第2節(jié)染色體變異第五章基因突變及其他變異問題探討作為野生植物的后代，許多栽培植物的染色體數(shù)目卻與它們的祖先大不相同，如馬鈴薯和香蕉(見右表)。1.根據(jù)前面所學減數(shù)分裂的知識，試著完成該表格。2.為什么平時吃的香蕉是沒有種子的?3.分析表中數(shù)據(jù)，你還能提出什么問題嗎?122411？因為香蕉栽培品種體細胞中的染色體數(shù)目是33條，減數(shù)分裂時染色體發(fā)生聯(lián)會紊亂，不能形成正常的配子，因此無法形成受精卵，進而無法形成種子。能形成種子的植物細胞中，染色體數(shù)目一定是偶數(shù)嗎?香蕉體細胞中的染色體數(shù)目不是偶數(shù),它是怎樣形成的呢?又是如何繁殖下一代的?減數(shù)分裂和受精作用，能夠使生物體親子代間的染色體數(shù)目保持穩(wěn)定。然而，馬鈴薯和香蕉的染色體數(shù)目為什么與它們的野生祖先有很大差別呢？野生香蕉野生馬鈴薯栽培馬鈴薯染色體變異: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。野生香蕉栽培香蕉野生馬鈴薯(左)VS栽培馬鈴薯(右)問題探討______通過顯微鏡觀察到，屬于______水平的變異；1.概念：生物體的_______或___________內(nèi)染色體______或_______的變化體細胞生殖細胞數(shù)目結(jié)構(gòu)2.染色體變異類型類型一：染色體數(shù)目的變異類型二：染色體結(jié)構(gòu)的變異3.能否通過顯微鏡觀察可以細胞基因突變是分子水平的變異，這種變異類型無法通過顯微鏡觀察。染色體變異正常果蠅（2n=8）個別異常成套異常增加一條增加減少一條減少一、染色體數(shù)目的變異1.染色體數(shù)目變異的類型①細胞內(nèi)個別染色體的增加或減少②細胞內(nèi)染色體數(shù)目以一套完整的非同源染色體為基數(shù)成倍地增加或成套地減少①個別染色體的增加或減少患者比正常人多一條染色體——21號染色體是三條，其癥狀表現(xiàn)為智力低下，身體發(fā)育緩慢等。實例1：21三體綜合征(唐氏綜合征)45條＋XY或XX（47條）一、染色體數(shù)目的變異減數(shù)第一次分裂后期減數(shù)第二次分裂后期①個別染色體的增加或減少一、染色體數(shù)目的變異實例1：21三體綜合征(唐氏綜合征)①個別染色體的增加或減少實例2：Turner綜合征(先天性卵巢發(fā)育不全綜合征)癥狀：頸蹼，肘外翻、部分患者智力輕度低下。有的患者伴有心、腎、骨骼等先天畸形。外觀表現(xiàn)為女性，但性腺發(fā)育不良，沒有生育能力。病因：單一的X染色體來自母親，失去的X染色體是由于父親的精母細胞性染色體未分離造成的。44條＋XO（45條）一、染色體數(shù)目的變異②以一套完整的非同源染色體為基數(shù)成倍地增加或成套地減少XYⅡⅡⅢⅢⅣⅣ雄果蠅體細胞染色體組成圖解

Q1.果蠅體細胞中含有幾條染色體？幾對同源染色體？Q3.Ⅲ號和Ⅳ號染色體是什么關(guān)系？8；4Q2.寫出所有同源染色體？Ⅱ和Ⅱ,Ⅲ和Ⅲ,Ⅳ和Ⅳ,X和YQ4.Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X和Y為一套完整的非同源染色體嗎？非同源染色體不是Q5.寫出所有非同源染色體的集合？Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和XⅡ、Ⅲ、Ⅳ和Y每套非同源染色體稱為一個染色體組一、染色體數(shù)目的變異染色體組(1)一個染色體組不含同源染色體，不含等位基因。(2)一個染色體組所含的染色體大小、形態(tài)和功能各不相同，均為非同源染色體。(3)一個染色體組中含有控制生物生長、發(fā)育、遺傳和變異的全套遺傳信息。果蠅的一個染色體組是

或

。Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、XⅡ、Ⅲ、Ⅳ、Y果蠅的一個基因組是

。Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X、Y（3+XY）XYⅡⅡⅢⅢⅣⅣ一、染色體數(shù)目的變異染色體組思考：人的體細胞有多少個染色體組？染色體組和基因組分別是什么？人的體細胞有兩個染色體組一個染色體組是__________________

22+X或22+Y一個基因組是____________22+XY一、染色體數(shù)目的變異判斷染色體組數(shù)目的方法(1)方法一：根據(jù)染色體形態(tài)判斷細胞中同一形態(tài)的染色體有幾條，則含有幾個染色體組。1個染色體組3個染色體組4個染色體組4個染色體組染色體組一、染色體數(shù)目的變異(2)方法二：根據(jù)基因型判斷在生物體基因型中，相同基因或等位基因出現(xiàn)幾次，則有幾個染色體組同一字母不分大小寫，重復出現(xiàn)幾次，就含有幾個染色體組。AaaaAABBDDAaaABCD4個染色體組2個染色體組3個染色體組1個染色體組判斷染色體組數(shù)目的方法染色體組一、染色體數(shù)目的變異(3)方法三：根據(jù)染色體數(shù)目和染色體形態(tài)數(shù)確定染色體組的數(shù)目染色體組數(shù)=細胞內(nèi)染色體數(shù)目/染色體形態(tài)數(shù)比值是幾，即含幾個染色體組。16條/4種形態(tài)=4個染色體組判斷染色體組數(shù)目的方法染色體組一、染色體數(shù)目的變異2.二倍體和多倍體①二倍體體細胞中含有兩個染色體組的個體果蠅染色體組成在自然界，幾乎全部動物和過半數(shù)的高等植物都是二倍體。一、染色體數(shù)目的變異人類染色體組成ⅡⅩⅢⅡⅢⅣⅣY果蠅（卵原細胞）♀減數(shù)分裂♂減數(shù)分裂（精原細胞）ⅡⅢⅣⅩⅡⅢⅣY精子一般情況下，二倍體通過減數(shù)分裂形成的配子中只有一個染色體組ⅩⅢⅢⅩⅡⅡⅣⅣ2.二倍體和多倍體生殖細胞卵細胞ⅡⅢⅣⅩ一、染色體數(shù)目的變異若減數(shù)分裂時姐妹染色單體未分離，配子中應(yīng)該有幾個染色體組？減數(shù)分裂異常可能形成含有兩個染色體組的配子2.二倍體和多倍體一、染色體數(shù)目的變異若該異常配子與正常的配子結(jié)合后發(fā)育成個體，其體細胞中應(yīng)該含有幾個染色體組？三個這樣的配子與含有一個染色體組的正常配子結(jié)合發(fā)育成的個體體細胞中含有三個染色體組，稱作三倍體。2.二倍體和多倍體一、染色體數(shù)目的變異如果兩個含有兩個染色體組的配子結(jié)合，發(fā)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(shù)分裂異常有絲分裂異常如果二倍體在胚或幼苗時期受到某種因素影響，體細胞在進行有絲分裂時，染色體只復制未分離，也會形成四倍體。2.二倍體和多倍體一、染色體數(shù)目的變異②多倍體體細胞中含有三個或三個以上染色體組的個體2.二倍體和多倍體一、染色體數(shù)目的變異多倍體在植物中很常見，在動物中極少見。三倍體香蕉六倍體小麥三倍體無子西瓜優(yōu)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)的含量都有所增加。因此，人們常常采用人工誘導多倍體的方法來獲得多倍體植株，培育新品種。缺點：生長發(fā)育延遲，結(jié)實率低。一、染色體數(shù)目的變異②多倍體2.二倍體和多倍體3.多倍體育種低溫處理、秋水仙素誘發(fā)等。用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗是目前最常用、最有效的方法。秋水仙素是從百合科植物秋水仙的種子和球莖中提取的一種植物堿。它是白色或淡黃色粉末或針狀結(jié)晶，有劇毒。①原理：一、染色體數(shù)目的變異3.多倍體育種秋水仙素作用于正在______的細胞時，能抑制________的形成，導致_______不能_________，從而引起細胞內(nèi)染色體__________。染色體數(shù)目加倍的細胞繼續(xù)進行_______分裂，將來就可能發(fā)育成________植株。分裂紡錘體染色體移向兩極數(shù)目加倍有絲多倍體4條染色體8條染色體無紡綞體形成染色體復制著絲粒分裂無紡綞絲牽引若繼續(xù)進行正常的有絲分裂染色體加倍的組織或個體秋水仙素只影響紡錘體的形成，不影響著絲粒的分裂（著絲粒的分裂是自發(fā)的，不是由紡錘絲的牽拉導致的）；低溫處理和秋水仙素誘發(fā)的原理是一樣的。②作用時期：有絲分裂前期Q1：秋水仙素抑制紡錘體形成，那么著絲粒能否正常分裂?Q2：染色體加倍于什么時期？有絲分裂后期注意：無完整的細胞周期Q3：為什么要處理萌發(fā)的種子或幼苗，處理成熟的植株可以不？因為萌發(fā)的種子和幼苗具有分生能力，細胞進行有絲分裂，秋水仙素處理后可達到使產(chǎn)生的新細胞染色體數(shù)目加倍的目的。成熟的植株大多細胞不進行有絲分裂。Q4：處理后植物體的所有體細胞染色體都加倍嗎？不一定。若處理莖尖則只有地上部分加倍，若處理種子則有可能全部加倍。3.多倍體育種一、染色體數(shù)目的變異③實例：三倍體無子西瓜的形成3.多倍體育種人們平常食用的西瓜是二倍體。在二倍體西瓜的幼苗期，用秋水仙素處理，可以得到四倍體植株。然后，用四倍體植株作母本，用二倍體植株作父本，進行雜交，得到的種子細胞中含有三個染色體組。把這些種子種下去，就會長出三倍體植株.一、染色體數(shù)目的變異拓展：被子植物的雙受精過程1.被子植物花的結(jié)構(gòu)2.被子植物的雙受精作用的過程花開放以后，通過傳粉，花粉粒被傳送到雌蕊的柱頭上，不久，花粉粒萌發(fā)并長出花粉管，里面的兩個精子通過花粉管到達胚囊：一個精子和卵細胞結(jié)合形成受精卵；另一個精子和兩個極核結(jié)合形成受精極核，這種受精方式——雙受精。被子植物子房的結(jié)構(gòu)及雙受精過程(1個)卵細胞極核(2個)胚囊拓展：被子植物的雙受精過程子房胚珠胚囊珠被

1個卵細胞2個極核子葉胚芽胚軸胚根胚受精極核胚乳種皮種子果皮果實2N2N2N2N3N3N2N2N受精卵+1個精子+1精子

N+N2N+N3.被子植物的種子和果實的形成子房壁拓展：被子植物的雙受精過程4.被子植物不同結(jié)構(gòu)基因型判斷若母本AA，父本aa，判斷下列基因型則子代種皮

果皮

胚

胚乳

子葉AaAAAAaAA即種皮、果皮取決于母本。胚、胚乳取決于親本雙方,卵細胞與極核基因型一致。Aa拓展：被子植物的雙受精過程二倍體西瓜幼苗或萌發(fā)的種子2n四倍體植株4n加倍的配子2n二倍體西瓜2n減數(shù)分裂二倍體花粉n減數(shù)分裂受精作用結(jié)出果實果肉4n種子：胚3n萌發(fā)生長三倍體植株3n花粉刺激子房發(fā)育成果實無子西瓜3n×抑制紡錘體的形成，使染色體數(shù)目加倍秋水仙素處理♀♂×不是真正的受精，真正的目的是刺激子房發(fā)育成果實，由于沒有真正的受精，所以果實中沒有種子。3N果肉三倍體無子西瓜的培育注意：如果以二倍體為母本，四倍體為父本進行雜交，也能得到三倍體的種子，但是這種種子結(jié)的西瓜，因珠被發(fā)育成厚硬的種皮，達不到“無籽”的目的。二倍體西瓜幼苗（2n）四倍體西瓜（♀4n）秋水仙素處理二倍體西瓜幼苗（2n）二倍體西瓜（♂2n）不處理X三倍體種子（3n）第一年生長

發(fā)育三倍體植株（♀3n）二倍體植株（♂2n）花粉（第二次）結(jié)出三倍體無子西瓜（果實）第二年兩次傳粉：第一次傳粉雜交獲得三倍體種子；第二次傳粉刺激子房發(fā)育成果實。秋水仙素處理后,新產(chǎn)生的四倍體,各部分細胞都含有四個染色體組嗎?不是。地上部分的莖、葉、花的染色體數(shù)目加倍,含有四個染色體組;根細胞沒有加倍,只含有兩個染色體組。三倍體無子西瓜的培育第一年所結(jié)的果實第二年所結(jié)的果實（三倍體）果實的位置果皮的染色體組數(shù)種皮的染色體組數(shù)胚中染色體組數(shù)胚乳中染色體組數(shù)四倍體植株上三倍體植株上443335無無三倍體無子西瓜的培育Q1: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?西瓜幼苗的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時形成紡錘體，導致細胞內(nèi)染色體數(shù)目加倍，從而得到四倍體植株。③實例：三倍體無子西瓜的形成3.多倍體育種Q2:獲得的四倍體西瓜為何要與二倍體雜交?聯(lián)系第1問，你能說出產(chǎn)生多倍體的基本途徑嗎?雜交可以獲得三倍體植株。多倍體產(chǎn)生的途徑為：用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗。一、染色體數(shù)目的變異Q3:有時可以看到三倍體西瓜中有少量發(fā)育并成熟的種子，請推測產(chǎn)生這些種子的原因。三倍體植株一般不能進行正常的減數(shù)分裂形成配子（染色體聯(lián)會紊亂），因此，不能形成種子。但是，也有可能在減數(shù)分裂時形成正常的配子