第2節染色體變異第五章基因突變及其他變異4.單倍體一、染色體數目的變異在生物的體細胞中，染色體數目不僅可以成倍地增加，還可以成套地減少。蜂王雄蜂工蜂4.單倍體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一、染色體數目的變異在自然條件下，玉米、高粱、水稻、番茄等二倍體植物，偶爾也會出現單倍體植株。與正常植株相比，單倍體植株長得弱小，而且高度不育。注：①精子和卵細胞不是單倍體。單倍體是生物體而不是配子，精子和卵細胞屬于配子，不是單倍體。②單倍體細胞中不一定含有1個染色體組。二倍體植物的單倍體含有1個染色體組，由多倍體的配子發育成的單倍體不是，如四倍體和六倍體植物的配子發育成的單倍體分別含有2個和3個染色體組。4.單倍體一、染色體數目的變異生物幾倍體判別不能只看細胞內含有多少個染色體組，還要考慮生物個體發育的直接來源。A、如果生物體由受精卵發育而成，生物體細胞內有幾個染色體組就叫幾倍體。B、如果生物體是由配子——卵細胞或花粉直接發育而成，無論細胞內含有幾個染色體組，都叫單倍體。體細胞中含一個染色體組的個體一定是單倍體。單倍體的體細胞中不一定含一個染色體組。體細胞中含有兩個或三個染色體組的個體不一定就是二倍體或三倍體，也可能是單倍體。一、染色體數目的變異5.單倍體育種①方法：花藥離體培養②過程花藥離體培養恢復正常植株單倍體植株秋水仙素能明顯縮短育種年限；得到的植株都是純合體③優點：技術復雜④缺點：單倍體育種與多倍體育種中秋水仙素處理的對象有何不同？單倍體育種和多倍體育種都可用秋水仙素處理使染色體數目加倍，若操作對象是單倍體植株，屬于單倍體育種；若操作對象為正常植株，屬于多倍體育種。利用高莖皺粒豌豆和矮莖圓粒豌豆培育高莖圓粒豌豆為例說明單倍體育種方法：高皺

DDtt雜合高圓DdTt矮圓ddTT花藥離體培養高圓DT矮皺dt高皺Dt矮圓dT純合高圓DDTT純合矮皺ddtt純合高皺DDtt純合矮圓ddTT單倍體植株單倍體植株單倍體植株單倍體植株染色體數目加倍秋水仙素處理染色體數目加倍秋水仙素處理染色體數目加倍秋水仙素處理染色體數目加倍秋水仙素處理花藥離體培養≠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，不能簡單地認為花藥離體培養就是單倍體育種的全部。一、染色體數目的變異單倍體育種多倍體育種原理常用方法優勢缺點多倍體育種和單倍體育種的比較染色體組成倍增加染色體數目變異染色體數目變異染色體組成倍減少花藥離體培養后人工誘導染色體數目加倍秋水仙素處理萌發的種子、幼苗明顯縮短育種年限得到的植株是純合子操作簡單；多倍體植株器官大，營養物質含量高技術復雜一些，需與雜交育種配合；成活率較低且高度不育適用于植物，在動物方面難以操作；發育遲緩，結實率低類別雜交育種誘變育種單倍體育種多倍體育種原理常用方法優點缺點基因重組雜交→自交→選優→自交將不同品種的優良性狀集中于同一個體上不能產生新基因；育種進程緩慢、過程復雜基因突變用物理或化學方法處理生物提高突變率，可以在較短的時間內獲得更多的優良變異類型有利變異少，需大量處理實驗材料（具有不定向性、低頻性）染色體變異花藥離體培養;秋水仙素處理幼苗;選擇明顯縮短育種年限；得到的植株都是純合子染色體變異用秋水仙素處理萌發的種子或幼苗不同育種方法的比較技術復雜一些，需與雜交育種配合適用于植物，在動物方面難以操作操作簡單探究·實踐——低溫誘導植物細胞染色體數目的變化1.原理________處理植物的___________細胞，能夠___________________，以致影響細胞__________中染色體_____________，導致___________________________，于是植物細胞中的染色體數目發生變化（加倍）。低溫分生組織抑制紡錘體的形成有絲分裂被拉向兩極細胞不能分裂成兩個子細胞2.方法步驟誘導培養→固定→制片→觀察。（1）誘導培養將蒜（或洋蔥）在冰箱冷藏室內（____℃）放置一周；取出后，將蒜放在裝滿清水的容器上方，讓蒜的底部接觸水面，于室溫（約____℃）進行培養；待蒜長出約___cm長的不定根時，將_________放入冰箱冷藏室內，誘導培養________h；4251整個裝置48-72探究·實踐——低溫誘導植物細胞染色體數目的變化（2）固定剪取誘導處理的根尖_____cm，放入________中浸泡______h，以_____________，然后用_____________________沖洗____次；0.5-1卡諾氏液0.5-1體積分數為95%的酒精2固定細胞形態取材、固定及沖洗選材只能是分生區細胞，不能進行細胞分裂的細胞不會出現染色體數目的變化包括______、______、______、_______4個步驟；解離漂洗染色制片解離目的：漂洗目的：染色目的：制片目的：用藥液使組織中的細胞相互分離開來洗去藥液，防止解離過度甲紫溶液或醋酸洋紅液能使染色體著色使細胞分散開來，有利于觀察2.方法步驟誘導培養→固定→制片→觀察。（3）制片（4）觀察先用______尋找染色體形態好的分裂圖象；視野中既有__________________，也有_______

_______；確認某個細胞發生染色體數目變化后，再用______觀察。低倍鏡正常的二倍體細胞染色體數目發生改變的細胞高倍鏡探究·實踐——低溫誘導植物細胞染色體數目的變化探究·實踐——低溫誘導植物細胞染色體數目的變化注意：在進行實驗的過程中，所觀察的細胞已經被卡諾氏液等殺死，看到的是死細胞。因此不能觀察到連續的變化。視野中既有正常的二倍體細胞（多），也有染色體數目發生改變的細胞（少）。3.結果低溫可以誘導植物細胞染色體數目發生變化4.結論探究·實踐——低溫誘導植物細胞染色體數目的變化5.實驗試劑及其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固定細胞形態體積分數為95%的酒精沖洗用卡諾氏液處理的根尖洗去卡諾氏液與質量分數為15%的鹽酸等體積混合，浸泡經固定的根尖解離根尖細胞質量分數為15%的鹽酸與體積分數為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，洗去解離液甲紫溶液把漂洗干凈的根尖放進盛有甲紫溶液的玻璃皿中染色3~5min使染色體著色探究·實踐——低溫誘導植物細胞染色體數目的變化二、染色體結構的變異貓叫綜合征人類的許多疾病是由染色體結構改變引起的貓叫綜合征是人的5號染色體部分缺失引起的遺傳病因為患兒哭聲輕，音調高，很像貓叫而得名。貓叫綜合征患者的生長發育遲緩，而且存在嚴重的智力障礙。染色體結構的變異還有哪些類型呢？①缺失：染色體的某一片段缺失引起變異。例如，果蠅缺刻翅的形成丟失abcdefbacdef二、染色體結構的變異1.類型正常翅缺刻翅基因數目減少結果：②重復：染色體中增加某一片段引起變異，例如，果蠅棒狀眼的形成。重復abcdefbbabcdefb1.類型正常眼棒狀眼基因數目增加結果：二、染色體結構的變異③易位：一條染色體某一片段，移接到另一條非同源染色體上引起變異。例如：果蠅花斑眼的形成abcdefghijklghijklabcefdabcklghdefji移接

正常眼花斑眼1.類型基因排列順序變化結果：二、染色體結構的變異④倒位：染色體的某一片段位置顛倒也可引起變異。例如，果蠅卷翅的形成。正常翅卷翅abcdefabcdefbcdeaf顛倒1.類型基因排列順序變化結果：二、染色體結構的變異缺失重復

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）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。2.結果3.對生物體的影響二、染色體結構的變異4.染色體的缺失、重復、倒位與基因突變的區別均可在顯微鏡下觀察到（均未產生新基因，但卻發生了基因數目或排列順序的變化）顯微鏡下不能觀察到（產生新基因，但基因數目和排列順序均未變化）二、染色體結構的變異5.染色體的易位與交叉互換的比較染色體易位交叉互換圖解區別發生在非同源染色體之間發生在同源染色體之間屬于染色體變異屬于基因重組可在顯微鏡下觀察到在顯微鏡下觀察不到二、染色體結構的變異表現型基因型+環境條件不能遺傳的變異（如：曬黑的臉色）（改變）可遺傳的變異（如：色盲）來源基因突變染色體變異基因重組誘因（改變）（改變）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（顯性突變、隱性突變）交叉互換型、自由組合型（基因工程、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、不能產生新的基因和性狀使排列在染色體上基因的數目或排列順序發生改變，不產生新的基因不能觀察到，屬于分子水平不能觀察到，屬于分子水平能觀察到，屬于細胞水平新基因產生的途徑；生物變異的根本來源；為生物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的意義誘變育種雜交育種單倍體育種、多倍體育種三種可遺傳變異比較生物變異的來源之一，對生物進化具有重要的意義練習與應用一、概念檢測1.判斷下列相關表述是否正確。(1)只有生殖細胞中的染色體數目或結構的變化才屬于染色體變異。（）(2)體細胞中含有兩個染色體組的個體就是二倍體。（）(3)用秋水仙素處理單倍體植株后得到的定是二倍體。（）×××2.秋水仙素能誘導多倍體形成的原因是（）A.促進細胞融合B.誘導染色體多次復制C.促進染色單體分開，形成染色體D.抑制細胞有絲分裂時紡錘體的形成D3.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C4.填表比較豌豆、普通小麥、小黑麥的體細胞和配子中的染色體數目、染色體組數目，并且注明它們分別屬于幾倍體生物。生物種類豌豆普通小麥小黑麥體細胞中的染色體數/條配子中的染色體數/條728體細胞中的染色體組數2配子中的染色體組數3