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(共24张PPT)
5.2 染色体变异
遗传因子的发现
基因的表达
基因与染色体的关系
基因的本质
基因突变及其他变异
从杂交育种到基因工程
现代生物进化理论
学习目标：
1.说出染色体数目变异的类型。
2.辨别不同呈现形式的染色体组；说明二倍体、多倍体的含义(重、难点)。
3.概述人工诱导多倍体的原理及方法(重点)。
野生祖先种（多种颜色）
栽培品种（一般都为黄色）
野生祖先种（有籽）
栽培品种（无籽）
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。
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？
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
因为香蕉栽培品种体细胞中的染色体数目是33条，减数分裂时染色体无法正常联会，就不能形成正常的配子，因此无法形成受精卵。
3、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。然而， 马铃薯和香蕉的染色体数目为什么与它们的野生袓先有很大差别？
问题探讨
探究一.基因突变
请同学们自主阅读教材P87-89的内容，思考并回答问题：
1.什么是染色体变异？染色体变异有几种类型？其中染色体数目变异类型有几种？
2.什么是染色体组？一个染色体组中含有同源染色体吗？
3.二倍体、三倍体和四倍体是根据什么标准定义划分的？多倍体的特点
4、人工诱导多倍体的方法？
5、什么是单倍体？单倍体植株的特点？
6、单倍体育种的方法及优点
染色体变异
生物体的体细胞或生殖细胞内染色体数目或结构的变化。
染色体结构的变异：
染色体数目的变异
（1）细胞内个别染色体的增加或减少
（2）细胞内染色体数目以一套完整的非同源
染色体为基数成倍地增加或成套的减少
染色体片段的缺失、重复、倒位、易位
染色体变异
注意①只有真核生物才发生染色体变异；原核生物、病毒无染色体不发生；
②染色体变异光学显微镜下可观察（细胞水平变异）；基因突变和基因重组光学显微镜下不可观察（分子水平变异）
1
细胞内个别染色体的增加或减少
探究一.染色体数目变异
21三体综合征
（先天性愚型）
响誉世界的音乐指挥家
舟舟
（1）实例：
单体XO型果蝇
三体XXX型果蝇
1
细胞内个别染色体的增加或减少
探究一.染色体数目变异
(2）原因：①减数第一次分裂后期同源染色体未分离
②减数第二次分裂后期姐妹染色单体分离后移向细胞的同一极
目前人类中发现有13三体综合征、18三体综合征和21三体综合征，以及XXY、XYY、XO等个别染色体增加或减少导致的遗传病。
2
细胞内染色体数目染色体组为基数成倍地增加或成套的减少
探究一.染色体数目变异
染色体组
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，其中每套非同源染色体称为一个染色体组。
以果蝇为例：体细胞有 对共 条染色体，可分为 组，每一组中含 条非同源染色体，体细胞含 个染色体组。
4
8
2
4
2
染色体组的特点
①一个染色体组中不存在同源染色体，不含等位基因；
②一个染色体组所含的染色体大小、形态和功能各不相同；
③一个染色体组中含有控制生物生长、发育、遗传和变异的全套遗传信息。
探究一.染色体数目变异
任务一：染色体组数的判断
1．请根据染色体的形态判断染色体组的数量，并完成表格的填写
项目
染色体组数
每个染色体组中染色体数
3
3
2
3
1
4
4
2
2
2
染色体组数＝ ，
一个染色体组中的染色体数＝ 。
方法一：根据染色体形态判断
形态相同的染色体的条数
不同形态染色体的种类数
探究一.染色体数目变异
2．请根据基因型判断染色体组数
项目
染色体组数
1
2
3
4
染色体组数＝ 。
有几种字母出现，一个染色体组中就有几条染色体。
方法二：根据基因型判断
控制同一性状的基因（同一字母）的个数
探究一.染色体数目变异
2
细胞内染色体数目染色体组为基数成倍地增加或成套的减少
由受精卵发育而来，体细胞中含有两个染色体组的个体。
二倍体
（记作2N，2：两个染色体组；N：一个染色体组中染色体数）
在自然界，几乎全部动物和过半数的高等植物都是二倍体。
人类2N=46
玉米2N=20
猫咪2N=38
探究一.染色体数目变异
2
细胞内染色体数目染色体组为基数成倍地增加或成套的减少
由受精卵发育而来，体细胞中有三个或三个以上染色体组的生物，统称为多倍体。
多倍体
（有几个染色体组就叫几倍体）
小麦是六倍体
马铃薯是四倍体
栽培香蕉是三倍体
无子西瓜是三倍体
多倍体在植物中常见，在动物中少见。在被子植物中，约有33%的物种是多倍体。如:香蕉(三倍体)、马铃薯(四倍体)
茎秆粗壮，叶片、果实和种子都比较大，糖类和蛋白质等营养物质的含量都有所增加，但发育迟缓，结实率低。
（1）多倍体的分布：
（2）多倍体的特点：
2
细胞内染色体数目染色体组为基数成倍地增加或成套的减少
探究一.染色体数目变异
减Ⅰ后期
同源染色体分离
减Ⅱ后期
姐妹染色单体分开
子染色体移向两极
染色体
复制
二倍体♀
（2个染色体组）
正常配子
（1个染色体组）
二倍体♂
（2个染色体组）
正常配子
（1个染色体组）
正常减数分裂
正常减数分裂
二倍体
（2个染色体组）
受精
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。
减数分裂和受精作用，能够使生物体亲子代之间的染色体数目保持稳定。
2
细胞内染色体数目染色体组为基数成倍地增加或成套的减少
探究一.染色体数目变异
①减Ⅰ同源染色体未分离
（3）多倍体的成因：
减Ⅱ后期
姐妹染色单体分开
子染色体移向两极
染色体
复制
①减Ⅰ后期
同源染色体未分离
染色体
复制
②减Ⅱ后期
姐妹染色单体分开
子染色体未移向两极
减Ⅰ后期
同源染色体分离
②减Ⅱ姐妹染色单体分开，子染色体未移向两级
减数分裂异常，形成含两个染色体组的配子
2
细胞内染色体数目染色体组为基数成倍地增加或成套的减少
探究一.染色体数目变异
二倍体
四倍体
二倍体
减数分裂过程异常
三倍体
四倍体
结合
有丝分裂过程染色体加倍
染色体数目加倍的配子
染色体数目正常的配子
（4）三倍体、四倍体的形成：
四倍体
二倍体
杂交
三倍体
2
细胞内染色体数目染色体组为基数成倍地增加或成套的减少
探究一.染色体数目变异
（5）多倍体的育性：
具有偶数染色体组的多倍体植物，在减数分裂中，若染色体能够配对， 一般是可育的。（如四倍体形成含两个染色体组的配子）
具有奇数染色体组的多倍体植物，在减数分裂中染色体不能正常配对即联会紊乱，因此不能形成可育的配子，一般是不可育的。（如香蕉，三倍体无子西瓜的果实中没有种子）
无籽西瓜（3n=33）
无籽香蕉（3n=33）
马铃薯（4n=48）
任务二：人工诱导多倍体（多倍体育种）
请阅读教材P88-89，及“低温诱导植物细胞染色体数目的变化”的实验，思考回答
方法：
①低温处理②秋水仙素诱发，
处理萌发的种子或幼苗。
有丝分裂前期，抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞的两极，从而引起细胞内染色体数目加倍
原理：
目前常用、最有效
探究一.染色体数目变异
任务二：人工诱导多倍体（多倍体育种）
①选材：应选择能进行分裂的分生组织细胞，否则不会出现染色体加倍的情况。
②温度不是越低越好：温度过低对根尖细胞造成伤害，应选择适宜温度。
③并不是所有细胞中染色体均已加倍：只有少部分细胞实现“染色体加倍”，大部分细胞仍为二倍体分裂状况。
④细胞是死的而非活的：显微镜下观察到的细胞是已被解离液杀死的细胞。
⑤着丝点分裂与纺锤体无关：着丝粒是自动分裂，不需要纺锤丝牵引。
特别强调：
⑥两次漂洗的比较：在固定之后解离之前，用95%酒精漂洗，洗去多余的卡诺氏液；在解离之后染色之前，用清水漂洗，洗去多余的解离液
探究一.染色体数目变异
任务二：人工诱导多倍体（多倍体育种）
⑦实验中几种试剂的使用方法和作用
试剂 使用方法 作用
卡诺氏液 将根尖放入卡诺氏液中浸泡0.5～1 h 固定细胞形态
体积分数为95%的酒精 冲洗卡诺氏液处理过的根尖 洗去卡诺氏液
与质量分数为15%的盐酸等体积混合，浸泡经固定处理的根尖 解离根尖细胞
清水 漂洗解离后的根尖约10 min 洗去解离液
甲紫溶液 把漂洗干净的根尖放进盛有甲紫溶液的玻璃皿中染色3～5 min 使染色体着色
探究一.染色体数目变异
2
细胞内染色体数目染色体组为基数成倍地增加或成套的减少
探究一.染色体数目变异
由配子直接发育而来，体细胞中的染色体数目与本物种配子染色体数目相同的个体。
单倍体
（自然条件下，偶尔也会出现单倍体植株，如玉米，高粱，水稻，番茄等）
由配子（如卵细胞、花粉等）直接发育而来的个体。
（1）成因：
（3）特点：
与正常植株相比，单倍体植株长得弱小，而且高度不育。
（2）实例：
蜜蜂中的雄蜂
蜜蜂
蜂王
工蜂
雄峰
由受精卵发育而来
二倍体
由卵细胞发育而来单倍体
蜂王 雄蜂 工蜂
32条 16条 32条
（不论有几个染色体组）
任务三：单倍体育种
请阅读教材P89，思考回答
方法：
花药（花粉）离体培养 + 人工诱导染色体加倍
单倍体育种能明显缩短育种年限，子代均为纯合子
优点：
原理：
二倍体植株
花药离体培养
单倍体幼苗
秋水仙素处理
二倍体植株（纯合子）
流程：
染色体数目变异
不能，单倍体往往高度不育，育种操作的对象一般是单倍体萌发的幼苗。
单倍体育种中秋水仙素处理萌发的种子吗？
用秋水仙素处理单倍体一定能够获得纯合子吗？
不一定，若亲本为二倍体，则获得的品种一定为纯合子；若亲本为多倍体，则获得的品种不一定为纯合子。
探究一.染色体数目变异
探究一.染色体数目变异
3
细四种育种方法的对比
（5）单倍体育种与杂交育种：
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
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
探究一.染色体数目变异
项目 单倍体 二倍体 多倍体
概念
发育起点
染色体组的数目
性状表现
由配子发育而来，体细胞的染色体数目与本物种配子染色体数目相同的个体
由受精卵发育而来，体细胞中含有2个染色体组的个体
由受精卵发育而来，体细胞中含有3个或3个以上染色体组的个体
未受精的配子
受精卵
受精卵
不确定（是正常体细胞染色体组数目的一半）
2个
3个或3个以上
植株矮小，且高度不育（除雄蜂外）
茎秆粗壮，叶片、果实、种子较大，营养丰富，但发育迟缓，结实率低
正常（作为单倍体、多倍体的参照物）
4
单倍体、二倍体、多倍体的比较

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