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(共58张PPT)
复习回顾：
1.原核生物不存在基因重组，而真核生物的受精过程中可进行基因重组(　　)
2.一对等位基因不存在基因重组，一对同源染色体存在基因重组(　　)
3.AaBB个体自交后代发生性状分离，根本原因是基因重组(　　)
4.减数分裂四分体时期，姐妹染色单体的局部交换可导致基因重组(　　)
二、填空默写
1.原癌基因表达的蛋白质是　　　　　　　　　　所必需的；若原癌基因突变或过量表达，相应蛋白质　　　　，可能引起细胞癌变。抑癌基因表达的蛋白质
能　　　　　　　　　　　　　　　　　　　；若抑癌基因突变而导致相应蛋白质
　　　　　　　　　，也可能引起细胞癌变。
2.基因重组是指在生物体进行　　　　的过程中，控制　　　　的基因的重新组合。基因重组的结果是产生　　　　和　　　　，不能产生___　　和　　　。
3.通常基因重组的两种类型是：　　　　　　　　　 。其中前者发生在
　　　　　　　(时期)，会造成　　　　　　　　　　　　　　　　；后者发生在
　　　　　　　　(时期)，会造成_______________________　　　　。
×
√
×
×
细胞正常的生长和增殖
活性过强
抑制细胞的生长和增殖，或者促进细胞凋亡
活性减弱或失去活性
有性生殖
不同性状
新基因型
重组性状
新基因
新性状
自由组合型、交换型
减数分裂Ⅰ后期
非同源染色体上非等位基因自由组合
减数分裂Ⅰ前期
染色单体上的非等位基因
重新组合
5.2 染色体变异
第5章 基因突变及其他变异
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)。
姓名：胡一舟
出生：1978.4.1
智商：30 （正常人的最低70）
病因：比正常人多了一条21号染色体
简介：自1999年1月在保利剧场进行第一场指挥表演以来，至今已演出20场，与国内外十余家交响乐团进行过合作。
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。
定 义
类 型
染色体变异
结构变异
数目变异
细胞内个别染色体增加或减少
细胞内染色体组成倍增加或成套减少
二倍体和多倍体
单倍体
染色体变异
一、染色体数目的变异
（一）染色体数目变异的类型
1.个别染色体的增加或减少
正常果蝇
（2n=8）
增加一条
（8+1）
减少一条
（8-1）
实例1：唐氏综合征即21三体综合征 (又称先天性愚型或Down综合征)
病因：
表现：
智力低于常人
特殊面容
生长发育障碍
多发畸形
多了一条21号染色体
一、染色体数目的变异
1.个别染色体的增加或减少
病因：
表现：
少了一条X染色体
身材较矮
性腺发育不良
实例2：女性Turner综合征
一、染色体数目的变异
（一）染色体数目变异的类型
1.个别染色体的增加或减少
形成个别染色体的增加或减少原因是什么呢？
一、染色体数目的变异
（一）染色体数目变异的类型
1.个别染色体的增加或减少
一、染色体数目的变异
（一）染色体数目变异的类型
次级性母细胞
1.个别染色体的增加或减少
①减I正常，减II异常
1/2异常
一、染色体数目的变异
（一）染色体数目变异的类型
1.个别染色体的增加或减少
次级性母细胞
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。
②减I异常，减II正常
全部异常
一、染色体数目的变异
（一）染色体数目变异的类型
2.以染色体组的形式成倍地增加或减少
正常果蝇
（2n=8）
增加一套
（3n=12）
减少一套
（n=4）
细胞中的一套完整的非同源染色体
（1）染色体组概念：
（2）染色体组分组方法：
凡是大小形态相同的分开（同源染色体分开）
大小形态不同的分到一组（都是非同源染色体）
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。
X
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Y
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
X
Y
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅱ
Ⅲ
雄果蝇染色体组成
一个染色体组
一个染色体组
一、染色体数目的变异
2.以染色体组的形式成倍地增加或减少
（3）染色体组的特征：
特征
本质上
1
形态上
2
功能上
3
一个染色体组不含同源染色体，不含等位基因。
各不相同
各不相同，但携带生物生长、发育、遗传和变异的一整套遗传信息。
一、染色体数目的变异
2.以染色体组的形式成倍地增加或减少
图示 染色体组数 每1个染色体组的染色体条数 1个染色体组的图示
3
2
2
3
4
1
根据我们刚才所学的知识，请完成下表。
一、染色体数目的变异
2.以染色体组的形式成倍地增加或减少
一、染色体数目的变异
拓展：染色体组数的判断技巧
方法1：根据染色体的形态判断
细胞中形态相同的染色体有几条，就含有几个染色体组。
1个染色体组
4个染色体组
3个染色体组
一个染色体组
有 条染色体
一个染色体组
有 条染色体
一个染色体组
有 条染色体
3
2
5
染色体组数＝ ，
一个染色体组中的染色体数＝ 。
形态相同的染色体的条数
不同形态染色体的种类数
一、染色体数目的变异
拓展：染色体组数的判断技巧
方法2：根据基因型判断
控制同一性状的基因有几个，就含几个染色体组
例：基因型为AaaBBb 的个体有 个染色体组
基因型为AaBb 的个体有 个染色体组
3
2
4个染色体组
一、染色体数目的变异
3个；3条
1个；4条
2个；4条
3个；2条
4个；3条
4个；2条
1个；4条
2个；2条
1.判断细胞含几个染色体组？每组有几条染色体？
　实战训练　
一、染色体数目的变异
（二）二倍体与多倍体
1.二倍体
由受精卵发育而来，体细胞中含有两个染色体组的个体。
2N=8
2N=24
2N=46
2N=20
在自然界，几乎全部动物和过半数的高等植物都是二倍体。
（1）概念：
一、染色体数目的变异
（1）二倍体
2n
二倍体(♀)
雌配子
n
减数分裂
2n
二倍体(♂)
受精作用
2n
受精卵
雄配子
n
减数分裂
2n
二倍体
发育
有丝分裂
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。
一、染色体数目的变异
（1）概念：
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。
（二）二倍体与多倍体
2.多倍体
普通小麦（六倍体）
菊花（六倍体）
葡萄（三/四倍体）
同源染色体不分离
染色单
体分开
减数分裂I后期同源染色体不分离
染色体组加倍
染色体组加倍
同源染色分离
染色单体进入同一极
染色体组加倍
减数分裂Ⅱ后期，着丝粒分裂后，姐妹染色单体进入同一个子细胞中
异常配子与正常的配子结合，发育成的个体的体细胞中有几个染色体组
一、染色体数目的变异
2n
二倍体(♀)
2n
二倍体(♂)
受精作用
3n
受精卵
雄配子
n
减数分裂
发育
3n
三倍体
有丝分裂
2n
异常雌配子
减数分裂
出错
②形成原因：
4n
四倍体(♀)
2n
二倍体(♂)
受精作用
3n
受精卵
雄配子
n
减数分裂
发育
3n
三倍体
有丝分裂
2n
雌配子
减数分裂
一、染色体数目的变异
③优缺点：
四倍体番茄的维生素C含量比二倍体的几乎增加了一倍。
四倍体水稻平均粒重10克
二倍体平均粒重6克
优点： 茎秆粗壮，叶片、果实和种子都比较大。
缺点： 生长发育延迟，结实率低。
一、染色体数目的变异
无子西瓜
香蕉
一般不可育：
由于原始生殖细胞中有3套非同源染色体，减数分裂时会出现联会紊乱，不能形成可育的配子。所以三倍体的生物一般不可育。
拓展：人工诱导多倍体及其应用
多倍体育种
（1）方法：
（2）处理对象：
（3）原理：
低温处理，
秋水仙素诱发。
目前常用、最有效
萌发的种子或幼苗。
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。
前期
中期
间期
后期
DNA复制
末期
染色体数目加倍
秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，抑制纺锤体形成。
无纺锤体牵引，细胞不能正常分裂，染色体不能移向两级。
注意：着丝粒是自动分裂，不需要纺锤丝牵引。
间期
4条染色体
8条染色体
4条染色体
8条染色体
无纺缍体形成
无纺缍丝牵引
着丝粒正常分裂
细胞不能分裂
正常
异常
染色体加倍原因：
秋水仙素处理萌发的种子或幼苗
抑制有丝分裂前期纺锤体形成
着丝粒的分裂是水解酶作用结果，不是纺锤丝牵引的结果（先分裂后牵引）
即使没有纺锤丝，着丝点依旧会分裂
如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滴在二倍体西瓜幼苗的芽尖？
芽尖有丝分裂旺盛，当秋水仙素作用于正在分裂的细胞时，能够抑制纺锤体的形成，导致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。
2、四倍体西瓜植株做母本产生的雌配子中含有几个染色体组？获得的四倍体植株为何要与二倍体杂交？
雌配子中含有2个染色体组；四倍体植株与二倍体植株杂交可获得三倍体植株。
拓展：人工诱导多倍体及其应用
3、在无子西瓜培育的过程中用二倍体给三倍体传粉的目的是什么？
促进子房发育成果实。
4、三倍体无子西瓜的果实中没有种子的原因是什么？
三倍体西瓜的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，不能形成可育的配子。
6、无子西瓜每年都要制种，很麻烦，有没有别的替代方法？
三倍体在进行减数分裂时有可能形成了正常的卵细胞，从而形成正常的种子，
但这种概率特别小。
5、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。
进行无性繁殖，将三倍体西瓜植株进行组织培养获得大量的组织苗，再进行移栽。
拓展：人工诱导多倍体及其应用
7、用秋水仙素处得到植株是各个部分的细胞都含有4个染色体组吗？
根部细胞未变，未用秋水仙素处理；
8、二倍体与四倍体谁做父本？谁做母本？
二倍体父本，四倍体母本（多倍体优点）
9、第一年得到的三倍体西瓜有种子吗？
有种子，因为其父、母可正常减数分裂
二倍体
授粉
二倍体
（父本）
四倍体
（母本）
三倍体
联会紊乱
无子西瓜
秋水仙素
授粉
10、第一年得到的三倍体西瓜是不是所有的地方都是三倍体？
果皮种皮都是由西瓜体细胞发育来的,所以是有4个染色体组;所以第一年得到的西瓜应是四倍体西瓜,其中的种子是三倍体的
拓展：人工诱导多倍体及其应用
【典例2】如图是无子西瓜培育的过程，下列有关叙述错误的是(　　)
A．①过程也可进行低温诱导处理，与秋水仙素的作用原理不同
B．三倍体植株不育的原因是在减数分裂过程中联会发生紊乱
C．培育得到的无子西瓜与二倍体有子西瓜相比个大、含糖量高
D．要得到无子西瓜，需每年制种，很麻烦，所以可用无性繁殖进行快速繁殖
A
【针对训练2】)为获得果实较大、含糖量较高的四倍体葡萄(4n＝76)，常用一定浓度的秋水仙素溶液处理二倍体葡萄茎段上的芽，然后将茎段扦插栽培成新植株。研究结果显示：新植株中约40%的细胞染色体被诱导加倍。这种植株同时含有2n细胞和4n细胞，称为“嵌合体”。有关“嵌合体”的叙述，正确的是(　　)
A．秋水仙素诱导染色体数目加倍的原理是抑制间期纺锤体的形成
B．在生命活动中，4n细胞内染色体组数目最多出现在有丝分裂后期
C．“嵌合体”根尖分生区的部分细胞含19条染色体
D．若该个体自交，后代中不可能出现三倍体
B
实验：低温诱导植物细胞染色体数目的变化
1.实验原理
(1)低温处理:低温处理植物的____________,
能够抑制________的形成,导致染色体不能
移向细胞两极,从而引起细胞内染色体数目______。
(2)染色体染色:
染色体容易被__________染成深色,用质量浓度为0.01 g/mL的______溶液染色。
分生组织细胞
纺锤体
加倍
碱性染料
甲紫
培养不定根
低温诱导
1.将洋葱在冰箱冷藏室内放置一周。取出后,放在装满清水的容器上方,让洋葱的底部接触水面,于室温(约25°C )进行培养。
2.待蒜长出约1 cm长的不定根时，将整个装置放入冰箱冷藏室内，诱导培养48~72 h。
3.剪取诱导处理的根尖0.5~1 cm,放人卡诺氏液中浸泡0.5~1 h，以固定细胞的形态，然后用体积分数为95%的酒精冲洗2次。
4.解离→漂洗→染色→制片
5. 先用低倍镜寻找染色体形态较好的分裂象。视野中既有正常的二倍体细胞，也有染色体数目发生改变的细胞。确认某个细胞发生染色体数目变化后，再用高倍镜观察。
诱导培养
固定
细胞形态
制作装片
观察
2. 实验过程
实验：低温诱导植物细胞染色体数目的变化
实验：低温诱导植物细胞染色体数目的变化
探究.实践：低温诱导植物细胞染色体数目的变化
4.实验结果
5.实验结论
低温能诱导植物细胞染色体数目加倍。
1.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
体积分数为95%的酒精 冲洗卡诺氏液处理过的根尖
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
清水 漂洗解离后的根尖约10 min
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
固定细胞形态
洗去卡诺氏液
解离根尖细胞
洗去解离液
使染色体着色
实验：低温诱导植物细胞染色体数目的变化
请根据教材“低温诱导植物细胞染色体数目的变化”的实验，思考并回答下列问题：
1．该实验中显微镜下观察到的植物细胞是死的，还是活的？
2．低温能诱导植物细胞染色体数目发生变化的机理是什么？
3．低温诱导植物细胞染色体数目的变化时，是不是温度越低效果越好？
4．该实验是使所有的植物细胞中染色体数目都加倍了吗？
死的。因为植物细胞经过卡诺氏液固定后已经死亡。
用低温处理植物的分生组织细胞，能够抑制纺锤体的形成，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了变化。
不是，必须是“适当低温”(4 ℃)。温度过低会对植物细胞造成伤害。
不是，只有部分细胞染色体数目加倍，绝大多数植物细胞染色体没有加倍。
实验：低温诱导植物细胞染色体数目的变化
【典例3】关于低温诱导洋葱(2n＝16)染色体数目变化的实验，下列叙述正确的是(　　)
A．原理：低温抑制染色体的着丝粒分裂，使子染色体不能移向细胞的两极
B．解离：用卡诺氏液和酒精处理经低温诱导的根尖可使细胞分离开
C．染色：用甲紫溶液可以使染色体染色
D．观察：显微镜下可以看到大多数细胞的染色体数目发生改变
C
【针对训练3】关于“低温诱导植物细胞染色体数目的变化”的实验(以洋葱为例)，下列叙述不正确的是(　　)
A．观察到的细胞中处于分裂间期的细胞最多
B．在显微镜视野内可观察到二倍体细胞和四倍体细胞
C．在高倍显微镜下可以观察到细胞从二倍体变为四倍体的过程
D．在诱导染色体数目变化方面，低温处理与秋水仙素诱导的原理相似
C
一、染色体数目的变异
3.单倍体
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。
(1)概念：
（2）成因：
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
（3）代表生物：蜜蜂中的雄蜂
蜂王 雄蜂 工蜂
32条 16条 32条
由配子（如卵细胞、花粉等）直接发育而来的个体。
一、染色体数目的变异
3.单倍体
（4）特点
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
原因：体细胞染色体组数一般为奇数，当其进行减数分裂形成配子时，由于同源染色体联会紊乱，不能产生正常的配子。
单倍体育种
1.过程：
二倍体植株
花药离体培养
单倍体植株
秋水仙素处理
二倍体植株（纯合子）
2.原理：
染色体变异
3.优点：
（1）明显缩短育种年限
（2）纯合体，自交后代不会发生性状分离
注意：秋水仙素只能处理萌发的幼苗
技术复杂，需与杂交育种配合
4.缺点：
一、染色体数目的变异
现有纯合的高秆抗病的小麦（DDTT）和矮秆不抗病的小麦（ddtt），怎样得到矮秆抗病的优良品种（ddTT）？用遗传图解表示出来。
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
单倍体育种
单倍体、二倍体和多倍体的判断方法
看发育起点
单倍体、二倍体和多倍体的判断方法
(1)如果生物体由受精卵(或合子)发育而成，体细胞中含有几个染色体组，
该生物就称为几倍体。
(2)如果生物体是由生殖细胞——卵细胞或花粉直接发育而成，无论体细
胞中含有几个染色体组，都称为单倍体。
小结：单倍体、二倍体、多倍体的比较
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）
二、染色体结构的变异
1.类型
——①缺失：染色体的某一片段缺失，导致基因数目减少。
果蝇缺刻翅的形成
正常翅
缺刻翅
猫叫综合征
二、染色体结构的变异
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
二、染色体结构的变异
1.类型
——②重复：染色体增加了某一片段，导致基因数目增加。
正常眼
棒状眼
二、染色体结构的变异
1.类型
——③易位：染色体某一片段移接到另一条非同源染色体上，导致基
因排列顺序改变。
正常眼
花斑眼
果蝇花斑眼的形成
人慢性粒细胞白血病
二、染色体结构的变异
易位现象与基因重组中的交叉互换很相似，他们一样吗？
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
二、染色体结构的变异
1.类型
——④倒位：染色体某一片段位置颠倒，导致基因排列顺序改变。
果蝇卷翅的形成
人9号染色体倒位导致习惯性流产
缺失
重复
倒位
类型
易位
基因数目增加
结果 ：
基因数目减少
结果 ：
基因排列顺序改变
结果 ：
基因排列顺序改变
结果 ：
二、染色体结构的变异
二、染色体结构的变异
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，有的甚至会导致生物体死亡。
2. 结果
3. 影响：
二、染色体结构的变异
三种变异比较
项 目 基因突变 基因重组 染色体变异
本 质
发生时期
观 察
适用范围
产生结果
共同点 基因结构的改变
基因的重新组合
染色体结构或数目发生变化
DNA复制时期
减数分裂Ⅰ
减数分裂 、有丝分裂
光学显微镜下
无法观察
光学显微镜下
无法观察
光学显微镜下
可以观察
任何生物
真核生物、有性生殖
真核生物
产生新的基因
只改变基因型
基因“数量”上发生变化
都是可遗传的变异
课堂小结
染色体变异
染色体数目变异
染色体结构变异
个别染色体增减
以染色体组的形式增减
定义 辨别 二倍体 多倍体 单倍体
类型 结果
缺失
重复
易位
倒位
定义
形成原因
特点
应用
感谢您的观看！

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