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5.2 染色体变异
课时1
第5章 基因突变及其他变异
问题探讨
野生祖先种马铃薯
（多种颜色）
栽培品种马铃薯
（一般都为黄色）
野生祖先种 栽培品种（马铃薯）
野生祖先种香蕉
（有籽）
栽培品种香蕉
（无籽）
野生祖先种 栽培品种（香蕉）
问题1: 作为野生植物的后代，栽培品种马铃薯和它们的祖先颜色却大不相同，这是为什么呢？
问题2: 作为野生植物的后代，为什么平时吃的香蕉是没有种子的？
问题3: 野生品种是如何演化成栽培品种的？
生物种类 体细胞染色体总数/条 体细胞非同源染色体/套 配子染色体数/条
马铃薯 野生祖先种 24 2
栽培品种 48 4
香蕉 野生祖先种 22 2
栽培品种 33 3
12
24
11
异常
任务一：根据前面所学减数分裂的知识，试着完成该表格
2、野生祖先种和栽培品种性状差异的原因是什么？
细胞内发生了染色体数目变异
1、为什么平时吃的香蕉是没有种子的？
因为香蕉栽培品种体细胞中的染色体数目是33条，减数分裂时染色体发生联会紊乱，不能形成正常的配子，因此无法形成受精卵，进而形成种子。
栽培种香蕉的染色体 3n=33
生物体的体细胞或生殖细胞内染色体数目或结构的变化。
2.染色体变异：
3.类型
染色体数目的变异
染色体结构的变异
（光学显微镜下可以观察到）
染色体变异
1. 染色体
染色体显微图
染色体与DNA和蛋白质的关系示意图
21三体综合征/唐氏综合征
病因：21号同源染色体由2条增为3条
症状：智力低下，发育迟缓，眼间较宽，外眼角上斜，口常半张，舌外伸，又叫伸舌样痴呆。
染色体变异——数目变异
类型一：个别染色体数目的增加或减少
类型一：个别染色体数目的增加或减少
减Ⅰ后期 异常
21号同源染色体未分离
减Ⅱ后期 异常
姐妹染色单体分离后移向细胞的同一极
21三体综合征形成的原因？
染色体变异——数目变异
正常果蝇
（2n=8）
增加一套
（3n=12）
减少一套
（n=4）
类型二：以染色体组的形式成倍地增加或减少
染色体变异——数目变异
2个染色体组
1个染色体组
3个染色体组
若用餐具模拟细胞内的染色体：
相同的餐具可看作 染色体，
不同餐具可看作是 染色体，那么一套餐具就是一套 染色体，称为一个染色体组.
同源
非同源
非同源
×2
特征
本质上
1
形态上
2
功能上
3
一整套非同源染色体
各不相同
各不相同，但携带生物生长、发育、遗传和变异的一整套遗传信息。
染色体变异——数目变异
项目
染色体组数
每个染色体组中染色体数
3
3
2
3
1
4
4
2
2
2
一、染色体组数的判断
1．请根据染色体的形态判断染色体组的数量，并完成表格的填写
染色体变异——数目变异
①看染色体的形态：
细胞内同一形态的染色体有几条，则含有几个染色体组。
2．请根据基因型判断染色体组数
项目
染色体组数
2
3
1
4
染色体变异——数目变异
①看同一字母出现的次数：
同一字母（不分大小写）重复出现几次，则含有几个染色体组。
（1）二倍体：由受精卵发育而来，体细胞中有两个染色体组的生物。
在自然界中，几乎全部动物和过半数的高等植物都是二倍体，记作2N。
野生马铃薯
♀
♂
果蝇体细胞
人类
2N=8
2N=24
2N=46
染色体变异——数目变异
N代表：
某物种的一个染色体组
（2）多倍体：由受精卵发育而来，体细胞中有三个或三个以上染色体组的生物，统称为多倍体。（有几个染色体组就叫几倍体）
染色体变异——数目变异
4n=48
3n=33
6n=42
多倍体在植物中很常见，动物中极少见。
四倍体番茄的维生素C含量比二倍体的几乎增加了一倍。
四倍体水稻平均粒重10克
二倍体平均粒重6克
多倍体的特点：
优点
缺点
①茎秆粗壮；
②叶片、果实和种子都比较大；
③糖类和蛋白质等营养物质的含量都有所增加。
①结实率低，
②晚熟
染色体变异——数目变异
染色体变异——数目变异
多倍体植物的诱导方法有哪些？作用原理是什么？
资料1：自然界中的高等植物，较容易形成多倍体，特别是一些环境条件剧烈变化的地方，如帕米尔高原的高山植物，有65%的种类是多倍体。形成多倍体的主要原因是低温能抑制纺锤体的形成，使这些植物幼苗的体细胞在进行有丝分裂时受阻，使细胞内染色体数目加倍。
资料2: 秋水仙素是从百合科植物秋水仙的种子和球茎中提取的一种植物碱。能够抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞的两极，从而使细胞内染色体数目加倍.
1、低温等极端环境→抑制纺锤丝形成，阻止细胞分裂
2、秋水仙素→抑制纺锤丝形成，阻止细胞分裂
染色体变异——数目变异
如何利用二倍体（2N）西瓜获得三倍体（3N）无籽西瓜？
应该用秋水仙素处理什么材料？你的思路是什么？
亲本：
配子：
后代：
2N
3N
多倍体育种
如图是三倍体无子西瓜的培育过程图解。据图回答下列问题：
1、为什么用一定浓度的秋水仙素滴在二倍体西瓜幼苗的芽尖？
芽尖有丝分裂旺盛，秋水仙素能够抑制纺锤体的形成，引起细胞内染色体数目加倍。
染色体变异——数目变异
二倍体
授粉
二倍体
（父本）
四倍体
（母本）
三倍体
联会紊乱
无子西瓜
秋水仙素
授粉
第一年
第二年
2、在无子西瓜培育的过程中用二倍体给三倍体传粉的目的是什么？
促进子房发育成果实。
3、无子西瓜每年都要制种，很麻烦，有没有别的替代方法？
进行无性繁殖，将三倍体西瓜植株进行组织培养获得大量的组织苗，再进行移栽。
蜂王的染色体
雄蜂的染色体
减数分裂
n=16
卵细胞
直接发育
染色体变异——数目变异
单倍体
由 直接发育而来，体细胞中的染色体数目与本物种配子染色体数目相同的个体。
配子
2n=32
n=16
单倍体育种
染色体变异——数目变异
4N（四倍体）
配子
2N
（2个染色体组）
花药离体培养
某植物
个体
它是几倍体？
单倍体
原因：由配子（如卵细胞、花粉等）直接发育而成。
单倍体生物的体细胞中一定只含有一个染色体组吗？
单倍体育种
染色体变异——数目变异
花药离体培养：
单倍体植株
单倍体植株特点
植株长得弱小
一般高度不育
含偶数个染色体组：可育
含奇数个染色体组：高度不育
秋水仙素
多倍体植株
雄配子
实例：
现有纯合的高秆抗病的小麦（DDTT）和矮秆不抗病的小麦（ddtt），怎样得到矮秆抗病的优良品种（ddTT）？
花药离体培养
P
F1
配子
DDTT
DDtt
ddTT
ddtt
正常植株（纯合）
秋水仙素
单倍体育种
P
高杆抗病
DDTT
×
矮杆感病
ddtt
F1
高杆抗病
DdTt
F2
D_T_
D_tt
ddT_
ddtt
ddTT
杂交育种
矮抗

需要的纯合矮抗品种
连续
第1年
第2年
第3-6年
高杆抗病
DDTT
×
矮杆感病
ddtt
高杆抗病
DdTt
DT
Dt
dT
dt
单倍体植株
第1年
第2年
DT
Dt
dT
dt
需要的纯合矮抗品种
单倍体育种
优点：明显缩短育种年限，得到的植株是纯合子

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