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(共33张PPT)
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
野生祖先种马铃薯
（多种颜色）
栽培品种马铃薯
（一般都为黄色）
野生祖先种 栽培品种（马铃薯）
野生祖先种香蕉
（有籽）
栽培品种香蕉
（无籽）
野生祖先种 栽培品种（香蕉）
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
第5章　基因突变及其他变异
染色体变异
第2节
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
染色体变异的概念及类型
正常果蝇
（2n=8）
增加一条
减少一条
减少一套
概 念
类 型
生物体的_______或___________内染色体______或_______的变化
体细胞
生殖细胞
数目
结构
染色体组
增加一套
①场所
②类型
以 为基数成倍地增加或减少
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
染色体变异的概念及类型
概 念
类 型
生物体的_______或___________内染色体______或_______的变化
体细胞
生殖细胞
数目
结构
染色体组
①场所
②类型
以 为基数成倍地增加或减少
野生马铃薯
配子中染色体
2N
野生马铃薯
体细胞中染色体
N
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
染色体变异的概念及类型
概 念
类 型
生物体的_______或___________内染色体______或_______的变化
体细胞
生殖细胞
数目
结构
染色体组
①场所
②类型
以 为基数成倍地增加或减少
1个染色体组
①本质：一组非同源染色体
②形式：大小、形态和功能各不相同。
③功能：含有该物种生长、发育、遗传和变异的全套遗传信息。
项目
染色体组数
每个染色体组内染色体数
3
3
2
3
1
4
4
2
2
2
补充：染色体组数判断
方法一：根据染色体形态判断
规律：染色体组数＝形态相同的染色体的条数，
一个染色体组中的染色体数＝不同形态染色体的种类数。
方法二：根据基因型判断
规律：染色体组数＝控制同一性状的基因的个数。
项目
染色体组数
1
2
3
4
补充：染色体组数判断
方法三： 根据染色体数目和染色体形态数确定染色体组的数目
规律：染色体组数=细胞内染色体数目/染色体形态数。
16/4=4
3个
1个
2个
3个
4个
4个
1个
2个
请判断下列的细胞含几个染色体组？每组有几条染色体？
课堂练习
1、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）
一、染色体数目变异
项目 单倍体 二倍体 多倍体
概念 体细胞染色体数与本物种 　　染色体数相同的个体 体细胞中含有两个 　　　　　的个体 体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体
发育起点 _____ 受精卵(通常是) 受精卵(通常是)
植株 特点 正常可育
配子
染色体组
配子
染色体组数 2
形 成 原 因 自然 单性生殖 正常的有性生殖 环境条件剧变(如低温)
人工 ____________ 秋水仙素处理___________ 秋水仙素处理______________
≥1
≥3
花药离体培养
单倍体幼苗
萌发的种子
或幼苗
（偶数个染色体组，一般可育）
①植株弱小
②高度不育
①茎秆粗壮；
②叶片、果实和种子较大；
③营养物质含量丰富
1、单倍体、二倍体、多倍体的比较
一、染色体数目变异
方法
处理对象
原理
应用
2、人工诱导多倍体育种
一、染色体数目变异
用秋水仙素诱发或用低温处理
萌发的种子或幼苗
能够抑制纺锤体的形成
三倍体无子西瓜的培育、含糖量高的甜菜等
阅读课本，找出人工诱导多倍体的方法、处理对象、原理及应用，完成下表。
染色体复制
着丝粒分裂
4条染色体
前期：无纺锤丝形成
无纺锤丝牵引
不分裂
8条染色体
剧毒
诱导率低
分裂能力强
时期：前期
强调：着丝粒的分裂是——自动的，纺锤丝的作用是——牵引染色体移向两极。
2、人工诱导多倍体育种
一、染色体数目变异
——三倍体西瓜的培育
① 为什么以一定浓度的秋水仙素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细胞有丝分裂时形成纺锤体，导致细胞内染色体数目加倍，从而得到四倍体植株。
第一年：制种
授粉
（♀）
（♂）
2、人工诱导多倍体育种
一、染色体数目变异
——三倍体西瓜的培育
② 获得的四倍体西瓜为何要与二倍体杂交？联系①问说出产生多倍体的基本途径。
杂交可以获得三倍体种子。
秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。
2n
2n
4n
2n
3n
4n
第一年：制种
授粉
（♀）
（♂）
2、人工诱导多倍体育种
一、染色体数目变异
——三倍体西瓜的培育
2n
2n
4n
2n
3n
4n
二倍体（ ♂ ）
授粉
第二年：得瓜
三倍体（ ♀ ）
同源染色体
联会紊乱
三倍体无子西瓜
③ 三倍体西瓜为什么没有种子？真的一颗都没有吗？
三倍体植株一般不能进行正常的减数分裂形成配子（同源染色体联会紊乱)
但是，偶尔可能在减数分裂时形成正常配子，从而形成正常种子，但这种概率特别小。
3n
2n
3n
第一年：制种
授粉
（♀）
（♂）
2、人工诱导多倍体育种
一、染色体数目变异
——三倍体西瓜的培育
2n
2n
4n
2n
3n
4n
二倍体（ ♂ ）
授粉
第二年：得瓜
三倍体（ ♀ ）
同源染色体
联会紊乱
三倍体无子西瓜
3n
2n
3n
④ 两次传粉的目的分别是什么？
第一次传粉杂交获得三倍体种子；第二次传粉刺激子房发育成果实。
第一年：制种
授粉
（♀）
（♂）
2、人工诱导多倍体育种
一、染色体数目变异
——三倍体西瓜的培育
2n
2n
4n
2n
3n
4n
二倍体（ ♂ ）
授粉
第二年：得瓜
三倍体（ ♀ ）
同源染色体
联会紊乱
三倍体无子西瓜
3n
2n
3n
⑤ 每年都要制种，很麻烦，有没有别的替代方法 ？
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。
1. 二倍体西瓜的染色体组成是2n＝22，如图是培育三倍体无子西瓜的流程图。 下列分析正确的是（ ）
A. 西瓜细胞一个染色体组含有11条同源染色体
B. ①②③表示杂交过程，杂交过程发生基因重组
C. 四倍体(♀)提供的生殖细胞含有两个染色体组
D. 三倍体(♀)因不能进行减数分裂而不能结出种子
课堂练习
一个染色体组中不含同源染色体
C
同源染色体联会紊乱，因此不能形成可育的配子，从而不能结出种子
人工授粉
杂交
人工诱导染色体数目加倍
探究.实践 低温诱导植物细胞染色体数目的变化
1.实验原理
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，
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变化。
再次强调：着丝粒是自动分裂的，纺锤丝作用：牵引染色体移向两极。
探究.实践 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
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1cm长的不定根时，将整个装置放入冰箱冷藏室内，诱导培养48~72h。
剪取诱导处理的根尖0.5~1cm，放人卡诺氏液中浸泡0.5~1h，
然后用体积分数为95%的酒精冲洗2次。
解离（15%盐酸+ 95%酒精）→漂洗（清水）→染色（甲紫溶液）→制片
先用低倍镜寻找染色体形态较好的分裂象。
再用高倍镜观察。
（一）
诱导培养
（二）
固定细胞形态
（三）
制作装片
（四）观察
2.实验过程
低温持续时间过长，会影响细胞的各项功能，甚至死亡
显微镜下观察到的是死细胞
几种试剂的作用
固定细胞形态
洗去卡诺氏液
解离根尖细胞
洗去解离液
对染色体着色
只有少部分细胞实现染色体加倍，大部分仍为二倍体分裂状态。
探究.实践 低温诱导植物细胞染色体数目的变化
3.实验结果
3、单倍体育种
一、染色体数目变异
二倍体植株
花药离体培养
单倍体植株
秋水仙素处理萌发的幼苗
二倍体植株
（纯种）
①过程：
②原理：
染色体变异
③优点：
a.明显缩短育种年限
b.纯合体，自交后代不会发生性状分离
技术复杂，需与杂交育种配合
④缺点：
减数
分裂
高秆抗病DDTT
×
矮秆不抗病ddtt
DT
dT
Dt
dt
DT
dT
Dt
dt
花药离体培养
秋水仙素诱导加倍
DdTt
举例：用高秆抗病(DDTT)和矮秆不抗病(ddtt)小麦品种，培育矮秆抗病小麦
配子
单倍体幼苗
二倍体植株
DDTT
ddTT
DDtt
ddtt
F1
P
（纯种）
第1年
第2年
用纯种的高秆抗锈病(DDTT)小麦与矮秆易染锈病(ddtt)小麦培育矮秆抗锈病
小麦新品种的方法如图所示。下列有关此育种方法的叙述，正确的是（ ）
A. 过程①的作用原理为染色体变异
B. 过程③必须经过受精作用
C. 过程④必须使用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗
D. 此育种方法选出的符合生产要求的品种占1/4
①表示杂交，其原理为基因重组
③常用的方法为花药离体培养
单倍体高度不育，不产生种子
课堂练习
D
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

连续
第1年
第2年
第3-6年
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
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
杂交育种与单倍体育种
需要的纯合矮抗品种
需要的纯合矮抗品种
优点：单倍体育种能明显缩短育种年限，子代均为纯合子。
染色体的某一片段消失
正常翅
缺刻翅
a
b
c
d
e
f
实例：果蝇缺刻翅的形成
1、缺失
二、染色体结构变异
染色体增加了某一片段
正常眼
棒状眼
a
b
c
d
e
f
b
实例：果蝇棒状眼的形成
二、染色体结构变异
2、重复
染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上
正常眼
花斑眼
a
b
c
d
e
f
g
h
i
j
k
实例：果蝇花斑眼的形成
二、染色体结构变异
3、易位
染色体的某一片段位置颠倒引起的变异
正常翅
卷翅
c
d
e
f
a
b
a
f
b
c
d
e
b
c
d
e
实例：果蝇卷翅的形成
二、染色体结构变异
4、倒位
染色体结构上的缺失、重复、易位和倒位
染色体上的基因数量、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，有的甚至导致生物体死亡。
影响
结果
思考1：染色体结构变异中基因的结构发生变化了吗？
二、染色体结构变异
下图为显微镜观察的变异杂合子染色体联会异常现象，通过图示辨析染色体结构变异的类型。
缺失 重复 易位 倒位
课堂练习
思考2：染色体易位与染色体互换的区别
图解
区别 位置
原理
观察
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
染色体结构变异
基因重组
可在显微镜下观察到
在显微镜下观察不到
染色体易位
染色体互换
二、染色体结构变异
项 目 基因突变 基因重组 染色体变异
本 质
产生结果
发生时期
光镜观察
适用范围
育种应用
意义
共同点 总结：基因突变、基因重组和染色体变异
基因结构的改变
原有基因的重新组合
染色体结构或数目发生变化
间期（DNA复制时期）
减数分裂Ⅰ 前期和后期
减数分裂 、有丝分裂
无法观察（分子水平）
无法观察（分子水平）
可以观察（细胞水平）
任何生物
真核生物的有性生殖过程
真核生物
产生新的基因
产生新的基因型
基因的“数量”改变
都是可遗传的变异
诱变育种
杂交育种
单倍体、多倍体育种
新基因产生的途径；
生物变异的根本来源；
为进化提供了丰富的原材料
生物变异的来源之一，
对生物进化具有重要意义
生物变异的来源之一，
对生物进化具有重要意义
练习与应用P91
一、概念检测
1 、× × × 2 、D 3 、C
4、
生物种类 豌豆 普通小麦 小黑麦
体细胞中的染色体数/条 14 42 56
配子中的染色体数/条 7 21 28
体细胞中染色体组数 2 6 8
配子中的染色体组数 1 3 4
属于几倍体生物 二倍体 六倍体 八倍体
二、拓展应用
1、可能的原因是，二倍体植株经减数分裂形成配子后，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时的紊乱，不能形成正常的配子，因此就不能繁殖后代。

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