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第2节 染色体变异
第1课时 染色体数目变异
你知道无子西瓜是怎么培育出来的吗？
3.3.5 举例说明染色体结构和数目的变异都可能导致生物性状的改变甚至死亡。
1.简述染色体数目变异的类型及特点。（科学思维）　　
2.了解染色体组、二倍体、多倍体的概念及区别。（科学思维）
3.阐明单倍体和多倍体育种的原理和方法。(科学思维、科学探究、社会责任）
体会课堂探究的乐趣，
汲取新知识的营养，
让我们一起 吧！
进
走
课
堂
一、染色体变异
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。
2、区别：
基因突变
分子水平的变异，光镜下不可见。
染色体变异
细胞水平的变异，光镜下可见。
基因重组
3、染色体变异分类
（1）染色体数目变异：
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(染色体组）为基数成倍地增加或成套地减少。
（2）染色体结构变异。
二、染色体数目的变异
1.个别染色体数目增加或减少
唐氏综合征（21三体综合征）
45条＋XY（47条）
性腺发育不良
44条＋XO
（1）染色体组
2.以染色体组的形式成倍地增加或减少
例：雌雄果蝇体细胞的染色体图解
以雄果蝇为例：
体细胞有 对共 条染色体，可分为 组，
每一组中含 条非同源染色体，
4
8
2
4
体细胞含2个染色体组。
细胞中的一组非同源染色体，它们在形态和功能上各不相同，但是携带着控制一种生物生长发育、遗传和变异的全部信息，这样的一组染色体，叫作一个染色体组。
甲中含有 个染色体组；
乙中含有 个染色体组。
4
3

一组非同源染色体（无同源染色体），
形态大小及功能不同，
携带有全套遗传信息（不可多也不可少）。

①根据染色体形态判定。
其判断依据是：形态相同的染色体有几条，则含有几个染色体组。
2个
2个
3个
（2）判断染色体组数目的方法
如图：基因型为Aaaabbbb的细胞中有 个
染色体组。
基因型为AAabbb的细胞中有 个
染色体组。
A
a
a
a
b
b
b
b
A
a
A
b
b
b
②在细胞或生物体的基因型中，控制同一性状的等位基因或相同基因有几个，则含有几个染色体组。
4
3
A
a
a
a
b
b
b
b
A
a
A
b
b
b
A
a
a
a
b
b
b
b
A
a
A
b
b
b
A
a
a
a
b
b
b
b
A
a
A
b
b
b
A
a
a
a
b
b
b
b
a
a
A
a
b
b
b
b
a
A
A
b
b
b
③用染色体总数除以染色体形态数。
（4）多倍体
①概念：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。
②实例：香蕉（三倍体）、马铃薯（四倍体）、普通小麦（六倍体）。
③特点：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。
（3）二倍体
概念：由受精卵发育而来，体细胞中含有两个染色体组的个体叫二倍体，如果蝇。
小组合作探究：如何利用二倍体西瓜幼苗（或种子）来获得三倍体西瓜？
④人工诱导多倍体（以三倍体无子西瓜的培育为例）
普通西瓜的
幼苗（或萌
发的种子）
秋水 仙素
处 理
幼苗
（染色体加倍，4N ）
生长
四倍体植株
四倍体植株♀
二倍体植株♂
×
4N 瓜肉
3N 胚
三倍体植株
二倍体植
株的花粉
3N 瓜肉
针对特定的生物学现象，进行观察、提问、实验
设计、方案实施以及对结果的交流与讨论的能力，体现了科学探究的核心素养。
多倍体的形成原因
间期
前期
中期
后期
末期
2n
2n
2n
4n
2n
在纺锤体的牵引下，染色体向两极移动
思考：如果纺锤体的形成受到破坏，会导致分裂形成的子细胞中染色体数目如何变化？
针对特定的生物学现象进行观察、提问,体现了科学探究的核心素养。
1.可否人工诱导多倍体呢？常用方法有哪些？
2.秋水仙素处理的具体做法是什么？原理又是什么？
方法：用秋水仙素处理____________或_______。
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。
3.为什么要处理萌发的种子或幼苗，处理成熟的植株可以吗？
不可以，秋水仙素的作用对象是正在分裂的细胞，成熟的植株大多数细胞不进行有丝分裂。
萌发的种子
幼苗
分裂
纺锤体
染色体
移向细胞两极
数目加倍
有丝
多倍体
可以，低温和秋水仙素处理。
针对特定的生物学现象进行观察、提问,体现了科学探究的核心素养。
（5）单倍体
①概念：体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体。
②成因
a.自然成因：由配子直接发育成的新个体，如蜜蜂的雄蜂。
b.人工成因：花药（或花粉）的离体培养。
③特点：植株长得弱小，高度不育。但是，利用单倍体植株培育新品种却能明显缩短育种年限。
④应用：单倍体育种
若由配子发育而来，则为单倍体。
若由受精卵发育而来，则其倍体数＝染色体组数。
思考：怎样判断几倍体？
　 【例1】如图所示细胞中所含的染色体，下列叙述正确的是(　　)
C
A.图a含有2个染色体组，图b含有3个染色体组
B.如果图b表示体细胞，则图b代表的生物一定是三倍体
C.如果图c代表由受精卵发育成的生物的体细胞，则该生物一定是二倍体
D.图d代表的生物一定是由受精卵发育而来的，是单倍体
【解析】选C。图a含有4个染色体组，图b含有3个，A错误；图b可能是三倍体也可能是单倍体，B错误；如果图c代表由受精卵发育成的生物的体细胞，则该生物一定是二倍体，C正确。图d也可能由雄配子发育而来，D错误。
【例2】白菜型油菜（2n=20）的种子可以榨取食用油（菜籽油）。为了培育高产新品种。科学家诱导该油菜未受精的卵细胞发育形成完整植株Bc。下列叙述错误的是（ ）
A.Bc成熟叶肉细胞中含有两个染色体组
B.将Bc作为育种材料,能缩短育种年限
C.秋水仙素处理Bc幼苗可以培育出纯合植株
D.自然状态下Bc因配子发有异常而高度不育
A
【解析】选A。根据题干信息可知，白菜型油菜是二倍体，有两个染色体组，Bc是由该油菜的卵细胞发育形成的，只有一个染色体组，A错误；以Bc为材料通过诱导（秋水仙素或低温）使其染色体加倍，从而培育出纯合的符合要求的二倍体白菜型油菜，与杂交育种相比，该方法能明显缩短育种时间，B、C正确；Bc是单倍体，只有一个染色体组，不能产生正常配子，因此Bc高度不育，D正确。
杂交育种过程
三、育种
结合杂交育种流程，利用本节所学知识，尝试设计单倍体育种的实验流程。
针对特定的生物学现象进行观察、提问、实验设计、方案实施以及对结果的交流与讨论的能力,体现了科学探究的核心素养。
运用生物学的知识和方法，解决现实生活问题,体现了社会责任的核心素养。
单倍体育种过程
普通植株
减数 分裂
花粉
花药离 体培养
单倍体幼苗
秋水仙 素处理
纯合子幼苗
筛选所需的品种
DDTT
DdTt
花药离 体培养
DT Dt dT dt 幼苗
秋水仙 素处理
DDTT DDtt ddTT ddtt
筛选所需的品种
ddtt
×
DT Dt dT dt
【警示钟】
单倍体不一定只含一个染色体组
(1)二倍体生物形成的单倍体含有 染色体组。
(2)四倍体生物形成的单倍体含有 染色体组。
基于生物学事实和证据运用归纳与概括，体现了科学思维的核心素养。
一个
两个
【例3】如图表示用纯种的高秆(D)抗锈病(T)小麦与矮秆(d)易染锈病(t)小麦培育矮秆抗锈病小麦新品种的方法，有关此育种方法的叙述错误的是( )
A.过程①可使育种所需的优良基因由亲本进入F1
B.过程②为减数分裂
C.过程③是利用花药离体培养技术获得单倍体幼苗
D.过程④必须使用生长素处理
D
【解析】选D。过程①可使育种所需的优良基因（矮秆基因和抗锈病基因）由亲本进入F1，A正确；过程②为减数分裂形成配子的过程，B正确；过程③是花药离体培养过程，C正确；过程④必须使用秋水仙素处理;整个过程叫单倍体育种，可以明显缩短育种年限，D错误。
染色体变异
染色体
数目变异
染色体
结构变异
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(染色体组）为基数成倍地增加或成套地减少
21三体综合征（45条＋XY）
性腺发育不良（44条＋XO）
（1）染色体组
（2）判断染色体组数目的方法
（4）多倍体
（3）二倍体
（5）单倍体
①概念
②成因
③特点
④应用：单倍体育种
①概念
②实例
③特点
④人工诱导多倍体
（三倍体无子西瓜的培育）
1.（2025·杭州高一检测）唐氏综合征的病因是父母的生殖细胞在减数分裂形成配子时，21号染色体发生不分离现象所致。这种变异属于（　　）
A．基因突变 B．基因重组
C．染色体结构变异 D．染色体数目变异
D
【解析】选D。染色体数目变异的基本类型：（1）细胞内的个别染色体增加或减少，如21三体综合征；（2）细胞内的染色体数目以染色体组的形式增加或减少。在减数分裂形成配子时，21号染色体发生不分离现象会导致子代多一条或少一条染色体，其中唐氏综合征（21三体综合征）是第21号染色体多出一条导致的，属于染色体数目变异，A、B、C错误，D正确。
2.（2025·济南高一期中）表型正常的双亲生出了一个染色体组成为“13三体综合征”的孩子，经测定形成患者的受精卵是由一个异常配子和一个正常配子组合而成的。对此现象的分析错误的是（ ）
A．患者的13号染色体不是正常的2条，而是3条
B．患者的双亲都有提供异常配子的可能
C．该变异来自基因的自由组合，可用显微镜观察
D．异常配子的产生既可能发生在减数分裂Ⅰ时，也可能发生在减数分裂Ⅱ时
C
【解析】选C。“13三体综合征”患者是多了一条13号染色体，故患者的13号染色体不是正常的2条，而是3条，A正确；“13三体综合征”患者是多了一条13号染色体，可能是父本或者是母本减数分裂Ⅰ后期同源染色体没有分离或减数分裂Ⅱ后期姐妹染色单体分开后移向同一极导致的，B、D正确；“13三体综合征”是染色体数目变异导致多了一条13号染色体，可用显微镜观察，C错误。
3． 科学家对果蝇的性别进行研究时发现某只雌果蝇的性染色体组成为XXY，其常染色体正常。下列说法错误的是（　　）
A.该雌果蝇的染色体异常可以通过显微镜观察
B.该雌果蝇发生的是以染色体组为单位的变异
C.该雌果蝇的X染色体和Y染色体是同源染色体
D.该雌果蝇的形成可能与亲本雌果蝇的减数分裂Ⅰ异常有关
B
【解析】选B。染色体的异常可以通过显微镜观察到，A正确；该雌果蝇发生的是染色体数目的变异，只增加一条X染色体，不是以染色体组为单位的变异，B错误；该雌果蝇的一条X染色体必然由它的母本提供，Y染色体由父本提供，二者是同源染色体，C正确；若 XXY 果蝇是由含 XX 染色体的异常卵细胞与含 Y 染色体的正常精子结合成的受精卵发育形成的，则含 XX 染色体的异常卵细胞可能由亲本雌果蝇的减数分裂Ⅱ异常，染色单体分开后移向同一根形成，也可能由亲本雌果蝇的减数分裂Ⅰ异常，同源染色体没有分开形成，D正确。
4．（2025·重庆高一检测）下列有关单倍体、二倍体及多倍体的叙述，正确的是（　）
A．用秋水仙素处理单倍体植株后一定获得二倍体
B．单倍体的体细胞可能含有三个或三个以上染色体组
C．三倍体西瓜杂交不能产生后代，所以是不可遗传的变异
D．用低温处理某二倍体植株后获得的个体，其细胞都有四个染色体组
B
【解析】选B。单倍体是具有本物种配子染色体数目的生物个体，凡是由配子直接发育而来的个体，均称为单倍体，单倍体中可以含有一个或几个染色体组，因此经秋水仙素处理后不一定获得二倍体，A错误；单倍体的发育起点是配子，其可以含有一个或几个染色体组，因此单倍体的体细胞可能含有三个或三个以上染色体组，B正确；三倍体西瓜是染色体数目变异导致的，所以属于可遗传的变异，C错误；用低温处理某二倍体植株后获得的个体，只有部分细胞中染色体数目加倍，因此并不是所有细胞都有四个染色体组，D错误。
5.分析图中各细胞内染色体组成情况，
并回答相关问题。
(1)一般情况下，一定属于单倍体生物体细胞染色体组
成的是图____。
(2)图C所示细胞中含____________个染色体组，每个
染色体组含__________条染色体。
(3)对于进行有性生殖的生物而言，当该个体由________发育而来时，由B细胞组成的生物体是二倍体；若该个体由未受精的生殖细胞发育而来，则由B细胞组成的生物体是________。
(4)若由A细胞组成的生物体是单倍体，则其正常物种体细胞内含__________个染色体组。
(5)基因型分别为AAabbb、AaBb、AaaaBBbb及Ab的体细胞，其染色体组数目依次与图A～D中的_____________________相等。
(6)秋水仙素处理是常用的诱导多倍体的方法，其原理是___________________________
____________________________________________________________________。
D
3
3
受精卵
单倍体
8
C、B、A、D
秋水仙素使得细胞中纺锤体的形成受阻，染色体不能分配到子细胞中去，于是形成染色体加倍的细胞
人生的意义在于学习和进步，
从而收到获得性的快乐。

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