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(共23张PPT)
5.2 染色体变异
（第二课时）
2.1 染色体结构的变异类型
缺失：染色体的某一片段消失引起的变异。
a
b
c
d
e
f
正常翅
缺刻翅
实例：
果蝇缺刻翅的形成
人类的猫叫综合征（5号染色体部分缺失）
染色体结构变异中的缺失现象与基因突变中的碱基对的缺失现象很相似，他们对生物的影响一样吗？
项目 染色体片段缺失 碱基对缺失
图解
区别 原理
观察
染色体结构变异
基因突变
在光学显微镜下观察到
在光学显微镜下观察不到
2.1 染色体结构的变异类型
重复：染色体增加了某一片段引起的变异。
实例：
果蝇棒状眼的形成
a
b
c
d
e
f
b
正常眼
棒状眼
2.1 染色体结构的变异类型
易位：染色体某一片段移接到另一条非同源染色体上引起的变异。
a
b
c
d
e
f
g
h
i
j
k
实例：
果蝇花斑眼的形成
人慢性粒细胞白血病
正常眼
花斑眼
2.1 染色体结构的变异类型
染色体结构变异中的易位现象与基因重组中的交叉互换区别？
项目 染色体易位 交叉互换
图解
区别 位置
原理
观察
非同源染色体之间
同源染色体的非姐妹染色单体之间
染色体结构变异
基因重组
在光学显微镜下观察到
在光学显微镜下观察不到
2.1 染色体结构的变异类型
倒位：染色体的某一片段位置颠倒引起变异。
实例：
果蝇卷翅的形成
正常翅
卷翅
c
d
e
f
a
b
a
f
b
c
d
e
e
d
c
b
注意：倒位发生在一条染色体中
2.1 染色体结构的变异类型
染色体结构变异中基因的结构发生变化了吗？
结果：
对生物体的影响：
2.2 染色体结构的变异结果和影响
染色体结构上的缺失、重复、易位和倒位
染色体上的基因数量、排列顺序的改变
生物性状的改变（变异）
大多数染色体结构变异对生物体是不利的，甚至导致生物体死亡。
类别 基因突变 基因重组 染色体变异
适用范围
类型
发生时期
结果
光学显微镜观察
意义
育种中的应用
所有生物（包括病毒）
自然状态下，发生在真核生物的有性生殖过程中
真核生物
诱发突变、自发突变或（显性突变、隐性突变）
交叉互换型、自由组合型（基因工程、转化实验）
染色体结构变异、染色体数目变异
任何时期，主要发生在有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期
减数第一次分裂前期、减数第一次分裂后期
任何时期，主要发生在细胞分裂时
引起基因碱基序列的改变（产生了新基因）
产生新基因型和性状组成、不能产生新的基因和性状
使排列在染色体上基因的数目或排列顺序发生改变，不产生新的基因，
不能观察到，属于分子水平
不能观察到，属于分子水平
能观察到，
属于细胞水平
新基因产生的途径；
生物变异的根本来源；
为生物的进化提供了丰富的原材料；
生物变异的来源之一，对生物进化具有重要的意义
诱变育种
杂交育种
单倍体育种、多倍体育种
生物变异的来源之一，对生物进化具有重要的意义
三种可遗传变异比较
探究·实践
实验原理：用低温处理植物的分生组织细胞，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，于是植物细胞中的染色体数目发生变化（加倍）。
实验目的：
学习低温诱导植物细胞染色体数目变化的方法。
理解低温诱导植物细胞染色体数目变化的作用机制。
探究·实践
材料用具
实验材料：蒜或洋葱（均为二倍体，体细胞中的染色体数目为16）。
实验仪器：培养皿，滤纸，纱布，烧杯，镊子，剪刀，显微镜，载玻片，盖玻片，冰箱等。
实验试剂：卡诺氏液，质量浓度为0.01 g/mL的甲紫（旧称龙胆紫）溶液，质量分数为15%的盐酸，体积分数为95%的酒精。
探究·实践
实验方法步骤
还原糖是指具有还原性的糖，包括葡萄糖、果糖和麦芽糖等
诱导培养
将蒜（或洋葱）在冰箱冷藏室内（4℃）放置一周；
取出后，于室温（约25℃）进行培养；
蒜长出约1cm长的不定根时，将装置放入冰箱冷藏室诱导培养48-72h。
取材固定
剪取根尖0.5-1cm，放入卡诺氏液中浸泡0.5-1h，以固定细胞形态，
然后用体积分数为95%的酒精冲洗2次。
探究·实践
实验方法步骤
还原糖是指具有还原性的糖，包括葡萄糖、果糖和麦芽糖等
制作装片
解离目的：用药液使组织中的细胞相互分离开来。
漂洗目的：洗去药液，防止解离过度。
压片目的：使细胞分散开来，有利于观察。
探究·实践
结果与分析：
视野中既有正常的二倍体细胞（多），也有染色体数目发生改变的细胞（少）。
对照
低温诱导72h
蒜根尖细胞染色体数目加倍的显微照片
（放大400倍）
结论：
低温可以诱导植物细胞染色体数目发生变化。
注意事项：
在进行实验的过程中，所观察的细胞已经被卡诺氏液等杀死，看到的是死细胞。因此不能观察到连续的变化。
探究·实践
抑制细胞有丝分裂过程中纺锤体的形成，影响染色体不能被拉向两极，细胞也不能分裂成两个子细胞，结果植物细胞染色体数目发生变化。
讨论：秋水仙素与低温都能诱导染色体数目加倍，这两种方法在原理上有什么相似之处？
不同：低温条件容易创造和控制，成本低、对人体无害、易于操作。
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3.1 概念检测
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）体细胞中含有两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。（ ）



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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
3.1 概念检测
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3.慢性髓细胞性白血病是一种恶性疾病，患者骨髓内会出现大量恶性增殖的白细胞。该病是由于9号染色体和22号染色体互换片段所致。这种变异属于 （ ）
A.基因突变
B.基因重组
C.染色体结构变异
D.染色体数目变异
D
3.1 概念检测
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4.填表比较豌豆、普通小麦、小黑麦的体细胞和配子中的染色体数目、染色体组数目，并且注明它们分别属于几倍体生物。
3.1 概念检测
生物种类 豌豆 普通小麦 小黑麦
体细胞中的染色体数/条
配子中的染色体数/条 7 28
体细胞中的染色体组数 2
配子中的染色体组数 3
属于几倍体生物 八倍体
21
14
1
二倍体
六倍体
42
6
56
8
4
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3.2 拓展应用
1.在二倍体的高等植物中，偶然会长出些植株弱小的单倍体，这些单倍体一般不能通过有性生殖繁殖后代。单倍体是如何形成的？为什么不能繁殖后代
可能的原因是，二倍体植株经减数分裂形成配子后，一些配子可以在离体条件下发育成单倍体。这些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的紊乱，不能形成正常的配子，因此，就不能繁殖后代。
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4.2 拓展应用
2.人们平常食用的西瓜是二倍体。在二倍体西瓜的幼苗期，用秋水仙素处理，可以得到四倍体植株。然后，用四倍体植株作母本，用二倍体植株作父本，进行杂交，得到的种子细胞中含有三个染色体组。把这些种子种下去，就会长出三倍体植株。下图是三倍体无子西瓜的培育过程图解。据图回答下列问题。
（1）为什么用一定浓度的秋水仙素溶液滴在二倍体西瓜幼苗的芽尖？
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。
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4.2 拓展应用
（2）获得的四倍体西瓜为何要与二倍体杂交？联系第1问，你能说出产生多倍体的基本途径吗？
杂交可以获得三倍体植株。多倍体产生途径：用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。
（3）有时可以看到三倍体西瓜中有少量发育并成熟的种子，请推测产生这些种子的原因。
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。
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4.2 拓展应用
（4）获得的四倍体西瓜为何要与二倍体杂交？联系第1问，你能说出产生多倍体的基本途径吗？
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。

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