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(共31张PPT)
染色体数目变异
第5章　基因突变及其他变异
人教版高中生物 必修2
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）
问题探讨
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
1. 根据前面所学减数分裂的知识，试着完成该表格。
2. 为什么平时吃的香蕉是没有种子的？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祖先有这么大差别呢？
目标一
染色体数目变异的类型、染色
体组、二倍体和多倍体的概念
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
以染色体组成倍地增加或减少
1.1 染色体变异的概念及类型
生物体的体细胞或生殖细胞内染色体数目或结构的变化。
正常果蝇
（2n=8）
增加一条
减少一条
增加一套
减少一套
概 念
类 型
细胞中的一组非同源染色体，在形态和功能上各不相同，但又相互协调， 共同控制生物的生长、发育、遗传和变异的一组染色体。
1.2 染色体组
染色体组
2N=24： 2表示： N表示：
有2个染色体组
每组有n条非同源染色体
染色体组的特点：
一组非同源染色体
染色体的形态、大小、功能各不相同
含该物种全套遗传信息
不含等位基因
1.根据染色体的形态判断染色体组的数量，并完成表格。
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
活动1
细胞中染色体组数的判断
2. 根据基因型判断染色体组数。
染色体组数：
4
2
3
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。
1.3 二倍体与多倍体
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。
四倍体
三倍体
二倍体
二倍体
多倍体
多倍体
普通小麦 六倍体
菊花 六倍体
葡萄 三/四倍体
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。
四倍体番茄
1.4 多倍体的特点
例：四倍体葡萄的果实比二倍体的大得多；四倍体番茄的维生素C含量比二倍体的几乎增加了一倍。
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）
1.下列有关染色体组的说法，不正确的是
A.X、Y染色体形态不同，可以存在于同一染色体组中
B.二倍体生物的配子中含有的染色体构成一个染色体组
C.构成一个染色体组的染色体在形态、功能上各不相同
D.果蝇在减数分裂Ⅰ后期移向细胞同一极的染色体构成一个染色体组
√
>
<
目标一
人工诱导多倍体、单倍体及其应用
方法
处理对象
原理
应用
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，导致染色体不能移向细胞的两极，从而使细胞内染色体数目加倍
含糖量高的甜菜和三倍体无子西瓜的培育
2.1 人工诱导多倍体
请同学们阅读课本，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。
联会紊乱
2.2 三倍体西瓜的培育
第一年
杂交
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
阅读课本，请尝试说出三倍体西瓜培育的过程。
下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溶液滴在二倍体西瓜幼苗的芽尖？
芽尖细胞正在进行有丝分裂，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。
活动2
无子西瓜的培育
形成纺锤体
内外因素的影响下
不形成纺锤体
细胞分裂异常，导致子细胞染色体加倍
X
X
X
X
X
X
X
X
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v
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细胞分裂正常，染色体平均分配到两个子细胞中
2.3 多倍体形成的原因
2．四倍体西瓜植株作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？
雌配子中含有两个染色体组。杂交可获得三倍体植株。
活动2
无子西瓜的培育
3．三倍体无子西瓜的果实中没有种子的原因是什么？
减数分裂时出现联会紊乱，不能形成可育的配子。
减数
分裂
受精
作用
减数
分裂
四倍体
复制
三倍体
四倍体
二倍体
活动2
无子西瓜的培育
4．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？
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。
促进子房发育成果实。
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。
活动2
无子西瓜的培育
6．无子西瓜每年都要制种，很麻烦，有没有别的替代方法？
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。
活动2
无子西瓜的培育
2.4 单倍体育种
花药(或花粉）离体培养、人工诱导加倍
二倍体植株
花药离体培养
单倍体幼苗
人工诱导 秋水仙素处理
恢复二倍体植株
（3）优点：
（1）原理：
染色体数目变异
（2）方法：
明显缩短育种年限，所得个体均为纯合子
目标一
低温诱导植物细胞染色体数目的变化
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，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变化。
3.1 实验原理
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。
3.2 实验过程
（一）
诱导培养
（二）
固定细胞形态
（三）
制作装片
（四）观察
3.3 实验结果
小试牛刀-判断正误
(1)低温诱导时温度越低效果越显著(　　)
(2)用显微镜观察时发现所有细胞中染色体均已加倍(　　)
(3)低温处理和利用秋水仙素处理材料的原理是相同的(　　)
(4)固定细胞后所用的冲洗试剂与解离后所用的漂洗试剂是一样的(　　)
(5)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(　　)
×
×
√
×
×
活动3
低温诱导植物细胞染色体数目变化
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 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
2.低温诱导染色体数目加倍实验中的理解误区
(1)显微镜下观察到的是死细胞，而不是活细胞：植物细胞经卡诺氏液固定后死亡。
(2)选择材料不能随意：误将低温处理“分生组织细胞”等同于“任何细胞”。因为染色体数目变化发生在细胞分裂时，处理其他细胞可能不会出现染色体加倍的情况。
(3)低温处理的理解误区：误认为低温处理时间越长越好。低温处理的目的只是抑制纺锤体形成，使染色体不能被拉向两极。如果低温持续时间过长，会影响细胞的各项功能，甚至死亡。
(4)着丝粒分裂不是纺锤丝牵引的结果：误将“抑制纺锤体形成”等同于“着丝粒不分裂”。着丝粒是自动分裂，不需要纺锤丝牵引。纺锤丝牵引的作用是将染色体拉向两极。
4.关于“低温诱导植物细胞染色体数目的变化”的实验，下列叙述正确的是
A.低温能够抑制纺锤体的形成
B.解离后要用体积分数为95%的酒精进行漂洗，以便洗去解离液
C.可用新鲜的菠菜叶肉细胞作为实验材料
D.显微镜下观察到的细胞染色体数目均加倍
√
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
定义 形成原因 育性 特点 多倍体育种

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