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(共47张PPT)
2.5.2 染色体变异
一、染色体数目变异（个别染色体）
二、染色体数目变异（染色体组）
三、染色体数目变异（二倍体、多倍体及育种）
四、染色体数目变异（单倍体及育种）
六、三倍体无籽西瓜、异源六倍体小麦
染色体变异
五、染色体结构变异
七、育性判断、三体产生配子、四倍体产生配子
八、练习题(一)
九、练习题(二)
染色体数目变异
个别染色体数目变异
以染色体组为单位成倍变化
染色体变异：生物的体细胞或生殖细胞内染色体数目或结构的变化。
21三体综合征
21号染色体在减数分
裂中的正常分离行为
X
Y
22+X+Y
22+O
44+XXY
44+XO
性腺发育不全
21号染色体在减数分
裂中的异常分离行为
X
Y
22+X+X
22+Y+Y
44+XXX
21号染色体在减数分
裂中的异常分离行为
44+XYY
X X Y
b
b
X Y
B
X X
B
b
练习、一对表现正常的夫妇，生了一个XbXbY（色盲）的儿子。如果异常的原因是夫妇中的一方减数分裂产生配子时发生了一次差错之故，则这次差错一定发生在____方减数第____次分裂的过程中。
母
二
一、染色体数目变异（个别染色体）
二、染色体数目变异（染色体组）
三、染色体数目变异（二倍体、多倍体及育种）
四、染色体数目变异（单倍体及育种）
六、三倍体无籽西瓜、异源六倍体小麦
染色体变异
五、染色体结构变异
七、育性判断、三体产生配子、四倍体产生配子
八、练习题(一)
九、练习题(二)
染色体数目变异
个别染色体数目变异
以染色体组为单位成倍变化
染色体变异：生物的体细胞或生殖细胞内染色体数目或结构的变化。
21三体综合征
在大多数生物的体细胞中，染色体都是两两成对的，也就是说含有两套非同源染色体。
细胞中的每套非同源染色体称为一个染色体组。一个染色体组内的染色体，其形态大小各不相同。
1个
3个
2个
3个
1个
2个
3个
4个
一、染色体数目变异（个别染色体）
二、染色体数目变异（染色体组）
三、染色体数目变异（二倍体、多倍体及育种）
四、染色体数目变异（单倍体及育种）
六、三倍体无籽西瓜、异源六倍体小麦
染色体变异
五、染色体结构变异
七、育性判断、三体产生配子、四倍体产生配子
八、练习题(一)
九、练习题(二)
二倍体：像人和果蝇这样，体细胞中含有两个染色体组的个体叫做二倍体。
2n
二倍体(♀)
雌配子
n
2n
二倍体(♂)
2n
受精卵
雄配子
n
2n
二倍体
减数分裂
减数分裂
受精作用
发育
有丝分裂
三倍体：体细胞中含有三个染色体组的个体叫做三倍体。
2n
二倍体(♀)
雌配子
2n
2n
二倍体(♂)
3n
受精卵
雄配子
n
3n
三倍体
异常减
数分裂
减数分裂
受精作用
发育
有丝分裂
四倍体：体细胞中含有四个染色体组的个体叫做四倍体。
2n
二倍体(♀)
雌配子
2n
2n
二倍体(♂)
4n
受精卵
雄配子
2n
4n
四倍体
异常减
数分裂
异常减
数分裂
受精作用
发育
有丝分裂
2n
二倍体(♀)
雌配子
n
2n
二倍体(♂)
2n
受精卵
雄配子
n
4n
四倍体
减数分裂
减数分裂
受精作用
有丝分
裂异常
染色体加倍的机理
低温或
秋水仙素
着丝粒分裂后，染色体不能移
向细胞的两极
纺锤体
的形成
染色体
数目加倍
多倍体
抑制
导致
导致
正常有
丝分裂
生物种类 体细胞染色体数/条 体细胞非同源染色体/套
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、马铃薯的野生祖先种如何变成今天的栽培品种吗？
思考、香蕉的野生祖先种如何变成今天的栽培品种吗？
低温诱导
野生芭
蕉2n
有籽香
蕉4n
加倍
野生芭
蕉2n
无籽香
蕉3n
联会紊乱，高度不育
与二倍体植株相比，多倍体植株常常是：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的含量都有所增加。
一、染色体数目变异（个别染色体）
二、染色体数目变异（染色体组）
三、染色体数目变异（二倍体、多倍体及育种）
四、染色体数目变异（单倍体及育种）
六、三倍体无籽西瓜、异源六倍体小麦
染色体变异
五、染色体结构变异
七、育性判断、三体产生配子、四倍体产生配子
八、练习题(一)
九、练习题(二)
在生物的体细胞中，染色体数目不仅可以成倍地增加，还可以成套地减少。
工蜂(2n=32)
(♀性腺未发育)
雄蜂(n=16)
精子
(n=16)
受精卵
(2n=32)
卵细胞（n=16）
蜂王(2n=32)
(♀性腺发育成熟)
减数
分裂
假减数
分裂
工蜂(2n=32)
(只吃3天蜂王浆)
蜂王(2n=32)
(一直吃蜂王浆)
不受精直接发育
单倍体：体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体
思考：单倍体只含有一个染色体组吗？
通过花药离体培养技术，可将二倍体植物花粉中的精子细胞培育成单倍体植株，这种单倍体植株通常长的弱小，且高度不育。
AABB × aabb
AaBb
A B
A b
a B
a b
A B
A b
a B
a b
AA BB
AA bb
aa BB
aa bb
减数分裂
花药离体培养
秋水仙素处理幼苗
亲本
F1
F1配子
单倍体
恢复 育性
高杆抗病
矮杆感病
F2
9A_B_
3A_bb
3aaB_
1aabb
多代连续自交选优，提高纯合体的比例
选优aaB_
纯合体
U
杂交育种
单倍体育种
育种时间较长
极大缩短育种时间
解离→______→_______→制片
剪取0.5-1cm根尖→_____________浸泡0.5~1h→
用体积分数为_______________冲洗2次。
方法步骤
培养不定根
低温诱导
卡诺氏液
95%的酒精
漂洗
染色
视野中大多数是正常的二倍体细胞，少部分是染色体数目加倍的细胞
先低倍镜
再高倍镜
将1cm长的不定根→冰箱(4℃)→
培养48~72h→室温再培养12h以上
培养诱导
固定细胞形态
制作装片
观察比较
低温诱导植物细胞染色体数目的变化
试剂 使用方法 作用
卡诺氏液
体积分数为95%的酒精
质量分数为15%的盐酸
蒸馏水
甲紫溶液
将根尖放入卡诺氏液中浸泡0.5～1 h
冲洗用卡诺氏液处理的根尖
与质量分数为15%的盐酸等体积混合，作为解离液
与体积分数为95%的酒精
等体积混合，作为解离液
浸泡解离后的根尖约10 min
把漂洗过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
漂洗根尖，
洗去解离液
使染色体着色
解离根尖细胞，使细胞分离
一、染色体数目变异（个别染色体）
二、染色体数目变异（染色体组）
三、染色体数目变异（二倍体、多倍体及育种）
四、染色体数目变异（单倍体及育种）
六、三倍体无籽西瓜、异源六倍体小麦
染色体变异
五、染色体结构变异
七、育性判断、三体产生配子、四倍体产生配子
八、练习题(一)
九、练习题(二)
染色体结构变异
缺失
重复
易位
倒位
缺失
缺失的片段，由于没有着丝粒，在细胞分裂过程中没有纺锤丝的牵引，会丢失。
果蝇正常翅
果蝇缺刻翅
猫叫综合征：是人的5号染色体（第5对常染色体）部分缺失引起的疾病。患儿哭声轻，音调高，很像猫叫而得名。猫叫综合征患者的生长发育迟缓，而且存在严重的智力障碍。
缺失
联会
果蝇正常眼
果蝇棒眼
重复
重复
联会
染色体片段位置颠倒，使染色体上的基因排列顺序发生改变，影响了某些基因的表达，从而引起性状改变。
倒位
果蝇正常翅
果蝇卷翅
染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上引起变异。
易位
果蝇花斑眼
果蝇正常眼
染色体片段易位，使染色体上的基因排列顺序发生改变，影响了某些基因的表达，从而引起性状改变。
项目 染色体易位 互换
图解
区别 位置
原理
观察
非同源染色体之间
染色体结构变异
可在显微镜下观察到
同源染色体的非姐妹染色单体之间
基因重组
可在显微镜下观察到
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
可在显微镜下观察到
在显微镜下观察不到
一、染色体数目变异（个别染色体）
二、染色体数目变异（染色体组）
三、染色体数目变异（二倍体、多倍体及育种）
四、染色体数目变异（单倍体及育种）
六、三倍体无籽西瓜、异源六倍体小麦
染色体变异
五、染色体结构变异
七、育性判断、三体产生配子、四倍体产生配子
八、练习题(一)
九、练习题(二)
授粉
二倍体
（父本）
四倍体
（母本）
三倍体
联会紊乱
无籽
西瓜
二倍体
秋水仙素
授粉
二倍体
三倍体植株
三倍体无籽西瓜的培育
“西瓜”的“长大”需要发育中的种子提供生长素
普通小麦是异源六倍体，含有六个染色体组，这些染色体组来自三个物种：一粒小麦（AA，A表示一个染色体组，含7条染色体）、山羊草（BB，B表示一个染色体组，B含有7条染色体）和节节草（DD，D表示一个染色体组，D含有7条染色体）。
低温诱导
低温诱导
八倍体小黑麦的培育过程
异源四倍体（ABDR）
普通小麦（AABBDD）
八倍体小黑麦（AABBDDRR）
秋水仙 素处理
小黑麦（RR）
一、染色体数目变异（个别染色体）
二、染色体数目变异（染色体组）
三、染色体数目变异（二倍体、多倍体及育种）
四、染色体数目变异（单倍体及育种）
六、三倍体无籽西瓜、异源六倍体小麦
染色体变异
五、染色体结构变异
七、育性判断、三体产生配子、四倍体产生配子
八、练习题(一)
九、练习题(二)
生物是否可育
依据：是否可以正常联会
香蕉不育：三倍体，减数分裂时会出现联会紊乱，几乎无法产生正常的配子。
单倍体不育：若单倍体含有奇数个染色体组，则会出现联会紊乱，无法产生正常的配子。
骡子不育：骡子含有马（64条）的一个染色体组（32条）和驴（62）的一个染色体组（31条），虽然是二倍体，但没有同源染色体，无法正常联会。
a
a
A
a
A
A
a
a
a
a
A
A
a
a
a
a
a
a
a
A
A
2Aa+2a
2A+2aa
2Aa+2a
2A+2aa
2Aa+2a
2Aa+2a
香蕉不育：三倍体（3*11），联会紊乱，几乎无法产生正常的配子。
8Aa：4A：8a：4aa
2Aa：1A：2a：1aa
三体产生配子分析
解法二：不看过程，只看结果。这三条同源染色体记为1（A）、2（a）、3(a)，减数分裂后，这3条同源染色体在配子中的分配情况只能是：一半配子含3条中的两条，另一半配子中含有3条中的另一条。
第一种可能：一半配子中含1（A）和2（a），一半配子中含3（a）。
第二种可能：一半配子中含1（A）和3（a），一半配子中含2（a）。
第三种可能：一半配子中含2（a）和3（a），一半配子中含1（A）。
上述三种可能的概率相同。
2Aa：1A：2a：1aa
a
a
A
a
A
A
a
A
A
a
a
a
2Aa+2Aa
2AA+2aa
2
2AA+2aa
a
A
A
a
A
A
a
a
a
A
A
a
A
A
a
a
a
A
A
1
3
4
2
1
3
4
3
1
2
4
4
1
2
3
2Aa+2Aa
2Aa+2Aa
16Aa：4AA：4aa
2Aa+2Aa
4Aa：1AA：1aa
四倍体产生配子分析
解法二：从数学角度分析。从结果上看，配子中必定含有4条同源染色体中的两条，也即，配子中必然含有A、A、a、a这4个基因中的两个。
AA配子的概率为：1/2（A、A、a、a这4个基因中选出一个A）乘以1/3（A、a、a这3个基因中再选出一个A）=1/6
aa配子的概率为：1/2（A、A、a、a这4个基因中选出一个a）乘以1/3（A、A、a这3个基因中再选出一个a）=1/6
Aa配子的概率为：1/2（A、A、a、a这4个基因中选出一个A）乘以2/3（A、a、a这3个基因中再选出一个a）=1/3
aA配子的概率为：1/2（A、A、a、a这4个基因中选出一个a）乘以2/3（A、A、a这3个基因中再选出一个A）=1/3
a
A
A
2
a
1
3
4
4Aa：1AA：1aa
一、染色体数目变异（个别染色体）
二、染色体数目变异（染色体组）
三、染色体数目变异（二倍体、多倍体及育种）
四、染色体数目变异（单倍体及育种）
六、三倍体无籽西瓜、异源六倍体小麦
染色体变异
五、染色体结构变异
七、育性判断、三体产生配子、四倍体产生配子
八、练习题(一)
九、练习题(二)
1、某植株的一条染色体发生缺失突变，获得该缺失染色体的花粉不育，缺失染色体上具有红色显性基因B，正常染色体上具有白色隐性基因b(如图)。若以该植株为父本，测交后代中部分表现为红色性状。下列解释最合理的是 (　　 )
减数分裂时染色单体1或2上的基因b突变为B
减数第二次分裂时姐妹染色单体3与4自由分离
减数第二次分裂时非姐妹染色单体之间自由组合
减数第一次分裂时非姐妹染色单体之间交叉互换
D
2. 关于植物染色体变异的叙述，正确的是 (　 　)
A. 染色体组整倍性变化必然导致基因种类的增加
B. 染色体组非整倍性变化必然导致新基因的产生
C. 染色体片段的缺失和重复必然导致基因种类的变化
D. 染色体片段的倒位和易位必然导致基因排列顺序的变化
D
D
3为解决二倍体普通牡蛎在夏季因产卵而出现肉质下降的问题，人们培育出三倍体牡蛎。利用普通牡蛎培育三倍体牡蛎合理的方法是（ ） A.利用水压抑制受精卵的第一次卵裂，然后培育形成新个体 B.用被γ射线破坏了细胞核的精子刺激卵细胞，然后培育形成新个体 C.将早期胚胎细胞的细胞核植人去核卵细胞中，然后培育形成新个体 D.用化学试剂阻止受精后的次级卵母细胞释放极体，然后培育形成新个体

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