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第二节：染色体变异
人教版高中生物必修2 遗传与进化
**高级中学 生物老师
第五章：基因突变及其他变异
前面重要知识回顾
基因突变：
基因重组：
染色体变异：
突变
不可遗传变异
可遗传变异
1、变异
自由组合型和交叉互换型；
碱基的增添、缺失和替换；
染色体数目变异和结构变异；
2、细胞的癌变机理：
原癌基因
抑癌基因
（2）基因重组：
①基因内部碱基序列 ，但 基因的位置；
①基因内部碱基序列 ，但 了基因的位置；
改变
不改变
不改变
改变
（1）基因突变：
②基因突变易发生于细胞 期， 生物均可发生；
②狭义基因重组发生于 期，发生在进行 生殖的 生物中；
分裂间
病毒和真、原核
减数分裂
有性
真核
1、了解染色体数目变异的类型；
第二节
染色体变异
学习目标
2、理解染色体组的含义并会判断；
3、能够正确区分单、二和多倍体；
4、了解染色体结构变异的类型及结果；
5、了解常见的育种方法；
12
24
11
异常
3.能形成种子的植物体,其体细胞的染色体数目一定是偶数吗 栽培的香蕉体细胞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
2.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,进而不能形成种子。
●染色体变异：体细胞或生殖细胞内染色体数目或结构的变化；
知识点一、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为基数成倍的增加或减少；
1、类型：
2、染色体组：
（1）定义：
生物体细胞中的每套非同源染色体；
②形态和大小：
①染色体来源：
③所含基因：
一个染色体组中不含同源染色体；
各不相同；
含有控制本物种生物性状的一整套基因；
（2）举例（果蝇）：
②性染色体形态：
①材料优点：
③染色体组成：
易饲养、繁殖快、子代多、染色体少、具有多对易于区分的相对性状；
X短Y长（其他哺乳动物一般是X长Y短）；
Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y ；
知识点一、染色体数目变异
2、染色体组：
（3）染色体组数目的判定方法：
①根据染色体形态判定：
●同源染色体
练习：说出以下细胞中各有几个染色体组
a
4个
3个
2个
1个
知识点一、染色体数目变异
②根据基因型判定：
练习：说出以下细胞中各有几个染色体组
AaBB
4个
2个
3个
1个
2、染色体组：
（3）染色体组数目的判定方法：
③染色体数和染色体的形态数推算：
2个
1个
2个
4个
练习：说出以下细胞中各有几个染色体组
知识点一、染色体数目变异
2、染色体组：
（3）染色体组数目的判定方法：
④根据n、2n、3n、4n等字眼判断。
知识点一、染色体数目变异
（4）区分染色体组和基因组：
2、染色体组：
已知一生物体细胞中有2n条染色体，其基因组测序时需测多少条染色体？
①有性染色体生物：
②无性染色体生物：
n+1条
n条
（雌雄异体生物，如大部分动物、昆虫等）
（雌雄同体或无性别生物，如玉米、小麦、水稻等作物）
（即一个染色体组中染色体条数+1）
（即一个染色体组中染色体条数）
●一个染色体组中有n条染色体；
知识点一、染色体数目变异
3、单倍体：
（1）定义：
体细胞中含有本物种 染色体数目的个体。
配子
（2）特点：
②高度不育：
①植株弱小：
染色体及其染色体上的基因量少于正常个体,表达量少于正常个体,蛋白质等构成机体的物质就少于正常个体,
●单倍体都是高度不育吗？
●单倍体绝对不育吗？
●单倍体如何繁殖？
不是,例如四倍体的配子中含有两个染色体组，由其配子发育而来的单倍体就是可育的。
不是
可以无性繁殖
减数分裂时联会紊乱，不能形成正常的配子。
知识点一、染色体数目变异
3、单倍体：
（3）形成原因：
雌蜂
雄蜂
蜜蜂的分化
（受精卵，二倍体）
（卵细胞，单倍体）
吃蜂王浆：
吃蜂蜜：
蜂王
工蜂
（有生殖能力）
（无生殖能力）
②人工诱导：花药离体培养
①自然原因：单性生殖；
举例：
知识点一、染色体数目变异
4、二倍体：
（1）定义：
由 发育而来，体细胞中含有 染色体组的个体。
两个
受精卵
（2）形成原因：
②人工诱导：秋水仙素处理单倍体幼苗。
①自然原因：正常的有性生殖；
●注意由于单倍体高度不育，不能处理其种子。
5、多倍体：
（1）定义：
由 发育而来，体细胞中含有 染色体组的个体。
受精卵
三个或三个以上
（2）特点：
②叶片、果实和种子较大；
①茎秆粗壮；
③营养物质含量增加。
自然界几乎全部动物和过半数的高等植物都是二倍体。
5、多倍体：
（3）育性：
②偶倍体（同源）： 。
①奇倍体： ；
高度不育
可育
AA
BB
AB
知识点一、染色体数目变异
●异源二倍体，高度不育
AABB
DD
ABD
●异源三倍体，高度不育
AABBDD
（4）形成原因：
②人工诱导：秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。
①自然原因：外界环境条件巨变，如低温；
举例：普通小麦的形成
●原理：秋水仙素能够抑制
的形成。
纺锤体
●作用时期： 。
有丝分裂前期
●处理后的细胞无完整细胞周期，被阻断在 。
有丝分裂后期
知识点一、染色体数目变异
5、多倍体：
多倍体在植物中很常见，在动物中少见。
（5）
三倍体
四倍体
6、区分单、二和多倍体的方法：
由受精卵发育而来
②再看染色体组数：
由配子发育而来： ；
①先看发育起点：
单倍体
三个或多个染色体： 。
两个染色体组： ；
二倍体
多倍体
知识点一、染色体数目变异
7、三种染色体数目个别变异后对产生配子的影响：
（1）单体：
（2）三体：
M
M和0
M
M
m
①②③
●注意不是单倍体！
●注意不是三倍体！
配子： MM：m：Mm：M
1： 1： 2 ：2
MM和m
Mm和M
①②+③
结合方式有：
①③+②
②③+①
Mm和M
（3）四体：
M
M
m
①②③④
m
①②+③④
结合方式有：
①③+②④
①④+②③
MM和mm
Mm和Mm
Mm和Mm
配子： MM：mm：Mm
1： 1： 4
●注意不是四倍体！
知识点二、低温诱导植物细胞染色体数目的变化
低温处理植物 ，能够抑制 的形成。
纺锤体
●注意，人工诱导多倍体的方法很多，其中最常用且最有效的方法：用秋水仙素处理 ，能够抑制 的形成，导致染色体不能移向细胞两极，从而引起染色体数目加倍。
萌发的种子或幼苗
纺锤体
分生组织细胞
1、实验原理：
2、实验步骤：
（4）观察比较：
（1）诱导培养：
（2）固定细胞形态：
（3）制作装片：
解离→漂洗→染色→制片；
先低倍镜，再高倍镜；
先培养不定根，再于4℃冰箱低温诱导；
先用卡诺氏液固定，再用95%酒精冲洗；
知识点二、低温诱导植物细胞染色体数目的变化
3、试剂及其作用：
（4）蒸馏水：
（1）卡诺氏液：
（2）95%的酒精（本实验中用了两次）：
（3）15%盐酸
（5）甲紫溶液（又称龙胆紫）：
固定细胞形态。
●注意观察有丝分裂的实验中无此操作；
碱性染料，使染色体着色。
●观察有丝分裂实验中还可以用醋酸洋红染色。
漂洗根尖，去除解离液。
①第一次：
②第二次：
洗去卡诺氏液。
二者等体积混合作为解离液，解离根尖细胞。
知识点三、染色体结构变异
1、缺失：
(1)基因数目 ，基因种类 ；
减少
减少
(2)注意与基因突变中 缺失区分开，这里是 缺失；
碱基的
基因的
(3)缺失对配子的影响：
R
M
r
M
M
M
R
例1：
例2：
A-和a
M
例3：
m
M
M和m
M和0
知识点三、染色体结构变异
2、重复：
(1)基因数目 ，基因种类 ；
增加
不变
(2)注意与基因突变中 增添区分开，这里是 重复；
碱基的
基因的
(3)重复对配子的影响：
M
m
M和m
M
m
m
M和mm
知识点三、染色体结构变异
3、易位：
(2)注意与基因重组中交叉互换区分：
①易位发生在 染色体之间；
非同源
②交叉互换发生在 染色体的
之间；
同源
非姐妹染色单体
(3)易位对配子的影响：
(1)基因数目 ，基因种类 ，
但改变了基因的 ；
不变
不变
位置
M
m
M
m
M和m
①②③④
①③+②④
自由组合方式有
①④+②③
M和m
Mm和0
配子： M：m：Mm：0
1： 1： 1 ：1
知识点三、染色体结构变异
4、倒位：
●基因数目 ，基因种类 ，
但改变了基因的 ；
不变
不变
位置
思考1：基因突变和染色体结构变异对生物性状的影响一样吗
①基因突变是基因内部碱基的增添、缺失或替换，不改变基因的数量和位置。
②染色体结构变异是DNA分子上若干基因的数量或位置发生改变。
③与基因突变相比，染色体结构变异对生物性状的影响更大。多数结构变异对生物体是不利的，甚至会导致生物体死亡。
思考2：区分基因突变和染色体变异的最简单的方法
光学显微镜下能观察到的是染色体变异，不能观察到的是基因突变。
知识点四、常见育种方法
杂交个体
①
②
③
④
染色体（数目）变异
●植物组织培养技术
●一般为纯合子
明显缩短育种年限
纯合子
●不是种子
●注意：该方法最终得到的个体不是单倍体，只是过程中用到了单倍体。
知识点四、常见育种方法
(1)
(2)
(3) 原理：
秋水仙素
2、多倍体育种
萌发的种子或幼苗
染色体（数目）变异
(4) 实例：
三倍体无子西瓜（详见课后习题部分）
●注意：如用秋水仙素处理的幼苗，只有地上部分染色体数目加倍，而地下未处理部分染色体数目不变。
知识点四、常见育种方法
基因重组
AAbb × aaBB → AaBb→ A B 、A bb、aaB 、aabb

AA × aa → Aa
知识点四、常见育种方法
3、杂交育种
AAbb × aaBB → AaBb→ A B 、A bb、aaB 、aabb

杂交
鉴别、选择
不发生性状分离
后代不发生性状分离的F2个体
优良性状
长
知识点四、常见育种方法
4、诱变育种
基因突变
突变频率
改良某些性状
╳
╳
╳
D
C
体细胞或者生殖细胞
发育起点是什么？
如该单倍体含两个染色体组呢？
发生在非同源染色体之间
课后练习与应用
1
二倍体
14
六倍体
6
21
56
8
4
课后练习与应用
②单倍体一般不能通过有性生殖繁殖后代,是因为它们的体细胞中只含有一个染色体组,减数分裂时没有同源染色体的联会,就会造成染色体分别移向细胞两极时的紊乱,不能形成正常的配子,因此,就不能繁殖后代。
①单倍体形成原因：二倍体植株经减数分裂形成配子后,一些配子在离体条件下发育成单倍体。
课后练习与应用
(1)西瓜幼苗的芽尖是有丝分裂旺盛的地方,用秋水仙素处理可以抑制细胞有丝分裂时形成纺锤体,导致细胞内染色体数目加倍,从而得到四倍体植株。
(2)杂交可以获得三倍体植株。产生多倍体的基本途径为:用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。
(3)三倍体植株一般不能进行正常的减数分裂形成配子,因此不能形成种子。但是,也有可能在减数分裂时形成正常的卵细胞,从而形成正常的种子,但这种概率特别小。
课后练习与应用
(4)有其他方法可以替代。
方法一,进行无性生殖,将三倍体植株进行组织培养获取大量的组培苗,再进行移栽;
方法二,利用生长素或生长素类似物处理二倍体植株未受粉的雌蕊,以促进子房发育成无种子的果实,同时,在花期全时段要进行套袋处理,以避免受粉。
（5）两次传粉的目的：
①第一次传粉：
②第二次传粉：
杂交获得三倍体种子；
诱导三倍体植株合成生长素，刺激子房发育成果实；
今日课程到此结束！
作业布置：
①回顾本节所学知识点，完成练习册上相关内容；
②预习下节内容；

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