第5章基因突變和其他變異本節聚焦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？4.人工誘多倍體的方法有哪些？原理是什么？5.2染色體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目卻與它們的祖先大不相同，如馬鈴薯和香蕉。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1.根據前面所學減數分裂的知識，試著完成左表。2.為什么我們平時吃的香蕉沒有種子？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，難以形成正?？捎呐渥?，因此無法形成受精卵，進而不能形成種子。一、染色體數目的變異染色體變異(1)概念：生物體的體細胞或生殖細胞內染色體數目或結構的變化。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以染色體組成倍地增加或減少(2)類型:非整倍變異整倍變異光學顯微鏡下可見增加一條減少一條增加一套減少一套缺少一截正常果蠅（2n=8）單體三體多倍體單倍體一、染色體數目的變異單體和三體唐氏綜合征/21三體綜合征（47條染色體，其中21號3條）性腺發育不良（特納氏綜合征）

44條+XO（45條）形成原因？21三體綜合征患者能否產生正常配子？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XYⅡⅡⅢⅢⅣⅣ雄果蠅體細胞染色體組成圖解①果蠅體細胞中含有幾條染色體？幾對同源染色體？③Ⅲ號和Ⅳ號染色體是什么關系？8；4②寫出所有同源染色體？Ⅱ和Ⅱ,Ⅲ和Ⅲ,Ⅳ和Ⅳ,X和Y④Ⅱ、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⑤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.染色體數目的變異染色體組下列各細胞中有幾個染色體組？①據染色體形態判斷：形態相同的染色體有幾條，就含有幾個染色體組。4個3個2個1個②據基因型判斷：控制同一性狀的基因(包括同一字母的大、小寫)出現幾次，就含幾個染色體組。4個2個3個1個一、染色體數目的變異下列細胞分裂圖像中含有2個染色體組的是（

）

A.①③B.②④C.①④D.③⑤C24121隨堂演練二倍體與多倍體由受精卵發育而來，體細胞中含有兩個染色體組的個體。（記作2N，2：兩個染色體組；N：一個染色體組中染色體數）在自然界，幾乎全部動物和過半數的高等植物都是二倍體。人類2N=46玉米2N=20貓咪2N=38一、染色體數目的變異多倍體：由受精卵發育而來，體細胞中有三個或三個以上染色體組的生物普通小麥（六倍體）菊花（六倍體）葡萄（三/四倍體）香蕉（三倍體）二倍體與多倍體一、染色體數目的變異在被子植物中，至少有33%的物種是多倍體優缺點？為什么三倍體香蕉無籽？如何獲得多倍體？帕米爾高原資料:帕米爾高原多倍體植物種類的比例高達65%。帕米爾高原屬嚴寒的強烈大陸性高山氣候，這里冬季漫長(10月至翌年4月)，在海拔3600米左右，1月平均氣溫-17.8℃，絕對最低氣溫－50℃，7月平均氣溫13.9℃，最高不超過20℃。作出假設：二倍體低溫等逆境四倍體一、染色體數目的變異二倍體與多倍體人工誘導多倍體的方法方法：低溫處理或秋水仙素誘發等，用秋水仙素處理萌發的種子或幼苗是目前最常用且最有效的方法。當秋水仙素作用于正在分裂的細胞時，能抑制紡錘體的形成，導致染色體不能移向細胞兩極，從而引起細胞內染色體數目加倍。二、染色體結構的變異染色體復制著絲點分裂進入下一個周期無紡錘體形成無紡錘絲牽引染色體加倍的體細胞無子西瓜的培育二倍體授粉二倍體（父本）四倍體（母本）三倍體聯會紊亂無子西瓜秋水仙素授粉第一年第二年為什么要進行兩次傳粉？第一次：雜交獲得三倍體植株的種子第二次：刺激子房發育成果實無子西瓜一定沒有種子嗎？一.染色體數目的變異三倍體無子西瓜的果實中沒有種子的原因是什么？單倍體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。概念：成因：由配子（如卵細胞、花粉等）直接發育而來的個體。特點：枝葉莖桿弱小，一般高度不育。二、染色體結構的變異高度不育的原因？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）應用：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?連續?第1年第2年第3-6年花藥離體培養PF1配子DDTTDDttddTTddtt正常植株（純合）秋水仙素高桿抗病

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純合品種優點：單倍體育種能明顯縮短育種年限，子代均為純合子。單倍體育種單倍體育種二、染色體結構的變異例：下列是對a~d所示的生物體細胞圖中各含有幾個染色體組的敘述,正確的是（

）A.a圖細胞中含有三個染色體組,該個體是單倍體B.b圖細胞中含有三個染色體組,該個體未必是三倍體C.c圖細胞中含有四個染色體組,該個體是四倍體D.d圖細胞中含有四個染色體組,該個體一定是四倍體B隨堂演練1.類型①缺失②重復③易位④倒位

結構變異對染色體的聯會有什么影響？發生在人的身上？5號染色體缺失導致貓叫綜合征人慢性粒細胞白血病女性9號染色體倒位后造成習慣性流產影響：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。二、染色體結構的變異缺失重復易位倒位與基因突變有什么區別？缺失與交叉互換有什么區別？思考.討論一.染色體結構的變異染色體的結構的變異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（基因內堿基數目或排序改變產生新基因，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顯微鏡下觀察到在顯微鏡下觀察不到染色體的易位與交叉互換的比較二、染色體結構的變異缺失重復易位倒位染色體上基因數量的改變染色體上基因排列順序的改變生物性狀的改變(變異)大多數對生物體是不利的，甚至會導致生物體死亡。在顯微鏡下觀察到二、染色體結構的變異1．普通果蠅的第3號染色體上的三個基因按猩紅眼—桃色眼—三角翅脈的順序排列(St—P—DI)；而這三個基因在另一種果蠅中的順序是St—DI—P，這種染色體結構變異方式稱為顛倒。據此判斷下列說法正確的是(

)A.顛倒和同源染色體的非姐妹染色單體之間的互換一樣，屬于基因重組B.顛倒后的染色體與其同源染色體仍可能發生聯會C.顛倒使P基因不能和白眼基因發生重組D.由于顛倒沒有改變基因的種類，所以發生顛倒的果蠅的性狀不會改變B隨堂演練2．圖①②③④分別表示不同的變異類型，其中③中的基因片段2由基因片段1變異而來。下列有關說法正確的是(

)A.圖①②都表示移接，發生在減數分裂的四分體時期B.圖③中的變異屬于染色體結構變異中的缺失C.圖②④中的變異屬于染色體結構變異D.圖中4種變異能夠遺傳的是①③C隨堂演練課堂小結染色體結構變異：缺失、重復、易位、倒位染色體變異

染色體數目變異個別增減（例：21三體綜合征）成倍增減染色體組概念：含個體發育全部基因的一組非同源染色體分類二倍體：由受精卵發育來，含兩個染色體組的個體概念：由受精卵發育，含三個以上染色體組

多倍體特點：器官較大、營養豐富，但發育延遲，結實率低應用：多倍體育種（例：無籽西瓜、香蕉、小麥）成因：低溫誘導或秋水仙素使染色體加倍概念：配子（生殖細胞）直接發育來的個體成因：未經受精的配子直接發育而成應用：單倍體育種特點：植株一般長得弱小、高度不育單倍體探究實踐：低溫誘導植物染色體數目的變化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。2.材料用具材料：蒜或洋蔥（均為二倍體，體細胞中的染色體數目為16）用具：培養皿，濾紙，紗布，燒杯，鑷子，剪刀，顯微鏡，載玻片，蓋玻片，冰箱藥品：卡諾氏液，質量濃度為0.01g/mL的甲紫（舊稱龍膽紫）溶液，質量分數為15%的鹽酸，體積分數為95%的酒精。3.方法步驟將蒜（或洋蔥）在冰箱冷藏室內（4℃）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25℃）進行培養。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。誘導培養材料處理制作裝片觀察剪取誘導處理的根尖0.5～1cm，放入卡諾氏液中浸泡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。包括解離、漂洗、染色、制片4個步驟，具體操作方法與“觀察植物細胞的有絲分裂”實驗相同。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。探究實踐：低溫誘導植物染色體數目的變化4.實驗結果5.實驗結論低溫能誘導植物細胞染色體數目加倍。探究實踐：低溫誘導植物染色體數目的變化探究實踐：低溫誘導植物染色體數目的變化(1)選材：應選用能進行分裂的分生組織細胞。(2)溫度：不是越低越好，溫度過低對根尖細胞造成傷害，應選擇適宜溫度。(3)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，最終在顯微鏡下看到的是死細胞。(4)視野中既有正常二倍體細胞（多），也有染色體數目改變的細胞（少）。(5)著絲粒分裂與紡錘體無關：著絲粒在有絲分裂后期分裂，與有無紡錘體無關。(6)兩次漂洗的對比：①時間不同：第一次漂洗在固定之后解離之前，第二次漂洗在解離之后染色之前；②試劑不同：第一次用95%酒精漂洗，第二次用清水漂洗；③目的不同：第一次是為了洗去多余的卡諾氏液，第二次是為了洗去多余的解離液。6.實驗易錯提醒探究實踐：低溫誘導植物染色體數目的變化練習與應用1．染色體變異包括染色體數目的變異和結構的變異。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2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一定是二倍體（

）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一、概念檢測D×××3．慢性髓細胞性白血病是一種