第5章基因突變及其他變異第2節染色體變異金寨一中1、染色體數目的變異有哪些類型？2、什么是單倍體、二倍體和多倍體？3、染色體結構的變異有哪些類型？本節聚焦問題探討作為野生植物的后代，許多栽培植物的染色體數目卻與它們的祖先大不相同野生祖先種馬鈴薯（多種顏色）栽培品種馬鈴薯（一般都為黃色）生物種類體細胞染色體數/條體細胞非同源染色體/套配子染色體數/條馬鈴薯野生祖先種242栽培品種484香蕉野生祖先種222栽培品種333122411異常野生祖先種香蕉（有籽）栽培品種香蕉（無籽）金寨一中根據前面所學減數分裂的知識，試著完成該表格。以

為基數成倍地增加或減少染色體結構變異染色體數目變異個別染色體的增加或減少染色體變異的概念及類型概念類型生物體的________或___________內染色體______或_______的變化體細胞生殖細胞數目結構一套完整的非同源染色體①場所②類型金寨一中3、蜂王、工蜂（不育）

（2n=32）

雄蜂（n=16）2.特納氏綜合征XO1.XYY綜合征一.染色體數目的變異金寨一中（1）果蠅體細胞有幾條染色體？（2）Ⅱ號與Ⅱ號兩條染色體是什么關系？Ⅱ號和Ⅲ號染色體又是什么關系？（3）果蠅配子中有幾條染色體？這些染色體之間是什么關系？（4）果蠅配子中的染色體看成一組，那么體細胞中共有幾組染色體？8條同源染色體非同源染色體4條；非同源染色體1、染色體組2組n一.染色體數目的變異金寨一中

在大多數生物的體細胞中，染色體都是兩兩成對的，也就是說含有兩套非同源染色體。每套非同源染色體稱為一個染色體組。野生馬鈴薯配子中染色體2n野生馬鈴薯體細胞中染色體正常果蠅配子（2n=8）（n=4）①本質：一組非同源染色體②形式：染色體的大小、形態和功能各不相同。③功能：含有該物種生長、發育、遺傳和變異的全套遺傳信息。1、染色體組判斷：下圖是不是一個染色體組？不是，存在同源染色體染色體組是一組非同源染色體，不存在同源染色體不是，少了一條染色體染色體組必須含有該物種生長、發育、遺傳、變異的全套遺傳信息是怎么理解？一.染色體數目的變異金寨一中1、染色體組一.染色體數目的變異金寨一中1、染色體組感知“全套遺傳信息”項目染色體組數每個染色體組內染色體數一.染色體數目的變異金寨一中3523144222補充：染色體組數判斷方法一：根據染色體形態判斷規律：染色體組數＝同種形態的染色體數，

一個染色體組中的染色體數＝不同形態染色體的種類數。一.染色體數目的變異金寨一中補充：染色體組數判斷方法二：根據基因型判斷規律：染色體組數＝控制同一性狀的等位（相同）基因數。項目染色體組數每個染色體組內染色體數14223242ABCDBBbAaa請判斷下列的細胞含幾個染色體組？每組有幾條染色體？課堂練習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條一.染色體數目的變異金寨一中2n=242、二倍體、多倍體野生馬鈴薯二倍體：像野生馬鈴薯這樣，體細胞中含有兩個染色體組的個體。2n一個染色體組所包含的染色體數目染色體組數多倍體：體細胞中含有三個或三個以上染色體組的個體。四倍體三倍體在自然界，幾乎全部的動物和過半數的高等植物都是二倍體。六倍體小麥四倍體減數分裂Ⅰ后期出現錯誤減數分裂Ⅱ后期出現錯誤含有兩個染色體組的異常配子含有兩個染色體組的異常配子一.染色體數目的變異金寨一中三倍體形成原因：含有兩個染色體組的異常配子與含有一個染色體組的正常配子結合發育成個體一.染色體數目的變異金寨一中減數分裂出現錯誤有絲分裂出現錯誤①兩個含有兩個染色體組的配子結合。②二倍體在胚或幼苗時期受某種因素影響，體細胞在進行有絲分裂時，染色體只復制未分離。四倍體形成原因：一.染色體數目的變異金寨一中生物種類體細胞染色體數/條香蕉野生祖先種22栽培品種33野生祖先種栽培品種12346789101151234678910115有種子2n=223n=33二倍體三倍體聯會紊亂正常無種子

由于原始生殖細胞中有3套非同源染色體，減數分裂時會出現聯會紊亂，不能形成可育的配子。所以三倍體的生物一般不可育。一.染色體數目的變異金寨一中分布1．在自然界，幾乎全部動物和過半數的高等植物都是是二倍體；（如：番茄、人、玉米、果蠅）2．多倍體在植物中很常見，動物中極少見；

（香蕉-三倍體、馬鈴薯-四倍體、普通小麥-六倍體）特點優點：植株常常是莖桿粗壯，葉片、果實、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：結實率低、發育遲緩。二倍體葡萄和四倍體葡萄二倍體有子西瓜和三倍體無子西瓜“人工誘導多倍體，培育新品種”一.染色體數目的變異金寨一中3、多倍體育種方法處理對象原理應用用秋水仙素誘發或用低溫處理萌發的種子或幼苗能夠抑制紡錘體的形成三倍體無子西瓜的培育、含糖量高的甜菜等閱讀課本，找出人工誘導多倍體的方法、處理對象、原理及應用，完成下表。染色體復制著絲粒分裂4條染色體前期：無紡錘絲形成無紡錘絲牽引不分裂8條染色體劇毒誘導率低分裂能力強時期：前期強調：著絲粒的分裂是——自動的，紡錘絲的作用是——牽引染色體移向兩極。一.染色體數目的變異金寨一中3、多倍體育種實例：三倍體無子西瓜的培育（秋水仙素法）滴加秋水仙素雜交二倍體2n四倍體4n（母本）二倍體2n（父本）第一年第二年三倍體3n聯會紊亂無子西瓜①為什么用一定濃度的秋水仙素溶液滴在二倍體西瓜幼苗的芽尖？芽尖是有絲分裂旺盛的地方，用秋水仙素處理可以抑制細胞有絲分裂前期形成紡錘體，導致細胞內染色體數目加倍，從而得到四倍體植株。②獲得的四倍體西瓜為何要與二倍體雜交？聯系第1問，你能說出產生多倍體的基本途徑嗎？雜交可以獲得三倍體種子。秋水仙素處理萌發的種子或幼苗。一.染色體數目的變異金寨一中3、多倍體育種滴加秋水仙素雜交二倍體2n四倍體4n（母本）二倍體2n（父本）第一年第二年三倍體3n聯會紊亂無子西瓜③有時可以看到三倍體西瓜中有少量發育并不成熟的種子，請推測原因。三倍體植株一般不能進行正常的減數分裂形成配子（同源染色體聯會紊亂),但是，偶爾可能在減數分裂時形成正常配子，從而形成正常種子，但這種概率特別小。④無籽西瓜每年都要制種，很麻煩，有沒有別的替代方法？進行無性生殖，將三倍體植株進行組織培養獲取大量培苗，再進行移栽；利用生長素或生長素類似物處理二倍體植株未受粉的雌蕊，以促進子房發育成無種子的果實，同時，在花期全時段要進行套袋處理，以避免受粉。[例]二倍體植物甲(2n＝10)和二倍體植物乙(2n＝10)進行有性雜交，得到的F1不育。用物理撞擊的方法使F1在減數分裂Ⅰ時整套的染色體分配到同一個次級精(卵)母細胞中，減數分裂Ⅱ正常，再讓這樣的雌雄配子結合，產生F2。下列有關敘述正確的是(

)A．物理撞擊和秋水仙素的作用原理相同B．F1為四倍體，具有20條染色體C．若用適宜濃度的秋水仙素處理F1幼苗，則長成的植株是可育的D．用物理撞擊的方法使配子中染色體數目加倍，產生的F2為二倍體課堂檢測金寨一中C不同二倍體，10條異源四倍體一.染色體數目的變異金寨一中資料分析蜂王（2n=32）假減數分裂精子（n=16）卵細胞（n=16）受精合子（2n=32）發育蜂王

（2n=32）工蜂

（2n=32）不育發育雄蜂

（n=16）蜂王、雄蜂和工蜂的發育形成圖：討論：1．與蜂王、工蜂相比，雄蜂的體細胞中染色體數目有何特點？2．蜜蜂的性別由什么決定？雄蜂不是由受精卵發育而來的，而是由卵細胞直接發育而來的。蜜蜂的性別由染色體組數決定。4、單倍體雄蜂

（n=16）單倍體4、單倍體①概念：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。②成因：③特點：由配子（如卵細胞、花粉等）直接發育而成。植株長得弱小，一般高度不育。1.一倍體（體細胞中含一個染色體組的個體）一定是單倍體。2.單倍體的體細胞中只含一個染色體組。√×3.基因型為AAabbb的個體一定為三倍體。×一.染色體數目的變異金寨一中一.染色體數目的變異金寨一中植物組織培養利用了植物細胞的全能性植株弱小，且高度不育為什么要進行單倍體育種呢？單倍體植株卵細胞直接發育花藥離體培養由配子發育形成單倍體單倍體雄蜂例例原理：染色體變異一.染色體數目的變異金寨一中實例：培育抗倒伏、抗條銹病小麥PDDTTddtt×DdTtF1

配子DTDtdTdt花藥離體培養單倍體DTDtdTdt秋水仙素處理幼苗

正常植株DDTTDDttddTT

ddtt矮稈抗病

高稈抗病

矮稈不抗病第一年第二年優點：明顯縮短育種年限；自交后代不會發生性狀分離缺點：技術復雜；往往需要與雜交育種配合一.染色體數目的變異金寨一中項目單倍體二倍體多倍體概念體細胞染色體數與本物種

染色體數相同的個體體細胞中含有兩個

的個體體細胞中含有三個或三個以上染色體組的個體發育起點_____受精卵(通常是)受精卵(通常是)植株特點正常可育配子染色體組配子染色體組數2形成原因自然單性（孤雌）生殖正常的有性生殖環境條件劇變(如低溫)人工____________秋水仙素處理___________秋水仙素處理______________≥1≥3花藥離體培養單倍體幼苗萌發的種子或幼苗①植株弱小

②一般高度不育①莖稈粗壯；②葉片、果實和種子較大；③營養物質含量豐富課堂檢測金寨一中[例1]下列有關水稻的敘述，錯誤的是(

)A．二倍體水稻含有兩個染色體組，花粉中含有一個染色體組B．二倍體水稻經過秋水仙素處理，可得到四倍體水稻，稻穗、米粒變大C．二倍體水稻與四倍體水稻雜交，可得到三倍體水稻，含三個染色體組D．二倍體水稻的花粉經離體培養，可得到單倍體水稻，稻穗、米粒變小D[例]某二倍體作物中有矮稈(A)和高稈(a)、抗病(B)和不抗病(b)兩對相對性狀。下圖表示用不同方法進行育種的操作設計思路。下列敘述不正確的是()課堂檢測金寨一中BA．通過①④⑤過程獲得新品種的育種方法可以明顯縮短育種年限B．通過⑥過程獲得新品種的過程一定有基因發生了堿基的替換C．通過①②③過程獲得新品種的育種方法所依據的原理是基因重組D．過程⑦和過程⑤可以用秋水仙素處理幼苗使細胞中染色體數目加倍一.染色體數目的變異金寨一中探究.實踐低溫誘導植物細胞染色體數目的變化

1.實驗原理用低溫處理植物的分生組織細胞，能夠抑制紡錘體的形成，以致影響細胞有絲分裂中染色體被拉向兩極，導致細胞不能分裂成兩個子細胞，于是，植物細胞的染色體數目發生變化。強調：著絲粒是自動分裂的

紡錘絲作用：牽引染色體移向兩極一.染色體數目的變異金寨一中金寨一中探究.實踐低溫誘導植物細胞染色體數目的變化

培養不定根低溫誘導①將洋蔥在冰箱冷藏室內放置一周。取出后,放在裝滿清水的容器上方,讓洋蔥的底部接觸水面,于室溫(約25°C)進行培養。②待蒜長出約1cm長的不定根時，將整個裝置放入冰箱冷藏室內，誘導培養48~72h。剪取誘導處理的根尖0.5~1cm，放人卡諾氏液中浸泡0.5~1h，以固定細胞形態，然后用體積分數為95%的酒精沖洗2次。解離（15%鹽酸+

95%酒精）→漂洗（清水）→染色（甲紫溶液）→制片先用低倍鏡尋找染色體形態較好的分裂象。再用高倍鏡觀察。誘導培養固定細胞形態制作裝片觀察2.實驗過程顯微鏡下觀察到的是死細胞洗去卡諾氏液使組織細胞相互分離洗去解離液,防止解離過度只有少部分細胞實現染色體加倍，大部分仍為二倍體分裂狀態。

2N=642N=62……馬1號馬2號馬3號馬4號馬5號……馬1號馬2號馬3號馬4號馬5號……驢1號驢2號驢3號驢4號驢5號……驢1號驢2號驢3號驢4號驢5號配子配子N=32N=31……馬1號馬2號馬3號馬4號馬5號……驢1號驢2號驢3號驢4號驢5號異源二倍體2N=63不育高度不育、結實率低關于可育、可遺傳2N生物可育異源二倍體不可育兩個染色體組來自不同物種異源二倍體幼苗如何處理可育？秋水仙素處理4N3N、5N同源多倍體兩個染色體組同源，即來自同一物種異源多倍體馬鈴薯（4N）可育小麥（6N）可育多倍體植物同源二倍體（如：騾子）原因：聯會紊亂拓展金寨一中二.染色體結構的變異

閱讀、分析教材P90，總結染色體變異的類型。二.染色體結構的變異缺失重復易位倒位類型使排列在染色體上的基因數目或排列順序發生改變，導致性狀的變異。結果大多數染色體結構變異對生物體是不利的，有的甚至會導致生物體死亡。金寨一中二.染色體結構的變異染色體結構變異后出現的聯會異常分析：缺失重復金寨一中二.染色體結構的變異倒位易位金寨一中1.比較染色體易位與染色體互換圖解區別位置原理觀察發生于非同源染色之間發生于同源染色體的非姐妹染色單體之間染色體結構變異基因重組可在顯微鏡下觀察到在顯微鏡下觀察不到染色體易位染色體互換二.染色體結構的變異金寨一中二.染色體結構的變異金寨一中2.染色體結構變異與基因突變的比較項目基因突變染色體結構變異變化實質基因發生堿基的替換、缺失、增添染色體上的基因片段缺失、重復、倒位及易位對象堿基基因結果堿基排列順序改變基因數目或排列順序改變鏡檢不可見可見金寨一中項目基因突變基因重組染色體變異本質產生結果發生時期光鏡觀察適用范圍育種應用意義共同點總結：基因突變、基因重組和染色體變異基因堿基序列的改變不同性狀的基因重新組合染色體數目或結構變異通常細胞分裂前的間期減數分裂Ⅰ前期和后期減數分裂

、有絲分裂無法觀察（分子水平）可以觀察（細胞水平）任何生物真核生物有性生殖過程真核生物產生新基因產生新基因型基因數量或排列順序改變都是可遺傳的變異誘變育種雜交育種單倍體、多倍體育種新基因產生的途徑；生物變異的根本來源；為進化提供豐富原材料生物變異的來源之一，對生物進化具有重要意義金寨一中染色體變異染色體數目變異染色體結構變異類型類型：缺失、重復、易位、倒位結果：使排列在染色體上的基因數目或排列順序發生改變，導致性狀的變異個別染色體增加或減少以一套完整的非同源染色體為基數成倍地增加或成套地減少二倍體、多倍體和單倍體細胞中的一套非同源染色體稱為一個染色體組。體細胞中含有三個或三個以上染色體組的個體。與本物種配子染色體數目相同的個體。染色體組多倍體單倍體課堂小結課堂檢測金寨一中[例]人類(2n＝46)14號與21號染色體二者的長臂在著絲粒處融合形成14/21平衡易位染色體，該染色體攜帶者具有正常的表型，但在產生生殖細胞的過