1、第五章 第2节染色体变异染色体变异野生香蕉品种栽培品种现在我们所食用的香蕉其实是经过人工改良的，无籽且软糯香甜。而野生香蕉会结大量硬子，无法食用。除香蕉外，目前许多栽培植物都是由一些野生品种经长期人工改良得来的，它们在性状上与其祖先相比，发生了很大的变异。这种变异是如何产生的呢？通过对染色体的观察，人们发现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（见右表）。问题探讨 除香蕉外，目前许多栽培植物都是由一些野生品种经长期人工改良得来的，它们在性状上与其祖先相比，发生了很大的变异。这种变异是如何产生的呢？通过对染色体的观察，人们发现作为野生植物的后代，许多栽培植物的染色体数
2、目却与它们的祖先大不相同（见右表）问题探讨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 野生 祖先种242 栽培品种484 野生 祖先种222 栽培品种333香蕉马铃薯马铃薯和香蕉的染色体数目表根据前面所学减数分裂的知识，试着完成表格。122411？为什么香蕉野生祖先种有种子，而栽培品种没有种子？染色体变异栽培种与野生种间的这种变异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结构变异染色体数目变异 概念类型体细胞或生殖细胞内染色体数目增加或减少的变异情况概念类型非整倍性变异整倍性变异6
3、0%患儿在胎内早期即流产，存活者有明显的智力落后、特殊面容、生长发育障碍和多发畸形。染色体非整倍性变异细胞内个别染色体的增加或减少21三体综合症（）正常男性染色体组成先天愚型染色体组成为什么会多出一条染色体21三体综合症（）染色体非整倍性变异细胞内个别染色体的增加或减少先天性腺发育不良（）先天性卵巢发育不全，颈蹼，部分患者先天性卵巢发育不全，颈蹼，部分患者智力轻度低下。有的患者伴有心、肾、智力轻度低下。有的患者伴有心、肾、骨骼等先天畸形。骨骼等先天畸形。正常女性染色体组成正常女性染色体组成 Turner综合征综合征染色体非整倍性变异细胞内个别染色体的增加或减少雄果蝇生殖细胞染色体组成染色体整倍
4、性变异细胞内染色体数目以染色体组为基数成倍的增加或减少什么是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，携带着控制生物生长发育的全部遗传信息。1个染色体组1个染色体组雄果蝇体细胞染色体组成染色体组雄果蝇生殖细胞染色体组成染色体整倍性变异细胞内染色体数目以染色体组为基数成倍的增加或减少什么是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，携带着控制生物生长发育的全部遗传信息。1个染色体组1个染色体组雄果蝇体细胞染色体组成染色体组染色体整倍性变异细胞内染色体数目以染色体组为基数成倍的增加或减少染色体组【要点】（1）不含同源染色体，没有等位基因（2）染色体形态、大小和
5、功能各不相同（3）含有控制一种生物性状的一整套基因什么是染色体组染色体组判断方法方法一：根据染色体形态判断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。1个染色体组1组3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4条染色体染色体组染色体整倍性变异细胞内染色体数目以染色体组为基数成倍的增加或减少方法二：根据基因型判断同一英文字母（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，例：AAaaBbbb同一字母出现4次4个染色体组YyRrAABBDDAaaABCD2组每组有2条2组每组有3条3组每组
6、有1条1组每组有4条染色体组染色体组判断方法染色体整倍性变异细胞内染色体数目以染色体组为基数成倍的增加或减少小试牛刀1.下列关于染色体组的正确叙述是（）A染色体组内不存在同源染色体 B染色体组只存在于生殖细胞中C染色体组只存在于体细胞中 D染色体组在减数分裂过程中消失 A A什么是二倍体野生马铃薯的染色体组成（红色为荧光标记）由受精卵发育而成，体细胞中含有两个染色体组的个体。包括几乎全部动物和过半数的高等植物，如人、果蝇、玉米等。二倍体染色体整倍性变异细胞内染色体数目以染色体组为基数成倍的增加或减少细胞中有几个染色体组？多倍体什么是多倍体由受精卵发育而成，体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个
7、体。在被子植物中，约有33%的物种是多倍体。普通小麦、棉、烟草、菊、水仙等都是多倍体。某些品种的苹果、梨、葡萄也是多倍体。相关信息普通小麦（6N）棉花（4N）烟草（4N）水仙（3N）无籽西瓜（3N）葡萄（3N或4N）染色体整倍性变异细胞内染色体数目以染色体组为基数成倍的增加或减少多倍体 多倍体形成原理 方式多样1N2N3N减数分裂异常减数分裂异常2N2N4N有性杂交二倍体2N四倍体4N三倍体3N有丝分裂异常二倍体2N有丝分裂，染色体只复制未分离四倍体4N染色体整倍性变异细胞内染色体数目以染色体组为基数成倍的增加或减少多倍体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葡萄的果实比二倍体
8、的大得多茎杆粗壮，叶片、果实和种子都比较大；糖类、蛋白质等含量增高.但发育延迟，结实率低。多倍体在植物中广泛存在，而在动物中则较少见染色体整倍性变异细胞内染色体数目以染色体组为基数成倍的增加或减少多倍体植株特点 多倍体 多倍体育种 (人工诱导多倍体)前期前期着丝点分裂着丝点分裂无纺缍丝牵引无纺缍丝牵引染色体数目加倍的组染色体数目加倍的组织或个体织或个体若继续进行正常的若继续进行正常的有丝分裂有丝分裂间期间期前期前期中期中期 后期后期低温低温（秋水仙素）（秋水仙素）抑制纺锤体的形成染色体整倍性变异细胞内染色体数目以染色体组为基数成倍的增加或减少人工诱导多倍体的方法（多倍体育种）方法：低温诱导、或
9、秋水仙素(最有效)处理_或_。机理：当秋水仙素作用于正在_的细胞时，能抑制_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。（注意：作用时期：，染色体加倍于 期 ）遗传学原理：。实例：萌发的种子幼苗分裂纺锤体染色体移向两极数目加倍有丝多倍体有丝分裂前期有丝分裂后染色体变异（数目加倍）三倍体无子西瓜二倍体幼苗授粉二倍体（父本）四倍体（母本）联会紊乱无子西瓜秋水仙素假授粉 人工诱导多倍体二倍体植株（2n）染色体数目的变异三倍体无子西瓜培育过程P91三倍体植株减数分裂过程中同源染色体联会紊乱，无法正常产生配子。因此第二次授粉没有进行真正的受
10、精。所以果实中没有种子。该次授粉真正的目的是刺激子房发育成果实。1、三倍体西瓜为什么没有种子？4、每年都要制种，很麻烦，有没有替代方法？三倍体植株进行减数分裂时，同源染色体联会紊乱，不能产生正常配子。无性繁殖，如植物组织培养技术。3、两次传粉目的是否相同？第一次：为了杂交获得三倍体种子;第二次：通过授粉刺激子房发育成果实。2、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？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导致染色体加倍，变成四倍体。染色体数目的变异三倍体无子西瓜培育过程P91单倍体什么是单倍体工蜂（2N=32条染色体）蜂王（2N=32条染色体）雄蜂（1N=16条染
11、色体）受精卵受精卵卵细胞卵细胞由配子发育而来，体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体。染色体整倍性变异细胞内染色体数目以染色体组为基数成倍的增加或减少单倍体什么是单倍体自然条件下，玉米、高粱、水稻、番茄等二倍体植物，偶尔也会出现单倍体植株。玉米高粱水稻染色体整倍性变异细胞内染色体数目以染色体组为基数成倍的增加或减少单倍体单倍体植株特点与正常二倍体植株相比，单倍体植株长得弱小，而且高度不育。玉米高粱水稻染色体整倍性变异细胞内染色体数目以染色体组为基数成倍的增加或减少单倍体单倍体育种 小麦抗倒伏（D）易倒伏（d）易感病（T）抗感病（t）请用抗倒伏易感病（DDTT）和易倒伏抗感病（ddtt）培育抗倒
12、伏抗感病（DDtt）的纯种。染色体整倍性变异细胞内染色体数目以染色体组为基数成倍的增加或减少抗病高秆DDtt感病矮秆ddTT抗病矮秆DdTtDTDtdTdtDTDtdTdt抗病矮秆DDTT抗病高秆DDtt感病矮秆ddTT感病高秆ddttPF1配子单倍体植株(不育)二倍体植株(可育的纯种)抗病矮秆DDTT连续自交花药花药离体培养离体培养诱导染色诱导染色体加倍体加倍单倍体单倍体育种获取单倍体：花药离体培养（以花药为对象的植物组织培养）染色体整倍性变异细胞内染色体数目以染色体组为基数成倍的增加或减少恢复正常染色体数：秋水仙素或低温诱导（诱导染色体加倍）优点：明显缩短育种年限缺点：技术复杂，需与杂交育
13、种结合，多限于植物小结 染色体数目变异分为：（1）非整倍性变异：细胞内个别染色体的增加或减少 典型例子：21三体综合症、先天性腺发育不良 （2）整倍性变异：细胞内染色体数目以染色体组为基数成倍的增加或减少 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，携带着控制生物生长发育的全部遗传信息。【要点】（1）不含同源染色体，没有等位基因（2）染色体形态、大小和功能各不相同（3）含有控制一种生物性状的一整套基项目二倍体多倍体单倍体概念由受精卵发育而成，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
14、染色体数目相同的个体发育起点受精卵受精卵未受精的配子染色体组的数目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）性状表现正常（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（除雄蜂等外）单倍体、二倍体和多倍体总结【要点提示】【要点提示】单倍体、二倍体和多倍体的区分单倍体、二倍体和多倍体的区分关键看发育起点关键看发育起点 单倍体不一定只含单倍体不一定只含1 1个染色体组，可能含同源染色体，可能含等位基因。个染色体组，可能含同源染色体，可能含等位基因。单倍体并非都不育。单倍体并非都不育。单倍体育种多倍体育种原理染色体变异染
15、色体变异常用方法花药离体培养后人工诱导染色体数目加倍秋水仙素处理萌发的种子、幼苗优势明显缩短育种年限得到的植株是纯合体操作简单植物器官大，提高产量和营养成分缺点技术复杂一些，需与杂交育种配合适用于植物，在动物方面难以操作单倍体育种和多倍体育种的比较小试牛刀2下列有关单倍体的叙述，正确的是（）A体细胞中含有一个染色体组的个体B体细胞中含有奇数染色体数目的个体C体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体D体细胞中含有奇数染色体组数目的个体C C排列在染色体上的基因的数目或排列顺序发生改变，而导致性状的变异。概念类型缺失重复倒位易位染色体结构变异缺失【概念】：染色体的某一片段缺失引起的变异。【影响】：改
16、变染色体上基因数目和排列顺序。【例如】：猫叫综合症（5号染色体部分缺失）、果蝇的缺刻翅注意：与基因突变中的缺失区分【概念】：染色体中增加某一片段引起的变异。【影响】：改变染色体上基因数目和排列顺序。【例如】：果蝇的棒状眼染色体结构变异重复注意：与基因突变中的增添区分【概念】：染色体的某一片位置颠倒引起的变异【影响】：改变染色体上基因排列顺序【例如】：果蝇卷翅的形成染色体结构变异倒位【概念】：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。【影响】：改变染色体上基因数目和排列顺序。【例如】：果蝇花斑眼的形成染色体结构变异易位注意：与基因交换重组的区分小结 染色体结构变异：（1）缺失 （2）重
17、复 （3）倒位 （4）易位 染色体缺失（重复）与基因突变缺失（增添）染色体缺失（重复）基因突变缺失（增添）缺失对象基因碱基结果不产生新基因，改变染色体上基因的数目产生新基因，改变染色体上的基因种类观察可通过显微镜观察不可通过显微镜观察 染色体易位与基因交换重组 染色体易位基因交换重组图解区别发生于非同源染色体之间发生于同源染色体的非姐妹染色单体之间属于染色体结构变异属于基因重组可在光学显微镜下观察到在光学显微镜下观察不到基因突变、基因重组和染色体变异项目基因突变基因重组染色体变异实质基因结构的改变基因的重新组合染色体结构或数目变化引起基因数量或排序改变适用范围任何生物均可发生真核生物进行有性生
18、殖真核生物产生结果产生新的基因只改变基因型引起基因“数量”上的变化观察光学显微镜无法观察分子水平光学显微镜无法观察分子水平光学显微镜下可以观察细胞水平意义生物变异的根本来源，提供生物进化的原始材料形成多样性的重要原因，对生物进化有十分重要的意义对生物进化有一定意义小试牛刀3据下图分析下列关于染色体交叉互换与染色体易位的叙述中，不正确的是（）D DA图甲是交叉互换，图乙是染色体易位B交叉互换发生于同源染色体之间，染色体易位发生于非同源染色体之间C交叉互换属于基因重组，染色体易位属于染色体结构变异D交叉互换与染色体易位在显微镜下都观察不到4.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
19、性增殖的白细胞。该病是由于9号染色体和22号染色体互换片段所导致。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C小试牛刀低温诱导植物细胞染色体数目的变化实验原理材料用具 实验步骤 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4872h。实验步骤 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）冲洗：用体积分数为95%的酒精冲洗2次。实验步骤 解离：盐酸和酒精混合液（1：1
20、混合），目的是使组织中的细胞相互分离开来。漂洗：清水漂洗，目的是洗去药液，防止解离过度。染色：用甲紫（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。室温处理分裂中期室温处理分裂中期4处理处理实验步骤 实验结论低温能诱导染色体数目加倍。判断(1)单倍体的体细胞中一定只含一个染色体组()(2)体细胞中含有两个染色体组的个体一定是二倍体()(3)单倍体经一次秋水仙素处理，可得到二倍体或多倍体()(4)单倍体育种中，可用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗()(5)二倍体西瓜幼苗的基因型为Aa，则用秋水仙素处理后形成的四倍体为纯合子()(6)二倍体水稻和四倍体水稻杂交，可获得三倍体，稻穗和籽粒变小()(7)秋水仙素可抑制纺锤体的形成，导致有丝分裂后期着丝粒不能正常分裂，所以细胞不能分裂，从而使细胞染色体数目加倍()小试牛刀5秋水仙素诱导多倍体形成的原因是（）A诱导染色体多次复制B抑制细胞有丝分裂时纺锤体的形成C促使染色单体分开，形成染色体D促进细胞融合B B小试牛刀6下列关于“低温诱导植物染色体数目的变化”实验的叙述，正确的是（）A原理：低温可诱导着丝点分裂，使染色体数目加倍B解离：用卡诺氏液浸泡根尖1 h，使组织细胞分离开C染色：可用酒精代替甲紫染液D观察：镜检发现视野中少数细胞染色体数目增加D
