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第2节 染色体变异
第2课时
一、低温诱导植物细胞染色体数目的变化
（一）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 。
实验：低温诱导植物染色体数目变化的实验
(二)方法步骤
1.诱导培养
将蒜（或洋葱）在冰箱冷藏室内（4℃）放置一周；
取出后，于室温（约25℃）进行培养；
蒜长出约1cm长的不定根时，将装置放入冰箱冷藏室诱导培养48-72h。
2.固定
剪取根尖0.5-1cm，放入卡诺氏液中浸泡0.5-1h，以固定细胞形态，然后用体积分数为95%的酒精冲洗2次；
3.制片:
包括______、______、______、_______4个步骤；
解离
漂洗
染色
制片
解离目的：
漂洗目的：
制片目的：
用药液使组织中的细胞相互分离开来
洗去药液，防止解离过度
使细胞分散开来，有利于观察
4.观察
5.实验结果
请根据教材P89“低温诱导植物细胞染色体数目的变化”的实验，回答下列问题：
1、该实验是使所有的植物细胞中染色体数目都加倍了吗？
死的。因为植物细胞经过卡诺氏液固定后已经死亡。
用低温处理植物的分生组织细胞，能够抑制纺锤体的形成，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了变化。
不是，必须是“适当低温”(4 ℃)。温度过低会对植物细胞造成伤害。
3．低温能诱导植物细胞染色体数目发生变化的机理是什么？
4．低温诱导植物细胞染色体数目的变化时，是不是温度越低效果越好？
不是，只有部分细胞染色体数目加倍，绝大多数植物细胞染色体没有加倍。
2．该实验中显微镜下观察到的植物细胞是死的，还是活的？
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
体积分数为95%的酒精
冲洗卡诺氏液处理过的根尖
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
清水
漂洗解离后的根尖约10 min
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
固定细胞形态
洗去卡诺氏液
解离根尖细胞，使细胞分散开来
洗去解离液，防止解离过度
使染色体着色
问题探讨
资料1：在各种射线、化学试剂、温度剧变等外部因素或生物代谢失调、衰老等内部因素的影响下，染色体片段可能发生断裂，而断裂后的片段具有一定的愈合能力，可能发生重接。
染色体结构变异
思考：猫叫综合征的变异属于哪种变异类型?
资料2：猫叫综合征是一种罕见的先天性疾病，该疾病由5号染色体部分缺失导致。典型症状为患儿特有的、类似猫叫的声音。症状表现因情况而异，具体取决于遗传物质缺失的多少和位置。
a
b
c
d
e
f
二、染色体结构的变异
染色体结构的变异
缺失
重复
易位
倒位
染色体的某一片段缺失引起变异。
（1）缺失:
例如：人类猫叫综合征；果蝇缺刻翅的形成。
结果：
基因数目减少
1.染色体结构变异的类型
B基因缺失
联会
染色体结构缺失与基因突变中碱基对的缺失有何异同？
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}项目
染色体片段缺失
碱基对缺失
图解
区别
原理
观察
染色体结构变异
基因突变
在光学显微镜下观察到
在光学显微镜下观察不到
染色体增加了某一片段
（2）重复：
a
b
c
d
e
f
b
a
b
c
d
e
f
正常眼
棒状眼
B基因重复
联会
基因数目增加
结果 ：
染色体某一片段移接到另一条非同源染色体上引起的。
（3）易位：
a
b
c
d
e
f
g
h
i
j
k
结果：染色体上基因的排列顺序发生改变
②果蝇花斑眼的形成
①人慢性粒细胞白血病
正常眼
花斑眼
EF和JKL易位
联会
问题: 染色体结构变异中的易位现象与基因重组中的交叉互换很相似，他们一样吗？
比较染色体易位与交叉互换
{7DF18680-E054-41AD-8BC1-D1AEF772440D}
图解
区别
位置
原理
观察
发生于非同源染色之间
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
交叉互换
（4）倒位：染色体某一片段位置颠倒
①果蝇卷翅的形成
a
b
c
d
e
f
a
b
c
d
e
f
b
c
d
e
a
f
位置颠倒
排列顺序
结果：基因的 改变
②人9号染色体倒位导致习惯性流产
1.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
2对染色体，发生在非同源染色体上
1对染色体
辨析染色体结构变异的类型
染色体结构上的缺失、重复、易位和倒位

基因 、 的改变

生物 的改变（变异）
大多数染色体结构变异对生物体是 ，
有的甚至会导致生物体 。
2.结果：
3.影响：
数量
排列顺序
性状
不利的
死亡
类别
基因突变
基因重组
染色体变异
对象
类型
发生时期
结果
光学显微
镜观察
意义
育种中的应用
所有生物（包括病毒）
自然状态下，发生在真核生物的有性生殖过程中
真核生物
诱发突变、自发突变或（显性突变、隐性突变）
交叉互换型、自由组合型
（广义：基因工程、转化实验）
染色体结构变异、
染色体数目变异
任何时期，主要发生在间期
减数第一次分裂前期、减数第一次分裂后期
任何时期，主要发生在细胞分裂时
引起基因碱基序列的改变（产生了新基因或等位基因）
产生了新基因型和性状组合
使排列在染色体上基因的数目或排列顺序发生改变，不产生新的基因，
不能观察到，属于分子水平
不能观察到，属于分子水平
能观察到，
属于细胞水平
新基因产生的途径；
生物变异的根本来源；
为生物的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的意义
诱变育种
杂交育种
单倍体育种、多倍体育种
生物变异的来源之一，对生物进化具有重要的意义
可遗传变异的来源
哪些是属于染色体结构变异?
属于什么类型?
①②③⑥属于染色体结构变异中的缺失、重复、倒位和易位
④中碱基对的缺失，是分子水平的变化，属于基因突变;
⑤中片段的交换发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间，属于基因重组中的交换;
⑥中片段的交换发生在非同源染色体之间，属于染色体结构变异中的易位。
判 断
拓展：关于可育、可遗传
2N生物
——可育
异源二倍体：
——不可育
两个染色体组来自不同物种。
异源二倍体幼苗
如何处理可育？
秋水仙素处理
4N
3N、5N
高度不育、结实率低
同源多倍体
两个染色体组同源，即来自同一物种。
异源多倍体
马铃薯（4N）
可育
小麦（6N）
可育
多倍体植物:
同源二倍体：
（如：骡子）
原因：联会紊乱
2N=64
2N=62
……
马1号
马2号
马3号
马4号
马5号
……
马1号
马2号
马3号
马4号
马5号
……
驴1号
驴2号
驴3号
驴4号
驴5号
……
驴1号
驴2号
驴3号
驴4号
驴5号
配子
配子
N=32
N=31
……
马1号
马2号
马3号
马4号
马5号
……
驴1号
驴2号
驴3号
驴4号
驴5号
异源二倍体
2N=63
不育
1.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
A
2.下列关于染色体结构变异的叙述,正确的是 (　　)
A.染色体之间的交换属于染色体结构变异
B.只有在有丝分裂过程中才能发生染色体结构变异
C.猫叫综合征是人的5号染色体部分缺失引起的一种遗传病
D.染色体结构变异对生物体都是不利的,甚至会导致生物体死亡
C
3.如下图所示，已知染色体发生了①～④四种变异，则相关叙述正确的是(　　)
A. ①～④的变异均未产生新基因
B. ①～④的变异依次是染色体倒位、缺失、重复与基因突变
C. ①～④的变异均可在光学显微镜下观察到
D. ①、②、③依次为染色体结构变异中的缺失、重复、倒位，④的变异应属于基
因突变
D
4.某些类型的染色体结构和数目的变异，可通过对细胞有丝分裂中期或减数第一次分裂时期的观察来识别。a、b、c、d为某些生物减数第一次分裂时期染色体变异的模式图，它们依次属于(　　)




A．三倍体、染色体片段重复、三体、染色体片段缺失
B．三倍体、染色体片段缺失、三体、染色体片段重复
C．三体、染色体片段重复、三倍体、染色体片段缺失
D．染色体片段缺失、三体、染色体片段重复，三倍体
C

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