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(共42张PPT)
染色体变异
我们已经知道， 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。那么，马铃薯和香蕉的染色体数目的变化会使它们与野生祖先有什么差别呢？
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
野生祖先种VS栽培品种
栽培品种马铃薯
（一般都为黄色）
野生祖先种马铃薯
（多种颜色）
（马铃薯）
香蕉
野生祖先种香蕉
（有籽）
栽培品种香蕉
（无籽）
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。
概念
生物体的体细胞或生殖细胞内染色体数目或结构的变化，称为染色体变异（ chromosomal variation ）。
（光学显微镜下可以观察到）
一、染色体及染色体变异类型
染色体数目的变异
染色体结构的变异
类型
1、个别染色体的增加或减少
增加
减少
染色体数目变异
举例：21三体综合征（唐氏综合征）
21-三体综合征患者的染色体组成
21-三体综合征患者舟舟
是什么原因导致的？
症状：
先天性卵巢发育不全综合征，颈蹼，部分患者智力轻度低下。有的患者伴有心、肾、骨骼等先天畸形。
Turner综合征
病因：
单一的X染色体来自母亲，失去的X染色体由于父亲的精母细胞性染色体未分离造成的。
45，XO．是最多见的一型
配子
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。
条染色体
对同源染色体
对常染色体
对性染色体
8
4
3
1
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
2、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。
染色体数目变异
写出所有非同源染色体的集合？
Ⅲ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅳ
X
Y
以下工具有几种，有几套？
Ⅱ
Ⅱ
多功能学生尺
多功能学生尺
雄果蝇染色体图解
X
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Y
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
X
Y
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅱ
Ⅲ
定义：
1） 一组非同源染色体
2） 染色体的形态、大小、功能各不相同
3） 含有该物种生长、发育、遗传、变异的全套遗传信息
染色体组
一套形态、功能各不相同的非同源染色体
3个
4个
1个
染色体组数目的确定方法
（1）根据“染色体形态”判断
——细胞内同种形态染色体有几条就含几个染色体组
2个
4个
染色体组
（2）根据“基因型”判断
——控制同一性状的基因(包括同一字母的大、小写)出现几次，则含有几个染色体组
二个染色体组
二个染色体组
三个染色体组
一个染色体组
YyRr
AABBDD
Aaa
AABbDD
ABCD
两个染色体组
染色体组数目的确定方法
（3）根据“染色体数/染色体形态数”值——比值是几，即含几个染色体组
如：果蝇有8条染色体，4种形态，几个染色体组？
8条/4种形态=2个染色体组
___个染色体组，
___个染色体组，
___个染色体组，
每1个染色体组有__条
每1个染色体组有___条
每1个染色体组有___条
3
2
2
3
4
1
练一练
☆图形题就看形状大小相同的染色体(同源染色体)有几条，就是几个染色体组
AAaBbb
Ab
AaBb
3个
2个
1个
☆基因型题就看同种类型字母(不区分大小写)的个数
1.右图表示某植物正常体细胞的染色体组成，下列可能是该植物基因型的是 ( )
A．ABCd B．Aaaa
C．AaBbCcDd D．AaaBbb
2.母马体细胞中有两个染色体组，染色体数目为64条；公驴体细胞中也有两个染色体组，染色体数目为62条。则母马与公驴杂交后代骡的体细胞中的染色体数组数和染色体数目分别是（ ）
A．两个染色体组、63条染色体 B．四个染色体组、63条染色体
C．两个染色体组、64条染色体 D．四个染色体组、64条染色体
B
A
增加
减少
2、以染色体组的形式成倍的增加或减少
染色体数目变异
X
Y
X
Y
X
2、以染色体组的形式成倍的增加或减少
二倍体：
由受精卵发育而来，体细胞中含有两个染色体组的个体。
（在自然界，几乎全部动物和过半数植物都是二倍体）
配子
亲代
×
2N
2N
N
N
受精卵
2N
子代
2N
单倍体、二倍体与多倍体
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。
多倍体：
由受精卵发育而来，体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体。
（多倍体在动物中极少见，植物中很常见）
三/四倍体
六倍体
形成原因：
二倍体
减数分裂
过程异常
染色体数目加倍的配子（2n）
结合
四倍体
染色体数目正常的配子（n）
三倍体
二倍体
（2n）
四倍体(4n)
二倍体(2n)
杂交
三倍体(3n)
有丝分裂异常
染色体只复制未分离
缺：
多倍体特点:
优：植株、果实、种子等粗大，
糖类、蛋白质等营养物质的含量高
结实率低
生长发育迟缓
高度不育
三倍体 四倍体 六倍体 八倍体
香蕉 3n=33 黄花菜 3n=33 无籽西瓜 3n=33 四倍体水稻 4n=48 四倍体洋葱 4n=32 烟草 4n=48 普通小麦 6n=42 燕麦 6n=42 小黑麦
8n=56
多倍体育种(人工诱导多倍体)
低温诱导、秋水仙素（目前常用、最有效）处理
注：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，它是白色或淡黄色粉末或针状结晶，有剧毒。
①原理：
②方法：
染色体变异
③处理对象：
萌发的种子或幼苗。
无纺缍体形成
染色体复制
着丝粒分裂
无纺缍丝牵引
不分裂
抑制纺锤体的形成，导致着丝粒分裂后染色体不能移向细胞两极，从而引起细胞内染色体数目加倍。
机理：
（有丝分裂前期）
**秋水仙素只影响纺锤体的形成，不影响着丝粒的分裂；
**低温处理和秋水仙素诱发的原理是一样的；
主要作用于有丝分裂的前期
④作用时期
抑制（有丝分裂前期）纺锤体的形成，导致着丝粒分裂后染色体不能移向细胞两极，从而引起细胞内染色体数目加倍。
无籽西瓜培育
多倍体育种
二倍体西瓜幼苗
二倍体西瓜幼苗
秋水仙素处理
二倍体西瓜植株
四倍体西瓜植株
♀
♂
联会紊乱
三倍体西瓜种子
无子西瓜
杂交
授粉
×
自然长成
二倍体西瓜植株
第一年
第二年
三倍体西瓜植株
用二倍体花粉：刺激子房产生生长素，促进子房发育为果实。
奇数个染色体组的个体不育：一个个体，若含有奇数个染色体组，则会出现联会紊乱，几乎无法产生正常的配子。
为什么三倍体西瓜、三倍体香蕉是无籽的？
三倍体因为原始生殖细胞中有三套非同源染色体，减数分裂时出现联会紊乱，因此不能形成可育的配子。
异常配子
正常配子
精子
卵细胞
受精卵
蜂王
工蜂
雄蜂
单倍体
单倍体：
由配子直接发育而成的生物个体。
体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体。
如：蜜蜂中的雄峰
形成原因：
未受精的生殖细胞单独发育。
水稻（4N=48）
卵细胞（2N=24）
单倍体植株(2N=24)
蜂王
工蜂
2n=32
雄蜂
n=16
3、单倍体植株的特点：
4、单倍体育种
花药离体培养、人工诱导加倍
二倍体植株
花药离体培养
单倍体植株
秋水仙素
恢复二倍体植株
（纯合体）
原理：
染色体变异
方法：
长得弱小、一般高度不育
对一个个体称单倍体还是二倍体、多倍体，其关键是看什么？
关键是看它的发育起点。
受精卵 有几个染色体组，就是几倍体。
配子 都是单倍体，不论几个染色体组。
发育
发育
判断：单倍体只含有一个染色体组 （ ）
×
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
优点：
缺点：
操作复杂，需与杂交育种配合
明显缩短育种年限，
快速获得纯合体植株。
类别 杂交育种 诱变育种 单倍体育种 多倍体育种
原理
常用 方法
优点
缺点
基因重组
杂交→自交→选优→自交
将不同品种的优良性状集中于同一个体上
不能产生新基因；育种进程缓慢、过程复杂；
基因突变
用物理或化学方法处理生物
提高突变率，可以在较短的时间内获得更多的优良变异类型
有利变异少，需大量处理实验材料（具有不定向性、低频性）
染色体变异
花药离体培养；秋水仙素处理幼苗；选择；
明显缩短育种年限；(得到的植株都是纯合子；)
技术性强，需结合杂交育种和人工诱导染色体加倍技术
染色体变异
用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗
茎秆粗壮，叶片、果实、种子都比较大，营养物质含量有所增加
发育延迟，结实率降低，一般只适用于植物
不同育种方法的比较
练一练
1、在培育三倍体无籽西瓜过程中，收获三倍体种子是在 ( )
A．第一年、二倍体母本上
B．第一年、四倍体母本上
C．第二年、三倍体母本上
D．第二年、二倍体母本上
2、对下列有关实例形成原理的解释，正确的是 ( )
A．培育无籽西瓜是利用单倍体育种的原理
B．无籽番茄的获得是利用了多倍体育种的原理
C．培养青霉素高产菌株过程中利用了基因突变的原理
D．“多莉羊”的诞生是利用了诱变育种的原理
B
C
分别说出①-⑥对应的处理方法：
①_____________
②_____________
③_____________
④_____ __
⑤_____________
⑥_____________
杂交
自交
花药离体培养
秋水仙素处理
物理或化学因素诱变处理
秋水仙素处理
1.实验原理
用低温处理植物分生组织细胞，能够抑制纺锤体的形成，以致影响细胞有丝分裂中染色体被拉向两极，导致细胞不能分裂成两个子细胞，于是植物细胞的染色体数目发生变化。
2.实验步骤
(2)固定细胞形态（卡诺氏液，95%的酒精冲洗2次）
(3)制作装片
(4)观察
解离（盐酸和酒精混合液）→漂洗→染色（甲紫或醋酸洋红）→制片
(1)诱导培养（冰箱冷藏）
低温诱导植物细胞染色体数目的变化
探究实践
先用______寻找染色体形态好的分裂象；
视野中既有_______________，也有_ ______；
确认某个细胞发生染色体数目变化后，再用______观察；
低倍镜
正常的二倍体细胞
染色体数目发生改变的细胞
高倍镜
实验中几种溶液的作用
（1）卡诺氏液：
（2）甲紫溶液：
（3）解离液：
（4)95%的酒精2次冲洗：
固定细胞形态
使染色体着色
使细胞分散开来
洗去卡诺氏液
1.缺失：一条染色体某一片段缺失
猫叫综合征
5号染色体部分片段缺失
染色体结构变异
染色体的某一片段缺失引起变异
a
b
c
d
e
f
a
c
d
e
f
b
c
d
e
f
猫叫综合征
1、缺失：
正常翅
缺刻翅
实例：
果蝇缺刻翅的形成
染色体结构变异
5号染色体部分片段缺失
染色体中增加某一片段引起的变异
a
b
c
d
e
f
b
a
c
d
e
f
b
**增加的片段来自同源染色体，增加的一般是相同基因或等位基因，因此又叫做重复；
实例：
果蝇棒状眼的形成
2、重复：
正常眼
棒状眼
染色体某一片段移接到另一条非同源染色体上引起的；
a
b
c
d
e
f
h
i
j
k
a
b
c
d
e
f
g
h
i
j
k
g
*该过程的关键在于，移接的片段来自非同源染色体。
实例：
果蝇花斑眼的形成
3、易位：
正常眼
花斑眼
染色体的某一片段颠倒了180o
a
c
d
e
f
b
a
f
c
d
e
b
c
d
e
b
*该过程一般不会改变基因的种类，只改变基因的顺序。
实例：
果蝇卷翅的形成
4、倒位：
正常翅
卷翅
染色体上基因的数
目或排列顺序改变
染色体结构变异
生物性状的变异
染色体结构变异对生物性状的影响：
多数不利，甚至致死
缺失
重复
染色体上基
因数目改变
易位
倒位
染色体上基因
排列顺序改变
活学活用
基因的数目和种类没有变化，基因排列顺序发生改变
习题
1.不是染色体结构变异的是( 　)
A 染色体缺失某一段
B 染色体中增加了某一片段
C 染色体中的DNA的碱基对位置的颠倒
D 染色体裁中的某一片段的位置的颠倒
C
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，韭菜是( )
A 二倍体 B 四倍体 C 六倍体 D 八倍体
B
8、如图：为一果蝇体细胞的染色
体图，请据图回答下列问题：
(１)此果蝇为　　　性果蝇；
(２)它的体细胞中有染色体　　对，属同源染色体的有　　对，一个体细胞中共含有____个染色体组。　　
雌
４
４
２

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