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第2节 染色体变异
第5章 基因突变及其他变异
野生祖先种VS栽培品种（马铃薯）
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）
问题探讨
野生祖先种香蕉
（有籽）
栽培品种香蕉
（无籽）
问题探讨
野生祖先种VS栽培品种（香蕉）
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。
1.根据前面所学减数分裂的知识，试着完成该表格。
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
问题探讨
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，进而不能形成种子。
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？
染色体变异
1.概念
生物体的 或 内染色体
或 的变化。
2.分类
_________________和 _________________
3.发生时期
4.适用范围
______生物______基因的遗传
体细胞
生殖细胞
数目
结构
染色体数目的变异
染色体结构的变异
个体生长发育的任何时期，主要发生在细胞分裂时
真核 核
染色体变异
5.能否通过显微镜观察？
通过显微镜观察到，
属于 水平的变异；
可以
细胞
通常，染色体核型分析可以为染色体数目和结构变异的研究提供重要依据。
染色体的长度、着丝点位置、长短臂比例等
染色体核型
分析报告单
一、染色体数目的变异
1.分类
①细胞内 染色体的增加或减少；
实例
个别
45+XY或45+XX
21三体综合征：先天愚型或Down综合征
染色体组成：_______________ 染色体组成：________
性腺发育不良：Turner综合征
44+XO
一、染色体数目的变异
1.分类
②细胞内染色体数目以_____________________
为基数 地增加或 地减少；
实例
一套完整的非同源染色体
成倍 成套
三倍体无子西瓜
四倍体马铃薯
染色体组成：________ 染色体组成：________
3n
4n
1个n代表什么？
一、染色体数目的变异
2.染色体组
（1）概念：一套_______________
（2）组成（以果蝇为例）
一个染色体组是_____________________________或
_____________________________
一个基因组是_______________________________
非同源染色体
Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X（3+X）
Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y（3+Y）
Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X、Y（3+XY）
一、染色体数目的变异
思考：若以人为例呢？染色体组和基因组分别是什么？
22+X或22+Y
22+XY
一个染色体组是_________________
一个基因组是___________________
一、染色体数目的变异
2.染色体组
（3）判断方法
① （一般同种形态）的条数=染色体组数。
同源染色体
___个染色体组
每个染色体组___条染色体
___个染色体组
每个染色体组___条染色体
___个染色体组
每个染色体组___条染色体
___个染色体组
每个染色体组___条染色体
2
1
3
2
2
3
1
4
一、染色体数目的变异
2.染色体组
（3）判断方法
②染色体组数= 。
染色体数/染色体形态数
某生物的体细胞中含有12条染色体，这12条染色体有3种形态结构，则体细胞中含有染色体组数为（ ）
A. 2 B. 4 C. 6 D. 8
B
一、染色体数目的变异
2.染色体组
（3）判断方法
③ 出现的次数=染色体组数。
控制每一种性状的基因
（A、a、a1、a2……）
___个染色体组
___个染色体组
___个染色体组
___个染色体组
1
3
2
3
YyRr
___个染色体组
每个染色体组___条染色体
___个染色体组
每个染色体组___条染色体
___个染色体组
每个染色体组___条染色体
___个染色体组
4
2
4
4
4
3
2
现学现用
一、染色体数目的变异
3.二倍体和多倍体
（1）概念
由_______发育而来的个体，____细胞中含有_______________的个体叫做二倍体；
由_______发育而来的个体，____细胞中含有_____________________的个体，统称为多倍体。
（2）发育起点
二倍体和多倍体的发育起点是________。
受精卵
体
两个染色体组
受精卵
体
三个或三个以上染色体组
受精卵
一、染色体数目的变异
3.二倍体和多倍体
（3）实例
如果含有两个染色体组的配子和含有一个染色体组的配子结合，发育成的个体的体细胞中就含有____个染色体组，称作_______；
如果两个含有两个染色体组的配子结合，发育成的个体的体细胞中就含有____个染色体组，称作_______。
三
三倍体
四
四倍体
一、概念检测
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。
14
1
二倍体
21
6
六倍体
56
8
4
一、染色体数目的变异
3.二倍体和多倍体
（4）分布（物种类群）
①二倍体
在自然界，几乎全部 和过半数的_______
②多倍体
在______中很常见，在______中极少见
动物
高等植物
植物
动物
四倍体番茄
葡萄（三/四倍体）
加倍后的草莓与野生草莓
一、染色体数目的变异
3.二倍体和多倍体
（5）多倍体生物的特点
优点：
与二倍体植株相比，多倍体植株常常_________，____________和______都比较大，_____________等_________的含量都有所增加。
缺点：
生长发育 ，结实率 。
茎秆粗壮
叶片、果实 种子
糖类和蛋白质
营养物质
延迟 低
加倍后的草莓与野生草莓
怎样获得多倍体植株？
一、染色体数目的变异
4.人工诱导多倍体的方法
低温处理（P89实验）
用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗（最常用最有效）
作用机理： ，导致染色体不能 ，从而引起染色体数目加倍。
DNA
复制
有丝分裂
后期
抑制纺锤体的形成
移向细胞的两极
作用时期：
有丝分裂前期
【探究实践】低温诱导植物细胞染色体数目的变化
1.低温诱导获得植物多倍体的原理？
抑制纺锤体形成，以致影响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，植物细胞染色体发生变化。
2.该实验中，卡诺氏液、95%酒精的作用？
卡诺氏液：固定细胞形态
95%酒精：洗去卡诺氏液
3.制片步骤？
解离→漂洗→染色→制片
4.该实验与秋水仙素实验有什么相似之处？
都是抑制纺锤体形成
5.观察时，是否所有的细胞中染色体数目都加倍？
有的加倍，有的未加倍。确认某个细胞染色体数目发生变化后，再由低倍镜换高倍镜观察。
无水乙醇3份：冰醋酸1份
或无水乙醇6份：氯仿3份
：冰醋酸1份
复习回顾：
1.染色体变异的类型。
2.染色体数目变异一般分几种情况？
3.染色体组、二倍体、多倍体的概念？
4.多倍体植株的优缺点。
5.多倍体育种的原理。
5.低温诱导植物细胞染色体数目变化的原理。
1.洋葱/大蒜
根尖培养
2.低温诱导
3.固定
4.制作
临时装片
先通过4℃
低温解除休眠再培养，培养时每天换水
冷藏室（0~4℃）诱导2~3天
放入卡诺氏液中浸泡0.5~1h，然后用95%酒精冲洗两次
解离→
漂洗→
染色→
制片
6.低温诱导植物细胞染色体数目变化的方法步骤。
5.观察
先用低倍镜，再用高倍镜观察
二倍体
西瓜幼苗
二倍体
西瓜幼苗
滴加 秋水仙素
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
教材91页
三倍体西瓜植株
二、拓展应用
2.（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纺锤体的形成，导致细胞内染色体数目加倍，从而得到四倍体植株。
（传粉）
（传粉）
二、拓展应用
2.（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。
多倍体产生的途径为：用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。
（传粉）
（传粉）
二、拓展应用
图中有两次传粉，两次传粉的目的一样吗？
第一次传粉：
第二次传粉：
杂交获得三倍体植株
刺激子房发育为果实
（传粉）
（传粉）
二、拓展应用
2.（3）有时可以看到三倍体西瓜中有少量发育并不成熟的种子，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。
（传粉）
（传粉）
二、拓展应用
2.（4）无子西瓜每年都要制种，很麻烦，有没有别的替代方法？
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。
（传粉）
（传粉）
思考题：若一个三倍体恰好能形成正常配子，则下面这个基因型的生物，可形成几种可能的配子，比例是多少？
A
A
a
A1
A2
a
A1a
A2a
A2
A1
A1A2
a
1/3Aa 1/3A
1/6AA 1/6a
现学现用
1.写出下图对应基因型的生物能产生配子的种类及比例；
2.该生物与基因型为Aa的生物杂交，后代的基因型及比例是什么？
A
A
a
a
配子：
AA：Aa：aa=1：4：1
后代基因型及比例：
AAA：AAa：Aaa：aaa=1：5：5：1
一、染色体数目的变异
5.单倍体
（1）概念
_______中的染色体数目与本物种_____染色体
数目相同的个体。
（2）发育起点
一般是由未受精的______直接发育来的。
体细胞
配子
配子
一、染色体数目的变异
5.单倍体
思考：①体细胞中含有一个染色体组的生物一定是单倍体吗？
②单倍体的体细胞中一定只含有一个染色体组吗？
③体细胞中有四个染色体组的个体一定是四倍体吗？
一定
不一定；
如马铃薯是四倍体，其配子发育而成的单倍体的体细胞中有两个染色体组。
不一定，若是受精卵发育而来的就是四倍体，
若是配子发育而来的就是单倍体。
一、染色体数目的变异
5.单倍体
（3）实例
①动物中，例如________；
②植物中，自然条件下，______、______、______、______等二倍体植株偶尔也会出现单倍体植株。
雄蜂
由卵细胞发育而来（单倍体）
蜂王 雄蜂 工蜂
32条 16条 32条
蜜蜂
蜂王
工蜂
雄峰
由受精卵发育而来（二倍体）
玉米
高粱
水稻
番茄
一、染色体数目的变异
5.单倍体
（4）单倍体植株特点
与正常植株相比，单倍体植株：
长得弱小
一般高度不育
含偶数个染色体组：可育
含奇数个染色体组：高度不育
AABB×aabb
AaBb
AB
Ab
aB
ab
AB
Ab
aB
ab
AABB
AAbb
aaBB
aabb
减数分裂
花药（花粉）离体培养
秋水仙素处理幼苗
亲本
F1
F1配子
单倍体
恢复 育性
6.单倍体育种
一、染色体数目的变异
6.单倍体育种
（1）过程
（2）原理
（3）优点
（4）缺点
二倍体植株
花药（或花粉）
离体培养
单倍体植株
秋水仙素处理
二倍体植株
染色体变异
明显缩短育种年限
技术性强，需结合杂交育种和人工诱导染色体加倍技术
请写出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
育种方法的选择:
①欲集中不同亲本的优良性状：_________；
②欲设计快速育种方案：_____________；
③欲获得较大果实或大型植株或提高营养物质含量：____________；
④欲直接改变生物性状，获得当前不存在的基因或性状：_________；
⑤用单显（AAbb、aaBB）亲本培育隐性纯合子（aabb）植株，则最简便的方法：_________；
⑥用单显亲本（AAbb、aaBB）培育显性纯合子（AABB）植株，则最快捷的方法：___________。
杂交育种
单倍体育种
多倍体育种
诱变育种
杂交育种
单倍体育种
二、染色体结构的变异
1.分类
（1）染色体的某一片段_______引起变异；
缺失
a
b
c
d
e
f
a
c
d
e
f
b
c
d
e
f
二、染色体结构的变异
1.分类
（1）染色体的某一片段_______引起变异；
缺失
果蝇缺刻翅的形成
猫叫综合征：
5号染色体部分缺失
二、染色体结构的变异
1.分类
（2）染色体中_______某一片段引起的变异；
a
b
c
d
e
f
b
a
c
d
e
f
b
增加
增加的片段来自同源染色体，一般是相同基因或等位基因，因此又叫重复
二、染色体结构的变异
果蝇棒状眼的形成
正常眼
棒状眼
1.分类
（2）染色体中_______某一片段引起的变异；
增加
二、染色体结构的变异
1.分类
（3）染色体的某一片段______到另一条__________
上引起变异；
a
b
c
d
e
f
h
i
j
k
a
b
c
d
e
f
g
h
i
j
k
g
移接
非同源染色体
移接的片段来自非同源染色体，
又叫易位
二、染色体结构的变异
1.分类
（3）染色体的某一片段______到另一条__________
上引起变异；
移接
非同源染色体
果蝇花斑眼的形成
染色体易位 互换
图解
区别
易位与互换的比较
发生于非同源染色体之间
发生于同源染色体的非姐妹染色单体之间
属于染色体结构变异
属于基因重组
可在显微镜下观察到
不可在显微镜下观察到
二、染色体结构的变异
1.分类
（4）染色体的某一片段位置______也可引起变异。
颠倒
a
c
d
e
f
b
a
f
c
d
e
b
c
d
e
b
一般不改变基因的种类，
只改变基因的顺序，
又叫倒位
二、染色体结构的变异
1.分类
（4）染色体的某一片段位置______也可引起变异。
颠倒
果蝇卷翅的形成
为什么染色体结构的改变会导致性状的发生改变
染色体结构上的缺失、重复、易位和倒位
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。
二、染色体结构的变异
一、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。
（ ）
×
×
×
一、概念检测
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
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
C
二、拓展应用
1.在二倍体的高等植物中，偶然会长出一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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