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第5章 基因突变及其他变异
第2节 染色体变异
变异
不可遗传变异
可遗传变异
由环境不同引起，遗传物质没有改变，不能进一步遗传给后代。
生殖细胞内的遗传物质发生了改变，其后代将继承这种改变。
基因突变
基因重组
染色体变异
染色体数目变异
染色体结构变异
生物体的体细胞或生殖细胞内染色体数目或结构的变化，称为染色体变异。
学习目标
1.通过模型构建生成染色体组的概念，能比较并区分
二倍体、多倍体和单倍体的特点。（科学思维）
2.探究多倍体育种和单倍体育种的操作过程，能够概述
其原理和优缺点。（科学探究）
3.认同生命的多样性与复杂性，激发对生命现象的探究意
识；形成关注健康、关爱生命的社会责任感。
（生命观念、社会责任感）
一、染色体数目变异
1932年美国科学家布里吉斯用X射线照射雌果蝇，得到了一些异常的卵细胞。
请同学们紧跟科学家脚步，模拟以下3种情况下产生的卵细胞染色体组成。
资料1
【小组活动探究一】
果蝇卵原细胞
(特殊的体细胞）
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
要求：
第1、2、3组模拟第1种情况正常减数分裂
第4、5、6组模拟第2种情况全部同源染色体都不分离
第7、8、9组模拟第3种情况Ⅳ号同源染色体不分离
正常减数分裂
同源染色体全部不分离
Ⅳ号染色体不分离
【模型构建】请同学们紧跟科学家脚步，模拟该卵细胞在以下3种情况下产生的卵细胞染色体组成。
1.正常减数分裂
2.同源染色体全部不分离
3.Ⅳ号同源染色体不分离
果蝇卵原细胞
(特殊的体细胞）
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
或
1.正常卵细胞中有哪几条染色体？
这些染色体在形态、大小和功能上有什么特点？
观察正常卵细胞染色体组成模型，小组思考讨论以下问题：
2.生物性状由什么控制？
如果卵细胞缺少1条染色体，能否正常控制生物性状？
3.若卵细胞中的染色体称为一个染色体组，那么果蝇体细胞中有几个染色体组？
Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X
形态、大小、功能各不相同
基因
不能
2
思考
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。每套非同源染色体称为一个染色体组。
一组非同源染色体（各种形态取1条）
染色体组中，染色体的形态、大小、功能各不相同
含有该物种生长、发育、遗传、变异的全套遗传信息
【小结】染色体组的特点
一、染色体数目变异
即时检测：请判断下列细胞中含有多少个染色体组数
方法一：根据染色体形态判断
方法二：根据基因型判断
相同读音的英文字母出现几次，
就有几个染色体组
一、染色体数目变异
同种形态的染色体有几条，则有几个染色体组
⑤
⑥
⑦
⑧
不论大小写
卵原细胞
正常减数分裂
同源染色体全部不分离
Ⅳ号染色体不分离
受精卵
2个染色体组
3个染色体组
【探究2】假设这些卵细胞都能正常受精，那么形成的受精卵将会有怎样的染色体组成呢？
卵细胞
细胞内个别染色体的增加
细胞内个别染色体的减少
或
染色体数目变异
细胞内个别染色体的增加或减少
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
实例2：男性Klinefelter综合征（又称XXY综合征、克氏综合征）
病因：
表现：
多了一条X染色体
身材较高 性腺发育不良
有女性特征
染色体数目变异
病因：
表现：
少了一条X染色体
身材较矮
性腺发育不良
实例3：女性Turner综合征
细胞内个别染色体的增加或减少
卵原细胞
正常减数分裂
同源染色体全部不分离
Ⅳ号染色体不分离
受精卵
2个染色体组
3个染色体组
二倍体
三倍体
【探究2】假设这些卵细胞都正常受精，那么受精卵将会有怎样的染色体组成呢？
卵细胞
细胞内个别染色体的增加
细胞内个别染色体的减少
染色体数目变异
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
在自然界中，几乎全部动物和过半数的高等植物都是二倍体。常用n表示一个染色体组中染色体的数。例如：果蝇 2n = 8
返回12
染色体数目变异
由受精卵发育而来，体细胞中含有三个染色体组的个体。
三倍体
三倍体生物为什么不能形成可育种子？
是真的一粒种子都没有吗？
由于原始生殖细胞中有三套非同源染色体，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没有种子，即不可育。
返回12
染色体数目变异
由受精卵发育而来，体细胞中含有四个染色体组的个体。
四倍体
马薯（4n=48）
棉花（4n=52）
山药（4n=40）
葱（4n=32）
染色体数目变异
由受精卵发育而来，体细胞中含有三个及三个以上染色体组。
多倍体
小麦（六倍体）
菊花（六倍体）
葡萄（三/四倍体）
小结
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。
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，一般是不可育的。
染色体数目变异
优点
缺点
①茎秆粗壮；
②叶片、果实和种子都比较大；
③糖类和蛋白质等营养物质的含量都有所增加。
结实率低，晚熟
二倍体葡萄
四倍体葡萄
二倍体草莓
四倍体草莓
帕米尔高原自然条件变化很剧烈。经调查发现那里的植物65%的植物出现染色体加倍现象，形成多倍体植物。
资料2
能否用人工的方式处理植物以获得多倍体呢？
染色体数目变异
人工诱导多倍体（P88)
低温处理、秋水仙素诱导植物细胞染色体数目的变化
正常细胞
染色体加倍细胞
低温处理（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，以致影响细胞有丝分裂中染色体不能被拉向两极，从而引起细胞内染色体数目加倍。染色体数目加倍的细胞继续进行有丝分裂，就可能发育成多倍体植株。
材料：
方法：
原理：
萌发的种子或幼苗，因为它们的有丝分裂旺盛。
用低温处理植物的分生组织细胞
作用时期：
有丝分裂前期
染色体数目变异的应用
人工诱导多倍体——无籽西瓜
秋水仙素诱导
卵
幼虫
受精卵
持续获得蜂王浆
未受精的卵
2n=32
n=16
n=16
2n=32
蜂王
工蜂
雄蜂
受精卵
2n=32
由配子发育而来，体细胞染色体数目与本物种配子染色体数目相同。
单倍体
返回12
染色体数目变异
n=16
染色体数目变异
由配子发育而来，体细胞染色体数目与本物种配子染色体数目相同。
单倍体
与正常二倍体植株相比，单倍体植株弱小，且高度不育。
体细胞：2N=32
配　子：
减数分裂
单倍体：
发育
N=16
16（N）
N=16（N）
染色体数相等
特点
单倍体植物植株弱小，且高度不育，那么它有运用何价值呢？
染色体数目变异
思考
请自主阅读教材P89，请尝试构建出单倍体育种的过程。
花药
离体培养
单倍
体幼苗
秋水仙素处理
纯合体
优良性
状纯合体
筛选
注意：秋水仙素只能处理萌发的幼苗
染色体数目变异
原理：
染色体变异
优点：
明显缩短育种年限
技术复杂，需与杂交育种配合
缺点：
纯合体，自交后代不会发生性状分离
染色体数目变异
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
第一年
第二年
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？
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？获得的四倍体西瓜为何要与二倍体杂交？
四倍体植株上结的西瓜是无籽西瓜吗？
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。
每年都要制种，有没有别的替代方法？
促进子房发育成果实
获得三倍体种子
课堂总结

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