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人教版（2019）必修二
第5章 基因突变及其他变异
第2节 染色体变异
第1课时
认同人类对遗传物质的认识是不断深化、不断完善的过程，认同实验技术在证明DNA是遗传物质中的作用（科学思维、社会责任）
说出染色体数目变异的类型。
01
辨别不同呈现形式的染色体组；说明二倍体、多倍体的含义
02
学习目标
03
概述人工诱导多倍体的原理及方法
男
男
情境导入
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）
男
男
情境导入
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
思考：
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？
3.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？
12
24
11
异常
染色体变异的概念及类型
01
人工诱导多倍体及其应用
02
目录
低温诱导植物细胞染色体数目的变化
03
染色体变异的概念及类型
一、概念
生物体的体细胞或生殖细胞内染色体数目或结构的变化，称为染色变异
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
二、类型
染色体片段的缺失、重复、倒位、易位
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
增加一套
减少一套
以染色体组成倍地增加或减少
三、区别
基因突变、基因重组：光镜下不可见
染色体变异：光镜下可见
染色体变异的概念及类型
四、染色体数目的变异
(1）细胞内个别染色体的增加或减少
Turner综合征 性腺发育不良——少了一条X染色体
XXX综合征（超雌综合征）——多了一条X染色体
染色体变异的概念及类型
四、染色体数目的变异
(1）细胞内个别染色体的增加或减少
唐氏综合征即21三体综合征——多了一条21号染色体
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
增加一套
减少一套
（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的减少
四、染色体数目的变异
染色体组：细胞中的每套非同源染色体。
染色体变异的概念及类型
染色体组：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染色体组的理解：
一个染色体组中不存在同源染色体
一个染色体组中各个染色体的形态和功能均不相同
一个染色染色体组中含有该物种的一整套完整遗传信息
染色体变异的概念及类型
②染色体组的判定方法：
方法一：根据染色体形态判断
细胞中同一形态的染色体有几条，则含有几个染色体组；
细胞中有几种形态的染色体，一个染色体组中就有几条染色体。
1个染色体组
1组2条染色体
3个染色体组
1组5条染色体
4个染色体组
1组2条染色体
4个染色体组
1组3条染色体
染色体变异的概念及类型
②染色体组的判定方法：
方法二：根据基因型判断
同一英文字母（无论大小写）出现几次，就含有几个染色体组。
有几种字母出现，一个染色体组中就有几条染色体。
YyRr
AABBDD
Aaa
ABCD
2个染色体组
1组2条染色体
2个染色体组
1组3条染色体
3个染色体组
1组1条染色体
1个染色体组
1组4条染色体
染色体变异的概念及类型
练习：判断细胞含几个染色体组？每组有几条染色体？
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
染色体变异的概念及类型
五、二倍体和多倍体
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。
2.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
染色体变异的概念及类型
3.多倍体的特点
普通小麦 六倍体
菊花 六倍体
葡萄 三/四倍体
四倍体番茄
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。
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。
染色体变异的概念及类型
4.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）
染色体变异的概念及类型
01
人工诱导多倍体及其应用
02
目录
低温诱导植物细胞染色体数目的变化
03
人工诱导多倍体及其应用
一、人工诱导多倍体（多倍体育种）
（1）方法：
（2）原理：
a.低温诱导
b.秋水仙素处理萌发的种子或幼苗（目前常用、最有效 ）
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
人工诱导多倍体及其应用
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
一、人工诱导多倍体（多倍体育种）
人工诱导多倍体及其应用
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
为什么要进行两次传粉？
第一次：
杂交获得三倍体植株的种子
第二次：
刺激子房发育成果实
为什么用四倍体作母本？
无子西瓜一定没有种子吗？
二、多倍体育种（以三倍体无子西瓜为例）
人工诱导多倍体及其应用
思考：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
人工诱导多倍体及其应用
思考2：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？
思考3：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。
染色体变异的概念及类型
01
人工诱导多倍体及其应用
02
目录
低温诱导植物细胞染色体数目的变化
03
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。
低温诱导植物细胞染色体数目的变化
低温诱导植物细胞染色体数目的变化
材料：蒜或洋葱（均为二倍体，体细胞中的染色体数目为16）
用具：培养皿，滤纸，纱布，烧杯，镊子，剪刀，显微镜，载玻片，盖玻片，冰箱
药品：卡诺氏液，质量浓度为0.01g/mL的甲紫（旧称龙胆紫）溶液，质量分数为15%的盐酸，体积分数为95%的酒精。
材料用具
方法步骤
诱导培养
将蒜(或洋葱)在冰箱冷藏室内(4℃)放置一周。取出后,将蒜放在装满清水的容器上方,让蒜的底部接触水面,于室温(约25℃)进行培养。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。
低温诱导植物细胞染色体数目的变化
材料处理
剪取根尖：约0.5～1cm
固定细胞形态：放入卡诺氏液中浸泡0.5～1h
冲洗：用体积分数为95%的酒精冲洗2次
是固定液的一种，其作用是固定细胞形态以及细胞内的各种结构，固定之后,细胞死亡并且定型，不再代谢也不再变化。
制作装片
解离、漂洗、染色、制片，方法同实验“观察植物细胞的有丝分裂”
解离液主要是溶解细胞间的连接物质，将组织中的细胞分散开来，便于观察，解离之后细胞死亡。
低温诱导植物细胞染色体数目的变化
解离3一5min
漂洗约10min
甲紫溶液染色3-5min
压片
使细胞相互分离
洗去药液，防止解离过度
使染色体着色
细胞分散开来
制作装片
观察
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。
前者数目多于后者
低温诱导植物细胞染色体数目的变化
实验结果
实验注意事项
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。
实验注意事项
(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。
2.低温诱导染色体数目加倍实验中的理解误区
实验注意事项
实验注意事项
3.两次漂洗的比较
项目 第一次漂洗 第二次漂洗
时间不同 在固定之后解离之前 在解离之后染色之前
试剂不同 用95%酒精漂洗 用清水漂洗
目的不同 洗去多余的卡诺氏液 洗去多余的解离液
课堂小测
1.下图中字母表示细胞中所含的染色体或基因，且每个基因不在同一条染色体上，①~⑦中，含2个染色体组的是( )
A.①② B.②③ C.③④⑤ D.①④
解析：根据染色体组数的判断规律，观察各个图中相同的染色体（包括XY）或相同的字母（不区分大小写），可知：①②均含1个染色体组，⑥⑦含3个染色体组，③④⑤含2个染色体组。综上可知，ABD错误，C正确。
C
课堂小测
2.下列关于染色体组的说法，正确的是( )
A.21三体综合征患者体细胞中含有3个染色体组
B.四倍体水稻的单倍体体细胞中含2个染色体组，且高度不育
C.一个染色体组中的染色体大小、形态一般不同
D.体细胞中含有3个染色体组的个体即为三倍体
解析：A、21三体综合征患者体内第21号染色体多了一条，体细胞中仍含有2个染色体组，A错误；B、四倍体水稻的单倍体体细胞中含2个染色体组，正常可育，B错误；C、一个染色体组中染色体的大小、形态通常不同，C正确；D、体细胞中含有3个染色体组的个体，若由受精卵发育而来，则为三倍体，若由配子发育而来，则为单倍体，D错误。
C
课堂小测
3.关于低温诱导洋葱细胞染色体数目变化的实验，下列叙述正确的是( )
A.制作装片的步骤为解离→染色→漂洗→制片
B.用卡诺氏液和酒精处理经低温诱导的根尖可使细胞分离
C.用一定质量浓度的甲紫溶液可以使染色体着色
D.显微镜下可看到大多数细胞的染色体数目发生了改变
解析：A、制作装片的步骤为解离→漂洗→染色→制片，A错误；B、卡诺氏液是用来固定细胞的，B错误；C、用一定质量浓度的甲紫溶液可以使染色体着色，使其在光学显微镜下可见，C正确；D、由于大多数细胞处于间期，少数细胞处于分裂期，只有分裂期的细胞中的染色体才会加倍，因此显微镜下可看到少数细胞的染色体数目发生了改变，D错误。
C
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