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人教版（2019）必修二
第5章 基因突變及其他變異
第2節 染色體變異
第1課時
認同人類對遺傳物質的認識是不斷深化、不斷完善的過程，認同實驗技術在證明DNA是遺傳物質中的作用（科學思維、社會責任）
說出染色體數目變異的類型。
01
辨別不同呈現形式的染色體組；說明二倍體、多倍體的含義
02
學習目標
03
概述人工誘導多倍體的原理及方法
男
男
情境導入
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
野生祖先種馬鈴薯
（多種顏色）
栽培品種馬鈴薯
（一般都為黃色）
野生祖先種 栽培品種（馬鈴薯）
野生祖先種香蕉
（有籽）
栽培品種香蕉
（無籽）
野生祖先種 栽培品種（香蕉）
男
男
情境導入
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 24 2
栽培品種 48 4
香蕉 野生祖先種 22 2
栽培品種 33 3
思考：
1.根據前面所學減數分裂的知識，試著完成該表格。
2.為什么平時吃的香蕉是沒有種子的？
3.減數分裂和受精作用能夠使生物體親子代間的染色體數目保持穩定，然而馬鈴薯和香蕉的染色體數目為什么與它們的野生祖先有這么大差別呢？
12
24
11
異常
染色體變異的概念及類型
01
人工誘導多倍體及其應用
02
目錄
低溫誘導植物細胞染色體數目的變化
03
染色體變異的概念及類型
一、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，稱為染色變異
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
二、類型
染色體片段的缺失、重復、倒位、易位
染色體變異的概念及類型
正常果蠅
（2n=8）
增加一條
減少一條
增加一套
減少一套
以染色體組成倍地增加或減少
三、區別
基因突變、基因重組：光鏡下不可見
染色體變異：光鏡下可見
染色體變異的概念及類型
四、染色體數目的變異
(1）細胞內個別染色體的增加或減少
Turner綜合征 性腺發育不良——少了一條X染色體
XXX綜合征（超雌綜合征）——多了一條X染色體
染色體變異的概念及類型
四、染色體數目的變異
(1）細胞內個別染色體的增加或減少
唐氏綜合征即21三體綜合征——多了一條21號染色體
染色體變異的概念及類型
正常果蠅
（2n=8）
增加一條
減少一條
增加一套
減少一套
（2）細胞內染色體數目以一套完整的非同源染色體為基數成倍地增加或成套的減少
四、染色體數目的變異
染色體組：細胞中的每套非同源染色體。
染色體變異的概念及類型
染色體組：胞中的一組非同源染色體，在形態和功能上各不相同，但又相互協調，共同控制生物的生長、發育、遺傳和變異的一組染色體。
①染色體組的理解：
一個染色體組中不存在同源染色體
一個染色體組中各個染色體的形態和功能均不相同
一個染色染色體組中含有該物種的一整套完整遺傳信息
染色體變異的概念及類型
②染色體組的判定方法：
方法一：根據染色體形態判斷
細胞中同一形態的染色體有幾條，則含有幾個染色體組；
細胞中有幾種形態的染色體，一個染色體組中就有幾條染色體。
1個染色體組
1組2條染色體
3個染色體組
1組5條染色體
4個染色體組
1組2條染色體
4個染色體組
1組3條染色體
染色體變異的概念及類型
②染色體組的判定方法：
方法二：根據基因型判斷
同一英文字母（無論大小寫）出現幾次，就含有幾個染色體組。
有幾種字母出現，一個染色體組中就有幾條染色體。
YyRr
AABBDD
Aaa
ABCD
2個染色體組
1組2條染色體
2個染色體組
1組3條染色體
3個染色體組
1組1條染色體
1個染色體組
1組4條染色體
染色體變異的概念及類型
練習：判斷細胞含幾個染色體組？每組有幾條染色體？
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
染色體變異的概念及類型
五、二倍體和多倍體
1.二倍體：由受精卵發育而來，體細胞中含有兩個染色體組的個體。
2.多倍體：由受精卵發育而來，體細胞中含有三個或三個以上染色體組的個體。
四倍體
三倍體
二倍體
染色體變異的概念及類型
3.多倍體的特點
普通小麥 六倍體
菊花 六倍體
葡萄 三/四倍體
四倍體番茄
莖稈粗壯，葉片、果實和種子都比較大，糖類和蛋白質等營養物質的含量都有所增加，但發育遲緩，結實率低。
例：四倍體葡萄的果實比二倍體的大得多；四倍體番茄的維生素C含量比二倍體的幾乎增加了一倍。
染色體變異的概念及類型
4.單倍體、二倍體、多倍體的比較
項目 單倍體 二倍體 多倍體
概念
發育起點
染色體組的數目
性狀表現
由配子發育而來，體細胞的染色體數目與本物種配子染色體數目相同的個體
由受精卵發育而來，體細胞中含有2個染色體組的個體
由受精卵發育而來，體細胞中含有3個或3個以上染色體組的個體
未受精的配子
受精卵
受精卵
不確定（是正常體細胞染色體組數目的一半）
2個
3個或3個以上
植株矮小，且高度不育（除雄蜂外）
莖稈粗壯，葉片、果實、種子較大，營養豐富，但發育遲緩，結實率低
正常（作為單倍體、多倍體的參照物）
染色體變異的概念及類型
01
人工誘導多倍體及其應用
02
目錄
低溫誘導植物細胞染色體數目的變化
03
人工誘導多倍體及其應用
一、人工誘導多倍體（多倍體育種）
（1）方法：
（2）原理：
a.低溫誘導
b.秋水仙素處理萌發的種子或幼苗（目前常用、最有效 ）
抑制紡錘體的形成，導致染色體不能移向細胞的兩極，從而引起細胞內染色體數目加倍
人工誘導多倍體及其應用
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。它是白色或淡黃色的粉末或針狀結晶，有劇毒，使用時應當特別注意。
秋水仙
一、人工誘導多倍體（多倍體育種）
人工誘導多倍體及其應用
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
為什么用四倍體作母本？
無子西瓜一定沒有種子嗎？
二、多倍體育種（以三倍體無子西瓜為例）
人工誘導多倍體及其應用
思考：三倍體無子西瓜的果實中沒有種子的原因是什么？
減數分裂時出現聯會紊亂，不能形成可育的配子。
減數
分裂
受精
作用
減數
分裂
四倍體
復制
三倍體
四倍體
二倍體
人工誘導多倍體及其應用
思考2：在無子西瓜培育的過程中用二倍體給三倍體傳粉的目的是什么？
思考3：有時可以看到三倍體西瓜中有少量發育并不成熟的種子，請推測產生這些種子的原因。
促進子房發育成果實。
三倍體在進行減數分裂時有可能形成了正常的卵細胞，從而形成正常的種子，但這種概率特別小。
染色體變異的概念及類型
01
人工誘導多倍體及其應用
02
目錄
低溫誘導植物細胞染色體數目的變化
03
低溫誘導植物細胞染色體數目的變化
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。
低溫誘導植物細胞染色體數目的變化
低溫誘導植物細胞染色體數目的變化
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。
材料用具
方法步驟
誘導培養
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。
低溫誘導植物細胞染色體數目的變化
材料處理
剪取根尖：約0.5～1cm
固定細胞形態：放入卡諾氏液中浸泡0.5～1h
沖洗：用體積分數為95%的酒精沖洗2次
是固定液的一種，其作用是固定細胞形態以及細胞內的各種結構，固定之后,細胞死亡并且定型，不再代謝也不再變化。
制作裝片
解離、漂洗、染色、制片，方法同實驗“觀察植物細胞的有絲分裂”
解離液主要是溶解細胞間的連接物質，將組織中的細胞分散開來，便于觀察，解離之后細胞死亡。
低溫誘導植物細胞染色體數目的變化
解離3一5min
漂洗約10min
甲紫溶液染色3-5min
壓片
使細胞相互分離
洗去藥液，防止解離過度
使染色體著色
細胞分散開來
制作裝片
觀察
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。
前者數目多于后者
低溫誘導植物細胞染色體數目的變化
實驗結果
實驗注意事項
1.實驗中幾種試劑的使用方法和作用
試劑 使用方法 作用
卡諾氏液 將根尖放入卡諾氏液中浸泡0.5～1 h 固定細胞形態
體積分數為95%的酒精 沖洗卡諾氏液處理過的根尖 洗去卡諾氏液
與質量分數為15%的鹽酸等體積混合，浸泡經固定處理的根尖 解離根尖細胞
清水 漂洗解離后的根尖約10 min 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3～5 min 使染色體著色
2.低溫誘導染色體數目加倍實驗中的理解誤區
(1)顯微鏡下觀察到的是死細胞，而不是活細胞：植物細胞經卡諾氏液固定后死亡。
(2)選擇材料不能隨意：誤將低溫處理“分生組織細胞”等同于“任何細胞”。因為染色體數目變化發生在細胞分裂時，處理其他細胞可能不會出現染色體加倍的情況。
實驗注意事項
(3)低溫處理的理解誤區：誤認為低溫處理時間越長越好。低溫處理的目的只是抑制紡錘體形成，使染色體不能被拉向兩極。如果低溫持續時間過長，會影響細胞的各項功能，甚至死亡。
(4)著絲粒分裂不是紡錘絲牽引的結果：誤將“抑制紡錘體形成”等同于“著絲粒不分裂”。著絲粒是自動分裂，不需要紡錘絲牽引。紡錘絲牽引的作用是將染色體拉向兩極。
2.低溫誘導染色體數目加倍實驗中的理解誤區
實驗注意事項
實驗注意事項
3.兩次漂洗的比較
項目 第一次漂洗 第二次漂洗
時間不同 在固定之后解離之前 在解離之后染色之前
試劑不同 用95%酒精漂洗 用清水漂洗
目的不同 洗去多余的卡諾氏液 洗去多余的解離液
課堂小測
1.下圖中字母表示細胞中所含的染色體或基因，且每個基因不在同一條染色體上，①~⑦中，含2個染色體組的是( )
A.①② B.②③ C.③④⑤ D.①④
解析：根據染色體組數的判斷規律，觀察各個圖中相同的染色體（包括XY）或相同的字母（不區分大小寫），可知：①②均含1個染色體組，⑥⑦含3個染色體組，③④⑤含2個染色體組。綜上可知，ABD錯誤，C正確。
C
課堂小測
2.下列關于染色體組的說法，正確的是( )
A.21三體綜合征患者體細胞中含有3個染色體組
B.四倍體水稻的單倍體體細胞中含2個染色體組，且高度不育
C.一個染色體組中的染色體大小、形態一般不同
D.體細胞中含有3個染色體組的個體即為三倍體
解析：A、21三體綜合征患者體內第21號染色體多了一條，體細胞中仍含有2個染色體組，A錯誤；B、四倍體水稻的單倍體體細胞中含2個染色體組，正常可育，B錯誤；C、一個染色體組中染色體的大小、形態通常不同，C正確；D、體細胞中含有3個染色體組的個體，若由受精卵發育而來，則為三倍體，若由配子發育而來，則為單倍體，D錯誤。
C
課堂小測
3.關于低溫誘導洋蔥細胞染色體數目變化的實驗，下列敘述正確的是( )
A.制作裝片的步驟為解離→染色→漂洗→制片
B.用卡諾氏液和酒精處理經低溫誘導的根尖可使細胞分離
C.用一定質量濃度的甲紫溶液可以使染色體著色
D.顯微鏡下可看到大多數細胞的染色體數目發生了改變
解析：A、制作裝片的步驟為解離→漂洗→染色→制片，A錯誤；B、卡諾氏液是用來固定細胞的，B錯誤；C、用一定質量濃度的甲紫溶液可以使染色體著色，使其在光學顯微鏡下可見，C正確；D、由于大多數細胞處于間期，少數細胞處于分裂期，只有分裂期的細胞中的染色體才會加倍，因此顯微鏡下可看到少數細胞的染色體數目發生了改變，D錯誤。
C
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