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人教版必修2·第5章
第2节第1课时
染色体数目变异及其应用
学习目标
染色体组概念及判断、染色体的数目变异
单倍体、二倍体及多倍体的概念及特点
单倍体育种和多倍体育种的原理和方法
正常人的染色体
21三体综合征患者的染色体
21号染色体多一条
21三体综合征
特征：智力低下，发育缓慢，常表现特殊面容--外眼角上斜，口常半张，舌常伸出口外。多伴有先天性心脏病。
21三体综合征
性腺发育不良（特纳氏综合征），女性患者少了一条X染色体。
特征：外观表现为女性，但性腺发育不良，没有生育能力。身高、体重落后，手、足背明显浮肿，颈侧皮肤松弛。
44+X
讨论：为什么少了一条X染色体？
通常在减Ⅰ后期或减Ⅱ后期出现异常
特纳氏综合征
2、类型：染色体数目变异和染色体结构变异
1、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
染色体结构的变异
染色体数目的变异
细胞内个别染色体的增加或减少
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
缺失、重复、倒位、易位
光学显微镜下可以观察到
1. 个别增减
多一条或少一条Ⅱ，Ⅲ染色体，都会导致果蝇死亡
多一条或少一条性染色体，都会影响果蝇的生育能力
正常
X减少
Ⅱ或Ⅲ减少
一、染色体数目变异
例：果蝇
雄果蝇的精子中有哪几条染色体？Ⅱ号与Ⅱ号什么关系？Ⅲ与Ⅳ什么关系？
形态、大小和功能各不相同;
都是非同源染色体;
果蝇的精子中染色体有什么特点？
Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X 或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y
2. 以染色体组形式成倍增减
Ⅱ与Ⅱ为同源染色体Ⅲ与Ⅳ为非同源染色体
什么是染色体组？
细胞中的一组________染色体，在_____和______上各不相同，但又相互协调，共同控制生物的携带着控制生物的生长、发育、遗传、变异，这样的一组染色体，叫做一个染色体组。
非同源
形态
功能
Ⅹ
Ⅲ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅹ
Ⅳ
Ⅱ
Ⅳ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅹ
Ⅳ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅹ
Ⅱ
Ⅱ
Ⅳ
Ⅹ
果蝇体细胞
一个染色体组
（1）染色体组概念
定义：
①根据染色体形态判断：细胞内形态、大小相同的染色体（同源染色体）有几条，就含有几个染色体组。
（2）染色体组数的判断
3组
1组
4组
3组
②看基因型，同一字母，不分大小写，出现几次就是几组
2组
4组
3组
1组
（2）染色体组数的判断
③根据染色体的数目和染色体的形态数来推算：
染色体组数=
染色体数
染色体的形态数
例：某生物体细胞中有42条染色体
A:若其中各不相同的染色体有7条，
则体细胞中有（ ）个染色体组。
B:若其生殖细胞中有23条染色体，且各不
相同，则体细胞中有（ ）个染色体组。
6
2
2个
（2）染色体组数的判断
正常
增多
减少
①个别增减
②以染色体组形式成倍增减
阅读课本P87的内容，回答以下问题：
1.什么是二倍体和多倍体、单倍体？
2.多倍体植株、单倍体植株的特点？
3.如何获得多倍体？具体方法？实例？
一、二倍体、多倍体和单倍体
例：人：2N=46 果蝇：2N=8 水稻：2N=24
1. 二倍体：
2. 多倍体：
例：被子植物约33%是多倍体。如香蕉（三倍体）、马铃薯（四倍体）
由受精卵发育而来的个体，体细胞中含有两个染色体组的个体，记作2N（N表示一个染色体组所包含的染色体数目）。
由受精卵发育而来的个体，体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体。
2n 4n
概念：
来源：
由配子（如卵细胞、花粉等）直接发育而来，如雄蜂
体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体
32
32
16
单倍体特点：
植株长得弱小
高度不育
一、二倍体、多倍体和单倍体
3. 单倍体：
单倍体
二倍体
配子
发育
（含2个染色体组）
（含3个或3个以上染色体组）
（含1个或几个染色体组）
多倍体
①由受精卵发育来的个体，细胞中含有几个染色体组，就叫几倍体；
②由配子直接发育来的个体，不管含有几个染色体组，都只能叫单倍体 。
③先确定发育起点，再看体细胞中染色体组数。
二、二倍体、多倍体和单倍体的判断
受精卵
发育
1.一倍体一定是单倍体，单倍体一定是一倍体。（ ）
2.二倍体物种所形成的单倍体，其体细胞中只含有一个染色体组。（ ）
3.四倍体物种形成的单倍体，其体细胞含有两个染色体组，可称为二倍体。（ ）
4.单倍体可以只有一个染色体组，也可以有多个染色体组（ ）
√
×
×
√
练习：生物体二倍体、多倍体和单倍体的判断
帕米尔高原的植物65%的种类是多倍体
外界环境条件的干扰，使有丝分裂时（有丝分裂前期）纺锤体的形成受到破坏，以至染色体不能被拉向两极，细胞不能分裂成两个子细胞，染色体加倍。
一、多倍体育种
为什么要处理萌发的种子或幼苗，处理成熟的植株可以吗？
不行，秋水仙素的作用对象是正在有丝分裂的细胞，成熟的植株大多细胞不进行有丝分裂。
原理：当秋水仙素作用于正在 的细胞时，能够抑制 的形成，导致 不能 ，从而引起细胞内染色体 。染色体
数目加倍的细胞继续进行_______分裂，将来就可能发育成 _________植株。
分裂
纺锤体
染色体
移向两极
数目加倍
有丝
多倍体
一、多倍体育种
（人工诱导多倍体——培育新品种）
原理：
无子西瓜的培育
染色体数目变异
方法：
（1）低温诱导处理
（2）秋水仙素处理萌发的种子或幼苗（常用且最有效）
实例：
器官大、营养物质含量增加
适用于植物，动物难开展，发育延迟，结实率低
优点：
缺点：
正在有丝分裂细胞
过程：
秋水仙素
抑制纺锤体形成
细胞内染色体数目加倍
多倍体植株
发育
1. 多倍体育种应用
补充：被子植物果实发育
三倍体西瓜的培育
二倍体
三倍体
四倍体
（母本）
三倍体种子
三倍体西瓜
第
一
年
第
二
年
二倍体
传粉刺激果实发育
秋水仙素
二倍体
传粉
多倍体育种：三倍体无籽西瓜的培育过程
种植
因为芽尖生长点细胞正在进行有丝分裂，秋水仙素作用于分裂细胞抑制纺锤体的形成，导致染色体加倍，变成四倍体。
1. 为什么以一定浓度的秋水仙素滴在二倍体西瓜幼苗的芽尖？
2.两次以二倍体传粉的目的分别是什么？
第一次传粉是为了杂交得到三倍体种子
第二次传粉是为了刺激子房发育成果实
3.三倍体西瓜为什么没有种子？
三倍体植物在减数分裂中同源染色体联会紊乱，不能形成正常的配子而无子。
思考
1. 方法:
2. 过程
F1花粉
人工诱导秋水仙素
3. 优点：
明显缩短育种年限
技术复杂，需和杂交育种配合使用
恢复正常植株
（纯合体）
单倍体幼苗
4. 缺点：
5. 原理：
染色体数目变异，植物细胞的全能性
不同优点的品种杂交
花药（花粉）离体培养+人工诱导多倍体（秋水仙素处理幼苗）
离体培养
二、单倍体育种
为什么说单倍体育种能明显缩短育种年限？
花药离体培养→
P
高杆抗病
DDTT
×
矮杆感病
ddtt
F1
高杆抗病
DdTt
配子
DT
Dt
dT
dt
DT
Dt
dT
dt
DDTT
DDtt
ddTT
ddtt
↓
↓
↓
↓
↓
↓
↓
↓
↓
↓
纯合体
秋水仙素→
↑
需要的矮抗品种
㈡ 单倍体育种
第1年
第2年
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
㈠ 杂交育种
↓
第1年
第 2年
第3~6年
↑
需要的矮抗品种
矮抗
单倍体一定是纯合体吗？用秋水仙素处理单倍体一定是纯合体吗？
当单倍体体细胞中只有一个染色体组时，肯定是纯合体，
经秋水仙素处理后是纯合体；
当单倍体体细胞中含有两个或两个以上的染色体组，
用秋水仙素处理后不一定是纯合子。
例：单倍体含有两个染色体组（AaBb），
经秋水仙素处理后得到的个体为杂合子（AAaaBBbb）
类 型 杂交育种 诱变育种 单倍体育种 多倍体育种
育种原理
育种法
优点
应用 实例
基因突变
染色体变异
基因重组
染色体变异
杂交→自交→选优→自交
物理或化学的方法处理
花药离体培养后再用秋水仙素加倍
使不同亲本的优良性状集中于同一个体上
提高变异频率加速育种进程
明显缩短育种年限
器官大型，
营养含量高
培育矮抗小麦
培育青霉素高产菌株
培育矮抗小麦
三倍体无子
西瓜的培育
用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗
1. 将基因型为AaBb的玉米的一粒花粉离体培养获得幼苗，再用秋水仙素处理幼苗，处理后植株的基因型是（ ）
A.Ab和ab或Ab和aB
B.AABB或aabb或AAbb或aaBB
C.AB、ab、Ab、Ab
D.AABB或aabb或AABb或aaBb
B
2. 在三倍体无籽西瓜的培育过程中，将二倍体普通西瓜幼苗用秋水仙素处理，待植物成熟接受普通二倍体西瓜的正常花粉后，发育形成果实的果皮、种皮、胚芽、胚乳细胞的染色体组数依次是（ ）
A．4、2、2、4 B．4、4、3、5
C．3、3、3、4 D．4、4、3、6
B
课程结束

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