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染色体变异
本节重难点
染色体数目的变异有哪些类型？
1
什么是单倍体、二倍体和多倍体？
2
染色体结构的变异有哪些？
3
人工诱多倍体的方法有哪些？原理是什么？
4
预习检测
1.生物变异的类型包括？
2.基因突变的概念，结果，时间，意义。
3.基因重组的时间及意义。
导入
作为野生植物的后代，许多栽培植物的染色体数目却与它们的祖先大不相同，如马铃薯和香蕉。
讨论
1、请根据所学的减数分裂的知识，试着完成该表格。
2、为什么我们平时吃的香蕉没有种子？
生物种类 体细胞染色体数/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
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。
减数分裂和受精作用，能够使生物体亲子代间的染色体数目保持稳定。然而，马铃薯和香蕉的染色体数目为什么与它们的野生袓先有很大差别？
生物体的体细胞或生殖细胞内染色体数目或结构的变化。
染色体结构的变异：
染色体数目的变异
（1）细胞内个别染色体的增加或减少
（2）细胞内染色体数目以一套完整的非同源染色体 为基数成倍地增加或成套的减少
染色体片段的缺失、重复、倒位、易位
染色体变异
新授内容
响誉世界的音乐指挥家舟舟
先天性愚型（21三体综合征）：45条＋XY（47）
1、细胞内个别染色体的增加或减少
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。
21三体综合征原因
3条21号染色体
精子
卵细胞
1条21号染色体
2条21号染色体
受精卵
+
→
+
1条21号染色体
2条21号染色体
3条21号染色体
母方减Ⅰ或减Ⅱ的问题
父方减Ⅰ或减Ⅱ的问题
→
个别染色体增加或减少
原因：亲代减数分裂时同源染色体未分离，或姐妹染色单体未分离。
44条＋XO（45条）
以染色体组的形式成倍增加或减少
像上图中Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y这样的一组非同源染色体，称为一个染色体组。
Ⅱ号和Ⅱ号染色体是 ，
Ⅲ号和Ⅳ号染色体是 。
同源染色体
非同源染色体
减数分裂
果蝇的一个染色体组
① 染色体组的内涵：
一个染色体组中不存在同源染色体
一个染色体组中各个染色体的形态和功能均不相同
一个染色染色体组中含有该物种的全部遗传信息
一个染色体组中不含有等位基因
② 染色体组的判断方法
方法一：根据染色体形态判断
细胞中同一形态的染色体有几条，则含有几个染色体组；细胞中有几种形态的染色体，一个染色体组中就有几条染色体。
1个染色体组
1组3条染色体
3个染色体组
1组5条染色体
4个染色体组
1组2条染色体
4个染色体组
1组4条染色体
方法二：根据基因型判断
同一英文字母（无论大小写）出现几次，就含有几个染色体组。有几种字母出现，一个染色体组中就有几条染色体。
AAaaBbbb→同一字母出现4次→4个染色体组
YyRr
AABBDD
Aaa
ABCD
2个染色体组
1组2条染色体
2个染色体组
1组3条染色体
3个染色体组
1组1条染色体
1个染色体组
1组4条染色体
② 染色体组的判断方法
单倍体：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。
受精卵
受精卵
持续获得蜂王浆
未受精的卵
2n=32
2n=32
n=16
2n=32
蜂王
工蜂
雄蜂
蜂王
卵
n=16
减数分裂
二倍体：体细胞中含有两个染色体组的个体叫作二倍体。一般情况下，二倍体通过减数分裂形成的配子只有一个染色体组。
体细胞中含有2个染色体组的个体。
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
玉米
2N=8
2N=24
2N=46
2N=20
三倍体：含两个染色体组的配子与含有一个染色体组的正常配子结合发育成的个体。三倍体的体细胞中含有三个染色体组。
四倍体：由2个含有两个染色体组的配子结合发育成的个体。四倍体的体细胞中含有4个染色体组。
多倍体：体细胞中含有3个或3个以上染色体组的个体统称为多倍体。多倍体植株常常是茎秆粗壮，叶片、果实和种子都比较大，糖类和蛋白质等营养物质的含量都有所增加。但是结实率低，晚熟。
四倍体的形成的原因：
①有2个含有两个染色体组的配子结合发育而来的个体；
②二倍体在胚或幼苗时期受某种因素影响，体细胞在进行有丝分裂时，染色体只复制未分离，形成四倍体。
低温诱导植物染色体数目的变化
1.实验原理：
低温抑制纺锤体的形成（作用机理同秋水仙素）
3.方法步骤：
洋葱根尖培养→低温诱导→固定→制作装片（解离→漂洗→染色→制片）→观察
2.试剂及用途
（1）卡诺氏液：
（2）甲紫溶液：
固定细胞形态
使染色体着色
卡诺氏液
甲紫溶液
根尖的培养及诱导
将蒜/洋葱在冰箱冷藏室内（4℃）放置一周。
①培养方法：将蒜/洋葱放在装满清水的容器上方，让它的底部接触水面，于室温（约25℃）培养。
②培养时间：待蒜/洋葱长出约1cm长的不定根时。
③诱导方法：将整个装置放入冰箱冷藏室内，诱导培养48~72h。
取材、固定及冲洗
①取材：剪取诱导处理的根尖0.5~1cm。
②固定：放入卡诺氏液中浸泡0.5~1h。（卡诺氏液：固定细胞的形态）
③冲洗：用体积分数为95%的酒精冲洗2次。
制作装片（同有丝分裂实验）
①解离：盐酸和酒精混合液（1：1混合），目的是使组织中的细胞相互分离开来。
②漂洗：清水漂洗，目的是洗去药液，防止解离过度。
③染色：用甲紫（龙胆紫）或醋酸洋红溶液对染色体染色。
④制片：放在载玻片上，加清水并用镊子把根尖弄碎，盖上盖玻片，用拇指轻轻地按压盖玻片完成制片。
多倍体的形成
2.原理：在有丝分裂过程中抑制纺锤体的形成，使染色体不能被拉向两极，细胞不能分裂成两个子细胞，导致染色体加倍。
1.方法：用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗（或低温处理）
2n
2n
4n
2n
传粉
传粉
3n
2n
母本
父本
母本
父本
3n
第一年
第二年
为什么三倍体植株（又如：香蕉）不能产生卵细胞？
减数分裂时，联会紊乱
为什么用二倍体花粉？
刺激子房产生生长素，促进子房发育为果实
单倍体育种
过程：
二倍体
植株
花药离体培养
单倍体
植株
秋水仙素处理
二倍体
植株
原理：
染色体变异
注意：秋水仙素处理萌发的幼苗
高秆：D 矮秆：d 抗病：T 不抗病：t
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）？
用遗传图解表示出来。
普通植株
减数 分裂
花粉
花药离 体培养
单倍体幼苗
秋水仙 素处理
纯合子幼苗
筛选所需的品种
DdTt
花药离 体培养
DT Dt dT dt 幼苗
秋水仙 素处理
DDTT DDtt ddTT ddtt
筛选所需的品种
×
DT Dt dT dt
特点：
明显缩短育种年限、子代都是纯合子
【例】现有两小麦品种：矮秆感病(ddtt)，高秆抗病(DDTT)，如何获得矮秆抗病的优良品种(ddTT)？
配子
单倍体
纯合体
P:高杆抗病
DDTT
矮杆感病
ddtt
F1:
第1年
第2年
染色体结构的变异
缺失
增加
（重复）
颠倒
（倒位）
移接
(易位）
同一条染色体
同一条染色体
同一条染色体
非同一条染色体
染色体结构的变异: 　
1. 缺失：
染色体的某一片段缺失引起的变异（同一条染色体上）
实例：猫叫综合征
病因 ：人的5号染色体某一片段缺失引起
症状 ：患儿哭声轻，音调高，像猫叫。
类型：缺失、重复、倒位、异位
2. 重复：染色体增加某一片段引起的变异（同一条染色体上）
染色体增加某一片段引起变异。例如，果蝇棒状眼的形成（以上两图为电镜照片）
3. 倒位：染色体的某一片段位置颠倒引起的变异（同一条染色体上）
注意：发生在两条非同源染色体上
4. 易位 ：染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上引起的变异。
Q3：染色体结构变异对生物都是有害的吗？
大多有害、少数有利
Q2：染色体变异与基因突变相比，哪一种变异对
引起的性状变化较大一些？
染色体变异
Q1：易位与基因重组（交叉互换型）的区别？
易位——非同源染色体上
基因重组（交叉互换型）——同源染色体
的非姐妹染色单体之间的局部交换
Q4：染色体结构的变异改变基因的数目了么？产生新的基因了么？改变了什么呢？
训练检测
1．染色体变异包括染色体数目的变异和结构的变异。判断下列相关表述是否正确。
（1）只有生殖细胞中的染色体数目或结构的变化才属于染色体变异。（ ）
（2）体细胞中含有2个染色体组的个体就是二倍体。（ ）
（3）用秋水仙素处理单倍体植株后得到的一定是二倍体（ ）
X
X
X
2．秋水仙素能诱导多倍体形成的原因是(　　)
A. 促进细胞融合 B. 诱导染色体多次复制
C. 促进染色单体分开形成染色体 D. 抑制细胞有丝分裂时纺锤体的形成
D
3.如图是细胞中所含染色体，相关叙述不正确的是( )
A.图1代表的生物可能是二倍体，其每个染色体组含一条染色体
B.图2代表的生物可能是二倍体，其每个染色体组含三条染色体
C.图3代表的生物可能是二倍体，其每个染色体组含三条染色体
D.图4代表的生物可能是单倍体，其一个染色体组含四条染色体
B
反思归纳
1
2
3
染色体数目变异的两种类型
如何区别单倍体、二倍体、多倍体
染色体结构变异的四种类型
4
人工诱多倍体的方法有哪些？原理是什么？

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