第5章基因突變及其他變異必修2遺傳與進化第2節(jié)染色體變異一、染色體數(shù)目變異二、染色體結(jié)構(gòu)變異主要內(nèi)容三、生物變異在育種上的應(yīng)用四、低溫誘導(dǎo)染色體數(shù)目變化為什么平時吃的香蕉是沒有種子的？

生物種類體細胞染色體數(shù)/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馬鈴薯和香蕉的染色體數(shù)目表生物體的體細胞或生殖細胞內(nèi)染色體數(shù)目或結(jié)構(gòu)的變化，稱為染色體變異。染色體結(jié)構(gòu)的變異染色體數(shù)目的變異212121個別染色體增加或減少馬鈴薯野生品種（24條染色體）

馬鈴薯栽培品種（48條染色體）染色體成倍增加或減少一、染色體數(shù)目變異1．個別染色體增加或減少原因：親代減數(shù)分裂時同源染色體未分離，或姐妹染色單體未分離。21-三體綜合征患者的染色體組成21-三體綜合征患者舟舟一、染色體數(shù)目變異2．以染色體組的形式成倍增加或減少什么是染色體組？

細胞中的一組非同源染色體在形態(tài)和功能上各不相同，攜帶著控制生物生長發(fā)育的全部遺傳信息，其中每套非同源染色體稱為一個染色體組。野生馬鈴薯的染色體組成野生馬鈴薯有2個染色體組。一、染色體數(shù)目變異①同一種形態(tài)的染色體—有幾條具有幾個染色體組。②控制同一性狀的等位基因（各對等位基因獨立遺傳）——有幾個就有幾個染色體組。③染色體組數(shù)=染色體數(shù)染色體形態(tài)數(shù)一、染色體數(shù)目變異2．以染色體組的形式成倍增加或減少雌雄果蠅的染色體組成果蠅體細胞內(nèi)含_____個染色體組，每個染色體組有______條染色體。24一、染色體數(shù)目變異2．以染色體組的形式成倍增加或減少一、染色體數(shù)目變異野生馬鈴薯的染色體組成二倍體：由受精卵發(fā)育成的個體，體細胞中含有兩個染色體組的個體叫作二倍體。幾乎全部動物和過半數(shù)的高等植物是二倍體。2．以染色體組的形式成倍增加或減少二倍體和多倍體一、染色體數(shù)目變異多倍體：由受精卵發(fā)育成的個體，體細胞中含有三個或三個以上的染色體組的個體叫作多倍體。四倍體三倍體六倍體2．以染色體組的形式成倍增加或減少二倍體和多倍體一、染色體數(shù)目變異多倍體植株的特點：莖稈粗壯，葉片、果實和種子都比較大，糖類和蛋白質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)含量有所增加。

奇數(shù)倍體減數(shù)分裂時聯(lián)會紊亂，高度不育。發(fā)育遲緩結(jié)實率低。染色體數(shù)目加倍后的草莓野生草莓2．以染色體組的形式成倍增加或減少二倍體和多倍體一、染色體數(shù)目變異多倍體的成因：成因1：二倍體生物有絲分裂時，染色體已復(fù)制，但因溫度驟降或秋水仙素處理等原因抑制了紡錘體的形成，導(dǎo)致細胞變成四倍體細胞。成因2：二倍體生物減數(shù)分裂發(fā)生錯誤，形成的配子是二倍體?！扼w和多倍體2．以染色體組的形式成倍增加或減少1.二倍體黑麥與六倍體普通小麥雜交產(chǎn)生的F1的體細胞具有()A．兩個染色體組 B．三個染色體組C．四個染色體組 D．八個染色體組C一、染色體數(shù)目變異單倍體單倍體：有些生物的配子能發(fā)育成新個體，這些體細胞中含有本物種配子染色體數(shù)目的個體叫做單倍體。蜂王雄蜂工蜂

染色體數(shù)目32條16條32條2．以染色體組的形式成倍增加或減少一、染色體數(shù)目變異單倍體特點特點弱小高度不育染色體數(shù)目為體細胞染色體數(shù)目的的一半含偶數(shù)個染色體組：可育含奇數(shù)個染色體組：高度不育單倍體2．以染色體組的形式成倍增加或減少2.單倍體育種可以明顯地縮短育種年限，原因是()A．單倍體雜交后代不發(fā)生性狀分離B．單倍體經(jīng)染色體加倍后得到的植株自交后代一般不發(fā)生性狀分離C．單倍體高度不育，不發(fā)生性狀分離D．單倍體植株多長得弱小B單倍體、二倍體和多倍體單倍體多倍體二倍體概念體細胞中含有本物種配子染色體數(shù)目的個體由受精卵發(fā)育而來，以細胞中含有兩個染色體組的個體由受精卵發(fā)育而來，體細胞中含有三個或三個以上染色體組的個體植株特點①植株矮?、诙扼w形成單倍體高度不育正常可育①莖稈粗壯②葉、果實、種子較大③營養(yǎng)物質(zhì)含量豐富染色體組一個或多個兩個三個或三個以上發(fā)育起點配子受精卵受精卵一、染色體數(shù)目變異單倍體多倍體二倍體形成原因舉例形成過程單性生殖正常有性生殖正常有性生殖，外界環(huán)境條件巨變（如溫度）自然原因人工原因花藥離體培養(yǎng)秋水仙素處理單倍體幼苗秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗蜜蜂的雄蜂幾乎全部的動物和過半數(shù)的高等植物香蕉（三倍體），馬鈴薯（四倍體），八倍體小黑麥雄配子雌配子+直接發(fā)育成個體如花藥離體培養(yǎng)單倍體直接發(fā)育成個體孤雌生殖如雄蜂單倍體所含染色體數(shù)不定，可為一、二或多個染色體組受精卵發(fā)育生物體二倍體（兩個染色體組）多倍體（三個或是三個以上染色體組由幾個染色體組有幾個染色體組就叫幾倍體）一、染色體數(shù)目變異二、染色體結(jié)構(gòu)變異主要內(nèi)容三、生物變異在育種上的應(yīng)用四、低溫誘導(dǎo)染色體數(shù)目變化二、染色體結(jié)構(gòu)變異1．缺失

一條染色體斷裂而失去一個片段，這個片段上的基因也隨之丟失。舉例：貓叫綜合癥（人的第5號染色體部分缺失）果蠅缺刻翅的形成二、染色體結(jié)構(gòu)變異2．重復(fù)

一條染色體的斷裂片段接到相應(yīng)部位，結(jié)果就有一段重復(fù)基因。舉例：果蠅的棒狀眼二、染色體結(jié)構(gòu)變異3．易位

染色體的某一片段移接到另一條非同源染色體上引起變異。舉例：果蠅花斑眼的形成比較染色體易位與交叉互換染色體易位交叉互換圖解區(qū)別位置發(fā)生于非同源染色體之間發(fā)生于同源染色體的非姐妹染色單體之間原理染色體結(jié)構(gòu)變異基因重組觀察可在顯微鏡下觀察到在顯微鏡下觀察不到二、染色體結(jié)構(gòu)變異4．倒位染色體的某一片段位置顛倒引起的變異。舉例：果蠅卷翅的形成缺失環(huán)重復(fù)環(huán)倒位環(huán)易位環(huán)二、染色體結(jié)構(gòu)變異二、染色體結(jié)構(gòu)變異大多數(shù)染色體結(jié)構(gòu)變異對生物有害，有的甚至導(dǎo)致生物體死亡；少數(shù)對生物體有利。染色體結(jié)構(gòu)的變異會引起什么后果？染色體的結(jié)構(gòu)的改變，會使排列在染色體上的基因的數(shù)目或排列順序發(fā)生改變，從而導(dǎo)致性狀的變異。3.(目標4)若細胞進行減數(shù)分裂，在聯(lián)會時一條異常的染色體總是從某一部位凸出來，如圖所示，其原因是()A．該染色體中某一片段位置顛倒B．該染色體中增加了某一片段C．該染色體中某一片段缺失D．該染色體中某一片段移接到另一條非同源染色體上B一、染色體數(shù)目變異二、染色體結(jié)構(gòu)變異主要內(nèi)容三、生物變異在育種上的應(yīng)用四、低溫誘導(dǎo)染色體數(shù)目變化三、生物變異在育種上的應(yīng)用1.單倍體育種（1）原理：染色體（數(shù)目）變異（2）過程：具有不同優(yōu)良性狀的親本雜交→F1→花藥離體培養(yǎng)→秋水仙素處理單倍體幼苗，誘導(dǎo)細胞染色體數(shù)目加倍→選育（3）優(yōu)點：明顯縮短育種年限，子代均為純合子。（4）缺點：技術(shù)復(fù)雜。（5）實例：用高稈抗?。―DTT）和矮稈不抗?。╠dtt）小麥品種培育矮稈抗病小麥，過程見圖花藥離體培養(yǎng)知識單倍體育種的一個程序，要想得到可育的品種，還需要秋水仙素處理單倍體幼苗使染色體數(shù)目加倍，從而獲得可育品種。2.多倍體育種（1）原理：染色體（數(shù)目）變異（2）過程：秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗，誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍。分裂的細胞秋水仙素或低溫處理抑制紡錘體形成染色體不能移向細胞兩極，從而引起細胞內(nèi)染色體數(shù)目加倍導(dǎo)致（3）優(yōu)點：多倍體植株莖稈粗壯，葉、果實和種子比較大，營養(yǎng)物質(zhì)含量豐富。三、生物變異在育種上的應(yīng)用（4）缺點：多倍體植株發(fā)育延遲，結(jié)實率低，多倍體育種一般只適用于植物。二倍體西瓜幼苗二倍體西瓜幼苗秋水仙素處理二倍體西瓜植株四倍體西瓜植株♀♂聯(lián)會紊亂三倍體西瓜種子無子西瓜雜交授粉×自然長成二倍體西瓜植株第一年第二年①兩次傳粉：第一次傳粉雜交得到三倍體種子，第二次傳粉是為了刺激子房發(fā)育。②用秋水仙素處理幼苗后，分生組織分裂產(chǎn)生的莖、葉、化染色體數(shù)目加倍，而未經(jīng)處理部分（如根部細胞）的染色體數(shù)目不變。③三倍體西瓜無子的原因：三倍體西瓜在減數(shù)分裂過程中，有染色體聯(lián)會紊亂，不能產(chǎn)生正常配子。4．西瓜(2N＝22)是雌雄同株異花植物，下列有關(guān)說法正確的是()A．滴加秋水仙素處理二倍體西瓜幼苗，可使其根細胞染色體數(shù)目加倍B．四倍體母本體細胞染色體數(shù)最多可為88條C．三倍體無子西瓜的無子性狀屬于不可遺傳變異D．因減數(shù)分裂過程同源染色體聯(lián)會紊亂，導(dǎo)致三倍體無子西瓜一顆種子都不能產(chǎn)生B（1）原理：基因重組（2）過程：植物動物（3）優(yōu)點：方法簡捷,使位于不同個體上的多個優(yōu)良性狀集中于一個個體上（4）缺點：育種所需時間較長三、生物變異在育種上的應(yīng)用3.雜交育種4.誘變育種（1）原理：染色體（數(shù)目）變異（2）過程：選擇生物→誘發(fā)基因突變→選擇理想類型→培育（3）優(yōu)點：①可以提高基因突變頻率，在短時間內(nèi)獲得更多優(yōu)良變異的類型。②大幅度地改良某些優(yōu)良性狀。（4）缺點：有利變異個體往往不多，需處理大量的材料。三、生物變異在育種上的應(yīng)用5.基因工程育種（1）目的：把各種優(yōu)良基因通過基因工程導(dǎo)入生物體內(nèi)，從而改變生物的遺傳特性，獲得高產(chǎn)、穩(wěn)定和具有優(yōu)良品質(zhì)的農(nóng)作物，培育出具有各種抗逆性的作物新品種。（2）原理：基因重組。（3）優(yōu)點：降低生產(chǎn)成本，減少因農(nóng)藥的使用而對環(huán)境造成的污染，提高農(nóng)作物對不良環(huán)境的適應(yīng)能力。（4）缺點：技術(shù)復(fù)雜，可能會影響食品安全問題。（5）實例：準基因抗蟲棉的培育。三、生物變異在育種上的應(yīng)用6.針對不同育種目的的育種方案育種目標集中雙親優(yōu)良性狀育種方案單倍體育種（明顯縮短育種年限）雜交育種（耗時時間長，但簡便易行）使原品系實施定向改造讓原品系產(chǎn)生新性狀（無中生有）使原品系營養(yǎng)器官增大或加強基因工程育種及植物細胞工程（植物體細胞雜交）育種誘變育種（可提高變異頻率，期望獲得理想性狀）多倍體育種最簡便的育種方法——雜交育種最快獲得純合子—單倍體育種最具有預(yù)見性——基因工程育種最能無中生有但是卻比較盲目——誘變育種三、生物變異在育種上的應(yīng)用原核生物不能進行減數(shù)分裂，所以不能采用雜交育種的方法進行育種，一般采用的方法是誘變育種。一、染色體數(shù)目變異二、染色體結(jié)構(gòu)變異主要內(nèi)容三、生物變異在育種上的應(yīng)用四、低溫誘導(dǎo)染色體數(shù)目變化1.實驗原理：低溫可以抑制紡錘體的形成，組織細胞分裂，導(dǎo)致細胞染色體數(shù)目加倍。2.實驗步驟與現(xiàn)象：步驟現(xiàn)象誘導(dǎo)培養(yǎng)培養(yǎng)不定根低溫誘導(dǎo)洋蔥置于裝滿清水的廣口瓶中，洋蔥底部接觸瓶中水面待長出約1cm不定根的洋蔥→放入4度冰箱→誘導(dǎo)培養(yǎng)36h固定細胞形態(tài)剪取誘導(dǎo)處理的根尖約0.5-1cm→放入卡諾氏液中浸泡0.5-1h，以固定細胞形→95%酒精沖洗制作裝片解離→漂洗→甲紫溶液染色→制片觀察比較先低倍后高倍既有正常的二倍體細胞也有染色體數(shù)目發(fā)生改變的細胞四、低溫誘導(dǎo)染色體數(shù)目變化四、低溫誘導(dǎo)染色體數(shù)目變化3.實驗中試劑、使用方法及作用試劑使用方法作用卡諾氏液將根尖放入卡諾氏液中浸泡0.5-1h固定細胞形態(tài)體積分數(shù)95%的酒精沖洗卡諾氏液處理的根尖洗去卡諾氏液用質(zhì)量分數(shù)15%的鹽酸等體積混合，浸泡經(jīng)固定的根尖解離根尖細胞質(zhì)量分數(shù)15%的鹽酸與等體積的95%的酒精混合，作為解離液解離根尖細胞蒸餾水浸泡解離后的根尖約10min漂洗根尖去掉解離液甲紫染液把漂洗好的根尖放入改良苯酚品紅的染液中染色3-5min使染色體著色四、低溫誘導(dǎo)染色體數(shù)目變化項目低溫誘導(dǎo)染色體數(shù)目變化觀察根尖分生組織的有絲分裂培養(yǎng)待洋蔥長出1cm左右不定根時4℃低溫培養(yǎng)適宜溫度下培養(yǎng)固定解離前用卡諾氏液進行固定，然后用體積分數(shù)95%的酒精沖洗2次不用固定4.比較低溫誘導(dǎo)染色體加倍實驗與觀察細胞有絲分裂實驗5．(目標3)某生物興趣小組的同學(xué)將生長旺盛的