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(共54张PPT)
第2节
染色体变异
第5章 基因突变及其他变异
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（见右表）。
讨论
1、请根据所学的减数分裂的知识，试着完成该表格。
2、为什么我们平时吃的香蕉没有种子？
3.这属于哪种变异呢？是什么原因导致的呢？
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
1、概念：
生物体的 或 内染色体 或 发生变化的现象称为染色体变异。
一.染色体变异
体细胞
生殖细胞
数目
结构
2、类型：
染色体结构变异
染色体数目变异
个别染色体的增加或减少
以染色体组为基数成倍的增加或减少
*
二.染色体数目的变异
1、个别染色体的增加或减少
先天性愚型—舟舟
21三体综合征的染色体组成
减Ⅰ：同源染色体未分离
减Ⅱ:姐妹染色单体分离后移向细胞的同一极
二.染色体数目的变异
21三体综合征（45条+XY或XX）形成的原因
1、个别染色体的增加或减少
二.染色体数目的变异
性腺发育不良
Turner综合征的染色体组成
特纳氏综合征（44条+XO）形成的原因？
思考：雌果蝇产生的卵细胞中有哪几条染色体？这些染色体在形态、结构和功能上有什么特点？这些染色体之间是什么关系？如果把这些染色体看成一组，那么果蝇体细胞中有几组染色体？
二.染色体数目的变异
2、以染色体组为基数成倍的增加或减少
二.染色体数目的变异
在大多数生物的体细胞中，染色体都是两两成对的，也就是说含有两套非同源染色体。每套非同源染色体称为一个染色体组。
（1）染色体组的概念
（2）染色体组的内涵
一个染色体组中不存在同源染色体
（不含等位基因，也不含相同基因）
一个染色体组中各个染色体的形态结构和功能均不相同
一个染色体组要携带该生物生长，发育，遗传和变异的全套遗传信息
方法①：依据图形判别
细胞内形状大小相同的染色体有几条，就是有几个染色体组；
细胞内有几种形态的染色体，一个染色体组内就有几条染色体。
3组、2条
1组、4条
3组、2条
3组、5条
（3）染色体组数目的判断方法
即时巩固
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，韭菜体细胞中含有（ ）个染色体组
A．2 B．4 C．6 D．8
B
方法②：依据基因型判别
AAaaBBBb
AAaBBbDDd
ABCD
4组，2条
3组，3条
1组，4条
生物的基因型中,控制同一性状（包括大、小写）的基因有几个，就有几个染色体组
有几种字母出现，一个染色体组中就有几条染色体。
A a
B b
D d
E e
A a
B b
D d
E
基因型：
AaBbDdXEXe
AaBbDdXEY
写出下面两个个体的基因型并说出各有几个染色体组
有丝分裂各时期体细胞中染色体组的数目？
正常
增多
减少
2、以染色体组为基数成倍的增加或减少
二.染色体数目的变异
3、二倍体与多倍体
二倍体
二.染色体数目的变异
（1）二倍体：由受精卵发育而成，其体细胞中含有两个染色体组的个体。
(自然界几乎全部动物和过半数高等植物都是二倍体)
思考：
如果二倍体的性原细胞在减数分裂出现错误或者二倍体的体细胞在有丝分裂出现错误时，会导致什么结果呢？
一方减数分裂Ⅰ出现错误
异常配子
正常配子
一方减数分裂Ⅱ出现错误
异常配子
正常配子
二.染色体数目的变异
三倍体：由受精卵发育而成，其体细胞中含有三个染色体组的个体。
or
三倍体形成原因：
父本和母本减数分裂均出现错误
自身有丝分裂出现错误
①含有两个染色体组的雌雄配子结合。
②二倍体在胚或幼苗时期受某种因素影响（如低温），体细胞在进行有丝分裂时，染色体只复制未分离。
四倍体形成原因：
二.染色体数目的变异
四倍体：由受精卵发育而成，其体细胞中含有四个染色体组的个体。
异常配子
异常配子
异常的早期细胞
异常受精卵
（2）多倍体：由受精卵发育而成，其体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体。
如香蕉（三倍体）、栽培马铃薯（四倍体）
多倍体在植物中广泛存在，而在动物中则较少见。
四倍体
二.染色体数目的变异
3、二倍体与多倍体
雌配子
雄配子
合子
(受精卵)
生物体
二倍体
多倍体
（由受精卵发育而来）
异源多倍体指不同的种杂交产生的杂种后代,经过染色体加倍形成的多倍体。
同源多倍体指增加的染色体组来自同一物种，一般是由二倍体的染色体直接加倍产生的。
（3）多倍体植株的优点和缺点
思考：多倍体植株能否通过减数分裂产生正常的配子（能否通过有性生殖来繁殖后代）？
优点：茎杆粗壮，叶片、果实和种子都比较大；糖类、蛋白质等含量都有所增加。(注意：不一定是整个植株体型大)
缺点：
发育迟缓，结实率低。
四倍体葡萄
三倍体香蕉
联会紊乱
不一定
进一步思考：人工诱导多倍体常用方法有哪些呢？
低温处理和秋水仙素诱发
目前最常用且最有效的方法是：
秋水仙素处理 或_______。
*原理：当秋水仙素作用于正在______的细胞时，能够抑制________的形成，导致________不能_________，从而引起细胞内染色体__________。染色体数目加倍的细胞继续进行_______分裂，将来就可能发育成 _________植株。
萌发的种子
幼苗
分裂
纺锤体
染色体
移向两极
数目加倍
有丝
多倍体
染色体数加倍
染色体复制
着丝点分裂
细胞无法正常分裂
无纺缍丝牵引
思考：
1、为什么要进行两次传粉？
2、三倍体西瓜中一定没有种子吗？
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
♂
♀
第一次：杂交获得三倍体植株的种子
第二次：刺激子房发育成果实
三倍体植株一般不能进行正常的减数分裂形成配子。但是，也有极小的概率能产生正常配子
（4）多倍体育种
③作用的时期：
低温或秋水仙素处理萌发种子或幼苗。
①原理：
②常用方法：
染色体变异
有丝分裂前期
④优点：
器官大，提高产量和营养成分
⑤缺点：
发育迟缓，结实率低，一般只适用于植物
4、单倍体
（1）定义：由配子发育而来，体细胞中染色体数目与本物种配子的染色体数目相同的个体。
（由配子直接发育而来）
二.染色体数目的变异
思考：如果亲代蜂王（2n=32）的基因型为AaBb,则子代雄蜂的基因型是什么？如果子代雄蜂全为Ab，亲代蜂王的基因型是什么？
二倍体 单倍体 二倍体
直接发育成生物体：单倍体
雌配子
雄配子
直接发育成生物体：单倍体
合子
(受精卵)
生物体
二倍体
多倍体
一个个体是几倍体，关键看什么？
注意：几倍体的概念是针对个体水平提出的，
一般一个具体细胞不能成为几倍体，可以说其含有几个染色体组。
判 断
1.含有一个染色体组的个体一定是单倍体
5.单倍体中可以只有一个染色体组，也可以有多个染色体组
3.由四倍体、六倍体物种所产生的配子直接发育成的个体，其体细胞中有两个或三个染色体组，可称为二倍体或三倍体
2.单倍体一定只含一个染色体组
√
×
×
√
4.基因型为AAabbb的个体一定为三倍体。
×
即时巩固
图示某二倍体生物正在进行分裂的细胞，关于此图的说法正确的是( )
A.正在进行等位基因分离、非等位基因自由组合
B.含同源染色体2对、DNA分子4个、染色单体0个
C.该细胞中有一个染色体组
D.得到的两个子细胞都含一个染色体组，仅1个具有生殖功能
D
（2）单倍体植株特点:
弱小，且高度不育
高度不育的原因：体细胞中染色体组数一般为奇数，同源染色体联会紊乱，一般不能产生正常的配子
(3)形成原因:
①自然条件:由有性生殖细胞（如卵、花粉等）直接发育而成 。如蜜蜂中的雄峰;
②人工条件:一般利用花粉离体培养获得。如单倍体玉米,小麦.
思考：
棉花的抗病（B）对不抗病（b）为显性，易倒伏（R）对抗倒伏（r）为显性。现有一基因型为BBRR的抗病易倒伏棉花和bbrr的不抗病抗倒伏，与传统的杂交育种相比，用什么方法可以在最短时间内获得纯种的抗病抗倒伏（BBrr）棉花？
DDTT
DdTt
花药离 体培养
DT Dt dT dt 单倍体幼苗
秋水仙 素处理（幼苗）
DDTT DDtt ddTT ddtt
筛选所需的品种
ddtt
×
DT Dt dT dt
纯合子幼苗
（4）单倍体育种
滴加秋水仙素
(1)花药离体培养≠单倍体育种：
单倍体育种一般包括：
杂交、花药离体培养、秋水仙素处理和筛选4个过程。
(2)单倍体育种中何时选择需要的性状：
因为花粉不能表现出相关性状，
应该在秋水仙素处理后获得的纯合子中选择具有所需性状的个体。
(3)单倍体育种与多倍体育种的操作对象不同：
①由于单倍体往往高度不育，育种操作的对象一般是单倍体幼苗，通过组织培养得到纯合子植株。
②多倍体育种操作的对象是正常萌发的种子或幼苗。
知识加油站
多倍体育种 单倍体育种
原理 染色体变异
常用方法 人工诱导染色体加倍
优点 器官大，营养物质有所增加
缺点 适用于植物，多倍体植物发育迟缓，结实率低
比较单倍体育种与多倍体育种
染色体变异
花药离体培养后，人工诱导染色体加倍
明显缩短育种年限，且能获得稳定遗传的纯合个体
技术复杂一些，须与杂交育种配合
课后归纳：几种育种方法的比较
杂交育种 人工诱变育种 多倍体育种 单倍体育种
原理
方法
优点
缺点
基因重组
基因突变
染色体变异
染色体变异
将具有不同优良性状的亲本杂交→自交→选种
用物理、化学等因素诱导突变
秋水仙素处理萌发的种子、幼苗
花药离体培养后再加倍
集优良性状于一体
育种时间长
提高突变频率，加速育种进程
需大量处理材料
器官大，提高产量和营养成分
明显缩短育种年限
技术复杂，需与杂交育种配合
适用于植物，发育延迟，结实率低
课堂小结
染色体数目变异
个别
增减
成倍
增减
由受精卵发育来，含三个及三个以上染色体组的个体
器官大、营养丰富，发育迟缓，结实率低
多倍体育种
配子（生殖细胞）直接发育而来的个体
单倍体育种
植株一般长得弱小，而且高度不育
由受精卵发育来，含两个染色体组的个体
多倍体
单倍体
二倍体
温故知新
下列关于染色体组，单倍体和多倍体的叙述，错误的是（ ）
A.一个染色体组中不含同源染色体
B.由六倍体普通小麦花药离体培养出来的个体是单倍体
C.将六倍体普通小麦进行单倍体育种得到的仍然是六倍体
D.患有21三体综合征的个体是三倍体
D
第二课时
染色体结构变异
染色体数目变异
个别染色体的增加或减少
以染色体组为基数成倍的增加或减少
染色体变异
一.染色体结构的变异
根据教材图5-7，
归纳出染色体结构变异的四种常见类型
染色体的某一片段缺失
消失
（1）缺失
a
b
c
d
e
f
b
a
c
d
e
f
如：果蝇缺刻翅的形成
猫叫综合征
一.染色体结构的变异
1.类型
染色体中增加某一片段
重复
a
b
c
d
e
f
b
b
a
b
c
d
e
f
b
如：果蝇棒状眼的形成
一.染色体结构的变异
1.类型
（2）重复
染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上
a
b
c
d
e
f
g
h
i
j
k
l
g
h
i
j
k
l
a
b
c
e
f
d
a
b
c
k
l
g
h
d
e
f
j
i
（3）易位
一.染色体结构的变异
1.类型
如：果蝇花斑眼的形成
夜来香花瓣颜色变异
a
b
c
d
e
f
颠倒
b
c
a
f
e
d
染色体的某一片段颠倒了180o
（4）倒位
一.染色体结构的变异
1.类型
a
b
c
d
e
f
如：果蝇卷翅的形成
正常
异常
缺失
重复
倒位
易位
一.染色体结构的变异
1.类型
注意：染色体结构变异是以片段为单位进行的，一个片段中，往往包含很多基因。
C
即时巩固
下列变异中不属于染色体结构变异的是( )
A. 染色体缺失某一片段
B. 染色体中增加了某一片段
C. 染色体中DNA的一个碱基对发生了改变
D. 染色体某一片段的位置颠倒180 。
倒位
缺失
重复
易位
染色体结构变异后，四分体时期的联会现象：
一.染色体结构的变异
2.结果
染色体结构变异
染色体上的基因数目或基因排列顺序改变
生物性状的变异
多数不利，甚至致死
2、如果失去的基因是显性的，而同源染色体上保留下来的是隐性的，这一本来不能显现出的隐性性状就能显出来（假显性）
关于染色体片段缺失：
1、指某条染色体发生断裂而失去一个片段，使得这条染色体上 也随之丢失。但染色体数目没有发生改变。
许多基因
3、缺失越多影响越大，轻则影响个体生活力，重则致死。
比较交叉互换与染色体易位
比较 交叉互换 染色体易位
部位
过程
结果
变异类型
显微镜是否可见
同源染色体的非姐妹染色单体之间
非同源染色体之间
等位基因交换，一般等量交换
含非等位基因的染色体片段交换，不一定是等量交换
染色体上基因的数量和排列顺序一般不变
染色体上基因数目及排列顺序一般会改变
基因重组
染色体变异
在显微镜下可见
在显微镜下不可见
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
交叉互换型、自由组合型
染色体结构变异、染色体数目变异
任何时期，主要发生在间期
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）
产生了新基因型和性状组成、不能产生新的基因和性状
使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；
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，
基因工程育种
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
即时巩固
将①、②两个植株杂交，得到③，将③再做进一步处理，如下图所示，下列分析错误的是（ ）
A.由③到④的育种方法无法定向改变生物的遗传性状
B.若③的基因型为AaBbdd，则⑩植株中能稳定遗传的个体占总数的1/4
C.由③到⑦的育种过程是单倍体育种
D.⑧植株为多倍体植株
C
（一）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 。
(二)方法步骤
1.诱导培养
将蒜4℃放置一周，取出后于室温（约25℃）进行培养；
蒜长出1cm长不定根时，将装置放入冰箱冷藏室诱导培养48-72h。
2.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；
二.低温诱导植物细胞染色体数目变化的实验
3.制片
解离
漂洗
制片
（解离液的成分和作用是什么？）
（用什么漂洗，漂洗的作用是什么？）
（压片的作用？）
染色
（染色剂有哪些？）
4.观察
二.低温诱导植物细胞染色体数目变化的实验
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）
（三）结果
低温可以诱导植物细胞染色体数目发生变化
（四）结论
二.低温诱导植物细胞染色体数目变化的实验
注意：
（1）本实验有两次漂洗，分别用什么试剂，洗去的是什么？
（2）观察到的细胞能不能连续进行细胞分裂？
课堂小结
染色体结构变异
缺失
重复
易位
倒位
低温诱导实验
原理
诱导
固定
制片（解离，漂洗，染色，制片）
观察

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