染色體變異第五章第二節(jié)本節(jié)聚焦染色體數(shù)目變異有哪些類型？01什么是單倍體、二倍體和多倍體？02染色體結(jié)構(gòu)的變異有哪些類型？03問題探討生物種類體細(xì)胞染色體數(shù)/條體細(xì)胞非同源染色體/套配子染色體數(shù)/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異常依據(jù)減數(shù)分裂知識，完成表格為什么香蕉的栽培品種沒有種子？分析數(shù)據(jù)你還能提出什么問題？減數(shù)分裂聯(lián)會紊亂，配子染色體異常？染色體數(shù)目變異野生馬鈴薯體細(xì)胞中有幾條染色體？標(biāo)記為3號的兩條染色體是什么關(guān)系?3號與4號染色體又是什么關(guān)系？野生馬鈴薯體細(xì)胞中有幾對同源染色體？野生馬鈴薯配子中有幾條染色體？配子中染色體在形態(tài)和功能上有什么特點？這些染色體之間是什么關(guān)系？如果把配子中的染色體看作一組，野生馬鈴薯體細(xì)胞中有幾組染色體？野生馬鈴薯染色體組成野生馬鈴薯配子染色體組成染色體數(shù)目變異染色體組：形態(tài)和功能不同的一套非同源染色體栽培馬鈴薯有幾個染色體組？兩種基因型為AaBb和AAaaBBbb的個體分別有幾個染色體組？栽培馬鈴薯有4個染色體組。基因型AaBb個體有2個染色體組，基因型AAaaBBbb個體有4個染色體組。染色體數(shù)目變異二倍體：體細(xì)胞中含有兩個染色體組的個體。

二倍體三倍體四倍體

體細(xì)胞中含有三個或三個以上染色體組的個體，統(tǒng)稱為多倍體。

注意：二倍體和多倍體都是由受精卵發(fā)育而來的個體。

染色體數(shù)目變異受精作用♀♂減數(shù)分裂Ⅰ復(fù)制減數(shù)分裂Ⅱ二倍體減數(shù)分裂Ⅰ復(fù)制減數(shù)分裂Ⅱ二倍體正常的減數(shù)分裂（示兩對同源染色體）染色體數(shù)目變異從減數(shù)分裂過程考慮，多倍體的形成原因？減數(shù)分裂Ⅰ復(fù)制減數(shù)分裂ⅡMI同源染色體未分離減數(shù)分裂Ⅰ復(fù)制減數(shù)分裂ⅡMII姐妹染色單體未分離染色體數(shù)目變異從減數(shù)分裂過程考慮，多倍體的形成原因？減數(shù)分裂減數(shù)分裂減數(shù)分裂受精作用受精作用四倍體三倍體二倍體的減數(shù)分裂出現(xiàn)錯誤，形成含有兩個染色體組的配子染色體數(shù)目變異從有絲分裂過程考慮，多倍體的形成原因？有絲分裂復(fù)制四倍體二倍體減數(shù)分裂受精作用二倍體減數(shù)分裂三倍體二倍體的胚或幼苗，體細(xì)胞在進行有絲分裂時，染色體只復(fù)制未分離染色體數(shù)目變異二倍體小麥六倍體小麥四倍體草莓和二倍體草莓二倍體葡萄四倍體葡萄與二倍體植物相比，多倍體植物通常有什么特點？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)的含量都有所增加。優(yōu)點缺點晚熟；結(jié)實率低。染色體數(shù)目變異海拔/m2100-30003000-40004000-5200草本多倍體頻率29.4%-47.1%33.3%-53.3%55.6%-70.4%青藏高原東北部多年生草本植物多倍體頻率從表格中能發(fā)現(xiàn)怎樣的規(guī)律？能否作出一些推測呢？青藏高原草本植物多倍體頻率隨海拔高度上升而增加。低溫可能會誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目變化。染色體數(shù)目變異提出問題：低溫能誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目的變化嗎？作出假設(shè)：實驗設(shè)計：對照組：實驗組：①實驗材料：②自變量：③因變量：根尖分生區(qū)低溫能誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目的變化低溫處理與否大蒜根尖置于4℃冷藏培養(yǎng)大蒜根尖置于室溫(約25℃)培養(yǎng)是否發(fā)生染色體數(shù)目變異（顯微觀察）解離漂洗染色制片觀察(先低倍后高倍)染色體數(shù)目變異實驗結(jié)論：低溫能誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目的變化。人工誘導(dǎo)多倍體：原理：低溫處理、秋水仙素誘發(fā)在分裂前期，抑制紡錘體的形成染色體數(shù)目變異單倍體：體細(xì)胞中的染色體數(shù)目與本物種配子染色體數(shù)目相同的個體.成因：由配子（如卵細(xì)胞、花粉等）直接發(fā)育而成.依據(jù)單倍體定義，完成下表。相較正常植株，單倍體植物有何特點？染色體數(shù)目變異生物染色體組數(shù)目單倍體染色體組數(shù)目二倍體四倍體六倍體植株弱小，且高度不育214263一倍體多單倍體染色體數(shù)目變異②個別染色體的增加或減少——非整倍體變異①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?！扼w變異自然界最常見的是二倍體生物，動物中整倍體變異一般很難存活，植物中整倍體變異較為常見。染色體數(shù)目變異13三體綜合征特納(Turner)綜合征染色體數(shù)目變異1.一倍體（體細(xì)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(xì)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。4.請判斷下列的幾個細(xì)胞含幾個染色體組？每組有幾條染色體？√隨堂練習(xí)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××缺失重復(fù)易位倒位染色體結(jié)構(gòu)變異染色體數(shù)目的變異

染色體結(jié)構(gòu)的變異類型染色體變異：生物體的體細(xì)胞或生殖細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目或結(jié)構(gòu)的變化。整倍體變異非整倍體變異染色體的某一片段消失abcdef缺失實例：果蠅缺刻翅、人類貓叫綜合征5號染色體部分片段缺失染色體結(jié)構(gòu)變異貓叫綜合癥：5號染色體短臂缺失。癥狀：哭聲輕、音調(diào)高，類似貓叫；兩眼眼距寬，耳位低，智力遲鈍，生活力差，多在生命早期死亡。abcdefb正常眼染色體結(jié)構(gòu)變異染色體增加了某一片段重復(fù)實例：果蠅棒狀眼abcdefghijk染色體的某一片段移接到另一條非同源染色體上←正常眼花斑眼→染色體結(jié)構(gòu)變異異位實例：果蠅花斑眼、人慢性粒細(xì)胞白血病染色體易位交叉互換圖解區(qū)別位置原理觀察發(fā)生于非同源染色之間發(fā)生于同源染色體的非姐妹染色單體之間染色體結(jié)構(gòu)變異基因重組可在顯微鏡下觀察到在顯微鏡下觀察不到染色體結(jié)構(gòu)變異cdefabafbcde染色體的某一片段位置顛倒引起的變異倒位染色體結(jié)構(gòu)變異cdefabafbcde染色體的某一片段位置顛倒引起的變異倒位染色體結(jié)構(gòu)變異實例：果蠅卷翅、人類甲型血友病正常翅卷翅凝血因子VIII編碼基因倒位染色體結(jié)構(gòu)上的缺失、重復(fù)、易位和倒位染色體上的基因數(shù)量、排列順序的改變生物性狀的改變（變異）大多數(shù)染色體結(jié)構(gòu)變異對生物體是不利的，甚至導(dǎo)致生物體死亡。染色體結(jié)構(gòu)變異染色體結(jié)構(gòu)變異后出現(xiàn)的聯(lián)會異常分析：缺失重復(fù)染色體結(jié)構(gòu)變異若一對同源染色體中有一條染色體發(fā)生結(jié)構(gòu)變異，減數(shù)分裂四分體時期會有怎樣的表現(xiàn)？倒位易位染色體結(jié)構(gòu)變異二倍體生物可育異源二倍體不可育兩個染色體組來自不同物種兩個染色體組同源，即來自同一物種同源二倍體（如：騾子）拓展_關(guān)于可育、可遺傳2N=64……馬1號馬2號馬3號馬4號馬5號配子N=322N=62……驢1號驢2號驢3號驢4號驢5號配子N=32……馬1號馬2號馬3號馬4號馬5號……驢1號驢2號驢3號驢4號驢5號異源二倍體2N=63原因：聯(lián)會紊亂不同植物雜交產(chǎn)生的異源二倍體表現(xiàn)出了有利的適應(yīng)組合，如何保存？異源二倍體幼苗秋水仙素處理異源四倍體幼苗多倍體植物3N、5N高度不育、結(jié)實率低同源多倍體異源多倍體馬鈴薯（4N）可育小麥（6N）可育聯(lián)會紊亂拓展_關(guān)于可育、可遺傳配子中染色體可能組成？1N、2N、3N（非常少，可育）非整倍體（絕大多數(shù)、不可育）基因突變、基因重組和染色體變異的比較項目基因突變基因重組染色體變異本質(zhì)發(fā)生時期觀察適用范圍產(chǎn)生結(jié)果共同點基因結(jié)構(gòu)的改變基因的重新組合染色體結(jié)構(gòu)或數(shù)目發(fā)生變化DNA復(fù)制時期減數(shù)分裂Ⅰ減數(shù)分裂

、有絲分裂光學(xué)顯微鏡下無法觀察光學(xué)顯微鏡下無法觀察光學(xué)顯微鏡下可以觀察任何生物真核生物、有性生殖真核生物產(chǎn)生新的基因只改變基因型基因數(shù)量、位置變化都是可遺傳的變異多倍體育種實例——三倍體無子西瓜的培育：花柱子房花藥花絲花瓣花萼花托雄蕊雌蕊花的主要結(jié)構(gòu)多倍體育種實例——三倍體無子西瓜的培育：柱頭花柱珠被卵細(xì)胞（1個）極核（2個）胚囊胚珠果皮子房發(fā)育子房壁子房壁胚珠種皮發(fā)育胚+精子發(fā)育胚乳+精子發(fā)育種子多倍體育種實例——三倍體無子西瓜的培育：為什么正常西瓜有子，三倍體無子西瓜無子呢？三倍體因為原始生殖細(xì)胞中有三套非同源染色體，減數(shù)分裂時會出現(xiàn)聯(lián)會紊亂，因此，不能形成可育的配子，最終沒有種子。如何獲得？多倍體育種實例——三倍體無子西瓜的培育：雜交三倍體（母本）聯(lián)會紊亂無子西瓜第一年第二年三倍體植株多倍體育種實例——三倍體無子西瓜的培育：二倍體幼苗…………四倍體幼苗長大四倍體植株……第一年加倍多倍體育種實例——三倍體無子西瓜的培育：二倍體幼苗四倍體幼苗長大四倍體植株第一年1.為什么要用秋水仙素處理幼苗的芽尖？芽尖細(xì)胞分裂旺盛，更容易使染色體數(shù)目加倍2.處理后的植株，各個部位染色體數(shù)目是否都為4N？不一定，地上部分為4N，地下部分還為2N若處理種子呢？四倍體植株……花粉2N卵細(xì)胞……2N……4N四倍體植株去雄卵細(xì)胞……2N……4N母本四倍體植株去雄卵細(xì)胞……2N母本授粉……N……四倍體植株去雄……母本授粉…………受精卵（3N）種子（3N）四倍體植株去雄……母本授粉…………受精卵（3N）種子（3N）雜交獲得三倍體3.獲得的四倍體西瓜為何要與二倍體雜交？①多倍體花粉可育低；4.為什么要用四倍體植株做母本？②種子產(chǎn)量高③種皮薄，利于播種四倍體植株去雄……母本授粉…………成熟后……第一年第二年三倍體植株二倍體植株假授粉無子西瓜聯(lián)會紊亂第二年三倍體植株二倍體植株假授粉無子西瓜聯(lián)會紊亂

5.三倍體西瓜為什么沒有種子?______

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同源染色體聯(lián)會紊亂，不能產(chǎn)生正常的配子，所以沒有種子。三倍體西瓜在減數(shù)分裂過程中，授粉產(chǎn)生生長素刺激子房發(fā)育成果實。6.為什么要給三倍體西瓜授粉？第二年三倍體植株二倍體植株假授粉無子西瓜聯(lián)會紊亂①三倍體植株不能進行正常的減數(shù)分裂形成生殖細(xì)胞，因此，不能形成種子。7.三倍體西瓜為什么沒有種子？真的一顆沒有嗎？聯(lián)會紊亂②并不是絕對一顆種子都沒有，其原因是在進行減數(shù)分裂時，有可能形成正常的卵細(xì)胞第二年三倍體植株二倍體植株假授粉無子西瓜聯(lián)會紊亂2年8.按照一般流程，獲得無籽西瓜需要幾年？①進行無性繁殖。將三倍體西瓜植株進行組織培養(yǎng)獲取大量的組培苗，再進行移栽9.每年都要制種，很麻煩，有沒有替代方法？②利用生長素或生長素類似物處理二倍體未受粉的雌蕊，以促進子房發(fā)育成無種子的果實已知小麥的高稈（D）對矮稈（d）為顯性，抗銹病（T）對易染銹?。╰）為顯性，兩對性狀獨立遺傳?，F(xiàn)有高稈抗銹病、矮稈易染病兩純系品種。要求用雜交育種的方法培育出具有優(yōu)良性狀的新品種。單倍體育種PF1F2高稈抗銹病矮稈易染病DDTTddtt×↓

高稈抗銹病DdTt↓高稈抗銹病9D_T_高稈易染病3D_tt矮稈抗銹病3ddT_1ddtt(淘汰)(淘汰)(淘汰)(保留)多次自交選種矮稈易染病

矮稈抗銹病ddTT雜交自交選種多次自交選種優(yōu)良性狀的純種×（高桿，抗?。沟狗共。┗ㄋ帲ǚ郏簡伪扼w幼苗：DTDtdTdt正常植株：DDTTDDttddTTddtt新品種：ddTT方法：花藥離體培養(yǎng)秋水仙素處理缺點：操作復(fù)雜優(yōu)點：能明顯縮短育種年限D(zhuǎn)DTT（♀）×ddtt