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第5章 基因突变及其他变异
第2节 染色体变异
问题探讨
野生祖先种（多种颜色）
栽培品种（一般都为黄色）
野生祖先种（有籽）
栽培品种（无籽）
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，如马铃薯和香蕉。
讨论
1、请根据所学的减数分裂的知识，试着完成该表格。
2、为什么我们平时吃的香蕉没有种子？
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
12
24
11
异常
因为香蕉栽培品种体细胞中的染色体数目是33条，减数分裂时染色体发生联会紊乱，不能形成正常的配子，因此无法形成受精卵，进而形成种子。
染色体变异
生物体的体细胞或生殖细胞内染色体数目或结构的变化。
染色体结构的变异：
染色体数目的变异
（1）细胞内个别染色体的增加或减少
（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
染色体片段的 缺失、重复、倒位、易位
染色体
变异
染色体数目的变异
01
（一）细胞内个别染色体的增加或减少
一、染色体数目的变异
实例：21三体综合征
（先天性愚型）
增加一条
减少一条
正常果蝇
（2n=8）
（二）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
一、染色体数目的变异
增加一倍
减少一套
正常果蝇
（2n=8）
染色体组： 细胞中的每套非同源染色体。
一、染色体数目的变异
染色体组： 细胞中的每套非同源染色体。
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
例2：人类的染色体组：
22+X
22+Y
减数分裂
3+X
3+Y
例1：雄果蝇的染色体组图解
一、染色体数目的变异
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
问题：下面细胞分别处于什么时期，此时细胞中各有几个染色体组？
MⅠ后期
有丝中期
有丝后期
MⅡ后期
4个
2个
2个
2个
一、染色体数目的变异
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
（三）二倍体：
一、染色体数目的变异
由受精卵发育而来，体细胞中含有两个染色体组的个体。
在自然界，几乎全部动物和过半数植物都是二倍体。
配子
亲代
×
2N
2N
N
N
受精卵
2N
子代
2N
（四）多倍体：
一、染色体数目的变异
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。
马铃薯是四倍体
香蕉是三倍体
普通小麦是六倍体
（四）多倍体：
一、染色体数目的变异
与二倍体相比，多倍体的植株常常是茎秆粗壮，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。
优
点
　四倍体草莓
二倍体草莓
四倍体番茄维生素C
的含量比二倍体品种几乎
增加一倍
二倍体平均粒重6克
四倍体平均粒重10克
（四）多倍体：
一、染色体数目的变异
与二倍体相比，多倍体的植株常常是茎秆粗壮，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
　四倍体草莓
二倍体草莓
（四）多倍体：
一、染色体数目的变异
人工诱导多倍体
原理
低温或秋水仙素能够抑制细胞中纺锤体的形成，导致后期数目加倍后的染色体不能正常移向两极，细胞不能分裂。
方法
低温或秋水仙素处理二倍体植物的萌发种子或幼苗
从百合科植物秋水仙的种子和球茎中提取的一种植物碱，它是白色或淡黄色粉末或针状结晶，有剧毒。
4条染色体
8条染色体
无纺缍体形成
（低温或秋水仙素处理）
染色体复制
着丝粒分裂
无纺缍丝牵引
细胞不分裂
多倍体的形成图解
进行有丝分裂
染色体加倍的组织或个体
杂交
三倍体
（母本）
（父本）
联会紊乱
无子西瓜
第一年
第二年
三倍体植株
（母本）
二倍体（父本）
一、染色体数目的变异
实例：三倍体无子西瓜的培育
三倍体植株为什么不能产生种子呢？
低温诱导植物细胞染色体数目的变化
探究·实践
方法步骤：
将蒜（或洋葱）在冰箱冷藏室内（ 4℃ ）放置一周后，取出后，将蒜放在装满清水的广口瓶上，让蒜的底部接触水面。于室温（ 25℃ ），待蒜长出约１Cm左右的______时，将整个装置放入冰箱的低温室内（４℃），诱导培养48-72h。
2.剪取诱导处理的根尖约0.5-1cm，放入_________中浸泡0.5-1h，以________________，然后用体积分数为_____________冲洗２次。
不定根
卡诺氏液
固定细胞的形态
95﹪的酒精
低温诱导植物细胞染色体数目的变化
探究·实践
方法步骤：
3.制作装片，包括：______________________４个步骤。
（1）解离：解离液（15%HCl和95%酒精1：1混合）；目的是使______________________；时间3~5min
（2）漂洗：清水洗去解离液，防止解离过度，便于染色
（3）染色：___________________；使染色体（质）着色。
（4）制片：
解离、漂洗、染色和制片
组织中的细胞相互分离
甲紫溶液
使组织细胞分散开
低温诱导植物细胞染色体数目的变化
探究·实践
方法步骤：
4.先用低倍镜寻找染色体形态较好的分裂相。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。
实验结论：
（四）单倍体：
一、染色体数目的变异
由配子直接发育而来，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。
蜜蜂
蜂王
工蜂
雄峰
由受精卵发育而来
二倍体
由未受精的卵细胞发育而来
单倍体
蜂王 雄蜂 工蜂
32条 16条 32条
单倍体生物的体细胞中一定只含有一个染色体组吗？
含偶数个染色体组：可育
含奇数个染色体组：高度不育
特点
植株长得弱小
一般高度不育
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
优点：明显缩短育种年限
总结：
判断是几倍体的依据：
1.由受精卵发育而来，体细胞中含有几个染色体组就是几倍体。
2.由配子发育而来的生物个体，不管含有几个染色体组，都只能称单倍体。
1.个体的体细胞中含几个染色体组就是几倍体。
3.二倍体物种所形成的单倍体中，其体细胞中只含有一个染色体组。
4.六倍体小麦的配子发育成的植株，其体细胞中有三个染色体组，所以是三倍体。
2.单倍体的体细胞一定只含一个染色体组。
×
×
√
×
判断下列说法是否正确
染色体结构的变异
02
资料分享
二、染色体结构的变异
染色体的某一片段消失
a
b
c
d
e
f
结果：基因数目减少
1.缺失
二、染色体结构的变异
染色体增加了某一片段
a
b
c
d
e
f
b
结果：基因数目增加
2.重复
棒状眼
正常眼
二、染色体结构的变异
a
b
c
d
e
f
g
h
i
j
k
染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上
结果：
染色体上基因的排列顺序发生改变
3.易位
正常眼
花斑眼
二、染色体结构的变异
比较染色体易位与交叉互换
染色体易位 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
二、染色体结构的变异
c
d
e
f
a
b
a
f
b
c
d
e
e
d
b
c
染色体的某一片段位置颠倒引起的变异
结果：染色体上基因的排列顺序发生改变。
4.倒位
正常翅
卷翅
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
★归纳总结
基因突变、基因重组和染色体变异的比较
项 目 基因突变 基因重组 染色体变异
本 质
发生时期
观 察
适用范围
产生结果
共同点 基因结构的改变
基因的重新组合
染色体结构或数目发生变化
DNA复制时期
减数分裂Ⅰ
减数分裂 、有丝分裂
光学显微镜下无法观察
光学显微镜下可以观察
任何生物
真核生物、有性生殖
真核生物
产生新的基因
只改变基因型
基因数量或排列顺序上发生变化
都是可遗传的变异

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