作為野生植物的后代，許多栽培植物的染色體數(shù)目卻與它們的祖先大不相同，如馬鈴薯和香蕉(見右表)。
討論1.根據(jù)前面所學(xué)減數(shù)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.分析表中數(shù)據(jù)，你還能提出什么問題嗎?
討論2.為什么平時吃的香蕉是沒有種子的?
因為香蕉栽培品種體細(xì)胞中的染色體數(shù)目是33條，減數(shù)分裂時染色體發(fā)生聯(lián)會紊亂，不能形成正常的配子，因此無法形成受精卵，進(jìn)而無法形成種子。
討論3.分析表中數(shù)據(jù)，你還能提出什么問題嗎?
能形成種子的植物細(xì)胞中，染色體數(shù)目一定是偶數(shù)嗎?香蕉體細(xì)胞中的染色體數(shù)目不是偶數(shù),它是怎樣形成的呢?又是如何繁殖下一代的?
減數(shù)分裂和受精作用，能夠使生物體親子代間的染色體數(shù)目保持穩(wěn)定。
換個角度想，生物界如果只有穩(wěn)定，而沒有變化，又何來多樣性和進(jìn)化呢?
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，稱為染色體變異。
細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目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。
細(xì)胞內(nèi)個別染色體的增加或減少
a.定義：在大多數(shù)生物的體細(xì)胞中，染色體都是兩兩成對的，也就是說含有兩套非同源染色體，其中每套非同源染色體稱為一個染色體組。
每套非同源染色體稱為一個染色體組。
野生馬鈴薯體細(xì)胞中有兩個染色體組,每個染色體組包括12條形態(tài)和功能不同的非同源染色體。
思考·討論：一個染色體組有什么特點？
它們攜帶著控制生物生長、發(fā)育和繁殖的基本信息。
只含有一組非同源染色體 (沒有等位基因)
在形態(tài)和功能上各不相同
果蠅的染色體Ⅱ、Ⅳ、X能構(gòu)成一個染色體組嗎？為什么？
不能，因為缺少染色體Ⅲ，Ⅱ、Ⅳ、X染色體攜帶的遺傳信息不能控制果蠅的生長、發(fā)育和繁殖。
細(xì)胞內(nèi)形態(tài)相同的染色體共有幾條，則含有幾個染色體組。
細(xì)胞中，控制同一性狀的基因出現(xiàn)幾次，則有幾個染色體組。
體細(xì)胞中含有兩個染色體組的個體叫作二倍體。
2表示兩個染色體組;n表示每個染色體組中有n條染色體。
如右圖為人類的染色體(2n=46)
一般情況下，二倍體通過減數(shù)分裂形成的配子只有一個染色體組。
二倍體生物有性生殖過程如下
幾乎全部動物以及過半數(shù)的高等植物是二倍體如：番茄、人、玉米、果蠅
香蕉、三倍體無子西瓜是三倍體
三倍體原始生殖細(xì)胞中有三套非同源染色體，減數(shù)分裂時出現(xiàn)聯(lián)會紊亂，因此不能形成可育的配子。
聯(lián)會紊亂：正常情況下聯(lián)會時同源染色體配對，然后要把同源染色體分開，若同源染色體為偶數(shù)條則可以平均分開，但三倍體的同源染色體是三條，即一種形態(tài)的染色體有三條，沒有辦法平均分開，即形成聯(lián)會紊亂，減數(shù)分裂不能正常進(jìn)行，所以不能形成配子，無法形成種子。
定義：體細(xì)胞中含有三個或三個以上的染色體組的個體，統(tǒng)稱為多倍體
多倍體在植物中很常見，在動物中極少見。
與二倍體植株相比，多倍體植株常常是莖稈粗壯，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。
染色體不能移向細(xì)胞的兩極
低溫處理、秋水仙素誘發(fā)等
當(dāng)秋水仙素作用于正在分裂的細(xì)胞時，能夠抑制紡錘體的形成，導(dǎo)致染色體不能移向細(xì)胞的兩極，從而引起細(xì)胞內(nèi)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)行有絲分裂，就可能發(fā)育成多倍體植株。
①有時可以看到三倍體西瓜中有少量發(fā)育并成熟的種子，請推測產(chǎn)生這些種子的原因。
參考答案：三倍體植株一般不能進(jìn)行正常的減數(shù)分裂形成配子，因此，不能形成種子。但是，也有可能在減數(shù)分裂時形成正常的卵細(xì)胞，從而形成正常的種子，但這種概率特別小。
②無子西瓜每年都要制種，很麻煩，有沒有別的替代方法?
參考答案：有其他方法可以替代。方法一：進(jìn)行無性生殖，將三倍體植株進(jìn)行組織培養(yǎng)獲取大量培苗，再進(jìn)行移栽；方法二：利用生長素或生長素類似物處理二倍體植株未受粉的雌蕊，以促進(jìn)子房發(fā)育成無種子的果實，同時，在花期全時段要進(jìn)行套袋處理，以避免受粉。
香蕉的祖先為野生芭蕉，個小而多種子，無法食用。香蕉的培育過程如下：
在生物的體細(xì)胞中，染色體數(shù)目不僅可以成倍地增加，還可以成套地減少。
(像蜜蜂的雄蜂這樣)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，叫作單倍體。
在自然條件下，玉米、高粱、水稻、番茄等二倍體植物，偶爾也會出現(xiàn)單倍體植株。
與正常植株相比，單倍體植株長得弱小，而且高度不育。
單倍體有什么應(yīng)用價值呢？
③單倍體的應(yīng)用——單倍體育種
單倍體植株培育新品種，能明顯縮短育種年限。這是為什么呢？
傳統(tǒng)育種方法：雜交育種
方法：花藥(或花粉)離體培養(yǎng)、人工誘導(dǎo)染色體加倍
用這種方法培育得到的植株，不但能夠正常生殖，而且每對染色體上成對的基因都是純合的，自交的后代不會發(fā)生性狀分離。
以培育矮桿抗病水稻為例
總結(jié)：二倍體、多倍體、單倍體的區(qū)別
思考：單倍體一定含有一個染色體組嗎？
不一定，如四倍體的配子發(fā)育形成的單倍體含有兩個染色體組。
總結(jié)：二倍體生物有絲分裂和減數(shù)分裂 過程中染色體組數(shù)的變化
正常染色體組中,丟失或添加了一條或幾條完整的染色體。
唐氏綜合征 (21三體綜合征)，又稱先天愚型，由于多了一條21號染色體而導(dǎo)致的疾病。存活者有明顯的智能落后、特殊面容、生長發(fā)育障礙和多發(fā)畸形。
一種人類男性的性染色體疾病，比正常的男性多出一條Y染色體，所以又稱“超雄綜合征”
父方在MⅡ時兩條Y染色單體分離后，進(jìn)入同一個配子中，產(chǎn)生YY的異常精子。
父方在MⅠ時X和Y未分離，進(jìn)入同一個配子中，形成XY的異常精子。
具有XXY染色體的人通常表現(xiàn)為XY男性的生理特征，同時可能出現(xiàn)不同程度的女性化第二性征。
或母方在MⅠ時X和X未分離，或MⅡ時兩條X單體分離后進(jìn)入同一個配子中，形成XX的異常卵細(xì)胞。
大多數(shù)X三體個體表型正常，但發(fā)育較早，平均身高較正常女性高，平均智商比正常人群低10-15.
父方在MⅡ時兩條X染色單體分離后，進(jìn)入同一個配子中，產(chǎn)生XX的異常精子。

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第2節(jié) 染色體變異

版本： 人教版 (2019)

年級： 必修2《遺傳與進(jìn)化》

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