基于医学真实情境的“染色体变异”一节教学设计

在“染色体变异”一节的教学中,以案例分析为真实情境,引导学生运用染色体变异知识分析染色体病发病原因,以及运用所学知识分析和解决实际问题,在此过程中落实生物学学科核心素养。     

“染色体变异”（第1课时）的教学设计

本节课教学尝试采用建构主义学习理论设计,力求体现新课改理念。通过创设情境导入、提纲引领自学、概念生成与转换及建构新知识、原理应用与“STS”教育、知识再现与应用提升等教学环节达成教学目标,尤其是运用图表解读、设问与讨论、引导探究、整理归纳、磁性染色体放大模型的摆放等教学方式帮助学生理解、学习相关概念。     

应用嵌合基因实例拓展遗传学染色体畸变的教学

染色体结构变异,会扰乱机体的固有平衡系统,影响生殖和发育。在本科遗传学教学中,如何进一步诠释导致机体平衡系统紊乱的机理,是教师常面临的教学难题。一些嵌合基因(chimeric gene)是染色体结构变异的产物,具有特异的生物功能,可能是致使固有平衡系统紊乱的原因之一,但很少见到在课堂或教科书中讲述与嵌合基因相关的内容。本文结合近年本团队对嵌合基因的研究成果及遗传学教学实践,以一个司法案例创设情境,引入嵌合基因实例,以激发学生的学习兴趣;进而通过对嵌合基因通性的梳理,辅助学生总结知识点,发展思维融汇力,从而拓展染色体畸变的教学,以期使学生对基因的变异及其功能有更深入的理解,提高遗传学教学效果。     

激光辐照玉米诱发同工酶及染色体变异的研究

利用ＣＯ２激光辐照玉米种子,分析了酯酶同工酶（ＥＳＴ）和过氧化物酶同工酶（ＰＯＤ）及根尖细胞染色体变异,探讨了苗期损伤与染色体和同工酶变异的关系。结果表明：ＣＯ２激光辐照可诱发ＥＳＴ和ＰＯＤ活性和种类的变化,ＥＳＴ３和ＰＯＤ３随辐照剂量增加活性逐渐减弱以致消失,在根尖细胞中可观察到微核、染色体落后和染色体桥等变异,其畸变率的剂量效应可用Ｙ＝ａ＋ｂｘ来描述。Ｍ１种子发芽率、苗高与同工酶变化大小表现出     

香蕉试管苗混倍性变异的研究

首次报道了香蕉试管苗变异中一种重要的类型－混倍性变异体,并且以形态变异、染色体数量变异、同工酶（ＭＤＨ,ＥＳＴ,ＰＯＸ）变异和内源激素（ｉＰＡｓ和ＩＡＡ）变异等项检测为主要手段,研究了这种混倍性变异体在试管繁殖过程中的变异性质。用混倍性变异作外植体培养时,细胞水平染色体数量畸变具有起点高的前１５代增长快的特点,同工酶变异率比正常有显著增加。检测了用混倍性变异体作外植体培养所得的大棚苗的染色体数量畸     

λDNA导入引起小麦染色体变异的研究

小麦种子从萌动至２叶期,用λＤＮＡ进行浸滴处理,Ｄ１代出现花粉母细胞染色体变异的植株占观察株的７３．３％,染色体变异的细胞占观察细胞数的２８．３％。主要有染色体落后、单价体、染色体桥、多价体、染色体多极分离,染色体螺旋化不同步,异常二分体和卤分体及微核等类型,随世代增进,染色体行为趋于稳定,但不同个体间存在的较大差异。这种复杂的染色体变异可能是外源ＤＮＡ在受体整合过程中的细胞学反应。     

中国昆虫染色体研究现状与展望

简要叙述了中国昆虫染色体研究的现状,包括研究涉及的昆虫类群、核型分析结果、研究方法和手段、染色体有丝分裂、减数分裂、染色体形态变异、结构变异和数量变异等。我国学者对昆虫染色体研究从20世纪30年代开始,迄今已对蜉蝣目、蜚蠊目、直翅目、半翅目、同翅目、鞘翅目、鳞翅目、双翅目、蚤目和膜翅目等10目481种昆虫的核型进行了研究,主要集中在蝗虫、蝽类、蚜虫、蚕类、果蝇、摇蚊及实蝇等。在染色体行为方面的研究主要有：蚕类和果蝇等有丝分裂;蜚蠊类、蝗类、蝽类和蚕类的减数分裂及性别决定机制;部分昆虫的联会复合体分析。染色体结构变异的研究主要集中在果蝇和蚊类昆虫的唾腺染色体;果蝇的B染色体;蚕类和蚊类昆虫染色体的缺失、易位和倒位等变异;蚕蛾类的数量变异。研究结果多应用于昆虫系统分类和进化的探讨,揭示昆虫遗传与变异规律。通过与国外研究成果对比,提出昆虫染色体研究的必要性,并对我国未来昆虫染色体研究进行了展望。     

柱穗山羊草2C染色体诱发中国春小麦背景中黑麦1R染色体结构变异的研究

当柱穗山羊草(Aegilops cylindrica Host．)2C染色体单体添加到普通小麦品种中国春和以中国春为背景的派生系时,减数分裂时,不含2C染色体的配子会发生染色体结构变异。为了制备一套黑麦1R染色体缺失系以用于定位黑麦1R染色体上的控制重要农艺性状的基因,把一条2C染色体导人到小黑麦1R二体附加系(21″ 1R″)中,然后让这些个体(21″ 1R″ 2C′,2n=45)自交,以便产生1R染色体结构变异体。实验共检测了345粒F,种子,83粒种子带有结构变异的黑麦1R染色体(24．1％)。通过C分带和原位杂交检测,对来自于23株F2的46个F3植株所带有的异常1R染色体进行了归类：其中1RL端体为39．1％,1RL等臂染色体为2．2％,1RL易位系为32．6％。1RS端体为4．3％,1RS等臂染色体为4．3％,切点在长臂上的缺失体为2．2％。在6．5％的植株中同时含有2种类型的1R染色体结构变异。其余8．7％带有异常1R染色体的个体因为没有原位杂交结果而无法判断是属于哪种类型。已获得的1R结构变异株将有可能进一步发展成为一套可用于定位黑麦1R染色体上重要功能基因的遗传材料。另外,还探讨了综合应用细胞学和分子标记方法鉴定易位染色体中小麦染色体片段的尝试,并对所获结果进行了讨论。     

“染色体整倍体变异”的教学分析与组织

分析了人教版和浙科版教材对“染色体整倍体变异”内容呈现形式和特点,提出了按照“S·T·S”组织教学的基本设想,分为“概念的形成”和“概念的应用”2个基本环节实施教学,达成了预期的教学效果.     

不同激素对伊贝母组织培养中染色体不稳定性的研究

伊贝母鳞茎培养在附加2,4—D、IAA、NAA和2,4—D+KT、IAA+KT、NAA+KT的MS培养基上(2,4—D、IAA、NAA1毫克/升,KT0.1毫克/升),研究了愈伤组织细胞染色体的变异及愈伤组织的分化和再生植株的染色体倍性。结果表明,2,4—D能有效地引起染色体数目的变化,当和KT结合使用时,可诱导高频率的多倍化细胞。IAA的作用次之,NAA较小。各种激素均能程度不同地引起各种类型的有丝分裂异常及染色体结构变异,其效应与对染色体数目变异的影响呈现明显的一致性。研究还得出,染色体的整倍性是愈伤组织得以分化的重要因素,所以再生植株主要是二倍体,也有少量的四倍体,混倍体仅占少数。根据实验结果,对染色体变异的原因以及染色体数目变异与愈伤组织分化的关系进行了讨论。     

高中生物学新课程标准教学研讨"生物的变异"的教学构思

“生物的变异”是必修部分“遗传与进化”模块中的第4单元,本单元知识以生物的可遗传变异的来源为核心,主要阐明发生在有性生殖过程中的基因重组、基因突变和染色体变异是形成生物多样性的重要原因之一,以及可遗传变异在育种上的应用．并关注转基因生物和转基因食品的安全性等。通过学习和领会新课标要求,笔者对本单元的教学构思如下:     

理化诱变引起的小麦再生株染色体变异

小麦幼胚和愈伤组织经理化诱变后形成的再生株M_1R_1和C_1R_1,具有比R_1株高的染色体变异频率,其染色体数目变化于35—46之间,但无倍数变异。理化诱变处理提高了再生株中含非整倍体、棒状二价体、单价体、等臂环和四价体的细胞频率,其中以1000伦琴γ射线照射未成熟胚处理的再生株染色体变异频率为最高。其次为2 mmol/L叠氮化钠处理愈伤组织的再生株。经过二倍体和单倍体选择,染色体变异大为减少,但仍保有较高频率的单价体。     

伊贝母愈伤组织在继代培养过程中的染色体变异和分化频率的研究

本文报道了伊贝母愈伤组织在不同培养基上继代培养的的染色体变异和分化频率。结果表明,随着继代培养的进程,二倍体细胞频率逐渐减少。亚二倍体和超二倍体细胞频率迅速增加。同时还观察到比率不等的亚单倍体、单倍体,超三倍体和超四倍体细胞。于是培养物最终变成为只有少量整倍体而多数为非整倍体染色体数的混倍体细胞群体。不同培养基对染色体变异的效应是2,4-D+KT>IAA+KT>NAA+KT。分化频率随继代次数的增加而下降。同时还观察到了各种类型的染色体结构变异和有丝分裂异常。根据试验结果,对继代培养中染色体变异的原因以及与分化频率的关系进行了讨论。     

组织培养诱导外源染色体发生结构变异及其在小麦易位系创制中的利用

组织培养诱导外源染色体发生结构变异及其在小麦易位系创制中的利用@李洪杰$中国科学院遗传研究所植物细胞与染色体工程国家重点实验室!北京100101@贾旭$中国科学院遗传研究所植物细胞与染色体工程国家重点实验室!北京100101@楚成才$中国科学院植物研究所!北京100093小麦;;染色体;;结构变异;;易位系     

放线菌素D诱导植物离体细胞染色体变异

用放线菌素D处理辣椒愈伤组织,明显抑制愈伤组织细胞的离体增殖,并诱发染色体数量与结构变异。细胞核DNA荧光染色测定,表明放线菌素D干扰了DNA合成复制,是导致离体细胞染色体变异的直接原因。     

染色体结构变异的生物诱导--杀配子染色体的作用及其在生物进化上的意义

来自山羊草属的某些种的染色体在不同小麦背景下,具有不同强度的杀配子能力,从而可高频诱导各类染色体结构变异,与各类物理、化学手段相比,其作用特点具有高效性、多方向性及稳定性等,这种来自生物内部的诱导方式可称为生物诱导,在小麦与山羊草的进化上可能起着隔离基因的作用。     

万寿竹六个居群的核型研究

本文研究了在云南境内的万寿竹Ｄｉｓｐｏｒｕｍ ｃａｎｔｏｎｉｅｎｓｅ Ｍｅｒｒ．从滇东南经滇中到滇西北不同居群间的核型变异。该种的染色体数目较为稳定,２ｎ＝１４,没有观察到不同数目的变异。六个居群的不对称性均属于３Ｂ型,但各个居群的核型结构表现出差异,核型间随体位置和数目的不同以及同源染色体的杂合性是居群间变异的主要特征,这种种内不同居群间核型的变异或许与该种的地理分布及生境有一定的相关性。     

不定胚再生植株的染色体数目变异

本实验以甜瓜“小麦瓜”和“青皮绿肉”品种为试材,经不定胚诱导再生植株。分别调查了不同继代培养时间后形成再生植株的染色体数目,并将之与对照染色体数目相比较,发现通过诱导不定胚所得到的再生植株中存在着一定的变异,而且经过不同继代培养时间后,所得到的不定胚再生植株的变异程度不同,随着时间的增加,染色体数目的变异率从3.3%增加到30%,变异幅度也从2n=23~24增加到2n=13~48。从而得出结论：不定胚再生植株染色体数目变异程度随着培养时间的增加而增加;培养时间在1~2个月内所得到的不定胚再生植株的变异较少。此外,不定胚再生植株的染色体数目变异程度也因品种而异。 Abstract:Chromosomal number of different of somatic embryos regenerated plants were investigated in melon variety “xiaomaigua” and “Qingpilurou”.Certain variations of chromosomal number were found among the regenerated plants compared with normal sample,and range of variation covered from 2n=23～24 to 2n=13～48 with the increase of generation,the rate from 3.3% to 30%.The results indicated that degree of variation in chromosomal number of somatic embryos regenerated melon plants increased with the time of culture,and those cultured in one to two months had the least variation.It was also found that degree of chromosomal number variations varied with melon varieties.     

X染色体变异对男性精神发育迟滞致病性的研究进展

精神发育迟滞(旧称智力低下)作为儿科神经科常见的一组疾患,具有高度的遗传和表型异质性,大约25%~50%的精神发育迟滞是由遗传因素引起的,其中X染色体基因/基因组变异占25%~30%,导致X连锁的精神发育迟滞。X连锁的精神发育迟滞患者占所有精神发育迟滞患者的10%~15％以上,约20%~25％的男性精神发育迟滞归因于X连锁的精神发育迟滞。精神发育迟滞男女患病比例为1.3:1,这与男性只有一条X染色体的遗传背景有关。随着新一代基因组检测技术的快速发展和临床应用,尤其是全外显子测序、高深度测序、X染色体深度测序和全基因组芯片杂交,这些大大改善了精神发育迟滞患者的X染色体基因/基因组变异检出。本文综述了致精神发育迟滞的X染色体基因组/基因变异特点、其对男性精神发育迟滞的致病性,以及如何采用新测序技术提高检出率,旨在促进科研人员认识X染色体变异在男性精神发育迟滞的致病性,拓宽精神发育迟滞遗传病因的认识,同时也为遗传咨询和产前诊断提供理论依据。     

缺体小麦与黑麦杂种幼胚愈伤组织再生植株的染色体变异

对中国春6A缺体小麦与黑麦杂种幼胚愈伤组织不同无性世代再生植株体细胞染色体鉴定结果表明,随着愈伤组织培养时间的延长,再生植株染色体变异频率及变异范围明显增加。在分化的共计224株再生植株中,发生染色体变异的植株为80株,占35.7％,其中有3株为染色体嵌合株,1株发生了染色体结构变异。