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课前背书
1.基因突变的概念是？一般发生在什么时期？
2.基因突变为什么不一定导致生物性状的改变？
3.诱发基因突变的因素主要包括？
4.基因突变具有哪些特点？它们的含义分别是？
5.基因突变的意义是（对群体进化）？
6.细胞癌变的根本原因是？癌细胞的特点是？
7.诱变育种的原理是？主要优缺点分别是？
8.基因重组的概念是？包括哪两种类型？具体的内容和发生时期是？
9.基因重组的意义是？
10.变异的常见类型？
第五章 基因突变及其他变异
第2节 染色体变异
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
问题探讨
思考2：马铃薯和香蕉的染色体数目为什么与他们的野生祖先有很大差别呢？
染色体变异
思考1：为什么平时吃的香蕉是没有种子的？
香蕉体细胞染色体数目的33条，
减数分裂时联会紊乱，不能形
成正常的配子，无法形成受精
卵，进而形成种子。
类 型
染色体变异
结构变异
数目变异
细胞内个别染色体增加或减少
细胞内染色体成套增加或减少
染色体变异：
1.个别染色体的增加或减少
染色体数目的变异
以雌果蝇的染色体组成为例
增加
正常
减少
唐氏综合征即21三体综合征- 多了一条21号染色体
Turner综合征 性腺发育不良- 少了一条X染色体
染色体变异：
形成原因：
21三体综合征为例
同源染色体未分离
姐妹染色单体分离后移向细胞的同一极
染色体变异：
1.个别染色体的增加或减少
染色体数目的变异
增加
减少
染色体变异：
染色体数目的变异
正常
X X
Ⅱ
Ⅱ
Ⅳ
Ⅲ
Ⅲ
Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X各一条构成的一套非同源染色体（形态、功能不同）
染色体组
2.染色体数目成套地增加或减少
果蝇（2n=8）
2：染色体组数
一种同源染色体的个数
判断：下图是不是一个染色体组（来自果蝇）？
不是，存在同源染色体
不是，少了一条染色体
是
染色体组：一套非同源染色体
染色体变异：
无同源染色体，所有染色体的大小、形态各不相同
含有控制本物种生物性状的一整套基因，不能重复，也不能缺少。
1个染色体组
1组3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4条染色体
判断：下列细胞中分别有多少个染色体组，每个染色体组中多少条染色体？
染色体变异：
染色体组数=染色体数/染色体形态数(不含颜色)
B
例4.
继续判断：
右边细胞中分别有多少个染色体组。
2个
2个
2个
1个
4个
2个
1个
染色体变异：
判断：下列细胞中分别有多少个染色体组，每个染色体组中多少条染色体？
染色体变异：
YyRr
AABBDD
Aaa
ABCD
2个染色体组
每组有2条
2个染色体组
每组有3条
3个染色体组
每组有1条
1个染色体组
每组有4条
C
2个
4个
1个
2个
1个
对比理解：判断下列各图分别代表什么染色体变异
正常（8）
增加一套
（12）
减少一套
（4）
增加一条
（9）
减少一条
（7）
染色体变异：
阅读课本第87、88页内容，【2min】
分析二倍体、多倍体、单倍体的区别与联系。
项目 二倍体 多倍体 单倍体
概念
发育起点
植株特征
二倍体：由受精卵发育而来，体细胞中有两个染色体组的个体。
人：2N=46 果蝇：2N=8 水稻：2N=24
多倍体：由受精卵发育而来，体细胞中含有三个或三个以上的
染色体组的个体。
三倍体
四倍体
六倍体
六倍体
三/四倍体
染色体变异：
受精卵
发育
卵细胞
发育
二倍体（2N=32)
单倍体(N=16)
单倍体：
染色体变异：
思考：如何区分单倍体、二倍体与多倍体？
先看 ，
若由 发育而来，有几个染色体组就叫 ，
若由 发育而来，不管有几个染色体组都叫 。
来源
受精卵
几倍体
配子
单倍体
甲 乙
甲由受精卵发育而来叫 。
乙由甲的卵细胞发育而来叫 。
四倍体
单倍体
由配子发育而来，体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体。
二
倍
体
水
稻
四
倍
体
水
稻
四倍体草莓
二倍体草莓
（1）茎秆粗壮。
（2）叶片、果实和种子都比较大。
（3）糖类和蛋白质等营养物质的含量都有所增加。
缺点：发育延迟，结实率低
染色体变异：
多倍体特点
问：三倍体的无子西瓜、香蕉都无“种子”？
原因：体细胞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。
植株长得弱小
一般高度不育
含偶数个染色体组：
含奇数个染色体组：
染色体变异：
单倍体特点
可育
高度不育
课堂小结
染色体数目变异
个别增减 （例：21三体综合征）
成倍增减
染色体组
概念：含个体发育全部基因的一组非同源染色体
分类
二倍体：含两个染色体组的个体
概念：由受精卵发育，含三个以上染色体组
多倍体
特点：器官较大、营养丰富，但发育延迟，结实率低
概念：配子（生殖细胞）直接发育来的个体
特点：植株一般长得弱小、高度不育
单倍体
帕米尔高原的植物65%的种类是多倍体。猜测可能原因？
能否用人工的方式处理植物以获得多倍体呢？
方法1：低温处理
方法2：秋水仙素处理
多倍体的获得方法
染色体变异：
染色体复制
着丝粒分裂
4条染色体
前期：无纺锤体形成
抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向两极，从而引起细胞内染色体加倍。
无纺锤体牵引
不分裂
8条染色体
多倍体的获得方法
染色体变异：
1.原理： 。
2.过程：
染色体变异
秋水仙素
处理
导致
染色体不分离
引起
细胞中染色体数目加倍
正常分裂、分化
多倍体植株
抑制纺锤体的形成
萌发的种子或幼苗
三倍体无子西瓜的培育：
染色体变异：
二倍体
（父本）
四倍体
（母本）
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
花粉刺激
（相当于生长激素）
多倍体育种
第一年
第二年
（以三倍体无子西瓜为例）
第一次：杂交获得三倍体种子。
第二次：刺激子房发育成果实。
思考
1.秋水仙素的作用？
在细胞有丝分裂前期抑制纺锤体的形成，导致复制后的染色体不能移向细胞两极而使染色体数目加倍。
2.为什么要进行两次传粉？
3.为什么三倍体植株所结的果实为无子西瓜呢
减数分裂时出现联会紊乱
①过程：
二倍体植株
花药离体培养
单倍体植株
秋水仙素处理
二倍体植株（纯合子）
②原理：
染色体变异
③优点：
1）明显缩短育种年限
2）纯合体，自交后代不会发生性状分离
注意：秋水仙素只能处理萌发的幼苗
一、染色体数目的变异
单倍体育种
技术复杂，需与杂交育种配合
④缺点：
思考1：单倍体有几个染色体组？单倍体一定只有一个染色体组吗？
单倍体不一定只含一个染色体组，如四倍体生物的单倍体含有两个染色体组。
思考2：如果是四倍体、六倍体物种形成的单倍体生物，其体细胞中就含有两个或三个染色体组，我们可以称它为二倍体或三倍体吗？
不能，尽管其体细胞中就含有两个或三个染色体组，但因为是正常的体细胞的配子所形成的物种，只能称为单倍体。
高秆：D 矮秆：d 抗病：T 不抗病：t 现有纯合的高秆抗病的小麦（DDTT）和矮秆不抗病的小麦（ddtt），怎样得到矮秆抗病的优良品种（ddTT）？用遗传图解表示出来。
单倍体育种
一、染色体数目的变异
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
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

需要的纯合矮抗品种
连续
第1年
第2年
第3-6年
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
需要的纯合矮抗品种
一、染色体数目的变异
二、染色体结构的变异
染色体的某一片段消失
1.缺失
正常翅
缺刻翅
a
b
c
d
e
f
实例：果蝇缺刻翅的形成
人类猫叫综合征
5号染色体部分缺失
猫叫综合征
二、染色体结构的变异
染色体增加了某一片段
2.重复
正常眼
棒状眼
a
b
c
d
e
f
b
实例：果蝇棒状眼的形成
二、染色体结构的变异
染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上
3.易位
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
人慢性粒细胞白血病
二、染色体结构的变异
比较染色体易位与交叉互换
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
二、染色体结构的变异
染色体的某一片段位置颠倒引起的变异
4.倒位
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
女性9号染色体倒位后造成习惯性流产
a
b
c
d
e
f
a
b
c
d
e
f
b
c
d
e
a
f
位置颠倒
二、染色体结构的变异
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，甚至导致生物体死亡。
影响
结果
思考4：染色体结构变异中基因的结构发生变化了吗？
项目 基因突变 基因重组 染色体变异
实质
适用范围
发生时期
结果
应用
比较
基因碱基序列的改变
控制不同性状的基因重新组合
染色体结构或数目的变化
所有生物
真核生物进行有性生殖产生配子时
真核生物
主要在DNA复制时
减Ⅰ前期和减Ⅰ后期
产生新基因
产生新的基因型
引起基因数目或排列顺序的变化
诱变育种
杂交育种
单倍体育种、多倍体育种
细胞分裂前的间期或分裂期
低温诱导植物染色体数目变化的实验
1．实验原理：低温抑制 的形成，以致影响 没有被拉向两极，细胞不能分裂成两个子细胞，于是 。
2．方法步骤：洋葱根尖培养→固定→制作装片(解离→ → →制片)→观察。
纺锤体
染色体
漂洗
染色
3．试剂及用途
(1)卡诺氏液： 。
(2) 95%的酒精： 。
(3)解离液[15%的盐酸和95%的酒精混合液(1∶1)]:
。
(4)甲紫溶液： 。
固定细胞的形态
使染色体着色
使组织细胞分离
染色体数目加倍
洗去多余的固定液
多倍体育种
实验：低温诱导植物细胞染色体数目的变化
实验：低温诱导植物染色体数目变化的实验
洋葱根尖细胞染色体数目加倍的显微照片
先用低倍镜确认某个细胞发生染色体数目变化后，再用高倍镜观察。
观察
5
1. 染色体上某个基因的丢失属于基因突变 (　　)
2. DNA分子中发生三个碱基对的缺失导致染色体结构变异 (　　)
3. 染色体易位或倒位不改变基因数量，对个体性状不会产生影响 (　　)
4. 非同源染色体某片段移接，仅发生在减数分裂过程中 (　　)
5. 体细胞中含有两个染色体组的个体是二倍体，含有三个或三个以上染色体组的个体是多倍体 (　　)
6. 染色体组整倍性变化必然导致基因种类的增加 (　　)
7. 水稻(2n＝24)一个染色体组有12条染色体，水稻单倍体基因组有12条染色体 (　　)
8. 用秋水仙素处理单倍体植株后得到的一定是二倍体 (　　)
9. 单倍体含有的染色体组数都是奇数 (　　)
10. 单倍体一定不含同源染色体，不含等位基因 (　　)
×
×
√
辨一辨
×
×
×
×
×
×
×
1、
B
是正常的两条同源染色体，则图示是指染色体结构的（ ）　
A.倒位
B.缺失
C.易位
D.重复
课堂训练
2.下列情况中不属于染色体变异的是(　　)
A.第5号染色体短臂缺失引起的遗传病
B.第21号染色体多一条引起的唐氏综合征
C.黄色圆粒豌豆自交后代出现绿色皱粒豌豆
D.用花药培育出的单倍体植株
C
3.下列关于染色体组、单倍体和二倍体的叙述，错误的是(　　)
A.一个染色体组中不含同源染色体
B.由受精卵发育成的，体细胞中含有两个染色体组的个体叫二倍体
C.单倍体生物体细胞中不一定只含有一个染色体组
D.人工诱导多倍体的唯一方法是用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗
D
[典例3] 下列关于生物变异的叙述中错误的是(　　)
A.基因突变是随机的，可以发生在细胞分裂的任何时期
B.原核生物和真核生物都可发生基因突变，而只有真核生物能发生染色体变异
C.染色体变异、基因突变均可以用光学显微镜直接观察
D.在有性生殖过程中发生基因重组
C
下列有关生物变异的叙述正确的是(　　)
A.由于基因碱基序列改变出现的新性状一定能遗传给后代
B.基因重组不能产生新的基因，但肯定会表现出新的性状
C.染色体片段的缺失不一定会导致基因种类、数目的变化
D.非同源染色体间某片段的移接只能发生在减数分裂过程中
C
练习册P86
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