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染色体变异
第2节
人教版 必修2
第2课时
1.能阐明单倍体及其优缺点
2.能概述单倍体育种的方法及原理
3.能概述染色体结构变异的类型
自然界中还有一类特殊的生物，如雄蜂——未受精的卵细胞直接发育而来的，那它是几倍体呢？
受精卵
2N=32
蜂王（雌性）
工蜂（雌性）
雄蜂 N=16
2N=32
蜂王
卵
N=16
减数分裂
受精作用
持续获得蜂王浆
获得普通蜂蜜
未受精的卵
单倍体
1.概念
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，叫作单倍体
蜜蜂
蜂王
工蜂
雄峰
由受精卵发育而来
二倍体
由卵细胞发育而来单倍体
单倍体
2.成因：由配子（如卵细胞、花粉等）直接发育而成
3.特点
植株长得弱小
一般高度不育
含偶数个染色体组：可育
含奇数个染色体组：高度不育
单倍体、二倍体和多倍体的比较
项目 二倍体 多倍体 单倍体
概念
发育起点
染色体组的数目
性状表现
由受精卵发育而成，体细胞中含有2个染色体组的个体
由受精卵发育而成，体细胞中含有3个或3个以上染色体组的个体
由配子发育而来，体细胞的染色体数目与本物种配子染色体数目相同的个体
受精卵
受精卵
未受精的配子
2个
3个或3个以上
不确定（是正常体细胞染色体组数目的一半）
正常（作为单倍体、多倍体的参照物）
茎秆粗壮，叶片、果实、种子较大，营养丰富，但发育迟缓，结实率低
植株矮小，且高度不育（除雄蜂外）
判断二倍体、多倍体、单倍体的方法
优点：明显缩短育种年限。
原因：子代全是纯合子，不发生性状分离。
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）
缺点：技术复杂，需与杂交育种配合。
原理：染色体变异
过程：
与社会的联系
单倍体育种
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
高秆抗病
DDTT
×
矮秆感病
ddtt
F1
高秆抗病
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
高秆抗病
DDTT
×
矮秆感病
ddtt
高秆抗病
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：单倍体育种能明显缩短育种年限，子代均为纯合子
1.染色体结构变异的类型
（1）缺失
原因：染色体的某一片段缺失引起变异
结果：基因数目减少
【例】果蝇缺刻翅的形成
正常翅
缺刻翅
a
b
c
d
e
f
b
a
c
d
e
f
染色体结构变异
（2）重复
原因：染色体中增加某一片段引起变异
结果：基因数目增加
【例】果蝇棒状眼的形成
正常眼
棒状眼
a
b
c
d
e
f
b
b
a
b
c
d
e
f
b
（3）易位
原因：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
结果：基因排列顺序变化
【例】果蝇花斑眼的形成
正常眼
花斑眼
a
b
c
d
e
f
g
h
i
j
k
l
g
h
i
j
k
l
a
b
c
e
f
d
a
b
c
k
l
g
h
d
e
f
j
i
移接
（4）倒位
原因：染色体的某一片段位置颠倒也可引起变异
结果：基因排列顺序变化
【例】果蝇卷翅的形成
正常翅
卷翅
a
b
c
d
e
f
a
b
c
d
e
f
b
c
d
e
a
f
颠倒
比较染色体易位与染色体互换
图解
区别 位置
原理
观察
染色体易位
染色体互换
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
【练一练】下图为显微镜观察的变异杂合子染色体联会异常现象，通过图示辨析染色体结构变异的类型。
总结：上述变异类型中，缺失和重复改变了染色体上基因的数量，易位和倒位改变了基因在染色体上的排列顺序
缺失
重复
易位
倒位
为什么染色体结构的改变会导致性状的发生改变
染色体结构上的缺失、重复、易位和倒位
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。
三种可遗传变异的比较
类别 基因突变 基因重组 染色体变异
适用范围
类型
发生时期
结果
光学显微镜观察
意义
育种中的应用
所有生物（包括病毒）
自然状态下，发生在真核生物的有性生殖过程中
真核生物
诱发突变、自发突变
互换型、自由组合型（R-S转化实验）
染色体结构变异、染色体数目变异
任何时期，主要发生在有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期
减数第一次分裂前期、减数第一次分裂后期
任何时期，主要发生在细胞分裂时
引起基因碱基序列的改变（产生了新基因）
产生了新基因型和性状组成、不能产生新的基因和性状
使排列在染色体上基因的数目或排列顺序发生改变，不产生新的基因
不能观察到，属于分子水平
不能观察到，属于分子水平
能观察到，属于细胞水平
新基因产生的途径；
生物变异的根本来源；
为生物的进化提供了丰富的原材料；
生物变异的来源之一，对生物进化具有重要的意义
诱变育种
杂交育种
单倍体育种、多倍体育种
生物变异的来源之一，对生物进化具有重要的意义
结构变异 ：缺失 、重复、易位、倒位
染色体变异
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：由受精卵发育来，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
应用：多倍体育种（例：无籽西瓜、香蕉、小麦）
成因：低温诱导或秋水仙素使染色体加倍
概念：配子（生殖细胞）直接发育来的个体
成因：未经受精的配子直接发育而成
应用：单倍体育种
特点：植株一般长得弱小、高度不育
单倍体
1.下列关于染色体变异的叙述，正确的是( )
A.猫叫综合征是5号染色体缺失引起的遗传病
B.染色体变异会引起基因的数目和排列顺序发生改变
C.单倍体均含奇数个染色体组，因而高度不育
D.秋水仙素抑制纺锤体的形成，导致着丝粒不能分裂
A
2.图甲和图乙与生物变异有关，以下说法正确的是( )
A.图甲会使细胞中的基因数目增多
B.图甲会使细胞中染色体组数目增多
C.图乙会使细胞中非等位基因重新组合
D.图乙会使细胞核基因的碱基发生改变
C
3.下图为几种类型的染色体结构变异示意图（字母代表染色体的不同片段），下列叙述错误的是( )
A.图甲中的变异会导致基因数量减少
B.果蝇棒状眼的成因是发生了和图乙中相同的变异
C.图丙中的变异既可以改变基因的数量也会改变基因的排序
D.图丁中的变异发生于非同源染色体之间
C

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