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第2節 染色體變異
第2課時
一、低溫誘導植物細胞染色體數目的變化
（一）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 。
實驗：低溫誘導植物染色體數目變化的實驗
(二)方法步驟
1.誘導培養
將蒜（或洋蔥）在冰箱冷藏室內（4℃）放置一周；
取出后，于室溫（約25℃）進行培養；
蒜長出約1cm長的不定根時，將裝置放入冰箱冷藏室誘導培養48-72h。
2.固定
剪取根尖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；
3.制片:
包括______、______、______、_______4個步驟；
解離
漂洗
染色
制片
解離目的：
漂洗目的：
制片目的：
用藥液使組織中的細胞相互分離開來
洗去藥液，防止解離過度
使細胞分散開來，有利于觀察
4.觀察
5.實驗結果
請根據教材P89“低溫誘導植物細胞染色體數目的變化”的實驗，回答下列問題：
1、該實驗是使所有的植物細胞中染色體數目都加倍了嗎？
死的。因為植物細胞經過卡諾氏液固定后已經死亡。
用低溫處理植物的分生組織細胞，能夠抑制紡錘體的形成，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了變化。
不是，必須是“適當低溫”(4 ℃)。溫度過低會對植物細胞造成傷害。
3．低溫能誘導植物細胞染色體數目發生變化的機理是什么？
4．低溫誘導植物細胞染色體數目的變化時，是不是溫度越低效果越好？
不是，只有部分細胞染色體數目加倍，絕大多數植物細胞染色體沒有加倍。
2．該實驗中顯微鏡下觀察到的植物細胞是死的，還是活的？
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
體積分數為95%的酒精
沖洗卡諾氏液處理過的根尖
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
清水
漂洗解離后的根尖約10 min
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
固定細胞形態
洗去卡諾氏液
解離根尖細胞，使細胞分散開來
洗去解離液，防止解離過度
使染色體著色
問題探討
資料1：在各種射線、化學試劑、溫度劇變等外部因素或生物代謝失調、衰老等內部因素的影響下，染色體片段可能發生斷裂，而斷裂后的片段具有一定的愈合能力，可能發生重接。
染色體結構變異
思考：貓叫綜合征的變異屬于哪種變異類型?
資料2：貓叫綜合征是一種罕見的先天性疾病，該疾病由5號染色體部分缺失導致。典型癥狀為患兒特有的、類似貓叫的聲音。癥狀表現因情況而異，具體取決于遺傳物質缺失的多少和位置。
a
b
c
d
e
f
二、染色體結構的變異
染色體結構的變異
缺失
重復
易位
倒位
染色體的某一片段缺失引起變異。
（1）缺失:
例如：人類貓叫綜合征；果蠅缺刻翅的形成。
結果：
基因數目減少
1.染色體結構變異的類型
B基因缺失
聯會
染色體結構缺失與基因突變中堿基對的缺失有何異同？
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}項目
染色體片段缺失
堿基對缺失
圖解
區別
原理
觀察
染色體結構變異
基因突變
在光學顯微鏡下觀察到
在光學顯微鏡下觀察不到
染色體增加了某一片段
（2）重復：
a
b
c
d
e
f
b
a
b
c
d
e
f
正常眼
棒狀眼
B基因重復
聯會
基因數目增加
結果 ：
染色體某一片段移接到另一條非同源染色體上引起的。
（3）易位：
a
b
c
d
e
f
g
h
i
j
k
結果：染色體上基因的排列順序發生改變
②果蠅花斑眼的形成
①人慢性粒細胞白血病
正常眼
花斑眼
EF和JKL易位
聯會
問題: 染色體結構變異中的易位現象與基因重組中的交叉互換很相似，他們一樣嗎？
比較染色體易位與交叉互換
{7DF18680-E054-41AD-8BC1-D1AEF772440D}
圖解
區別
位置
原理
觀察
發生于非同源染色之間
發生于同源染色體的
非姐妹染色單體之間
染色體結構變異
基因重組
可在顯微鏡下觀察到
在顯微鏡下觀察不到
染色體易位
交叉互換
（4）倒位：染色體某一片段位置顛倒
①果蠅卷翅的形成
a
b
c
d
e
f
a
b
c
d
e
f
b
c
d
e
a
f
位置顛倒
排列順序
結果：基因的 改變
②人9號染色體倒位導致習慣性流產
1.下圖為顯微鏡觀察的變異雜合子染色體聯會異常現象，通過圖示辨析染色體
結構變異的類型。
缺失
重復
易位
倒位
2對染色體，發生在非同源染色體上
1對染色體
辨析染色體結構變異的類型
染色體結構上的缺失、重復、易位和倒位

基因 、 的改變

生物 的改變（變異）
大多數染色體結構變異對生物體是 ，
有的甚至會導致生物體 。
2.結果：
3.影響：
數量
排列順序
性狀
不利的
死亡
類別
基因突變
基因重組
染色體變異
對象
類型
發生時期
結果
光學顯微
鏡觀察
意義
育種中的應用
所有生物（包括病毒）
自然狀態下，發生在真核生物的有性生殖過程中
真核生物
誘發突變、自發突變或（顯性突變、隱性突變）
交叉互換型、自由組合型
（廣義：基因工程、轉化實驗）
染色體結構變異、
染色體數目變異
任何時期，主要發生在間期
減數第一次分裂前期、減數第一次分裂后期
任何時期，主要發生在細胞分裂時
引起基因堿基序列的改變（產生了新基因或等位基因）
產生了新基因型和性狀組合
使排列在染色體上基因的數目或排列順序發生改變，不產生新的基因，
不能觀察到，屬于分子水平
不能觀察到，屬于分子水平
能觀察到，
屬于細胞水平
新基因產生的途徑；
生物變異的根本來源；
為生物的進化提供了豐富的原材料；
生物變異的來源之一，對生物進化具有重要的意義
誘變育種
雜交育種
單倍體育種、多倍體育種
生物變異的來源之一，對生物進化具有重要的意義
可遺傳變異的來源
哪些是屬于染色體結構變異?
屬于什么類型?
①②③⑥屬于染色體結構變異中的缺失、重復、倒位和易位
④中堿基對的缺失，是分子水平的變化，屬于基因突變;
⑤中片段的交換發生在同源染色體的非姐妹染色單體之間，屬于基因重組中的交換;
⑥中片段的交換發生在非同源染色體之間，屬于染色體結構變異中的易位。
判 斷
拓展：關于可育、可遺傳
2N生物
——可育
異源二倍體：
——不可育
兩個染色體組來自不同物種。
異源二倍體幼苗
如何處理可育？
秋水仙素處理
4N
3N、5N
高度不育、結實率低
同源多倍體
兩個染色體組同源，即來自同一物種。
異源多倍體
馬鈴薯（4N）
可育
小麥（6N）
可育
多倍體植物:
同源二倍體：
（如：騾子）
原因：聯會紊亂
2N=64
2N=62
……
馬1號
馬2號
馬3號
馬4號
馬5號
……
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
……
驢1號
驢2號
驢3號
驢4號
驢5號
配子
配子
N=32
N=31
……
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
不育
1.關于“低溫誘導植物細胞染色體數目的變化”的實驗，下列敘述正確的是（ ）
A.低溫能夠抑制紡錘體的形成
B.解離后要用體積分數為95%的酒精進行漂洗，以便洗去解離液
C.可用新鮮的菠菜葉肉細胞作為實驗材料
D.顯微鏡下觀察到的細胞染色體數目均加倍
A
2.下列關于染色體結構變異的敘述,正確的是 (　　)
A.染色體之間的交換屬于染色體結構變異
B.只有在有絲分裂過程中才能發生染色體結構變異
C.貓叫綜合征是人的5號染色體部分缺失引起的一種遺傳病
D.染色體結構變異對生物體都是不利的,甚至會導致生物體死亡
C
3.如下圖所示，已知染色體發生了①～④四種變異，則相關敘述正確的是(　　)
A. ①～④的變異均未產生新基因
B. ①～④的變異依次是染色體倒位、缺失、重復與基因突變
C. ①～④的變異均可在光學顯微鏡下觀察到
D. ①、②、③依次為染色體結構變異中的缺失、重復、倒位，④的變異應屬于基
因突變
D
4.某些類型的染色體結構和數目的變異，可通過對細胞有絲分裂中期或減數第一次分裂時期的觀察來識別。a、b、c、d為某些生物減數第一次分裂時期染色體變異的模式圖，它們依次屬于(　　)




A．三倍體、染色體片段重復、三體、染色體片段缺失
B．三倍體、染色體片段缺失、三體、染色體片段重復
C．三體、染色體片段重復、三倍體、染色體片段缺失
D．染色體片段缺失、三體、染色體片段重復，三倍體
C

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