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染色体变异
第2节
人教版 必修2
第1课时
1.能说出染色体数目的变异的类型，阐明染色体组概念并区分二倍体、多倍体
2.能概述人工诱导多倍体及其应用
3.能阐明低温诱导植物细胞染色体数目的变化的机制
野生祖先种VS栽培品种
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。
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
【提示】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。
问题探讨
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，称为染色体变异
染色体变异
正常果蝇
（2n=8）
减少一条
染色体数目变异
2.类型
染色体结构变异
（1）细胞内个别染色体增加或减少
（2）以一套完整的非同源染色体为基数成倍的增加或成套的减少。
正常果蝇
（2n=8）
个别异常
成套异常
增加一条
减少一条
增加一套
减少一套
一、染色体数目变异
【实例】
唐氏综合征即21三体综合征
多了一条21号染色体
XXX综合征（超雌综合征）
多了一条X染色体
1.细胞内个别染色体增加或减少
【思考】21三体综合征形成的原因？
减Ⅰ后期 异常
21号同源染色体未分离
减Ⅱ后期 异常
姐妹染色单体分离后移向细胞的同一极
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地减少
每套非同源染色体称为一个染色体组
正常果蝇
（2n=8）
增加一套
减少一套
Ⅱ号和Ⅱ号染色体是 ，
Ⅲ号和Ⅳ号染色体是 。
同源染色体
非同源染色体
像上图中Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y这样的一组非同源染色体，称为一个染色体组。
3.染色体组
细胞中的一组非同源染色体，在形态和功能上各不相同，但又相互协调， 共同控制生物的生长、发育、遗传和变异的一组染色体
（1）一个染色体组不含同源染色体，不含等位基因
（2）一个染色体组所含的染色体大小、形态和功能各不相同，均为非同源染色体
（3）一个染色体组中含有控制生物生长、发育、遗传和变异的全套遗传信息
染色体组的特点
思考：如何确定细胞中有几个染色体组？
判断染色体组数目的方法
（1）根据染色体形态判断
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
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
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。
Aaaa
4个染色体组
1组1条染色体
AABBDD
2个染色体组
1组3条染色体
ABCD
1个染色体组
1组4条染色体
（2）根据基因型判断
【练一练】判断细胞含几个染色体组？每组有几条染色体？
3个；3条
1个；4条
2个；4条
3个；2条
4个；3条
4个；2条
1个；4条
2个；2条
4.二倍体
由受精卵发育而来，体细胞中含有两个染色体组的个体
♀
♂
果蝇体细胞
2N=8
野生马铃薯
2N=24
人类
2N=46
N代表：某物种的一个染色体组
在自然界中，几乎全部动物和过半数的高等植物都是二倍体，记作2N
5.多倍体
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
3n=33
4n=48
6n=42
多倍体在植物中很常见，动物中极少见
优点： 茎秆粗壮，叶片、果实和种子都比较大。
缺点： 生长发育延迟，结实率低。
多倍体植株的特点：
染色体数目
加倍后的草莓
野生草莓
四倍体番茄的维生素C含量比二倍体的几乎增加了一倍。
四倍体番茄
二倍体、多倍体的比较
项目 二倍体 多倍体
概念
发育起点
染色体组的数目
性状表现
由受精卵发育而来，体细胞中含有2个染色体组的个体
由受精卵发育而来，体细胞中含有3个或3个以上染色体组的个体
受精卵
受精卵
2个
3个或3个以上
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
正常（作为单倍体、多倍体的参照物）
多倍体育种
方法
处理对象
原理
应用
用秋水仙素诱发或用低温处理
萌发的种子或幼苗
能够抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞的两极，从而使细胞内染色体数目加倍
含糖量高的甜菜和三倍体无子西瓜的培育
二、人工诱导多倍体及其应用
秋水仙素
秋水仙
【注】秋水仙素（C22H25O6N）是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
【实例】三倍体无子西瓜
二倍体
授粉
二倍体
（父本）
四倍体
（母本）
三倍体
联会紊乱
无子西瓜
秋水仙素
授粉
第一年
第二年
【思考】
1.为什么要进行两次传粉？
第一次：
杂交获得三倍体植株的种子
第二次：
刺激子房发育成果实
【思考】
1.为什么用一定浓度的秋水仙素滴在二倍体西瓜幼苗的芽尖？
芽尖有丝分裂旺盛，秋水仙素能够抑制纺锤体的形成，引起细胞内染色体数目加倍
2.在无子西瓜培育的过程中用二倍体给三倍体传粉的目的是什么？
促进子房发育成果实
3.无子西瓜每年都要制种，很麻烦，有没有别的替代方法？
进行无性繁殖，将三倍体西瓜植株进行组织培养获得大量的组织苗，再进行移栽
【实验原理】
用低温处理植物的分生组织细胞，能够抑制纺锤体的形成，以致影响细胞有丝分裂中染色体被拉向两极，导致细胞不能分裂成两个子细胞，于是，植物细胞的染色体数目发生变化。
实验：低温诱导植物染色体数目的变化
【方法步骤】
诱导培养→固定→制片→观察
（1）将蒜（或洋葱 ） 在冰箱冷藏室内（4℃）放置一周。取出后，将蒜放在装满清水的容器上方，让蒜的底部接触水面，于室温（约 25℃）进行培养。待蒜长出约 1 cm 长的不定根时，将整个装置放入冰箱冷藏室内，诱导培养 48 ~ 72 h
（2）剪取诱导处理的根尖0.5 ~ 1 cm，放入卡诺氏液中浸泡 0.5 ~ 1 h，以固定细胞的形态，然后用体积分数为 95% 的酒精冲洗 2 次
（3）制作装片，包括：解离、漂洗、染色和制片 4 个步骤
（4）先用低倍镜寻找染色体形态较好的分裂象。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
低温诱导植物细胞染色体数目的变化
【实验结果】
视野中既有正常的二倍体细胞（多），也有染色体数目发生改变的细胞（少）。
实验试剂及其作用
试剂 使用方法 作用
卡诺氏液 将根尖放入卡诺氏液中浸泡0.5～1 h 固定细胞形态
体积分数为95%的酒精 冲洗卡诺氏液处理过的根尖 洗去卡诺氏液
与质量分数为15%的盐酸等体积混合，浸泡经固定处理的根尖 解离根尖细胞
清水 漂洗解离后的根尖约10 min 洗去解离液
甲紫溶液 把漂洗干净的根尖放进盛有甲紫溶液的玻璃皿中染色3～5 min 使染色体着色
两次漂洗的比较
项目 第一次漂洗 第二次漂洗
时间不同 在固定之后解离之前 在解离之后染色之前
试剂不同 用95%酒精漂洗 用清水漂洗
目的不同 洗去多余的卡诺氏液 洗去多余的解离液
染色体变异
染色体数目变异
染色体结构变异
个别染色体增减
以染色体组的形式增减
定义 辨别 二倍体 多倍体
定义 形成原因 育性 特点 多倍体育种
1.下列关于染色体组的叙述，不正确的有( )
①一个染色体组中不含同源染色体
②一个染色体组中染色体大小、形态一般不同
③人的一个染色体组中应含有24条染色体
④含有一个染色体组的细胞一定是配子
A.①③ B.③④ C.①④ D.②④
B
2.如图所示细胞中所含的染色体，下列叙述正确的是( )
A.图a含有两个染色体组，图b含有三个染色体组
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代表生物一定是由卵细胞发育而成的，是单倍体
C
3.下列关于“低温诱导植物细胞染色体数目变化”的实验，叙述正确的是( )
A.显微镜下可以看到大多数细胞中的染色体数目发生改变
B.使用卡诺氏液解离细胞后需用95%的酒精冲洗2次
C.低温诱导和秋水仙素处理均能抑制纺锤体的形成，从而导致着丝粒不能分裂
D.多倍体细胞形成的过程无完整的细胞周期
D

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