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(共42张PPT)
旧知回顾
生物变异
可遗传的变异
不可遗传的变异
基因突变
基因重组
染色体变异
环境条件
第二节 染色体变异
基因突变和染色体变异的区别
基因突变：染色体上某一个位点上基因的改变，光学显微镜下不可见。(分子水平)
可用显微镜直接观察到的比较明显的染色体变化。（细胞水平）
染色体变异:
类型
染色体结构变异
染色体数目变异
一、染色体结构变异
缺失
重复 倒位 易位
丢失
a
b
c
d
e
f
b
a
c
d
e
f
缺失：指染色体上某一片段及其带有的基因一起丢失，从而引起变异的现象。
1、种类:
①缺失
猫叫综合征(第5号染色体部分缺失 ) 症状：两眼距离较远，耳位低下，生长发育缓慢，，存在着严重的智力障碍。患儿哭声轻，音调高，很像猫叫。
重复
a
b
c
d
e
f
b
b
a
b
c
d
e
f
b
果蝇棒状眼的形成
一、染色体结构变异
②重复
重复：指染色体上重复了某个相同的片段而引起的变异现象。
易位：染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上的变异。
a
b
c
d
e
f
g
h
i
j
k
l
g
h
i
j
k
l
a
b
c
e
f
d
a
b
c
k
l
g
h
d
e
f
j
i
非同源染色体部分片段交换
同源染色体部分片段交换 ？
染色体结构变异（易位）
基因重组（ 交叉互换）
一、染色体结构变异
③易位
重复发生在同一条染色体上
易位发生在非同源染色体之间
交叉互换、重复、易位的区别
④倒位
a
b
c
d
e
f
a
b
c
d
e
f
b
c
d
e
a
f
颠倒
倒位：染色体的某个断裂片段发生180°的颠倒，而引起变异的现象。
一、染色体结构变异
练一练：
染色体：
着丝点
②
③
①
④
缺失
重复
倒位
易位
一、染色体结构变异
【例】［2009年上海高考题］下图中①和②表示发生在常染
色体上的变异。①和②所表示的变异类型分别属于（ ）
A.重组和易位
B.易位和易位
C.易位和重组
D.重组和重组
A
染色体结构变异
P86 实质：染色体上的基因的数目或排列顺序改变
生物性状的变异
多数不利
染色体结构的变异导致生物变异的原因是什么？
一、染色体结构变异
Q：染色体变异与基因突变相比，哪一种变异引起的性状变化较大一些？为什么？
每条染色体上含有许多基因，染色体变异会引起多个基因的变化，所以引起的性状变化较大一些
有没有产生新基因？
正常
增多
减少
（一）细胞内的个别染色体的增加或减少
二、染色体数目变异
（二）细胞内染色体数目以染色体组的形式成倍增加或减少
正常
增多
减少
1、类型
21三体综合征。原因是人的21号染色体多了一条。患者智力低下，身体发育缓慢。患儿常表现口常半张，所以又叫伸舌样痴呆。
外貌像女性，第二性征发育不良，无生育能力，有蹼颈，肘外翻，智力低下，但也有正常的。
鼻梁窄而长，耳位低，平均寿命6个月，也有活到10几岁的
有小头，先天性心脏病，严重智力迟钝，常在3个月内死亡，也有活到5岁的
13三体综合征
18三体综合征
Turner综合征——XO型
Klinefelter综合征——XXY型
外貌是男性，无生育能力，智能一般较差
XYY个体
外貌男性，智能稍差，但也有高于一般人的，据说这种人有反社会行为，但尚无定论，有生育能力。
请思考：
1、果蝇体细胞有几条染色体？
8条
2、Ⅱ号和Ⅱ号染色体是什么关系 Ⅲ号和Ⅳ号呢
同源染色体
非同源染色体
3、雄果蝇的体细胞中共有哪几对同源染色体
Ⅱ和Ⅱ、Ⅲ和Ⅲ、Ⅳ和Ⅳ、X和Y
什么是染色体组？
4、雄果蝇产生的精子中有哪几条染色体？这些染色体在形态、结构和功能上有什么特点？这些染色体之间是什么关系？它们是否携带着控制生物生长发育的全部遗传信息？
Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y ；
这些染色体在形态、结构和功能上各不相同；
非同源染色体；
它们携带着控制生物生长发育的全部遗传信息。
果蝇的一个染色体组
5：如果将果蝇
的精子中的染色体看作一组，那么果蝇的体细胞中有几组染色体？
Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ + X
Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ + Y
特点：大小、形态、功能各异
关系：互为非同源染色体
功能：几乎携带生物生长发育、遗传变异的一整套遗传信息。
从物种类型上看：每种生物的一个染色体组数目、形态、大小都是一定的，且各不相同。
2、染色体组
染色体组：细胞中大小、形态、功能各不相同，几乎携带控制生物生长发育、遗传变异的一整套遗传信息的一组非同源染色体。
细胞内形状大小相同的染色体有几条，就有几个染色体组。
染色体组数目的判断
3个 3条
4个 2条
（1）根据染色体形态判断：
（2）根据基因型判断:
基因型中相同基因或者等位基因有几个，就是有几个染色体组。
例：Aa AaBb AAaBbb
2个
2个
3个
例：下图表示某植物正常体细胞的染色体组成，下列选项中，可能是该植物基因型的是：( )
A: Abcd B: Aaaa
C: AaBbCcDd D: AaaBbb
B
（3）根据染色体数目和染色体形态来推算：
例：某生物体细胞中有24条染色体
染色体
组的数目
=
A:若其中各不相同的染色体有6条，则体细胞中有（ ）个染色体组。
B:若其生殖细胞中有12条染色体，且各不相 同，则体细胞中有（ ）个染色体组。
4
2
韭菜的体细胞中含有32条染色体，这32条染色体有8种形态结构，韭菜体细胞含有几个染色体组？
定义：
具有两个染色体组的个体称为二倍体；
具有三个或三个以上染色体组的个体为多倍体。
几乎全部的动物和过半数以上的高等植物都是二倍体。
香蕉：三倍体 马铃薯：四倍体
普通小麦：六倍体 小黑麦：八倍体
由受精卵发育而成的个体，
发育起点 染色体组数 植株特点 物种类别
二倍体
多倍体
受精卵
受精卵
2
3个或3个以上
茎秆粗壮，叶、果实种子比较大，糖、蛋白质等营养物质含量高
几乎全部动物和过半数植物
植物常见
动物少见
3、二倍体、多倍体
例：四倍体的葡萄比二倍体的大，四倍体的番茄的VC的含量几乎增加了一倍。因此，人们常采用人工诱导多倍体的方法获得多倍体，培育新品种
2x
马铃薯植株、块茎、叶片的比较
4x
4x
2x
4x
2x
草棉2x=26
陆地棉4x=52
黄瓜的种子、花、叶片的比较
用途：人工诱导多倍体育种，培育新品种
方法：低温和秋水仙素处理法
秋水仙素的作用是什么？
在细胞分裂的哪个时期起作用？
可以用秋水仙素处理成熟的植株吗？
多倍体育种特点
优点：器官大，营养成分含量高，产量增加
缺点：适用于植物，动物难以开展。
多倍体植物生长周期延长，结实率降低
多倍体育种
Q：秋水仙素处理法的具体做法是什么？原理又是什么？ P87
方法：用秋水仙素处理____________ 或_______。
原理：当秋水仙素作用于正在______的细胞时，能够抑
制________的形成，导致________不能_________，
从而引起细胞内染色体__________。染色体数目加
倍的细胞继续进行_______分裂，将来就可能发育成
_________植株。
Q：为什么要处理萌发的种子或幼苗，处理成熟的植株可以不？
不行，秋水仙素的作用对象是正在有丝分裂的细胞，成熟的植株大多细胞不进行有丝分裂。
萌发的种子
幼苗
分裂
纺锤体
染色体
移向两极
数目加倍
有丝
多倍体
秋水仙素什么时期？
作用于有丝分裂的前期
分裂间期
4个染色体
8个染色体
子细胞4个染色体
8个染色体
多倍体形成原因：
抑制纺锤体的形成使染色体数目加倍
无纺缍体形成
无纺缍丝牵引
细胞不分裂
2N西瓜幼苗(♀)
秋水仙素
4N西瓜植株(♀)
2N父本产生的花粉提供精子
3N西瓜种子(4N的瓜)
3N植株
3N无子西瓜
用2N植株产生的花粉刺激
第一年
第二年
实例：无籽西瓜培育过程 P89
减数分裂过程中染色体联会紊乱不能形成正常的生殖细胞
P89 拓展题：回答4个问题
相关问题分析
滴秋水仙素前细胞中__个染色体组
该植株地上部分的各细胞中有___个染色体组
该植株细胞中__个染色体组
该花中产生的卵细胞含 个染色体组
该花所形成的精子中有__个染色体组
该种子胚中有___个染色体组
该胚囊母细胞减数分裂中联会紊乱，不能进行正常的减数分裂。
无籽西瓜的培育
该植株各细胞中有__个染色体组
2
3
3
2
1
4
2
单倍体
定义：由配子直接发育而成，体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体 P87
32 16 32
体细胞中染色体数目
4、单倍体
思考：
单倍体只有一个染色体组吗
单倍体、二倍体、多倍体的区别
二倍体
多倍体
生物体
受精卵
发育
直接发育成生物体：单倍体
雌配子
直接发育成生物体：单倍体
雄配子
区别：①由受精卵发育来的个体，细胞中含有几个染色体组，就叫几倍体；
②而由配子直接发育来的，不管有几个染色体组，都叫单倍体 。
1．普通小麦成熟花粉粒中含有三个染色体组，用这种花粉粒培育成的植株是
A．单倍体 B．二倍体 C．六倍体 D．三倍体
2．某品种水稻的体细胞中含有48条染色体，具有四个染色体组。则此品种水稻属于
A．四倍体 B．三倍体 C．二倍体 D．单倍体
A
A
3．单倍体生物的体细胞内
A．只有一个染色体 B．只有一个染色体组 C．染色体组数目成单 D．与本物种配子的染色体数同
D
随堂练习
4、普通小麦体细胞内含有六个染色体组，42条染色体 。它的花粉不经受精可直接发育成小麦植株。发育成的小麦体细胞内有几个染色体组，有几条染色体,是几倍体？
3个 21条 单
特点：植株弱小，高度不育
应用：单倍体育种
方法：
花药离体培养
优点：
明显缩短育种年限，后代都是纯合子,
不发生性状分离
秋水仙素
人工诱导染色体加倍
正常纯合子
单倍体幼苗
花药
离体培养
单倍体植株
杂交育种：需要的年限较长（一般六七年），杂交后代不易纯合
过程：
缺点：
技术复杂，需要与杂交育种配合
单倍体育种与多倍体育种比较
单倍体育种 多倍体育种
原理 染色体数目以染色体组的形式成倍减少，然后再加倍，从而获得纯种 染色体数目以染色体组的形式成倍增加
方法 花药离体培养获得单倍体，再用秋水仙素处理幼苗 秋水仙素处理正在萌发的种子或幼苗
优点 明显缩短育种年限 器官大，营养成分含量高，产量增加
缺点 技术复杂，需要与杂交育种配合 适用于植物，动物难以开展。多倍体植物生长周期延长，结实率降低
举例
小结：染色体变异
结构变异 ：缺失 (例 ：猫叫综合症) 、重复、倒位、易位
染色体变异
数目变异
个别增减 (例：21号三体)
成倍增减
染色体组
概念：含个体发育全部基因的一组非同源染色体。
分类
二倍体：由受精卵发育来，含两个染色体组的个体。
概念：由受精卵发育，含三个以上染色体组。
多倍体
特点：器官较大营养丰富，但发育延迟结实率低。
应用：多倍体育种例：无籽西瓜、香蕉、小麦
成因：自然或人为(秋水仙素)使染色体加倍。
概念：配子直接发育来的个体。
成因：未经受精的配子直接发育而成。
应用：单倍体育种；花药离体培养法 。
特征：植株一般较弱小、不育。
特征：
单倍体
【实验原理】
进行正常有丝分裂的植物分生组织细胞，在有丝分裂_____期，染色体的_________分裂，子染色体在___________的作用下，分别移向两极，最终被平均分配到两个子细胞中去。
用低温处理植物分生组织细胞，能够抑制_________形成，以至影响__________被拉向两极，细胞也不能分裂成两个子细胞，于是，植物细胞染色体数目发生变化。
低温能够影响酶的活性(或纺锤体的形成)，使细胞不能正常进行有丝分裂
后
着丝点
纺锤体
纺锤体
染色体
实验：低温诱导植物染色体数目的变化
【实验准备】
洋葱或大葱、蒜均为二倍体，体细胞中染色体数为_________，培养皿、滤纸、纱布、烧杯、镊子、剪刀、___________，载玻片、盖玻片、__________，卡诺氏液，改良苯酚品红染液，体积分数为_________的盐酸溶液，体积分数为__________的酒精溶液。
16
显微镜
冰箱
15%
95%
几种溶液的作用
1、卡诺氏液：（无水酒精3份:冰醋酸1份）为杀死固定细胞，使其停留在一定的分裂时期以利于观察。
2、95%酒精：冲洗附在根尖表面的卡诺氏液。
3、解离液：使细胞互相分离开来。
4、清水：洗去解离液，防止解离过度，便于染色。
5、改良苯酚品红染液：使染色体（质）着色，便于观察染色体（质）的形态、数目、行为。
【实验方法步骤】
1、根尖培养：将洋葱或大葱、大蒜放在装满清水的广口瓶上，让洋葱的底部接触水面，置于适宜条件下生根。
2、低温诱导：待洋葱长出约______左右的不定根时，将整个装置放入______的 _____ _内（___℃）诱导培养___小时。
3、材料固定：剪取诱导处理的根尖约_______cm，放入 _ _____ __中浸泡__________小时，以固定细胞形态，然后用体积分数为______的酒精冲洗2次。
4、制作装片：包括：_____ _______ _____ _____4个步骤，具体操作方法与实验“观察植物细胞的有丝分裂”相同。
1cm
冰箱
低温室
4
36
0.5—1
卡诺氏液
0.5—1
95%
解离
漂洗
染色
制片
5、观察：先用______寻找染色体形态较好的分裂相。视野中既有正常的二倍体细胞，也有染色体数目发生改变的细胞。确认某个细胞发生染色体数目变化后，再用___ ____ 观察细胞中染色体数目、形态，并比较
低倍镜
高倍镜
用适当的低温处理植物分生组织，能使细胞中染色体数目加倍
【实验结论】
　　　培养时间 培养温度　　　 36 h 72 h ~ h
常温
4℃
0℃
低温处理植物材料时，通常需要较
长时间才能产生低温效应
设置时间和
温度对照
【实验注意事项】
38
1、某位同学在做“用秋水仙素诱导染色体加倍”实验中：
（1）“将根尖浸泡在1mol/L盐酸溶液中”的作用是 。
（2）改良苯酚品红染液是 （酸、碱）性染色剂。
秋水仙素处理发生在上一个细胞周期纺锤体形成之后
巩固练习：
（3）右图为所拍摄的显微照片，发现细胞a中染色体没有加倍。形成细胞a的最可能的原因是 。
使组织中细胞相互分离开来
2、用基因型为AaBbCc(自由组合)水稻植株的花药培养出来的单倍体株,经染色体加倍,可培育出多少种纯合体植株
A.2种 B.4种 C.6种 D.8种
D
3.请分析下列两个实验：
（1）用适量浓度的生长素溶液处理未授粉的番茄花蕾，子房发育成无子番茄。
（2）用四倍体与二倍体杂交，获得三倍体西瓜 植株，给其雌蕊授以二倍体西瓜花粉，子房发育成无子西瓜。
a.番茄和三倍体西瓜的无子性状是否能遗传？
b.番茄和三倍体西瓜的枝条扦插生成的植株所结果实中是否有种子？
A.a能，不能；b无，有
B.a不能，不能；b有，无
C.a不能，能；b有，无
D.a能，能；b无，无
C
体细胞中的染色体数 配子中的染色体数 体细胞中的染色体组数 配子中的染色体组数 属于几倍体生物
豌豆 7 2
普通小麦 42 3
小黑麦 28 八倍体
比较项目
生物种类
14
1
二倍体
六倍体
21
56
8
4
6
填表 P89
=2:1
=2:1
可遗传变异三种来源的比较
基因重组 基因突变 染色体变异
多倍体 单倍体
变异实质
产生过程
特 点
举 例
控制不同性状的基因重新组合，产生新的基因型
基因分子结构发生改变，产生新的基因
染色体组成倍增加，产生新的基因型
染色体组成倍减少，产生新的基因型
减数分裂形成配子时，非等位基因的自由组合，或等位基因的互换
复制过程中，基因中脱氧核苷酸的增、减和改变
细胞分裂过程中，染色体复制后，不能形成两个子细胞
有性生殖过程中，配子不经受精作用而单独发育成个体
后代中重新产生的变异类型有一定的比例规律
发生频率低，有害变异多，是变异的主要来源，进化的重要因素
器官大，养分多；成熟迟，结实少
植株弱小，高度不育
黄圆与绿皱豌豆杂交，后代产生黄皱与绿圆个体
镰刀型细胞贫血症
普通小麦（六倍体）
雄蜂、单倍体玉米
杂交育种 诱变育种 多倍体育种 单倍体育种
处 理
原 理
优缺点
举 例
杂交育种、诱变育种、多倍体育种和单倍体育种
杂 交
用射线、激光、化学药品处理生物
用秋水仙素处理种子或幼苗
花药离体培养
通过基因重组，把两亲本的优良性状组合在同一后代中
用人工方法诱发基因突变，产生新性状，创造新品种或新类型
抑制细胞分裂中纺锤体的形成，使染色体数加倍后不能形成两个细胞
诱导精子直接发育成植株，再用秋水仙素加倍成纯合体
方法较简便，但要经较长年限的选择才能获得纯合体（指显性性状的选育）
加速育种的进程，大幅度地改良某些性状，但突变后有利个体往往不多
器官较大，营养物质含量高，但发育延迟，结实率低
缩短育种的年限，但方法复杂，成活率较低
高秆抗病与矮秆染病小麦杂交产生矮秆抗病品种
高产量青霉素菌株的育成
三倍体西瓜和甜菜、八倍体小黑麦
抗病植株的育成

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