1、正常眼花斑眼5.2 5.2 染色体变异染色体变异 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（见下表）。讨论讨论1.1.根据前面所学减数分裂的知识，试着根据前面所学减数分裂的知识，试着完成该表格。完成该表格。2.2.为什么平时吃的香蕉是没有种子的？为什么平时吃的香蕉是没有种子的？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。问题探讨问题探讨染色体数目染色体数目的变异的变异 染色体结构染色体结构的变异的变异类型类型 生物体的体细胞或生殖细胞内染色体生物体的体细胞或生殖细胞内
2、染色体数目或结构数目或结构的变化，称为的变化，称为染色体变异染色体变异（chromosomal variation）。）。染色体变异染色体变异01、个别染色体的增加或减少、个别染色体的增加或减少增加增加减少减少染色体数目变异染色体数目变异1染色体数目变异染色体数目变异11、个别染色体的增加或减少、个别染色体的增加或减少染色体数目变异染色体数目变异11、个别染色体的增加或减少、个别染色体的增加或减少雄果蝇染色体图解雄果蝇染色体图解 号和号和号染色体是什么关系？号染色体是什么关系？号和号和号染色体是什么关系？判号染色体是什么关系？判断依据是什么？断依据是什么？染色体数目变异染色体数目变异11、个别
3、染色体的增加或减少、个别染色体的增加或减少雄果蝇染色体图解雄果蝇染色体图解雄果蝇的体细胞中共有哪几对同源染色体？雄果蝇的体细胞中共有哪几对同源染色体？染色体数目变异染色体数目变异11、个别染色体的增加或减少、个别染色体的增加或减少雄果蝇染色体图解雄果蝇染色体图解XYXY 果蝇的精子中有哪几条染色体？这些染色体在形态、大小和功能果蝇的精子中有哪几条染色体？这些染色体在形态、大小和功能上有什么特点？上有什么特点？染色体数目变异染色体数目变异11、个别染色体的增加或减少、个别染色体的增加或减少染色体组染色体组定义：定义：XYXY1）一组非同源染色体非同源染色体2）染色体的形态、大小、功能染色体的形态
4、、大小、功能各不相同各不相同3）含有该物种含有该物种生长、发育、遗传、变异生长、发育、遗传、变异的的全套遗传信息全套遗传信息染色体数目变异染色体数目变异13个个4个个1个个染色体组数目的确定方法染色体组数目的确定方法（1）根据）根据“染色体形态染色体形态”判断判断 细胞内细胞内同种形态染色体同种形态染色体有几条就含几个染色体组有几条就含几个染色体组2个个4个个染色体数目变异染色体数目变异1染色体组染色体组（2）根据）根据“基因型基因型”判断判断 控制同一性状的基因控制同一性状的基因(包括同一字母的大、小写包括同一字母的大、小写)出出现几次，则含有几个染色体组现几次，则含有几个染色体组YyRrA
5、ABBDDAaaAABbD二个染色体组二个染色体组二个染色体组二个染色体组三个染色体组三个染色体组一个染色体组一个染色体组ABCD两个染色体组两个染色体组染色体组数目的确定方法染色体组数目的确定方法染色体数目变异染色体数目变异1染色体组染色体组个体个体雌配子雌配子受精卵受精卵雄配子雄配子由由受精卵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；发育来的个体，细胞中含有几个染色体组，就叫几倍体；而由而由配子直接发育配子直接发育来的来的,不管含有几个染色体组，都只能叫单倍体不管含有几个染色体组，都只能叫单倍体 判断判断单倍体单倍体个体个体二倍体二倍体/多倍体多倍体是否含有两个染色体组的都是
6、二倍体？是否含有两个染色体组的都是二倍体？是否单倍体都只有一个染色体组？是否单倍体都只有一个染色体组？由由雌配子雌配子或或雄配子雄配子直直接发育而成的生物体接发育而成的生物体几乎全部的动物和过几乎全部的动物和过半数的植物是二倍体半数的植物是二倍体香蕉香蕉(三倍体三倍体);马铃薯马铃薯(四倍体四倍体)雄蜂（单倍体）雄蜂（单倍体）（1）单倍体、二倍体与多倍体）单倍体、二倍体与多倍体2、以染色体组的形式成倍的增加或减少、以染色体组的形式成倍的增加或减少蜂王 雄蜂 工蜂 32条 16条 32条染色体数目变异染色体数目变异1增加增加减少减少染色体数目变异染色体数目变异12、以染色体组的形式成倍的增加或减
7、少、以染色体组的形式成倍的增加或减少XYXYX染色体数目变异染色体数目变异12、以染色体组的形式成倍的增加或减少、以染色体组的形式成倍的增加或减少个体个体雌配子雌配子受精卵受精卵雄配子雄配子单倍体单倍体个体个体二倍体二倍体/多倍体多倍体单体和单倍体单体和单倍体 三体和三倍体三体和三倍体（1）单倍体、二倍体与多倍体）单倍体、二倍体与多倍体染色体数目变异染色体数目变异12、以染色体组的形式成倍的增加或减少、以染色体组的形式成倍的增加或减少缺：多倍体特点多倍体特点:马铃薯是马铃薯是四倍体四倍体香蕉是香蕉是三倍体三倍体普通小麦是普通小麦是六倍体六倍体优：植株、果实、种子等粗大，糖类、蛋白质等营养物质的
8、含量高结实率低生长发育迟缓高度不育单倍体特点单倍体特点:个体弱小，高度不育（不是所有）（1）单倍体、二倍体与多倍体）单倍体、二倍体与多倍体染色体数目变异染色体数目变异12、以染色体组的形式成倍的增加或减少、以染色体组的形式成倍的增加或减少常用方法有哪些？常用方法有哪些？低温低温4条、2对染色体复制着丝点自动断裂如果前期无纺锤体形成细胞不能分裂成两个子细胞_染色体组_染色体2个_染色体组_染色体8条、4对4个影响染色体被拉向两极影响染色体被拉向两极染色体数目加倍染色体数目加倍（2）人工诱导多倍体的方法）人工诱导多倍体的方法染色体数目变异染色体数目变异12、以染色体组的形式成倍的增加或减少、以染色
9、体组的形式成倍的增加或减少（2）人工诱导多倍体的方法）人工诱导多倍体的方法常用方法有哪些？常用方法有哪些？低温低温Q：秋水仙素处理法的具体做法是什么？原理又是什么？：秋水仙素处理法的具体做法是什么？原理又是什么？方法：方法：用秋水仙素处理萌发的种子 或幼苗。原理：原理：当秋水仙素作用于正在分裂的细胞时，能够抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向两极，从而引起细胞内染色数目加倍。染色体数目加倍的细胞继续进行有丝分裂，将来就可能发育成多倍体植株。Q：为什么要处理：为什么要处理萌发的种子或幼苗萌发的种子或幼苗，处理成熟的植株可以吗？，处理成熟的植株可以吗？秋水仙素的作用对象是_，成熟的植株大多细胞不进
10、行有丝分裂。正在有丝分裂的细胞时期：有丝分裂前期秋水仙素处理染色体数目变异染色体数目变异12、以染色体组的形式成倍的增加或减少、以染色体组的形式成倍的增加或减少柱柱头头花花柱柱子子房房花药花药花丝花丝花瓣花瓣花萼花萼花托花托雄雄蕊蕊雌雌蕊蕊花花 的的 主主 要要 结结 构构3、多倍体育种、多倍体育种染色体数目变异染色体数目变异1柱头柱头花柱花柱珠珠被被卵细胞卵细胞（1个）极核极核（2个）胚胚囊囊胚胚珠珠果皮果皮子子房房发育发育子子房房壁壁子子房房壁壁胚胚珠珠种皮种皮发育发育胚胚+精子发育发育胚乳胚乳+精子发育发育种种子子染色体数目变异染色体数目变异13、多倍体育种、多倍体育种无籽西瓜培育无籽西
11、瓜培育染色体数目变异染色体数目变异13、多倍体育种、多倍体育种秋水仙秋水仙素处理素处理2N4N第第一一年年1.为什么要用秋水仙素处理幼苗的为什么要用秋水仙素处理幼苗的芽尖芽尖？芽尖细胞分裂旺盛，更容易使染色体数目加倍2.处理后的植株，各个部位染色体数目是否都为处理后的植株，各个部位染色体数目是否都为4N？不一定染色体数目变异染色体数目变异1秋水仙素处理2N4N4N母本2N父本杂交2N果皮_种子的胚_种皮_第第一一年年4N3N4N杂交获得三倍体3.获得的四倍体西瓜为何要与二倍体杂交？获得的四倍体西瓜为何要与二倍体杂交？多倍体花粉可育低；4.为什么要用四倍体植株做母本？为什么要用四倍体植株做母本？
12、种子产量高种皮薄，利于播种染色体数目变异染色体数目变异1秋水仙素处理2N4N4N母本2N父本杂交2N果皮_种子的胚_种皮_第第一一年年第第二二年年假授粉联会紊乱4N3N4N3N2N果皮_3N无籽西瓜无籽西瓜染色体数目变异染色体数目变异1第第二二年年假授粉联会紊乱3N2N果皮_3N无籽西瓜三倍体植株不能进行正常的减数分裂形成生殖细胞，因此，不能形成种子。5.三倍体西瓜为什么没有种子？真的一颗都没有吗？三倍体西瓜为什么没有种子？真的一颗都没有吗？联会紊乱并不是绝对一颗种子都没有，其原因是在进行减数分裂时，有可能形成正常的卵细胞染色体数目变异染色体数目变异1第第二二年年假授粉联会紊乱3N2N果皮_3
13、N无籽西瓜2年6.按照一般流程，获得无籽西瓜需要几年？按照一般流程，获得无籽西瓜需要几年？进行无性繁殖。将三倍体西瓜植株进行组织培养获取大量的组培苗，再进行移栽7.每年都要制种，很麻烦，有没有替代方法？每年都要制种，很麻烦，有没有替代方法？利用生长素或生长素类似物处理二倍体未受粉的雌蕊，以促进子房发育成无种子的果实染色体数目变异染色体数目变异1秋水仙素处理2N4N4N母本2N父本杂交2N果皮_种子的胚_种皮_第第一一年年第第二二年年假授粉联会紊乱4N3N4N3N2N果皮_3N无籽西瓜无籽西瓜染色体变异染色体变异可遗传变异可遗传变异染色体数目变异染色体数目变异1香蕉的祖先为野生芭蕉，个小而多种子
14、，无法食用。香蕉的香蕉的祖先为野生芭蕉，个小而多种子，无法食用。香蕉的培育过程如下：培育过程如下：野生芭蕉野生芭蕉2n有籽香蕉有籽香蕉4n加倍加倍野生芭蕉野生芭蕉2n无籽香蕉无籽香蕉3n无籽香蕉培育无籽香蕉培育染色体数目变异染色体数目变异13、多倍体育种、多倍体育种亲本F1DDTTddtt（抗倒伏，不抗病）（抗倒伏，不抗病）（易倒伏，抗病）（易倒伏，抗病）DdTt自交多代，获得目标品种自交多代，获得目标品种优点：操作简单优点：操作简单传统育种方式传统育种方式缺点：缺点：耗时长耗时长4、单倍体育种、单倍体育种染色体数目变异染色体数目变异1（抗倒伏，不抗病）（抗倒伏，不抗病）（抗倒伏抗病）（抗倒伏
15、抗病）花药（粉）：花药（粉）：单倍体幼苗单倍体幼苗：DT Dt dT dt正常植株：正常植株：DDTT DDtt ddTT ddtt新品种：新品种：DDtt方法：方法：花药花药离体培养离体培养秋水仙素处理秋水仙素处理缺点：操作复杂缺点：操作复杂优点：能明显缩短育种年限优点：能明显缩短育种年限DDTT（）ddtt（）第第一一年年第第二二年年筛选筛选DdTt（抗倒伏，不抗病）（抗倒伏，不抗病）（倒伏，抗病）（倒伏，抗病）二倍体生物二倍体生物（组织培养）（组织培养）DdTt植株DT Dt dT dt花药离体培养花药离体培养染色体数目变异染色体数目变异14、单倍体育种、单倍体育种四倍体AAaa（由Aa
16、秋水仙素诱导后形成）产生的配子类型及比例1AA 4Aa 1aa染色体数目变异染色体数目变异14、单倍体育种、单倍体育种关于可育、可遗传关于可育、可遗传2N生物可育异源二倍体不可育两个染色体组来自不同物种异源二倍体幼苗如何处理可育？秋水仙素处理4N3N、5N高度不育、结实率低同源多倍体两个染色体组同源，即来自同一物种异源多倍体马铃薯（马铃薯（4N）可育可育小麦（小麦（6N）可育可育多倍体植物同源二倍体（如：骡子）原因：联会紊乱染色体数目变异染色体数目变异1异源多倍体育种单粒小麦单粒小麦野山羊草野山羊草二粒小麦二粒小麦2N=142N=142N=14粗山羊草粗山羊草4N=282N=143N=216N
17、=42面包小麦面包小麦染色体数目变异染色体数目变异11.缺失：一条染色体缺失：一条染色体某一片段某一片段缺失缺失猫叫综合征5号染色体部分片段缺失染色体结构变异染色体结构变异22.重复：一条染色体重复：一条染色体某一片段某一片段重复，重复，重复次数不确定重复次数不确定果蝇棒状眼注意：发生在同源染色体上注意：发生在同源染色体上染色体结构变异染色体结构变异23.易位：易位：一条染色体一条染色体某一片段，移接到某一片段，移接到另一条另一条非同源染色体非同源染色体上上慢性粒细胞白血病交叉互换交叉互换易位易位变异类型发生时期发生部位可见性同源染色体之间同源染色体之间非同源染色体之间非同源染色体之间基因重组
18、基因重组染色体结构变异染色体结构变异减数第一次分裂前期减数第一次分裂前期有丝分裂、减数分裂有丝分裂、减数分裂不可见不可见可见可见染色体结构变异染色体结构变异24.倒位：倒位：一条染色体一条染色体某一片段位置颠倒某一片段位置颠倒abcdefabcdefbcdeaf颠倒颠倒卷翅（卷翅（Cy）染色体结构变异染色体结构变异2缺失缺失重复重复易位易位 倒位倒位染色体上染色体上基因数目基因数目、排列顺序排列顺序发生改变发生改变结果：性状变异（改变）结果：性状变异（改变）染色体结构变异染色体结构变异2变异类型变异类型基因突变 基因重组染色体结构变异染色体数目变异发生时间间期间期减减前期前期减减后期后期有丝分
19、裂有丝分裂减数分裂减数分裂有丝后期有丝后期减减后期后期减减后期后期原核生物有哪些变异类型？原核生物有哪些变异类型？基因突变基因突变生物变异总结生物变异总结染色体结构变异染色体结构变异21.1.实验原理：实验原理：低温抑制纺锤体的形成（作用机理同秋水仙素）低温抑制纺锤体的形成（作用机理同秋水仙素）3 3.方法步骤：方法步骤：洋葱根尖培养洋葱根尖培养低温诱导低温诱导固定固定制作装片（解离制作装片（解离漂洗漂洗染色染色制片）制片）观察观察 2 2.试剂及用途试剂及用途：（1 1）卡诺氏液：）卡诺氏液：（2 2）甲紫溶液：）甲紫溶液：固定细胞形态固定细胞形态使染色体着色使染色体着色卡诺氏液卡诺氏液甲紫
20、溶液甲紫溶液实验：低温诱导植物染色体数目的变化实验：低温诱导植物染色体数目的变化3根尖的培养及诱导：根尖的培养及诱导：将蒜/洋葱在冰箱冷藏室内（4）放置一周。培养方法：将蒜/洋葱放在装满清水的容器上方，让它的底部接触水面，于室温（约25）培养。培养时间：待蒜/洋葱长出约1cm长的不定根时。诱导方法：将整个装置放入冰箱冷藏室内，诱导培养48-72h。实验：低温诱导植物染色体数目的变化实验：低温诱导植物染色体数目的变化3（1 1）取材、固定及冲洗）取材、固定及冲洗取材：剪取诱导处理的根尖0.51cm。固定：放入卡诺氏液中浸泡0.51h。（卡诺氏液：固定细胞的形态）（卡诺氏液：固定细胞的形态）冲洗：
21、用体积分数为95%的酒精冲洗2次。实验：低温诱导植物染色体数目的变化实验：低温诱导植物染色体数目的变化3（2 2）制作装片（同有丝分裂实验）制作装片（同有丝分裂实验）解离：盐酸和酒精混合液（1：1混合），目的是使组织中的细胞使组织中的细胞相互分离开来相互分离开来。漂洗：清水漂洗，目的是洗去药液，防止解离过度洗去药液，防止解离过度。染色：用甲紫（龙胆紫）或醋酸洋红甲紫（龙胆紫）或醋酸洋红溶液对染色体染色。制片：放在载玻片上，加清水并用镊子把根尖弄碎，盖上盖玻片，用拇指轻轻地按压盖玻片完成制片。实验：低温诱导植物染色体数目的变化实验：低温诱导植物染色体数目的变化3练习与应用练习与应用一、概念检测一
22、、概念检测1.1.染色体变异包括染色体数目的变异和结构的变异。判断下列相染色体变异包括染色体数目的变异和结构的变异。判断下列相关表述是否正确。关表述是否正确。（1 1）只有生殖细胞中的染色体数目或结构的变化才属于染色体变异。）只有生殖细胞中的染色体数目或结构的变化才属于染色体变异。（）（2 2）体细胞中含有两个染色体组的个体就是二倍体。（）体细胞中含有两个染色体组的个体就是二倍体。（）（3 3）用秋水仙素处理单倍体植株后得到的一定是二倍体。（）用秋水仙素处理单倍体植株后得到的一定是二倍体。（）练习与应用练习与应用一、概念检测一、概念检测2.2.秋水仙素能诱导多倍体形成的原因是（秋水仙素能诱导多
23、倍体形成的原因是（）A.促进细胞融合 B.诱导染色体多次复制 C.促进染色单体分开，形成染色体 D.抑制细胞有丝分裂时纺锤体的形成3.3.慢性髓细胞性白血病是一种恶性疾病，患者骨髓内会出现大量恶性增慢性髓细胞性白血病是一种恶性疾病，患者骨髓内会出现大量恶性增殖的白细胞。该病是由于殖的白细胞。该病是由于9 9号染色体和号染色体和2222号染色体互换片段所致。这种变号染色体互换片段所致。这种变异属于（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 DC C练习与应用练习与应用4.4.填表比较豌豆、普通小麦、小黑麦的体细胞和配子中的染色体数目、染填表比较豌豆、普通小麦
24、、小黑麦的体细胞和配子中的染色体数目、染色体组数目，并且注明它们分别属于几倍体生物。色体组数目，并且注明它们分别属于几倍体生物。练习与应用练习与应用二、拓展应用二、拓展应用1.1.在二倍体的高等植物中，偶然会长出一些植株弱小的单倍体，这些单在二倍体的高等植物中，偶然会长出一些植株弱小的单倍体，这些单倍体一般不能通过有性生殖繁殖后代。单倍体是如何形成的？为什么不倍体一般不能通过有性生殖繁殖后代。单倍体是如何形成的？为什么不能繁殖后代？能繁殖后代？可能的原因是，二倍体植株经减数分裂形成配子后，一些配子可以可能的原因是，二倍体植株经减数分裂形成配子后，一些配子可以在离体条件下发育成单倍体。这些单倍体
25、一般不能通过有性生殖繁殖后在离体条件下发育成单倍体。这些单倍体一般不能通过有性生殖繁殖后代，是因为它们的体细胞中只含有一个染色体组，减数分裂时没有同源代，是因为它们的体细胞中只含有一个染色体组，减数分裂时没有同源染色体的联会，就会造成染色体分别移向细胞两极的紊乱，不能形成正染色体的联会，就会造成染色体分别移向细胞两极的紊乱，不能形成正常的配子，因此，就不能繁殖后代。常的配子，因此，就不能繁殖后代。练习与应用练习与应用二、拓展应用二、拓展应用2.2.人们平常食用的西瓜是二倍体。在二人们平常食用的西瓜是二倍体。在二倍体西瓜的幼苗期，用秋水仙素处理，可倍体西瓜的幼苗期，用秋水仙素处理，可以得到四倍体
26、植株。然后，用四倍体植株以得到四倍体植株。然后，用四倍体植株作母本，用二倍体植株作父本，进行杂交，作母本，用二倍体植株作父本，进行杂交，得到的种子细胞中含有三个染色体组。把得到的种子细胞中含有三个染色体组。把这些种子种下去，就会长出三倍体植株。这些种子种下去，就会长出三倍体植株。下图是三倍体无子西瓜的培育过程图解。下图是三倍体无子西瓜的培育过程图解。据图回答下列问题。据图回答下列问题。练习与应用练习与应用二、拓展应用二、拓展应用（1 1）为什么用一定浓度的秋水仙素溶液滴在二倍体西瓜幼苗的芽尖？）为什么用一定浓度的秋水仙素溶液滴在二倍体西瓜幼苗的芽尖？西瓜幼苗的芽尖是有丝分裂旺盛的地方，用秋水仙
27、素处理可西瓜幼苗的芽尖是有丝分裂旺盛的地方，用秋水仙素处理可以抑制细胞有丝分裂时形成纺锤体，导致细胞内染色体数目加倍，以抑制细胞有丝分裂时形成纺锤体，导致细胞内染色体数目加倍，从而得到四倍体植株。从而得到四倍体植株。（2 2）获得的四倍体西瓜为何要与二倍体杂交？联系第）获得的四倍体西瓜为何要与二倍体杂交？联系第1 1问，你能说问，你能说出产生多倍体的基本途径吗？出产生多倍体的基本途径吗？杂交可以获得三倍体植株。多倍体产生的途径为：用秋水仙杂交可以获得三倍体植株。多倍体产生的途径为：用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。素处理萌发的种子或幼苗。练习与应用练习与应用二、拓展应用二、拓展应用（3 3）有时
28、可以看到三倍体西瓜中有少量发育并不成熟的种子，请推）有时可以看到三倍体西瓜中有少量发育并不成熟的种子，请推测产生这些种子的原因。测产生这些种子的原因。三倍体植株一般不能进行正常的减数分裂形成配子，因此，三倍体植株一般不能进行正常的减数分裂形成配子，因此，不能形成种子。但是，也有可能在减数分裂时形成正常的卵细胞，不能形成种子。但是，也有可能在减数分裂时形成正常的卵细胞，从而形成正常的种子，但这种概率特别小。从而形成正常的种子，但这种概率特别小。（4 4）无子西瓜每年都要制种，很麻烦，有没有别的替代方法？）无子西瓜每年都要制种，很麻烦，有没有别的替代方法？有其他方法可以替代。方法一，进行无性生殖，将三倍体植株进有其他方法可以替代。方法一，进行无性生殖，将三倍体植株进行组织培养获取大量的组培苗，再进行移栽；方法二，利用生长素或行组织培养获取大量的组培苗，再进行移栽；方法二，利用生长素或生长素类似物处理二倍体植株未受粉的雌蕊，以促进子房发育成无种生长素类似物处理二倍体植株未受粉的雌蕊，以促进子房发育成无种子的果实，同时，在花期全时段要进行套袋处理，以避免受粉。子的果实，同时，在花期全时段要进行套袋处理，以避免受粉。
