辑ppt
2
香蕉是天然 的三倍体， 没有种子
自然界中哪些植 物没有种子呢？
那西瓜怎 样不产生 种子呢？
可编辑ppt
3
一、多倍体育种
1.1 三倍体无子西瓜的培育过程： 秋水仙素处理
2n 传粉
4n
♀
种植
3n 传粉
♂ 种植
3n
♀
♂
无子西瓜 可编辑ppt
2n
第 一 年
2n
第 二 2n 年
4
阅读课文，分组讨论以下问题：
多倍体植株有什么优点？为什么无子 西瓜会没有种子？
茎秆粗壮，叶片果实种子都比较大，糖类蛋白质等含 量也有所增加 ； 减数分裂时染色体联会出现紊乱， 不能产生正常的配子。
用秋水仙素诱导多倍体的原理是什么？ 作用于细胞分裂的什么时期？
C 该秋水仙素的主要作用是（ ）
A.使纺锤体再次复制 B.使染色体着丝点不分裂 C.抑制纺锤体的形成 D.使细胞稳定在间期阶段
2.(多选)用四倍体西瓜与二倍体西瓜杂交所得的
CD 子一代植株开花后，经适当处理，则（
）
A.能产生正常配子，结出种子形成果实
B.结出的果实为5倍体
C.不能产生正常配子，但可形成无子果实
C.二倍体 × 六倍体 → 四倍体
D.三倍体 × 三倍体 → 三倍体
可编辑ppt
8
二、 单倍体育种
2.1 如何获得单倍体植株？ 花药离体培养法
单倍体作物植株弱小， 而且高度不育，
不能得到种子怎么办？
2.2 可以使用秋水仙素使它染色体 组加倍，从而可以进行减数分裂， 产生配子，进而产生子代。
染色体变异在育种中的应用
染色体变异在育种中的应用
染色体变异是指植物细胞的染色体数量、结构或形态有显著的变化，从而带来的遗传性行为的改变，这种变异就是染色体变异。
它具有稳定性和基因多样性，是育种中十分重要的一种变异类型。
染色体变异在育种中的应用主要有三方面：
首先，染色体变异可以用于增加基因多样性。
通过染色体变异，种质改良者可以获得新基因，改变植物的遗传表现，从而获得更持久的品种和植物性状。
染色体变异可以通过诱发突变，对植物的生长、发育、产量、品质等进行改良，大大增加植物的基因多样性。
其次，染色体变异可以改变植物的生物学表现。
染色体变异可以改变植物的生理和生化表现，从而改变植物的生物学表现。
例如，一些植物可能因为染色体变异而产生抵抗营养缺乏的能力，具有抗病虫、抗旱、抗冻等能力。
最后，染色体变异可以改变植物的种间关系。
染色体变异可以改变植物的种间关系，从而使不同物种之间的遗传交流更加频繁，进而提高物种的遗传多样性。
染色体变异在育种中的应用，不仅可以改变植物的生物学表现，而且还可以改变植物的种间关系，改善植物的基因多样性，提高植物的适应性，为育种提供了良好的条
件。
因此，染色体变异在育种过程中已经广泛应用，受到科学家和育种者的青睐。
2019-2020年高中生物苏教版必修2教学案：第三章 第三节 染色体变异及其应用(含答案)
2019-2020年高中生物苏教版必修2教学案：第三章第三节染色体变异及其应用(含答案)一、染色体结构的变异1．特点：染色体结构变异一般可通过光学显微镜直接观察。
2．类型：包括缺失、重复、倒位和易位四种。
3．染色体结构变异导致性状变异的原因：染色体结构变异都会使染色体上的基因的数目或排列顺序发生改变，从而导致性状的变异。
4．结果：大多数染色体结构的变异对生物体是不利的，甚至会导致生物体死亡。
5．影响因素：电离辐射、病毒感染或一些化学物质诱导。
二、染色体数目变异1．概念和类型(1)概念：染色体数目以染色体组的方式成倍增加或减少，个别染色体的增加或减少，都称为染色体数目的变异。
(2)类型：2．染色体组(1)概念：细胞中形态和功能各不相同，但互相协调、共同控制生物的生长、发育、遗传和变异的一组非同源染色体，称为一个染色体组。
(2)实例：人的精子或卵细胞中含有一个染色体组，体细胞中含有两个染色体组。
(3)单倍体、二倍体与多倍体：①单倍体是指体细胞中含有配子染色体组的个体。
②由受精卵发育成的个体，体细胞内含有两个染色体组的称为二倍体，含有三个或三个以上染色体组的叫多倍体。
3．低温诱导染色体数目加倍(1)原理：用低温处理或化学因素刺激植物分生组织细胞，有可能抑制纺锤体的形成，导致细胞内染色体数目加倍。
(2)实验步骤：①培养根尖：将一些蚕豆或豌豆种子放入培养皿，加入适量的清水浸泡，在培养皿上覆盖2～3层潮湿的纱布。
②低温诱导：在蚕豆幼根长至 1.0～1.5 cm左右的不定根时，将其中的两个培养装置放入冰箱的低温室内(4 ℃)，诱导培养36 h。
③固定细胞形态：剪取诱导处理的根尖约5 mm，放入卡诺氏固定液中固定0.5～1 h，以固定细胞的形态，然后用体积分数为95%的乙醇溶液冲洗2～3次。
④XXX装片：取固定好的根尖，进行解离→漂洗→染色→制片4个步骤。
⑤观察装片：先用低倍镜寻找染色体形态较好的分裂相，确认某个细胞发生染色体数目变化后，再换用高倍镜观察。
染色体变异及其应用
染色体变异及其应用基因突变（通过DNA分子杂交判断）,这种改变在光学显微镜下是无法直接观察到的。
而染色体变异很明显可以用显微镜直接观察到。
染色体变异会导致很多基因发生改变，性状会改变，也有有利变异，一般有害。
一、染色体结构变异：实例：猫叫综合征（5号染色体部分缺失）类型：缺失、重复、倒位、易位（看书并理解）二、染色体数目的变异1、类型● 个别染色体增加或减少：实例：21三体综合征（多1条21号染色体）● 以染色体组的形式成倍增加或减少：实例：三倍体无子西瓜“【可遗传”（通过植物组织培养技术）≠可育（可产生配子），三倍体无配子原因减数分裂联会紊乱】2、染色体组：（1）概念：二倍体生物配子中所具有的全部染色体组成一个染色体组。
（2）特点：①一个染色体组中无同源染色体，形态和功能各不相同；②一个染色体组携带着控制生物生长的全部遗传信息。
（3）染色体组数的判断：① 染色体组数= 细胞中任意一种染色体条数例1：以下各图中，各有几个染色体组？答案：____________________________________________________________② 染色体组数= 基因型中控制同一性状的基因个数例2：以下基因型，所代表的生物染色体组数分别是多少?（1）Aa ______ （2）AaBb _______ （3）AAa _______（4）AaaBbb _______ （5）AAAaBBbb _______ （6）ABCD ______3、单倍体、二倍体和多倍体由配子发育成的个体叫单倍体。
（单倍体可能含有多个染色体组，例如小麦的单倍体）有受精卵发育成的个体，体细胞中含几个染色体组就叫几倍体。
三、染色体变异在育种上的应用1、多倍体育种：方法：用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。
（原因：能够抑制纺锤体,导致染色体不分离,从而引起细胞内染色体加倍。
原理：染色体变异实例：三倍体无子西瓜的培育；优缺点：培育出的植物器官大，产量高，营养丰富，但结实率低，成熟迟。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
04
随堂检测
1.以下情况属于染色体变异的是( D )
①21三体综合征患者是基因的中的第21号染色体有3条
②非同源染色体之间发生了互换 ③染色体数基因增加 或减少 ④花药离体培养后长成的植株 ⑤非同源染色
体之间基因自由组合 ⑥染色体上DNA碱基对的增添、 缺失和替换
A.②④⑤
C.②③④⑤
B.①③④⑤
蚕豆种子，发现萌发的幼苗根尖细胞中出现微核，这
是染色体结构变异的结果。生物科学工作者往往采用 微核研究的方法来分析环境污染的程度。
蚕豆微核
水培蚕豆
实验步骤：
1.将蚕豆种子洗净，25℃水培；
2.待根长到0.5cm～1.5cm时，移入质量浓度为300mg/L 的硫酸铜溶液中培养6h；
3.自来水冲洗后，再移入自来水中培养24h；
D.基因重组
解析：本题中所采用的育种方法依据的原理可以由“第2号 染色体上的斑纹基因易位于W染色体上”来判断，这属于染 色体结构变异中的易位。
5.下列有关单倍体的叙述中，不正确的是( D ) A.未经受精的卵细胞基因发育成的个体，一定是单倍体 B.细胞内有两个染色体组的生物体，可能是单倍体 C.由生物的雄配子发育成的个体一定都是单倍体
（21三体综合征）患 者。 病因：常染色体变 异, 21号染色体比正常 人多了一条。
03
新知探究
一、染色体结构的变异
1.概念：染色体结构的改变，使排列在染色体上的基因的 数目或排列顺序发生改变，从而导致性状的改变。 2.类型：缺失、重复、倒位、易位。
1.缺失
2.重复
3.倒位
4.易位
思考：染色体结构的变异会引起什么后果？ 1.基因位于染色体上，染色体的结构的改变，会使排 列在染色体上的基因的数目或排列顺序发生改变，从 而导致性状的变异。
D.①②③④
解析：同源染色体上的非姐妹染色单体交叉互换属于 基因重组，非同源染色体之间的互换属于染色体结构 变异；染色体结构变异会改变DNA上基因的数目和 排列顺序。花药离体培养获得的植株染色体数基因减
半，属于单倍体。非同源染色体之间基因的自由组合
属于基因重组。染色体上DNA碱基对的增添、缺失 和替换属于基因突变。
的配子中所具有的全部染色体组成一个染色体组。 （2）实例：人、洋葱、果蝇的染色体组。
三、染色体变异在育种上的应用
1.单倍体育种 离体 培养
单倍体 花粉
人工诱导染 色体加倍
纯合二倍体 花药 选择
优良品种
单倍体育种示意图
单倍体育种优缺点 优点：明显缩短育种年限，加速育种进程。 缺点：技术较复杂，需与杂交育种结合，多限于植物。 2.多倍体育种
2.用马铃薯的花药离体培养出的单倍体植株，可以正
常地进行减数分裂，用显微镜可以观察到染色体两 两配对形成 12 对。据此现象可推知产生该花药的马 铃薯是（C） A．三倍体 B．二倍体 C．四倍体 D．六倍体
解析：用花药离体培养得到单倍体植株，单倍体的体
细胞中含有本物种配子的染色体数目，单倍体植株进 行减数分裂时，染色体能两两配对，说明细胞中含有 两组染色体，据此可推知产生花药的马铃薯的体细胞 中含有四组染色体故为四倍体，所以应选C项。第Βιβλιοθήκη 节 染色体变异及其应用01
学习目标
1.理解染色体结构变异、数目变异、染色体组的概念。 2.掌握单倍体育种的原理、方法和特点。 3.掌握多倍体育种的原理、方法和特点。
02
新课导入
？
22条染色体
33条染色体
他叫胡一舟，生于
1978年。大家亲切地
叫他舟舟，他是个 “可爱的天才指挥
家”，先天智力障碍
3.(多选)用四倍体西瓜与二倍体西瓜杂交所得的子一 代植株开花后，经适当处理，则（ CD ）
A.能产生正常配子，结出种子形成果实
B.结出的果实为五倍体 C.不能产生正常配子，但可形成无子西瓜 D.结出的果实为三倍体
解析：四倍体西瓜与二倍体西瓜杂交产生的子一代西瓜植
株是三倍体，由于其染色体组数为奇数，在减数分裂时同 源染色体配对紊乱，因而不能产生正常生殖细胞，故不能 结种子。若经适当处理，如用二倍体花粉刺激其子房，可 结出无子西瓜。该果实仅由果皮构成，由于果皮细胞属于
D.基因型是aaaBBBCcc的植物一定是单倍体
解析：由配子发育成的个体一定是单倍体。细胞内含有两 个染色体组的生物可能是单倍体，也可能是二倍体。D中 该基因型植物也可能是三倍体。
05
课堂小结
结束放映
的工作。 结论与反思：
分析实验数据，得出结论。反思结论，必要时重复 实验以保证结论的可靠性。
深入研究：探究水质污染程度与生物细胞微核率高低 的关系。
猫叫综合征：第5号染色体部分缺失引起
二、染色体数目的变异
1.类型
个别染色体数目的增加或减少；以染色体组的形式成 倍的增加或减少。 2.染色体组
（1）概念：自然界中的生物大多数是二倍体，它们
三倍体西瓜植株的体细胞，故该果实为三倍体。
4.用X射线处理蚕蛹，使其第2号染色体上的斑纹基因易位 于W染色体上，使雌体都有斑纹。再将雌蚕与白体雄蚕交配,
其后代雌蚕都有斑纹,雄蚕都无斑纹。这样有利于去雌留雄,
提高蚕丝的质量。这种育种方法所依据的原理是（A） A.染色体结构的变异 C.基因突变 B.染色体数目的变异
4. 剪取蚕豆根尖，制作临时玻片标本，用改良碱性品 红染液染色； 5.每个根尖计数500～1 000个细胞，计算微核率。
问题与假设： 分小组讨论背景资料，尝试提出一个检测环境污染
的问题。
设计与实验：
根据假设，结合已经做过的观察洋葱根尖细胞有丝
分裂的实验，设计研究计划。按照研究计划，实施 实验。
交流与合作： 和其他小组交流研究计划，反思和完善本组的计划。 通过显微镜检测微核率是一项由小组成员相互合作
2. 大多数染色体结构的变异对生物有害，有的甚至导
致生物体死亡。
课题研究： 环境中化学物质对染色体结构变异的影响。 研究目的： 了解环境中化学物质对染色体结构变异的影响。 推荐器材： 培养皿，试管，载玻片，盖玻片，显微镜；蚕豆种 子等；硫酸铜，改良碱性品红染液等。
背景资料： 引起染色体变异的原因很多，其中辐射与化学药 物是导致染色体变异的重要原因。为了证实硫酸铜对 染色体结构变异的影响，一名学生用硫酸铜溶液培养
积极思维 三倍体西瓜为什么无子？
事实：三倍体西瓜是用二倍体西瓜和四倍体西瓜经过
专门处理后杂交获得的多倍体植物。
三倍体无子西瓜的培育 2n 秋水仙素处理 传粉 2n
第 一 年
4n
♀
种植 3n
3n
♂
种植
2n
传粉
3n
♀
3n
♂
2n
第 二 年
分析：培育三倍体无子西瓜的关键步骤是哪些？ 多倍体育种的优缺点
优点：可培育出自然界中没有的新品种，且培育出的 植物器官大，产量高，营养丰富。 缺点：只适用于植物，结实率低。