第2節染色體變異第5章基因突變及其他變異染色體數目的變異有哪些類型？什么是單倍體、二倍體和多倍體？染色體結構的變異有哪些類型？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）野生祖先種栽培品種（馬鈴薯）野生祖先種香蕉（有籽）栽培品種香蕉（無籽）野生祖先種栽培品種

（香蕉）新課導入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3331.請根據所學的減數分裂的知識，試著完成該表格。122411異常2.為什么我們平時吃的香蕉沒有種子？無籽香蕉提示：因為香蕉栽培品種體細胞中的染色體數目是33條，減數分裂時染色體發生聯會紊亂，不能形成正常的配子，因此無法形成受精卵，進而形成種子。新課導入體細胞或生殖細胞內染色體數目或結構的變化。染色體數目的變異a2.分類：1.概念：染色體結構的變異b3.區別：

基因突變、基因重組：光學顯微鏡下不可見（分子水平）染色體變異：光學顯微鏡下可見（細胞水平）一、染色體變異自主學習：仔細閱讀課本P87頁，總結染色體變異的概念、類型、及與基因突變和基因重組的區別。二、染色體數目的變異

形成個別染色體的增加或減少原因是什么呢？234

1自主學習：請同學們自主閱讀教材P88，思考下列完成問題。

什么是染色體組？有什么特征？判斷染色體組的方法有哪些？什么是二倍體？有幾個染色體組？什么是三倍體？有幾個染色體組？三倍體可育嗎？什么是“多倍體”成因是什么？多倍體植株的特點是什么？

染色體數目的變異可以分為兩類類型二細胞內染色體數目以一套完整的非同源染色體(染色體組)為基數成倍地增加或者成套地減少。類型一細胞內個別染色體的增加或減少。二、染色體數目的變異

二、染色體數目的變異

正常：8增多：8+1減少：8-1三體單體舉例：21三體綜合征（唐氏綜合征）（一）個別染色體的增加或減少問題1：形成21三體綜合征形成的原因？唐氏綜合征/21三體綜合征病因：21號同源染色體由2條增為3條。癥狀：智力低下，發育遲緩，眼間較寬，外眼角上斜，口常半張，舌外伸，又叫伸舌樣癡呆。原因①：減數分裂I后期21號同源染色體未分離原因②：減數分裂II后期姐妹染色單體分離后移向細胞的同一極二、染色體數目的變異

問題1：形成21三體綜合征形成的原因？

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，其中每套非同源染色體稱為一個染色體組。染色體組：細胞中的每套非同源染色體。染色體的形態、大小、功能各不相同含該物種全套遺傳信息雌果蠅染色體組成一個染色體組一個染色體組中不存在同源染色體一個染色體組中不含等位基因（二）以一套完整的非同源染色體為基數成倍的增加或成套的減少2個染色體組染色體組在生活中的類比模擬1.請根據染色體的形態判斷染色體組的數量，并完成表格的填寫。項目

染色體組數_______________每個染色體組內染色體數_______________3214233422方法一：根據染色體形態判斷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。染色體組的判定方法項目

染色體組數________________2.請根據基因型判斷染色體組數：1324控制同一性狀的基因（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條練習：判斷細胞含幾個染色體組？每組有幾條染色體？課堂練習正常增多減少以染色體組增減增多減少個別染色體增減（二）以一套完整的非同源染色體為基數成倍的增加或成套的減少二、染色體數目的變異

（三）二倍體（1）概念：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。例如：果蠅、玉米、洋蔥就是二倍體

配子親代×2N2NNN受精卵2N子代2N問題2：一般情況下，二倍體通過減數分裂形成的配子有幾個染色體組呢？（三）二倍體（2）配子染色體組數：一般情況下，二倍體通過減數分裂形成的配子只有一個染色體組。問題3：

一般情況下，二倍體通過減數分裂形成的配子只有一個染色體組，有會出現錯誤的嗎？（四）三倍體（1）形成原因一：二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。減數分裂Ⅰ出現錯誤問題4：三倍體形成只有減數分裂Ⅰ出現錯誤才會導致嗎？（四）三倍體減數分裂Ⅱ出現錯誤問題5:通過與二倍體生物相比，同學們思考三倍體的生物可育嗎？（1）形成原因二：（四）三倍體（2）是否可育：

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。無子西瓜香蕉問題6：

若二倍體生物形成兩個正常的配子，受精后形成的幼苗受到外界環境的影響，進行有絲分裂時，姐妹染色單體未分離，則子細胞中有幾個染色體組？（五）四倍體

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問題7：

通過與二倍體生物相比，同學們思考四倍體的生物可育嗎？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。（五）四倍體一般是可育的馬鈴薯（4n=48）棉花（4n=52）山藥（4n=40）香蔥（4n=32）問題8：

以此類推，由受精卵發育而成，體細胞中含有三個或三個以上染色體組的個體統稱為幾倍體呢？有哪些優點呢？（六）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。

小麥（六倍體）菊花（六倍體）葡萄（三/四倍體）優點缺點①莖稈粗壯；②葉片、果實和種子都比較大；③糖類和蛋白質等營養物質的含量都有所增加。①結實率低，②晚熟（七）單倍體問題9：自然界中還有一類特殊的生物，如雄蜂——未受精的卵細胞直接發育而來的，那它是幾倍體呢？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。成因：特點：由配子（如卵細胞、花粉等）直接發育而成。枝葉莖桿弱小，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。×二、染色體數目的變異

（七）單倍體單倍體、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未受精的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）自主學習：請同學們仔細閱讀課本P88多倍體育種，及P89與社會聯系中的單倍體育種相關內容，總結下列問題：多倍體育種的方法、原理、過程等單倍體育種的方法、過程、優點等三、多倍體育種和單倍體育種（染色體數目變異）方法用________________________________誘發或用_______處理處理對象_____的種子或幼苗原理能夠抑制_______的形成，導致染色體不能移向細胞的兩極，從而使細胞內染色體數目_____實例含糖量高的甜菜和三倍體無子西瓜的培育作用時期秋水仙素（目前常用、最有效）低溫萌發紡錘體加倍1.多倍體育種細胞分裂前期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錘體牽引

4條染色體無紡綞體形成8個染色體三、多倍體育種和單倍體育種

二倍體西瓜幼苗（♀）二倍體西瓜幼苗（♂）三倍體無子西瓜子房發育三倍體植株（聯會紊亂）二倍體植株（♂）（第一年）（第二年）三倍體種子花粉（生長素）刺激子房秋水仙素處理四倍體植株（♀）二倍體植株（♂）×無子西瓜是三倍體，體細胞有三個染色體組，減數分裂產生配子時同源染色體聯會紊亂，不能形成可育配子，所以不育。P91閱讀P91，請嘗試說出三倍體西瓜培育的過程3.過程:2.單倍體育種（P89）1.方法：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2.原理：染色體變異三、多倍體育種和單倍體育種思考：現有純合的高稈抗病的小麥（DDTT）和矮稈不抗病的小麥（ddtt），

怎樣得到矮稈抗病的優良品種（ddTT）？用遺傳圖解表示出來。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高桿抗病

DDTT×矮桿感病

ddttF1高桿抗病

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年高桿抗病

DDTT×矮桿感病

ddtt高桿抗病

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：（1）明顯縮短育種年限（2）后代都是純合子，自交后代不會發生性狀分離5.缺點：技術復雜，需與雜交育種配合三、多倍體育種和單倍體育種[例1]下列關于染色體組的敘述，正確的是(

)A.染色體組內不存在同源染色體B.體細胞中的一半染色體是一個染色體組C.配子中的全部染色體是一個染色體組D.染色體組在減數分裂過程中消失A[例2]下列關于染色體組、單倍體、二倍體和多倍體的敘述，錯誤的是(

)A.組成一個染色體組的染色體中不含減數分裂中能聯會的染色體B.由受精卵發育而成，體細胞含有兩個染色體組的個體叫二倍體C.含一個染色體組的個體是單倍體，但單倍體未必只含一個染色體組D.人工誘導多倍體唯一的方法是用秋水仙素處理萌發的種子或幼苗D課堂檢測[例3]下列有關變異和生物育種的說法，正確的是(

)A.基因重組只發生在減數分裂過程中B.與單倍體育種相比，雜交育種操作更為復雜C.二倍體水稻經花藥離體培養獲得單倍體的過程稱為單倍體育種

D.可通過雜交育種和單倍體育種，利用aabb和AABB獲得AAbb的植株D課堂檢測[例4]二倍體西瓜的染色體組成是2n＝22，如圖是培育三倍體無子西瓜的流程圖。下列分析正確的是（

）A.西瓜細胞一個染色體組含有11條同源染色體B.①②③表示雜交過程，雜交過程發生基因重組C.四倍體(♀)提供的生殖細胞含有兩個染色體組D.三倍體(♀)因不能進行減數分裂而不能結出種子C課堂檢測[例5]用純種的高稈抗銹病(DDTT)小麥與矮稈易染銹病(ddtt)小麥培育矮稈抗銹病小麥新品種的方法如圖所示。下列有關此育種方法的敘述中，正確的是()A.過程①的作用原理為

染色體變異B.過程③必須經過受精

作用C.過程④必須使用秋水仙素處理萌發的種子或幼苗D.此育種方法選出的符合生產要求的品種占1/4D課堂檢測思考：請同學們觀看視頻，總結實驗原理、步驟以及部分實驗試劑的作用。四、低溫誘導植物細胞染色體數目的變化（實驗）P89

低溫誘導植物細胞染色體數目的變化探究.實驗（一）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，于是植物細胞中的染色體數目發生變化。低溫誘導植物細胞染色體數目的變化探究.實驗誘導培養和固定細胞待洋蔥長出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。將蒜（或洋蔥）放在裝滿清水的容器上，讓洋蔥底部接觸水面，室溫培養。培養方法低溫誘導（二）實驗步驟放入卡諾氏液中浸泡0.5~1h，以固定細胞形態。剪取誘導處理的根尖0.5~1cm取材固定用體積分數為95%的酒精沖洗2次沖洗誘導培養固定細胞低溫誘導植物細胞染色體數目的變化探究.實驗（二）實驗步驟制作裝片

包括：解離、漂洗、染色和制片4個步驟，具體操作方法與觀察植物細胞有絲分裂的實驗相同。制片染色漂洗解離取材低溫誘導植物細胞染色體數目的變化探究.實驗（二）實驗步驟觀察裝片先用低倍鏡尋找染色體形態較好的分裂象。視野中既有正常的二倍體細胞，也有染色體數目發生改變的細胞。確認某個細胞發生染色體數目變化后，再用高倍鏡觀察。（三）實驗結果誘導率不是百分之百，因此視野中既有二倍體細胞，也有染色體數目發生改變的細胞，且前者數目多于后者。低溫誘導植物細胞染色體數目的變化探究.實驗問題1:該實驗中各種試劑在實驗中的作用分別是什么？試劑作用卡諾氏液95%酒精解離液0.01g/mL的甲紫溶液固定細胞形態沖洗附著在根尖表面的卡諾氏液使組織中的細胞相互分離開使染色體(染色質)著色，便于觀察染色體(染色質)的形態、數目和行為體積分數為95%的酒精溶液和質量分數為15%的鹽酸溶液1:1混合解離液：問題2:能否觀察到細胞分裂的連續變化？為什么？不能，顯微鏡下觀察到的細胞是已被解離液殺死的細胞低溫誘導植物細胞染色體數目的變化探究.實驗問題3:視野中能否看到正常染色體數的細胞？這說明了什么？能，這說明并不是所有細胞中染色體均已加倍；只有少部分細胞實現“染色體加倍”，大部分細胞仍為二倍體分裂狀況。低溫誘導植物細胞染色體數目的變化探究.實驗課堂檢測1、下列關于“低溫誘導植物染色體數目的變化”實驗不正確的是()A.用低溫處理植物分生組織細胞，能抑制紡錘體的形成B.洋蔥根尖長出約1cm時，剪下，置于4℃冰箱中，誘導36hC.卡諾氏液浸泡根尖，固定細胞的形態.D.裝片制作包括解離、漂洗、染色和制片4個步驟B課堂檢測2、下列關于“低溫誘導植物細胞染色體數目的變化”實驗的敘述中，正確的是（）A.低溫處理洋蔥根尖后會引起成熟區細胞染色體數目的變化B.在觀察低溫處理的洋蔥根尖裝片時，通過一個細胞可以看到染色體的變化情況C.利用低溫和秋水仙素處理材料均可抑制紡錘體的形成D.觀察洋蔥根尖細胞裝片時要先在低倍鏡下找到所要觀察的細胞并移到視野的中央，調節視野的亮度，再轉動粗準焦螺旋直至物像清晰C五、染色體結構的變異（一）缺失染色體的某一片段缺失引起變異abcdefacdefbcdef②果蠅缺刻翅的形成舉例：①人類的貓叫綜合征:5號染色體部分缺失正常翅缺刻翅結果：基因數目減少五、染色體結構的變異（一）缺失染色體的某一片段缺失引起變異問題2:染色體結構變異中的缺失現象與基因突變中的堿基對的缺失現象很相似，他們對生物的影響一樣嗎？項目染色體片段缺失堿基對缺失圖解區別原理觀察染色體結構變異基因突變在光學顯微鏡下觀察到在光學顯微鏡下觀察不到五、染色體結構的變異（二）重復染色體中增加某一片段引起的變異abcdefbacdefb果蠅棒狀眼的形成正常眼棒狀眼舉例：結果：基因數目增加五、染色體結構的變異（三）易位染色體某一片段移接到另一條非同源染色體上引起的abcdefhijkabcdefghijkg舉例：②果蠅花斑眼的形成①人慢性粒細胞白血病正常眼花斑眼五、染色體結構的變異1．慢性髓細胞性白血病是一種惡性疾病，患者骨髓內會出現大量惡性增殖的白細胞。該病是由于9號染色體和22號染色體互換片段所致。這種變異屬于（

）A．基因突變B．基因重組C．染色體結構變異D．染色體數目變異問題1:染色體結構變異中的易位現象與基因重組中的交叉互換很相似，他們一樣嗎？C（三）易位染色體某一片段移接到另一條非同源染色體上引起的問題3:染色體結構變異中的易位現象與基因重組中的交叉互換很相似，他們一樣嗎？項目染色體易位交叉互換圖解區別位置原理觀察非同源染色體之間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在光學顯微鏡下觀察到在光學顯微鏡下觀察不到（四）倒位染色體的某一片段位置顛倒引起變異acdefbafcdebcdeb染色體片段位置顛倒，使染色體上的基因排列順序發生改變，影響了某些基因的表達，從而引起性狀改變。正常翅卷翅結果：注意：倒位發生在一條染色體中思考：下圖為顯微鏡觀察的變異雜合子染色體聯會異常現象，通過圖示辨析染色體結構變異的類型。缺失重復易位倒位總結：上述變異類型中，_____和_____改變了染色體上基因的數量，_____和_____改變了基因在染色體上的排列順序。缺失重復易位倒位五、染色體結構變異五、染色體結構的變異（一）結果缺失重復

易位

倒位染色體上基因數目、排列順序發生改變

結果：性狀變異（改變）

影

響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。①非同源染色體之間相互交換片段；②非同源染色體之間自由組合；③同源染色體之間通過互換交換片段；④染色體中DNA的堿基對增加或缺失發生改變；⑤染色體缺失或增加片段；染色體變異基因重組基因重組基因突變染色體變異辨析下列變異屬哪種變異類別

基因突變基因重組染色體變異適用范圍類型發生時期結果光學顯微鏡觀察意義育種中的應用所有生物（包括病毒）自然狀態下，發生在真核生物的有性生殖過程中真核生物誘發突變、自發突變交叉互換型、自由組合型（R-S轉化實驗）染色體結構變異、染色體數目變異任何時期，主要發生在有絲分裂間期和減數第一次分裂前的間期減數第一次分裂前期、減數第一次分裂后期任何時期，主要發生在細胞分裂時引起基因堿基序列的改變（產生了新基因）產生了新基因型和性狀組成、不能產生新