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第1课时
染色体数目的变异
及其应用
第5章 基因突变及其他变异
第2节 染色体变异
学习目标
1.说出染色体组、二倍体、多倍体和单倍体的概念。(重点)
2.描述单倍体育种和多倍体育种的原理和操作过程。(重、难点)
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他们的祖先大不相同，如马铃薯和香蕉（见右表）。
1.根据前面所学减数分裂的知识，试着完成该表格。
配子染色体条数依次：12、24、11、异常。
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
马铃薯和香蕉的染色体数目表
12
24
11
异常
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他们的祖先大不相同，如马铃薯和香蕉（见右表）。
2.为什么平时吃的香蕉是没有种子的？
因为香蕉栽培品种体细胞中的染色体数目是33条，减数分裂时染色体联会紊乱，不能形成正常的配子，因此无法形成受精卵，进而不能形成种子。
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
马铃薯和香蕉的染色体数目表
12
24
11
异常
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他们的祖先大不相同，如马铃薯和香蕉（见右表）。
3.分析表中数据，你还能提出什么问题吗？能否发挥想象力作出一些推测呢？
能形成种子的植物，其体细胞染色体数一定是偶数吗？栽培的香蕉体细胞的染色体数目不是偶数，它是怎样形成的呢？又是如何繁殖下一代的？
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
马铃薯和香蕉的染色体数目表
12
24
11
异常
01　
染色体组、二倍体、多倍体和单倍体的概念
1
染色体变异
（1）概念
生物体的体细胞或生殖细胞内染色体 或 的变化，称为染色体变异。
染色体 的变异
染色体 的变异。
数目
结构
数目
结构
染色体变异在光学显微镜下可见
（2）类型
2
染色体数目变异的类型
唐氏综合征即21三体综合征- 多了一条21号染色体
（1）细胞内个别染色体的增加或减少
2
染色体数目变异的类型
Turner综合征 性腺发育不良—少了一条X染色体
（1）细胞内个别染色体的增加或减少
2
染色体数目变异的类型
(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地减少。
正常
增多
减少
3
二倍体和多倍体
（1）染色体组
Ⅱ
Ⅹ
Ⅲ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅳ
Y
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Y
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅹ
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。
3
二倍体和多倍体
一个染色体组具备的条件：
Ⅱ
Ⅹ
Ⅲ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅳ
Y
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Y
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅹ
（1）染色体组
3
含有控制生物性状的一整套基因，但不能重复。
2
所含的染色体形态、大小和功能各不相同；
1
不含有同源染色体；
3
二倍体和多倍体
（2）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。
3
二倍体和多倍体
（3）多倍体
香蕉是三倍体
马铃薯是四倍体
普通小麦是六倍体
由受精卵发育而来，体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体。
3
二倍体和多倍体
（3）多倍体
常常是茎秆粗壮，叶片、果实和种子都比较大，糖类和蛋白质等营养物质含量都有所增加。
生长缓慢，结实率低。
优
点
缺
点
3
二倍体和多倍体
以三倍体、四倍体为例
二倍体
四倍体
二倍体
杂交
三倍体
二倍体
减数分裂过程异常
染色体数目加倍的配子
染色体数目正常的配子
三倍体
四倍体
结合
有丝分裂过程染色体加倍
（3）多倍体
多倍体形成的过程
3
二倍体和多倍体
三倍体的原始生殖细胞中有三套非同源染色体，减数分裂时出现同源染色体联会紊乱，因此不能形成可育的配子。
（3）多倍体
三倍体不育的原因
4
单倍体
（1）概念：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。
正常物种二倍体
正常物种四倍体
1
2
3
4
5
1
2
3
4
5
1
2
3
4
5
1
2
3
4
5
1
2
3
4
5
1
2
3
4
5
1
2
3
4
5
1
2
3
4
5
1
2
3
4
5
单倍体（含1个染色体组）
单倍体（含2个染色体组）
4
单倍体
（2）成因
通常是未受精的卵细胞直接发育而成。例如蜜蜂、蚜虫在夏天进行的孤雌生殖。
受精卵2n=32
受精卵2n=32
未受精卵n=16
蜂王2n=32
蜂王2n=32
工蜂2n=32
雄峰n=16
4
单倍体
（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。
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。
1.判断正误
(1)一个染色体组中可能有同源染色体(　　)
(2)单倍体是由配子不经受精直接发育而成(　　)
(3)二倍体指的是体细胞中有两个染色体组的个体(　　)
(4)单倍体的体细胞中一定只含一个染色体组(　　)
×
×
×
×
2．细胞中染色体组数的判断
(1)根据染色体的形态判断染色体组的数量，并完成表格。
染色体组数
每个染色体组内染色体数
3
3
1
4
4
2
2
2
规律：染色体组数＝细胞内形态相同的染色体条数＝染色体数目/染色体形态数，一个染色体组中的染色体数＝不同形态染色体的种类数。
(2)根据基因型判断染色体组数
染色体组
4
2
3
1
规律：染色体组数＝控制某一性状的基因出现的次数。
2．细胞中染色体组数的判断
1．判断单倍体、二倍体、多倍体的方法
核心归纳
2．单倍体不一定仅含1个染色体组
单倍体一般只含有一个染色体组，但不一定只含1个染色体组，如四倍体的配子形成的单倍体的体细胞含两个染色体组。单倍体可能含同源染色体及等位基因，也可能可育并产生后代。
核心归纳
1．下列关于染色体组的叙述错误的是(　　)
A．由受精卵发育而来体细胞中含有两个染色体组的个体是二倍体
B．单倍体细胞中不一定只有一个染色体组
C．一个染色体组中各染色体的形态、功能各不相同，可互称为非同源染色体
D．无子西瓜的无子是因为其体细胞中没有染色体组
√
三倍体无子西瓜由于同源染色体是奇数条，减数分裂时联会紊乱，不能形成可育的配子，无子西瓜的果肉细胞含3个染色体组
2.如图所示细胞中所含的染色体，下列叙述正确的是(　　)
A．图a含有2个染色体组，图b含有3个染色体组
B．如果图b表示体细胞，则图b代表的生物一定是三倍体
C．如果图c代表由受精卵发育成的生物的体细胞，则该生物一定是二倍体
D．图d代表的生物一定是由卵细胞发育而成的单倍体
√
染色体组 4 3 2 1
该生物可能是三倍体，也可能是单倍体
也可能是精子
02　
单倍体育种和多倍体育种的原理和操作过程
1
多倍体育种的原理和操作过程
（1）原理
染色体数目变异
（2）过程
萌发的种子或幼苗 　 抑制纺锤体的形成 染色体不分离 细胞中染色体数目加倍 多倍体植株
秋水仙素处理
导致
导致
正常分裂、分化
1
多倍体育种的原理和操作过程
秋水仙素是从百合科植物秋水仙的种子和球茎中提取的一种植物碱。它是白色或淡黄色的粉末或针状结晶，有剧毒，使用时应当特别注意。
秋水仙
1
多倍体育种的原理和操作过程
(3)实例：三倍体无子西瓜的培育过程
第一年
① b过程传粉是为了杂交得到三倍体种子。
② 获取三倍体种子是在第一年四倍体植株上；获取三倍体无子果实则是在第二年的三倍体植株上。
③ 无子的原因：三倍体西瓜进行减数分裂时，由于同源染色体联会紊乱，不能产生可育配子。
授粉
三倍体
（母本）
（父本）
无子西瓜
三倍体
（母本）
二倍体（父本）
授粉
第二年
b
2
单倍体育种的原理和操作过程
(1)原理
染色体数目变异
(2)过程
单倍体育种示意图
用高秆抗病(DDTT)和矮秆不抗病(ddtt)小麦品种，培育矮秆抗病小麦的过程，见右图：其中单倍体育种的核心步骤为①花药离体培养、②秋水仙素处理单倍体幼苗诱导染色体数目加倍。
2
单倍体育种的原理和操作过程
（3）特点
与杂交育种相比，单倍体育种能明显缩短育种年限，子代均为纯合子，加速育种进程。
技术复杂且需与杂交技术结合使用。
优
点
缺
点
1.判断正误
(1)单倍体育种中，可用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗(　　)
(2)二倍体西瓜幼苗的基因型为Aa，则用秋水仙素处理后形成的四倍体为纯合子(　　)
(3)二倍体水稻和四倍体水稻杂交，可获得三倍体，稻穗和籽粒变小(　　)
(4)单倍体育种最后形成的个体都是纯合子(　　)
×
×
×
×
2.如图甲、乙表示水稻两个品种，A、a和B、b表示分别位于两对同源染色体上的两对等位基因，①～⑥表示培育水稻新品种的过程，请思考下列问题：
(1)图中哪种途径为单倍体育种？
(2)图中哪一标号处需用秋水仙素处理？应如何处理？
(3)④、⑥的育种原理分别是什么？
2.如图甲、乙表示水稻两个品种，A、a和B、b表示分别位于两对同源染色体上的两对等位基因，①～⑥表示培育水稻新品种的过程，请思考下列问题：
(1)图中哪种途径为单倍体育种？
图中①③⑤过程表示单倍体育种。
2.如图甲、乙表示水稻两个品种，A、a和B、b表示分别位于两对同源染色体上的两对等位基因，①～⑥表示培育水稻新品种的过程，请思考下列问题：
(2)图中哪一标号处需用秋水仙素处理？应如何处理？
图中⑤处需用秋水仙素处理单倍体幼苗，从而获得纯合子；⑥处需用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，以诱导染色体数目加倍。
2.如图甲、乙表示水稻两个品种，A、a和B、b表示分别位于两对同源染色体上的两对等位基因，①～⑥表示培育水稻新品种的过程，请思考下列问题：
(3)④、⑥的育种原理分别是什么？
④的育种原理为基因突变，⑥的育种原理为染色体数目变异。
A．①过程获得所有个体中aaB 的比例为3/16
B．经③④过程获得的植株为单倍体，不可育
C．③为花药离体培养
D．与①和②相比，③和④育种过程所需时间更短
1．水稻高秆、矮秆分别由A和a控制，抗病和不抗病分别由B和b控制，两对基因独立遗传。现有基因型为aabb与AABB的水稻品种，通过不同的育种方法培育矮秆抗病植株，如图所示。下列有关叙述错误的是(　　)
√
④过程可采用秋水仙素处理单倍体幼苗获得aaBB正常二倍体植株，可育
2．下列有关育种的相关叙述，正确的是(　　)
A．三倍体西瓜的无子性状所对应的变异属于不可遗传变异
B．诱变育种处理少数材料即可获得人们所需性状
C．单倍体育种的主要目的是获得具优良性状的可育纯合子
D．多倍体育种因优点突出，广泛应用于动植物育种
√
解析：三倍体西瓜的无子性状是由于遗传物质改变引起的，属于可遗传变异，A错误；诱变育种的原理是基因突变，由于基因突变具有不定向性和低频率性，所以需要处理大量的材料才能获得人们所需性状，B错误；单倍体育种的主要目的是在短时间内可以获得具优良性状的可育纯合子，C正确；多倍体育种一般用于植物育种，极少用于动物育种，D错误。
课堂小结
染色体变异
染色体组、二倍体、多倍体和单倍体的概念
单倍体育种和多倍体育种的原理和操作过程
染色体变异
染色体数目的变异的类型
二倍体和多倍体
单倍体
多倍体育种的原理和操作过程
单倍体育种的原理和操作过程

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