第三節染色體畸變可能引起性狀改變1|

染色體畸變別名染色體變異概念生物細胞中染色體在數目和結構上發生的變化分類染色體數目變異和染色體結構變異與基因突變的區別基因突變:染色體的某一個位點上基因的改變,在光學顯微鏡下

是無法直接觀察到的;染色體畸變:可以用光學顯微鏡直接觀察到1.概念:染色體發生斷裂后,在斷裂處發生錯誤連接而導致染色體結構不正常的變

異。2.染色體結構變異的類型(1)缺失:染色體片段的丟失,引起片段上所帶基因也隨之丟失的現象。2

|

染色體結構變異

(3)倒位:一個染色體上的某個片段的正常排列順序發生180°顛倒的現象。(2)重復:染色體上增加了某個相同片段的現象。3.結果:使位于染色體上的基因的數目和排列順序發生改變。大多數的染色體結

構變異對生物體是不利的,甚至會導致生物體的死亡。(4)易位:染色體的某一片段移接到另一非同源染色體上的現象。1.概念:生物細胞中染色體數目的增加或減少。2.類型(1)整倍體變異:體細胞中的染色體數目以染色體組的形式成倍增加或減少,如單

倍體、多倍體等。①染色體組a.概念:一般將二倍體生物的一個配子中的全部染色體稱為染色體組。b.染色體組的特點Ⅰ.每一個染色體組中所有染色體的形態結構、功能各不相同,是一組非同源染

色體。Ⅱ.每一個染色體組都攜帶著控制該生物生長發育的全部遺傳信息,即含有該生

物的一整套遺傳物質。3|

染色體數目變異②二倍體、多倍體、單倍體

二倍體多倍體單倍體概念由體細胞發育而來,具

有兩個染色體組的個

體由體細胞發育而來,其

體細胞中所含染色體

組數超過兩個的個體由配子不經受精,直接

發育而來,其體細胞中

含有本物種配子染色

體數目的個體染色體組兩個超過兩個一個或多于一個實例絕大多數的動物和半

數以上的高等植物,如

水稻、玉米、哺乳類

(包括人類)普遍存在于植物界,如

三倍體香蕉、四倍體

花生、六倍體小麥昆蟲中的雄蜂、雄蟻

等特別提醒

a.單倍體中不一定只含有一個染色體組。b.含有多個染色體組的生物可能是單倍體,也可能是多倍體。③單倍體、二倍體和多倍體的判斷

(2)非整倍體變異:體細胞中個別染色體的增加或減少,這往往是由減數分裂過程

中染色體的不正常分離引發的。①減數第一次分裂,初級精母細胞中同源染色體不能正常分離,導致2個配子多了

1條染色體,2個配子少了1條染色體。②減數第二次分裂,某個次級精母細胞中姐妹染色單體不能正常分離,導致產生

的2個配子中一個多一條染色體,一個少一條染色體。1.單倍體育種(1)概念:利用單倍體作為中間環節產生具有優良性狀的可育純合子的育種方

法。(2)單倍體植株特點:小而弱,高度不育。(3)育種特點:縮短育種年限;能排除顯隱性干擾,提高效率。4|

染色體變異可應用于單倍體育種和多倍體育種(4)育種程序(以獲得純合寬葉抗病植株為例)2.多倍體育種(1)多倍體植株特點:多倍體的細胞通常比二倍體的細胞大,細胞內有機物的含量

高、抗逆性強。(2)常用方法:用秋水仙素處理萌發的種子、幼苗等,使它們的染色體加倍。特別提醒

單倍體育種過程中秋水仙素處理的是幼苗,而多倍體育種過程中秋水

仙素處理的是植物的種子或幼苗,原因是單倍體大多是不育的,不能產生種子。(3)秋水仙素的作用機理:抑制細胞分裂時紡錘體的形成,染色體雖已復制,但不能

分離,最終導致染色體數目的加倍。(4)育種程序(以獲得三倍體西瓜為例)

特別提醒

a.注意區分三倍體種子和三倍體植株:三倍體種子是在四倍體植株所結西瓜內,三

倍體種子種下去形成三倍體植株;另外三倍體無籽西瓜是結在三倍體植株上的。b.三倍體無籽西瓜培育過程兩次授粉的目的不一樣:第一次是受精,第二次是刺激

子房發育成果實。(5)應用:利用多倍體育種培育異源八倍體小黑麥。1.不遺傳的變異:環境條件改變引起的,不涉及遺傳物質的變化,其變異只限當代

的表型改變。2.可遺傳的變異:基因突變、基因重組和染色體變異。可遺傳的變異的產物為生

物進化和培育新品種提供材料。5|

生物變異的分類判斷正誤,正確的畫“√”,錯誤的畫“?”。1.ABCDEF→AEDCBF(字母表示染色體上的片段),該過程發生染色體重復。

(

)提示：BCDE片段顛倒,屬于染色體結構變異中的倒位。2.染色體結構變異對生物都是不利的,甚至會導致生物死亡。

(

)提示：大多數染色體結構變異對生物體是不利的,甚至會導致生物體的死亡,但也

有可能出現有利變異。3.只有在減數分裂過程中才能發生染色體結構變異。

(

)提示：染色體結構變異不只發生在減數分裂過程中。知識辨析???4.基因型為AaBb的真核生物產生了配子AB、Ab、aB、ab,該過程發生了染色體

變異。

(

)提示：題述過程屬于基因重組。5.兩條姐妹染色單體的同一位置所攜帶的基因不完全相同,其原因最可能有①發

生了易位;②發生過交叉互換;③復制出現差錯;④同源染色體相互配對發生紊

亂。(

)提示：同源染色體相互配對發生紊亂不會導致姐妹染色單體所攜帶的基因不完

全相同。6.任何精子或卵細胞中的全部染色體是一個染色體組。

(

)提示：多倍體生物的精子或卵細胞中有2個及2個以上染色體組。???7.含有42條染色體的六倍體小麥的花粉離體培養的植株是三倍體,含三個染色體

組。

(

)提示：由配子發育成的個體,不管含有幾個染色體組均為單倍體。8.三倍體西瓜不可育的原因是減數分裂時染色體聯會紊亂,不能產生正常配子。(

)9.長期鍛煉身體的人肌肉變得發達屬于可遺傳的變異。

(

)提示：長期鍛煉身體的人肌肉變得發達,這是環境因素導致的,不屬于可遺傳的變

異。10.花藥離體培養屬于有性生殖。

(

)

?√?√染色體組數量的判斷方法(1)據染色體形態判斷:細胞內形態相同的染色體有幾條,則含有幾個染色體組。

如圖所示的細胞中,形態相同的染色體在a中有4條,b中有3條,c中有2條,d中各不

相同,則可判定它們分別含4個、3個、2個、1個染色體組。(2)據基因型判斷:控制同一種性狀的基因出現幾次,就含幾個染色體組——每個

染色體組內不含等位基因或相同基因(此時染色體上無姐妹染色單體)。1染色體組的分析和判斷

如圖所示,e~h中依次含4個、2個、3個、1個染色體組。(3)根據染色體數與形態數的比值判斷:染色體組的數目=染色體數/染色體形態

數,如玉米的體細胞中共有20條染色體,10種形態,則玉米體細胞含有2個染色體

組。

典例

下列對a~h所示的生物體細胞圖中各含有幾個染色體組的敘述,正確的是(

)CA.細胞中含有一個染色體組的是h圖,對應個體是單倍體B.細胞中含有兩個染色體組的是e、g圖,對應個體是二倍體C.細胞中含有三個染色體組的是a、b圖,但對應個體未必是三倍體D.細胞中含有四個染色體組的是c、f圖,對應個體一定是四倍體解析一個染色體組中所有染色體的形態結構、功能各不相同,由此可知:a、b

圖含有三個染色體組,c、h圖含有兩個染色體組,d、g圖含有一個染色體組,e、f

圖含有四個染色體組。確認單倍體、二倍體、多倍體必須先看發育起點:若由配

子發育而來,無論含幾個染色體組均屬于單倍體;若由受精卵發育而來,有幾個染

色體組即屬于幾倍體。1.染色體結構變異與基因突變的判斷2可遺傳變異類型的辨析2.“缺失”問題變異類型變異水平顯微鏡觀察基因突變分子水平變異不能在顯微鏡下直接觀察到基因重組染色體畸變細胞水平變異可在顯微鏡下直接觀察到3.變異水平問題4.染色體易位與染色體交叉互換

易位交叉互換圖解

位置發生在非同源染色體之間發生在同源染色體的非姐妹染

色單體之間原理染色體結構變異基因重組育種方法的比較3育種方法名稱原理方法優點缺點實例誘變育種主要是基因突變用物理因素或

化學因素等處

理生物能提高突變概

率,短時間內大

幅度改良某些

性狀處理材料較多,

有利變異少青霉素高產菌

株、太空椒等雜交育種基因重組培育純合子:雜

交→連續自交

→選種(選顯性

性狀);雜交→

自交→選種(選

隱性性狀)使同種生物的

不同優良性狀

集中于同一個

體育種年限長矮稈抗銹病小

麥等培育雜合子:一

般是使純合親

本雜交,選取子

一代年年制種多倍體育種染色體數目變異秋水仙素處理

萌發的種子或

幼苗可培育出自然

界中沒有的新

品種,且培育出

的植物器官大,

營養豐富結實率低,發育

遲緩三倍體無籽西

瓜等單倍體育種主要為染色體數目變異花藥離體培養

獲得單倍體植

株,再人工誘導

染色體數目加

倍自交后代不發

生性狀分離,能

明顯縮短育種

年限,加速育種

進程技術相對復雜,

需與雜交育種

結合“京花一號”

小麥轉基因技術基因重組基因操作(提取

目的基因→插

入載體→導入

受體細胞→基

因表達→篩選

出符合要求的

新品種)目的性強,可以

按照人們的意

愿定向改造生

物;育種周期短可能會破壞生

態環境等,技術

難度大抗蟲棉、固氮

水稻等

典例如圖是普通小麥的自然進化過程示意圖,以下有關敘述正確的是

(

)DA.①②過程需要用秋水仙素處理雜種a、雜種b產生的種子以恢復其可育性B.雜種a是單倍體,雜種b是三倍體C.該育種方法利用的遺傳學原理主要是基因重組D.普通小麥在減數分裂中同源染色體可以聯會,因此是可育的解析A、B、D表示三個不同的染色體組,普通小麥的形成過程:一粒小麥(A