第五章

基因突變及其他變異第2節

染色體變異（第1課時）染色體數目變異單、多倍體育種

情境導入姓名：胡一舟出生：智商：30（正常人的最低70）病因：比正常人多了一條21號染色體簡介：自1999年1月在保利劇場進行第一場指揮表演以來，至今已演出20場，與國內外十余家交響樂團進行過合作。情境導入香蕉的野生祖先種香蕉的栽培品種野生祖先種馬鈴薯栽培品種馬鈴薯染色體變異生物體的體細胞或生殖細胞內染色體數目或結構的變化。概念染色體結構變異染色體數目變異類型基因突變染色體變異細胞水平的變異，光鏡下可見。基因重組區別分子水平的變異，光鏡下不可見。一、染色體數目變異正常果蠅（2n=8）增加一條減少一條增加一套減少一套非整倍變異整倍變異一、染色體數目變異1個別染色體數目增加或減少增加減少增加一條減少一條正常果蠅（2n=8）

唐氏綜合征（21-三體綜合征）

45條＋XY（47條）單體：2n-1三體2n+1一、染色體數目變異任務一：根據減數分裂染色體變化過程，分析21-三體綜合征形成的原因？減數第一次分裂后期21號同源染色體未分離減數第二次分裂后期姐妹染色單體分離后移向細胞的同一極一、染色體數目變異XXYbbXYBXXBb練習：一對表現正常的夫婦，生了一個XbXbY（色盲）的兒子。如果異常的原因是夫婦中的一方減數分裂產生配子時發生了一次差錯之故，則這次差錯一定發生在____方減數第____次分裂的過程中。母二一、染色體數目變異2以染色體組的形式成倍地增加或減少（1）染色體組例：雌雄果蠅體細胞的染色體圖解以雄果蠅為例：體細胞有

對共

條染色體，可分為

組，每一組中含

條非同源染色體，4824體細胞含2個染色體組。一、染色體數目變異甲中含有

個染色體組；乙中含有

個染色體組。43細胞中的一組非同源染色體，在形態和功能上各不相同，但又相互協調，共同控制生物的生長、發育、遺傳和變異的一組染色體。（1）染色體組c含有控制生物性狀的一整套基因，但不能重復。b所含的染色體形態、大小和功能各不相同；a不含有同源染色體；①概念：②特點：一、染色體數目變異（2）判斷染色體組數目的方法1.根據染色體的形態判斷染色體組的數量，并完成表格。項目染色體組數每個染色體組內染色體數3323144222細胞中同一形態的染色體有幾條，則含有幾個染色體組；細胞中有幾種形態的染色體，一個染色體組中就有幾條染色體。方法一：根據染色體形態判斷一、染色體數目變異2.

根據基因型判斷染色體組數染色體組數：

4231同一英文字母（無論大小寫）出現幾次，就含有幾個染色體組。有幾種字母出現，一個染色體組中就有幾條染色體。方法二：根據基因型判斷（2）判斷染色體組數目的方法3個；3條1個；4條2個；4條3個；2條4個；3條4個；2條1個；4條2個；2條1.判斷細胞含幾個染色體組？每組有幾條染色體？實戰訓練

一、染色體數目變異（1）二倍體：3二倍體與多倍體由受精卵發育而來，體細胞中含有兩個染色體組的個體。在自然界中，幾乎全部動物和過半數的高等植物都是二倍體。二倍體：像人和果蠅這樣，體細胞中含有兩個染色體組的個體叫做二倍體。2n二倍體(♀)雌配子n2n二倍體(♂)2n受精卵雄配子n2n二倍體減數分裂減數分裂受精作用發育有絲分裂三倍體：體細胞中含有三個染色體組的個體叫做三倍體。2n二倍體(♀)雌配子2n2n二倍體(♂)3n受精卵雄配子n3n三倍體異常減數分裂減數分裂受精作用發育有絲分裂一、染色體數目變異三倍體二倍體的減數分裂出現錯誤，形成含有兩個染色體組的配子若減數分裂Ⅰ出現錯誤含有一個染色體組的配子二倍體的減數分裂出現錯誤，形成含有兩個染色體組的配子，這樣的配子與含有一個染色體組的配子結合，發育成的個體的體細胞中就含有三個染色體組，稱作三倍體三倍體一、染色體數目變異三倍體二倍體的減數分裂出現錯誤，形成含有兩個染色體組的配子若減數分裂Ⅱ

出現錯誤含有一個染色體組的配子三倍體二倍體的減數分裂出現錯誤，形成含有兩個染色體組的配子，這樣的配子與含有一個染色體組的配子結合，發育成的個體的體細胞中就含有三個染色體組，稱作三倍體四倍體：體細胞中含有四個染色體組的個體叫做四倍體。2n二倍體(♀)雌配子2n2n二倍體(♂)4n受精卵雄配子2n4n四倍體異常減數分裂異常減數分裂受精作用發育有絲分裂2n二倍體(♀)雌配子n2n二倍體(♂)2n受精卵雄配子n4n四倍體減數分裂減數分裂受精作用有絲分裂異常一、染色體數目變異如果兩個含有兩個染色體組的配子結合，發育成的個體的體細胞中就含有四個染色體組，稱作四倍體。減數分裂出現錯誤有絲分裂出現錯誤一、染色體數目變異（2）多倍體由受精卵發育而來,體細胞中含有三個或三個以上染色體組的個體菊花六倍體葡萄三/四倍體四倍體番茄例：四倍體葡萄的果實比二倍體的大得多；四倍體番茄的維生素C含量比二

倍體的幾乎增加了一倍。普通小麥六倍體優點：莖稈粗壯，葉片、果實和種子都比較大，糖類和蛋白質等營養物質

的含量都有所增加。缺點：發育遲緩，結實率低。一、染色體數目變異生物種類體細胞染色體數/條體細胞非同源染色體/套馬鈴薯野生祖先種242栽培品種484香蕉野生祖先種222栽培品種333思考：馬鈴薯的野生祖先種如何變成今天的栽培品種呢？思考：香蕉的野生祖先種如何變成今天的栽培品種呢？低溫誘導野生芭蕉2n有籽香蕉4n加倍野生芭蕉2n無籽香蕉3n聯會紊亂，高度不育一、染色體數目變異4單倍體一、染色體數目變異4單倍體工蜂(2n=32)(♀性腺未發育)雄蜂(n=16)精子(n=16)受精卵(2n=32)卵細胞（n=16）蜂王(2n=32)(♀性腺發育成熟)減數分裂假減數分裂工蜂(2n=32)(只吃3天蜂王漿)蜂王(2n=32)(一直吃蜂王漿)不受精直接發育一、染色體數目變異假減數分裂一、染色體數目變異4單倍體由配子直接發育而來，體細胞中的染色體數目與本物種配子染色體數目相同的個體。（1）概念：（2）成因：蜜蜂蜂王工蜂雄峰由受精卵發育而來二倍體由卵細胞發育而來單倍體（3）代表生物：蜜蜂中的雄蜂蜂王雄蜂工蜂

32條16條32條由配子（如卵細胞、花粉等）直接發育而來的個體。單倍體生物的體細胞中一定只含有一個染色體組嗎？一、染色體數目變異4單倍體（4）特點：植株長得弱小一般高度不育含偶數個染色體組：可育含奇數個染色體組：高度不育原因：體細胞染色體組數一般為奇數，當其進行減數分裂形成配子時，由于同源染色體聯會紊亂，不能產生正常的配子。思考：體細胞中含有一個染色體組的生物一定是單倍體嗎？單倍體的體細胞中一定只含有一個染色體組嗎？一定不一定問題:單倍體植物植株弱小，且高度不育，那么它有運用何價值呢？單倍體、二倍體、多倍體的比較項目單倍體二倍體多倍體概念發育起點染色體組的數目性狀表現由配子發育而來，體細胞的染色體數目與本物種配子染色體數目相同的個體由受精卵發育而來，體細胞中含有2個染色體組的個體由受精卵發育而來，體細胞中含有3個或3個以上染色體組的個體配子受精卵受精卵不確定（是正常體細胞染色體組數目的一半）2個3個或3個以上植株矮小，且高度不育（除雄蜂外）莖稈粗壯，葉片、果實、種子較大，營養豐富，但發育遲緩，結實率低正常（作為單倍體、多倍體的參照物）一、染色體數目變異判斷正誤(1)一個染色體組中可能有同源染色體()(2)二倍體指的是體細胞中有兩個染色體組的個體()(3)單倍體的體細胞中一定只含一個染色體組()

×××二、人工誘導單倍體和多倍體1多倍體育種（1）方法：（2）處理對象：（3）原理：Ⅰ低溫處理，Ⅱ秋水仙素誘發。目前常用、最有效萌發的種子或幼苗抑制紡錘體的形成，導致染色體不能移向細胞的兩極，從而引起細胞內染色體數目加倍染色體數加倍染色體復制著絲粒分裂細胞無法正常分裂無紡綞絲牽引

二、人工誘導單倍體和多倍體二倍體授粉二倍體（父本）四倍體（母本）三倍體聯會紊亂無子西瓜秋水仙素授粉第一年第二年為什么要進行兩次傳粉？第一次：雜交獲得三倍體植株的種子第二次：刺激子房發育成果實為什么用四倍體作母本？三倍體西瓜無子的原因？減數分裂過程中，由于染色體聯會紊亂，不能產生正常配子任務二：先嘗試說出無子西瓜的培育過程，然后討論下列問題二、人工誘導單倍體和多倍體2單倍體育種花藥(或花粉）離體培養、秋水仙素處理幼苗（1）原理：

染色體數目變異（2）方法：（3）過程：二倍體植株花藥離體培養單倍體植株秋水仙素處理二倍體植株（純合子）☆注意：秋水仙素只能處理萌發的幼苗（4）優點：1）明顯縮短育種年限2）純合體，自交后代不會發生性狀分離二、人工誘導單倍體和多倍體2單倍體育種減數分裂DDTT×ddttDTdTDtdtDTDDTTdTDtdtddTTDDttddtt花藥離體培養秋水仙素處理幼苗DdTtPF1配子單倍體幼苗純合子單倍體植株高度不育二、人工誘導單倍體和多倍體花藥離體培養PF1配子DDTTDDttddTTddtt正常植株（純合）秋水仙素單倍體育種P高桿抗鹽堿

DDTT×矮桿不抗鹽堿

ddttF1高桿抗鹽堿

DdTtF2D_T_D_ttddT_ddttddTT雜交育種矮抗?需要的純合矮抗品種連續?第1年第2年第3-6年高桿抗鹽堿

DDTT×矮桿不抗鹽堿

ddtt高桿抗鹽堿

DdTtDTDtdTdt單倍體植株第1年第2年DTDtdTdt需要的純合矮抗品種（4）優點：單倍體育種能明顯縮短育種年限，子代均為純合子。注意花藥離體培養≠單倍體育種單倍體育種一般包括：雜交、花藥離體培養、秋水仙素處理和篩選4個過程。單倍體育種的選擇時機不能選擇特定基因型的花粉，因為花粉不能表現出相關性狀，應在秋水仙素處理后獲得的純合子中選擇具有所需性狀的個體。單倍體育種與多倍體育種的操作對象不同①由于單倍體往往高度不育，育種操作的對象一般是單倍體幼苗，通過組織培養得到純合子植株。②多倍體育種操作的對象是正常萌發的種子或幼苗。123可遺傳的變異≠可育：三倍體無子西瓜、騾子、二倍體的單倍體等均表現“不育”，但它們均屬于可遺傳的變異——其遺傳物質已發生變化，若將其體細胞培養為個體，則可保持其變異性狀——這與僅由環境引起的不可遺傳變異有著本質區別。生物是否可育依據：是否可以正常聯會香蕉不育：