1、名校名 推薦染色體變異【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1識(shí)記染色體變異的概念及種類(lèi)。2識(shí)記染色體組的概念及其實(shí)例。3識(shí)記單倍體、二倍體、多倍體的概念。4識(shí)記單倍體、多倍體產(chǎn)生的原因及特點(diǎn)。5識(shí)記單倍體育種過(guò)程及優(yōu)點(diǎn)?！净A(chǔ)知識(shí)精講】課文全解：每種生物的染色體，無(wú)論結(jié)構(gòu)或數(shù)目都是相對(duì)恒定的。但是，在自然條件或人為條件的影響下，染色體的結(jié)構(gòu)和數(shù)目都可以發(fā)生變化，從而導(dǎo)致其上的基因數(shù)量、排列順序發(fā)生改變從而引起生物的性狀發(fā)生變異。1染色體變異的概念染色體變異是指生物細(xì)胞的染色體結(jié)構(gòu)、數(shù)目等發(fā)生改變從而引起生物性狀的變異。主要包括染色體結(jié)構(gòu)的變異和染色體數(shù)目的變異兩類(lèi)。2基因突變和染色體變異的區(qū)別（ 1）由于染色體是基因

2、的主要載體，基因在染色體上呈直線(xiàn)排列，因此基因突變只是染色體上的某一位點(diǎn)上基因的改變，有可能產(chǎn)生新的基因，而染色體變異改變的是一些基因的數(shù)量、排列順序。（ 2）基因突變是分子水平的變異，在光學(xué)顯微鏡下是觀察不到的，而染色體變異是細(xì)胞水平的變異，在光學(xué)顯微鏡下是可以觀察到的。3染色體結(jié)構(gòu)的變異在自然條件或人工誘導(dǎo)下，染色體在某些部位可以發(fā)生斷裂。絕大多數(shù)的斷裂通過(guò)修復(fù)過(guò)程在原處愈合，也有少數(shù)斷裂的重接出現(xiàn)差錯(cuò)，或者斷裂端保持游離狀態(tài)，結(jié)果產(chǎn)生染色體結(jié)構(gòu)變異。（ 1）實(shí)例：貓叫綜合征，是人的第五號(hào)染色體部分缺失而引起的遺傳病。（ 2）概念：在自然條件或人為因素的影響下，染色體結(jié)構(gòu)發(fā)生改變而引起的變

3、異。（ 3）種類(lèi)：缺失：染色體中某一片段的缺失。重復(fù)：染色體中增加了某一片段。倒位：染色體中某一片段的位置顛倒了180。易位：染色體的某一片段移接到另一條非同源染色體上。（ 4）結(jié)果：使排列在染色體上的基因的數(shù)目和排列順序發(fā)生改變， 從而導(dǎo)致性狀的變異。4染色體數(shù)目的變異1名校名 推薦圖 6111（ 1）概念：染色體數(shù)目的改變而引起的變異。（ 2）種類(lèi)個(gè)別染色體的增加或減少而引起的變異。染色體組成倍地增加或減少而引起的變異。（ 3）染色體組概念：細(xì)胞中的一組非同源染色體，它們?cè)谛螒B(tài)和功能上各不相同，但是攜帶著控制一種生物生長(zhǎng)發(fā)育、遺傳和變異的全部信息，這樣的一組染色體叫一個(gè)染色體組。實(shí)例：雄果

4、蠅的染色體組，如圖 611 1。果蠅的體細(xì)胞中含有 8 個(gè)染色體。這 8 個(gè)染色體，包括 3 對(duì)常染色體（、）和 1 對(duì)性染色體（雌果蠅為 xx，雄果蠅為xy），因此共有 4 對(duì)，每對(duì)是一對(duì)同源染色體。這 8 個(gè)染色體可以分成兩組。就雄果蠅來(lái)說(shuō)，其中的一組包括 x、，另一組包括 y、。在精子形成的過(guò)程中，經(jīng)過(guò)減數(shù)分裂，染色體的數(shù)目減半，所以雄果蠅的精子中只含有一組染色體（ x、或 y、），這一組染色體中的 4 個(gè)染色體，形狀和大小各不相同。不同種的生物，每個(gè)染色體組所包括的染色體在數(shù)目、形態(tài)和大小方面是不同的。（ 4）二倍體由受精卵發(fā)育而成的個(gè)體，體細(xì)胞中含有兩個(gè)染色體組的個(gè)體。（ 5）多倍體

5、概念：由受精卵發(fā)育而成的個(gè)體，體細(xì)胞中含有三個(gè)或三個(gè)以上染色體組的個(gè)體。成因：多倍體產(chǎn)生的主要原因，是體細(xì)胞在有絲分裂的過(guò)程中，染色體完成了復(fù)制，但是細(xì)胞受到外界環(huán)境條件劇烈變化或生物內(nèi)部因素的干擾，紡錘體的形成受到破壞，以致染色體不能被拉向兩極，細(xì)胞也不能分裂成兩個(gè)子細(xì)胞，于是就形成了染色體數(shù)目加倍的細(xì)胞。這種染色體加倍的細(xì)胞，繼續(xù)進(jìn)行正常的有絲分裂，就可以發(fā)育成染色體加倍的組織或個(gè)體。染色體數(shù)目加倍也可以發(fā)生在配子形成的減數(shù)分裂過(guò)程中，這樣就會(huì)產(chǎn)生染色體加倍的配子，染色體加倍的配子在受精以后也會(huì)發(fā)育成多倍體。例如，帕米爾高原的高山植物，其中有 65%是多倍體。特點(diǎn)：由于染色體數(shù)目的增加，多

6、倍體植株與二倍體植株在性狀上有很大的差別。多倍體植株一般表現(xiàn)為莖稈粗壯，葉片、果實(shí)和種子都比較大，糖類(lèi)和蛋白質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的含量都有所增高。例如，四倍體葡萄的果實(shí)比二倍體品種大得多，四倍體番茄的維生素c 的含2名校名 推薦量比二倍體品種幾乎增加了一倍。多倍體育種常用方法：用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗。育種原理：當(dāng)秋水仙素作用于正在分裂的細(xì)胞時(shí)，能夠抑制紡錘體的形成，導(dǎo)致染色體不分離，從而引起染色體數(shù)目加倍。染色體數(shù)目加倍的細(xì)胞繼續(xù)進(jìn)行正常的有絲分裂，將來(lái)就可以發(fā)育成多倍體植株。實(shí)例：三倍體無(wú)籽西瓜培育過(guò)程（見(jiàn)發(fā)散遷移）。（ 6）單倍體概念：體細(xì)胞中含有本物種配子染色體數(shù)目的個(gè)體。實(shí)例：蜂王和工

7、蜂都是由受精卵發(fā)育而來(lái)，體細(xì)胞含有 32 條染色體，而雄蜂是由未受精的卵細(xì)胞發(fā)育而來(lái)，體細(xì)胞中含有 16 條染色體。特點(diǎn)：?jiǎn)伪扼w的植株弱小，且高度不育。育種方法：常采用花藥離體培養(yǎng)的方法獲得單倍體植株，再用秋水仙素處理使染色體加倍為正常植株，用這種方法育種所得的后代都是純合體。問(wèn)題全解：68什么是染色體變異？有哪些類(lèi)型？見(jiàn)“課文全解 1”。69染色體變異與基因突變的區(qū)別是什么？見(jiàn)“課文全解 2”。70染色體結(jié)構(gòu)變異的種類(lèi)有哪些？見(jiàn)“課文全解 3（ 3）”。71什么是染色體數(shù)目變異？都包括哪些類(lèi)型？分別見(jiàn)“課文全解4（ 1）（2）”。72什么是染色體組？染色體組定義的實(shí)質(zhì)是什么？染色體組的概念見(jiàn)

8、“課文全解4（ 3）”。染色體組定義的實(shí)質(zhì)是，它攜帶著控制一種生物生長(zhǎng)發(fā)育、遺傳和變異的全部信息。73何為二倍體？何為多倍體？分別見(jiàn)“課文全解4（ 4）（5）”。74多倍體產(chǎn)生的原因是什么？多倍體生物有何特點(diǎn)？有何應(yīng)用？分別見(jiàn)“課文全解4（ 5）”。75什么樣的多倍體能產(chǎn)生無(wú)籽果實(shí)？體細(xì)胞中染色體組數(shù)為奇數(shù)的多倍體，在減數(shù)分裂過(guò)程中會(huì)造成染色體配對(duì)紊亂，不能正常地形成生殖細(xì)胞，因此這樣的多倍體是高度不育的。例如香蕉，由于不能正常地形成生殖細(xì)胞，因此香蕉是沒(méi)有種子的，它只能依靠無(wú)性繁殖來(lái)繁殖后代。76為什么多倍體在動(dòng)物界比較少見(jiàn)？多倍體在動(dòng)物界比較少見(jiàn)，這是因?yàn)閯?dòng)物大多數(shù)是雌雄異體的，雌雄配子的

9、染色體稍有不平衡就會(huì)導(dǎo)致不育，甚至使個(gè)體不能存活。少數(shù)多倍體動(dòng)物，如甲殼類(lèi)四倍體豐年蟲(chóng)，通常只能依靠無(wú)性繁殖產(chǎn)生后代。77什么是單倍體？單倍體的體細(xì)胞中是否都含有一個(gè)染色體組？單倍體的概念見(jiàn)“課文全解4（ 6）”。單倍體的體細(xì)胞中不一定含有一個(gè)染色體組。單倍體是體細(xì)胞中含有本物種配子染色體數(shù)目的個(gè)體，與染色體組的數(shù)目無(wú)關(guān)。78單倍體生物產(chǎn)生的原因是什么？有何特點(diǎn)？其高度不育的原因是什么？自然界中的單倍體是由未受精的卵細(xì)胞發(fā)育而來(lái)的，人工誘導(dǎo)的單倍體往往是通過(guò)花藥3名校名 推薦離體培養(yǎng)而來(lái)的。單倍體生物的特點(diǎn)見(jiàn)“課文全解4（ 6）”。單倍體高度不育的原因是減數(shù)分裂過(guò)程中染色體不能正常配對(duì)，從而不

10、能正常地形成生殖細(xì)胞，導(dǎo)致不育。79單倍體育種常見(jiàn)的方法是什么？其意義是什么？在單倍體育種上，常采用花藥離體培養(yǎng)的方法先獲得單倍體，也就是通過(guò)花粉粒直接培養(yǎng)出單倍體植株。培養(yǎng)出的單倍體植株再經(jīng)過(guò)人工誘導(dǎo)，使它的染色體數(shù)目加倍。這樣，它的體細(xì)胞中不僅含有正常植株體細(xì)胞中的染色體數(shù)，而且每對(duì)染色體上的成對(duì)的基因都是純合的。這樣的植株自交以后產(chǎn)生的后代，就不會(huì)發(fā)生性狀分離。因此，利用單倍體植株培育新品種，可以明顯地縮短育種年限。例如，通常的雜交育種，由于雜交后代不斷地發(fā)生分離，需要幾年的時(shí)間進(jìn)行選擇純優(yōu)、淘汰雜劣的工作，才能獲得一個(gè)穩(wěn)定的優(yōu)良品種，而采用單倍體育種方法，只需要兩年的時(shí)間就能育成合乎要

11、求的新品種。80常見(jiàn)的育種方法有哪些？各自依據(jù)的原理是什么？見(jiàn)下表。雜交育種誘變育種多倍體育種單倍體育種用射線(xiàn)、激光、用秋 水仙 素處花藥離體培處理雜交化學(xué)藥品處理生理種子或幼苗養(yǎng)，秋水仙素物處理通過(guò) 基 因 重用人工方法誘抑制 細(xì)胞 分裂誘導(dǎo)花藥直組，把兩親本的發(fā)基因突變，產(chǎn)中紡錘體的形成，接 發(fā) 育 成 植原理優(yōu)良性狀組合生新性狀，創(chuàng)造使染色體數(shù)加倍株，再用秋水在同一后代中新品種或新類(lèi)型后不能形成兩個(gè)仙素加倍成純細(xì)胞合體提高突變頻率，器官較大，營(yíng)養(yǎng)縮短育種的優(yōu)點(diǎn)方法較簡(jiǎn)便創(chuàng)造需要的變異物質(zhì)含量高年限類(lèi)型，選擇、培育出優(yōu)良品種高稈 抗 病 與高產(chǎn)量、高油量三倍 體無(wú) 籽西例子矮稈染病小麥的“

12、黑農(nóng) 5 號(hào)”瓜和甜菜，八倍體抗病植株的雜交產(chǎn)生矮稈大豆的育成小黑麥育成抗病品種【學(xué)習(xí)方法指導(dǎo)】1聯(lián)系實(shí)例理解染色體組的概念。染色體組的概念是學(xué)習(xí)二倍體、多倍體內(nèi)容的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。學(xué)習(xí)時(shí)應(yīng)聯(lián)系果蠅細(xì)胞中的染色體組充分理解概念，掌握這一概念的本質(zhì)。染色體組所包括的染色體，實(shí)際上是在某物種的每種同源染色體之中任意選取一條組成的一組染色體；也就是說(shuō)，在一個(gè)染色體組中，不存在大小和形狀等方面都相同的同源染色體對(duì)。2從發(fā)育起點(diǎn)上理解單倍體的概念。 一般地說(shuō)，體細(xì)胞含一個(gè)染色體組的個(gè)體是單倍體，但單倍體個(gè)體的體細(xì)胞不一定都含有一個(gè)染色體組，實(shí)際上，它與染色體組數(shù)無(wú)關(guān)，主要看是否由配子直接發(fā)育來(lái)，由配子不經(jīng)受

13、精直接形成的個(gè)體不管體細(xì)胞中含有幾個(gè)染色體組，均為單倍體。3從發(fā)育起點(diǎn)和染色體組數(shù)上正確區(qū)分二倍體、多倍體和單倍體。 二倍體和多倍體發(fā)育的起點(diǎn)是受精卵，而單倍體發(fā)育的起點(diǎn)是配子。由受精卵發(fā)育而來(lái)的、體細(xì)胞含有兩個(gè)染色體組的個(gè)體為二倍體，體細(xì)胞含有三個(gè)以上染色體組的個(gè)體為多倍體。4名校名 推薦【知識(shí)拓展】1多倍體的類(lèi)型及特點(diǎn)根據(jù)染色體組的起源不同，可以將多倍體分為同源多倍體和異源多倍體。若染色體來(lái)源于同一物種的稱(chēng)為同源多倍體，如三倍體無(wú)籽西瓜；馬鈴薯則是同源四倍體。天然的同源多倍體不僅在動(dòng)物中極為罕見(jiàn)，就是在植物界中也不多見(jiàn)。若染色體組來(lái)源于不同的物種，則稱(chēng)為異源多倍體。這樣的多倍體包含著若干個(gè)

14、祖先種（基本種）的染色體組，即細(xì)胞中染色體的來(lái)源不同。祖先種（基本種）的染色體組稱(chēng)為基本染色體組，以x 表示。相應(yīng)地把包含若干祖先種的染色體組的物種稱(chēng)為異源多倍體物種，它的體細(xì)胞中的染色體組數(shù)為 2n=2x。例如，普通小麥的染色體組包含三個(gè)祖先種的基本染色體組，其體細(xì)胞中染色體組數(shù)為 2n=2x1+2x+2x3 =6x。因此，普通小麥?zhǔn)钱愒戳扼w植物。高等顯花植物中約有一半為異源多倍體。與二倍體相比，同源多倍體有下列特點(diǎn)：（ 1）巨型性，即整個(gè)植株及其各種器官都有增大趨勢(shì)。如四倍體水稻的千粒重比二倍體水稻大一倍。（ 2）生理代謝活性增強(qiáng)、糖類(lèi)、蛋白質(zhì)及其他產(chǎn)物的含量增高。（ 3）生長(zhǎng)和開(kāi)花一般

15、延遲，如四倍體玉米可能為二年生或多年生（類(lèi)似竹類(lèi)）。（ 4）結(jié)實(shí)率一般降低，如一個(gè)二倍體番茄果實(shí)內(nèi)平均種子數(shù)為 100170 粒，而四倍體番茄果實(shí)的平均種子數(shù)只有 1030 粒。（ 5）抗逆性強(qiáng)，如四倍體番茄抗立枯病。2三倍體無(wú)籽西瓜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(jìn)行雜交，在四倍體植株上結(jié)種子，得到的種子胚細(xì)胞中有三個(gè)染色體組。把這些種子種下去，就會(huì)得到三倍體的植株。由于三倍體的植株在減數(shù)分裂的過(guò)程中，染色體的聯(lián)會(huì)發(fā)生紊亂，因而不能形成正常的生殖細(xì)胞。當(dāng)三倍體的植株開(kāi)花時(shí)，需要授給普通西瓜（二倍體）成熟的花粉，刺激子房發(fā)育而成為果實(shí)（西瓜）。因