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第5章 基因突变及其他变异
5.2 染色体变异
第1课时
学习目标 核心素养
1列举染色体变异的种类、说出染色体数目的变异。 2.理解染色体组的概念。 3.说出二倍体、多倍体的特点。 通过染色体组的概念的学习，分析二倍体、多倍体特点，理解在生产中的应用。
问题探讨
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（见下表）。
12
24
11
异常
讨论：1、根据前面所学减数分裂的知识，试着完成该表格。
2、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。
问题探讨
3.分析表中数据，你还能提出什么问题吗？能否发挥想象力作出一些推测呢？
能形成种子的植物细胞中，染色体数目一定是偶数吗？
香蕉体细胞中的染色体数目不是偶数，它是怎样形成的呢？
又是如何繁殖下一代的？
请认真阅读教材P87相关内容，思考：
1.什么是染色体变异？它分类哪几类？
2. 哪一种变异可以通过显微镜观察进行判断？
3. 尝试对染色体变异类型分类？
一、染色体变异
1、概念：体细胞或生殖细胞内染色体数目或结构的变化。
2、区别
基因突变
分子水平的变异，光镜下不可见。
染色体变异
细胞水平的变异，光镜下可见。
基因重组
3、染色体变异分类
染色体数目变异
细胞内个别染色体的增加或减少
细胞内染色体数目以一套完整的非同源染色体(染色体组）为基数成倍的增加或成套的减少
染色体结构变异
正常
增多
减少
以染色体组的形式成倍增多或减少
二、染色体数目的变异
（一）细胞内个别染色体的增加或减少
二、染色体数目的变异
（一）细胞内个别染色体的增加或减少
21三体综合征患者的染色体组成
注意：异常的精子活性较弱，受精的机会少。
两个原因：
一是正常的精子和异常的卵细胞结合；
二是正常的卵细胞和异常的精子结合。
性腺发育不良
女性患者少了一条X染色体，外观表现为女性，但性腺发育不良，没有生育能力。
减Ⅰ
减Ⅱ
减Ⅰ
减Ⅱ
减数分裂发生异常
个别染色体的增加或减少的原因：
减Ⅰ后异常，减Ⅱ正常 。
减Ⅰ后正常，减Ⅱ异常 。
果蝇细胞染色体分析
1、果蝇体细胞有几条染色体？
2、雄果蝇产生的精子中有哪几条染色体？
3、Ⅱ号和Ⅱ号染色体是什么关系 Ⅲ号和Ⅳ号呢
4、雄果蝇产生的精子中的染色体在形态、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？
5、如果将果蝇的精子中的染色体看作一个染色体组，那么果蝇的体细胞中有几个染色体组？
8条
同源染色体
非同源染色体
Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、 Y
1.形态、大小和功能各不相同;2.都是非同源染色体；3.携带着控制果蝇生长发育的全部遗传信息。
2个
什么是“同源染色体”、 “染色体组”？
判断染色体组的方法？
什么是“二倍体”、“多倍体”？
多倍体植株的特点：优点、缺点
“多倍体”的成因（小麦的产生）
多倍体育种（无籽西瓜培育）
低温诱导植物细胞染色体数目的变化
二、染色体数目的变异
（二）以一套完整的非同源染色体为基数成倍地增加或成套地减少
二、染色体数目的变异
（二）以一套完整的非同源染色体为基数成倍地增加或成套地减少
1、染色体组
（1）实质：
一个染色体组中各个染色体的形态和功能均不相同
一个染色体组中含有该物种的全部遗传信息
细胞中的一套完整的非同源染色体
一个染色体组中不存在同源染色体、不含有等位基因
1、染色体组
（1）实质：
（2）从物种的角度分析特点：
每种生物每一个染色体组的染色体数目、形态大小都是一定的；
不同生物的一个染色体组内染色体数目、形态和大小一般是不同的。
（3）判断方法
二、染色体数目的变异
（二）以一套完整的非同源染色体为基数成倍地增加或成套地减少
1、染色体组
（3）判断方法
二、染色体数目的变异
（二）以一套完整的非同源染色体为基数成倍地增加或成套地减少
三个染色体组
四个染色体组
一个染色体组
①根据染色体的形态判断：
细胞内同一形态的染色体有几条，则含有几个染色体组
1、染色体组
（3）判断方法
二、染色体数目的变异
（二）以一套完整的非同源染色体为基数成倍地增加或成套地减少
①根据染色体的形态判断：
细胞内同一形态的染色体有几条，则含有几个染色体组
4个染色体组
AaBB
AAa
2个染色体组
3个染色体组
AaaaBBbb
②根据基因型判断：在生物体基因型中，相同基因或等位基因出现几次，则有几个染色体组
4个染色体组
基因型为Ab
练习：
请判断下列的几个细胞含几个染色体组？每组有几条染色体？
3个
1个
2个
3个
4个
4个
1个
2个
二、染色体数目的变异
（二）以一套完整的非同源染色体为基数成倍地增加或成套地减少
2、二倍体与多倍体
（1）实质
由受精卵发育而来的个体（来源）
体细胞具有两个染色体组的个体称为二倍体(2n)；
具有三个或三个以上染色体组的个体统称为多倍体。
（2）二倍体举例：
果蝇、玉米、洋葱
几乎全部的动物和过半数以上的高等植物，都是二倍体。
人类细胞分裂中期染色体形态示意图
人类体细胞含有2个染色体组，
每个染色体组有23条染色体组成
(22条常染色体和一条X或Y)。
2、二倍体与多倍体
（3）多倍体举例：
多倍体在植物中很常见，在动物中极少见；
在被子植物中，约有33%的物种是多倍体。
例如，普通小麦、棉、烟草、菊、水仙等都是多倍体。某些品种的苹果、梨、葡萄也是多倍体。
菊花是六倍体
葡萄是三/四倍体
马铃薯是四倍体
香蕉是三倍体
3、多倍体特点
茎秆粗壮、叶片、果实、种子大，
糖类和蛋白质等营养物质含量高
生长发育延迟，结实率低
四倍体番茄的维生素C的含量比二倍体品种几乎增加了一倍
四倍体平均粒重10克
二倍体平均粒重6克
4、多倍体成因
（1）分裂异常：
原因：在胚和幼苗时期受到某种影响（如低温），染色体只复制未分离。
例如：二倍体变四倍体、三倍体变六倍体
抑制分裂前期纺锤体形成使染色体数加倍
无纺缍体形成
无纺缍丝牵引
细胞不分裂
8个染色体
用秋水仙素或低温处理萌发的种子或幼苗
着丝粒的分裂是不是由纺锤丝的牵拉引起的
4、多倍体成因
（2）不同类型配子结合：
2N与2n异种杂交后代不育
4N与2n异种杂交后代不育
不同物种的染色体数目不一定相同，
不同物种的染色体形状大小一般不一样
减数分裂时染色体联会紊乱，无正常配子
骡 63
n=32
n=31
马2n=64
驴2n=62
无籽西瓜的培育
二倍体的幼苗
秋水仙素
四倍体
二倍体
（母本）
（父本）
杂交
三倍体
第一年
第二年
联会紊乱
传粉
无籽西瓜
第一次杂交，得到三倍体种子。
第二次：提供生长素，刺激子房发育成果实。
1.秋水仙素处理过芽尖之后，得到的四倍体植株，整个植株的所有细胞都是四个染色体组吗？
秋水仙素处理后，分生组织分裂产生的茎、叶、花的细胞中染色体数目加倍，变成四个染色体组；
而未处理的如根部细胞中染色体数仍为两个染色体组；
思考
2.两次传粉的作用有什么不同？
二倍体幼苗
四倍体植株
秋水仙素处理
染色体加倍
二倍体幼苗
二倍体植株
发育
授粉
二倍体幼苗
二倍体植株
发育
花粉诱导
三倍体种子
三倍体无籽瓜
三倍体植株
发育
第一年
第二年
1.植物中的多倍体有什么优点？
2.常用的诱导产生多倍体的方法有哪些？
3.常用的诱导方法的原理是什么？
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。
用秋水仙素或低温处理萌发的种子或幼苗
体细胞有丝分裂过程中，染色体完成了复制，但由于环境条件或内部因素的干扰，抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞的两极，从而引起细胞内染色体数目加倍
思考：
5、应用：多倍体育种
香蕉的培育
野生芭蕉
2n
有籽香蕉
4n
加倍
野生芭蕉
2n
无籽香蕉
3n
香蕉的祖先为野生芭蕉，个小而多种子，无法食用。
香蕉可育吗？
多倍体育种技术
1处理方式
①低温处理；
②秋水仙素处理萌发种子或幼苗。
2原理是
秋水仙素能够抑制纺锤体的形成，导致细胞中的染色体不能移向两极，从而引起细胞内的染色体数目加倍。
萌发的种子或幼苗具有分生能力，细胞进行有丝分裂。
适用范围：
适用于植物，动物方面难以开展；且多倍体植株多发育延迟，结实率低
从百合科植物秋水仙的种子和球茎中提取的一种植物碱，它是白色或淡黄色粉末或针状结晶，有剧毒。

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