下面兩張圖展示的是香蕉和香蕉的祖先——野生香蕉，兩者差異很大。我們可以清晰地看到野生香蕉其實(shí)是有籽的，而且籽還很大。 你在吃香蕉時(shí)是否有過這樣的疑惑：香蕉為什么沒有籽，沒有籽它是如何進(jìn)行繁殖的？
野生祖先種VS栽培品種（馬鈴薯）
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VS栽培品種
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。討論1、請(qǐng)根據(jù)所學(xué)的減數(shù)分裂的知識(shí)，試著完成該表格。2、為什么我們平時(shí)吃的香蕉沒有種子？
【提示】因?yàn)橄憬对耘嗥贩N體細(xì)胞中的染色體數(shù)目是33條，減數(shù)分裂時(shí)染色體發(fā)生聯(lián)會(huì)紊亂，不能形成正常的配子，因此無法形成受精卵，進(jìn)而形成種子。
我們食用的小麥最初由野生小麥雜交而來，一般來說，這兩種小麥雜交的后代是不可育的，但如果意外地發(fā)生了染色體數(shù)目加倍，就變成了可育品種，也就是我們現(xiàn)在吃的小麥。你知道這是怎么回事嗎？
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
（環(huán)境引起，不改變遺傳物質(zhì)）
個(gè)別染色體的增加或減少
染色體組成倍的增加或減少
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。 （光學(xué)顯微鏡下可以觀察到）
(1)染色體數(shù)目的變異(2)染色體結(jié)構(gòu)的變異
個(gè)體生長(zhǎng)發(fā)育的任何時(shí)期，主要發(fā)生在細(xì)胞分裂時(shí)
染色體數(shù)目變異分為兩類：① 還有一類是細(xì)胞內(nèi)個(gè)別染色體的增加或減少。② 一類是細(xì)胞內(nèi)的染色體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；
唐氏綜合征又稱21三體綜合征，患者的智力低于常人，身體發(fā)育緩慢，并且表現(xiàn)出特殊的面容。對(duì)患者進(jìn)行染色體檢查，可以看到患者的21號(hào)染色體比正常人多了1條。
1.個(gè)別染色體增加或減少
原因：親代減數(shù)分裂時(shí)同源染色體未分離，或姐妹染色單體未分離。
癥狀： 先天性卵巢發(fā)育不全綜合征，頸蹼，部分患者智力輕度低下。有的患者伴有心、腎、骨骼等先天畸形。
病因： 性染色體組成XO。單一的X染色體來自母親，失去的X染色體由于父親的精母細(xì)胞性染色體未分離造成的。
Ⅱ號(hào)和Ⅱ號(hào)染色體是 ，Ⅲ號(hào)和Ⅳ號(hào)染色體是 。
2.以染色體組的形式成倍增加或減少
其中Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y這樣的一組非同源染色體，稱為一個(gè)染色體組
（1）大小、形態(tài)和功能不同（2）無同源染色體（3）含有該物種的一整套的遺傳信息
細(xì)胞內(nèi)形狀大小相同的染色體有幾條，就有幾個(gè)染色體組。
（1）根據(jù)染色體形態(tài)判斷：
（2）根據(jù)基因型判斷:
基因型中相同基因或者等位基因有幾個(gè)，就是有幾個(gè)染色體組。
Aa AaBb AAaBbb
每1個(gè)染色體組有___條
每1個(gè)染色體組有____條
例題：下圖表示某植物正常體細(xì)胞的染色體組成，下列選項(xiàng)中，可能是該植物基因型的是 ( ) A. ABcd B. Aaaa C. AaBbCcDd D. AaaBbb
正常人體細(xì)胞中有多少條染色體？多少對(duì)染色體？
正常人體細(xì)胞中的染色體可以分成幾個(gè)組？
染色體組：在大多數(shù)生物的體細(xì)胞中，染色體都是 兩兩成對(duì)的，也就是含有兩套非同源染色體，其中把每套非同源染色體稱為一個(gè)染色體組。
人和野生馬鈴薯等生物的體細(xì)胞中都有兩個(gè)染色體組。像這樣體細(xì)胞中含有兩個(gè)染色體組的個(gè)體叫做二倍體。
野生馬鈴薯的染色體組成
二倍體植株經(jīng)減數(shù)分裂產(chǎn)生的配子中應(yīng)該有幾個(gè)染色體組？
若減數(shù)分裂時(shí)姐妹染色單體未分離，配子中應(yīng)該有幾個(gè)染色體組？
可能形成含有兩個(gè)染色體組的配子
若該異常配子與正常的配子結(jié)合后發(fā)育成個(gè)體，其體細(xì)胞中應(yīng)該含有幾個(gè)染色體組？
這樣的配子與含有一個(gè)染色體組的正常配子結(jié)合發(fā)育成的個(gè)體體細(xì)胞中含有三個(gè)染色體組，稱作三倍體。
若兩個(gè)正常的配子結(jié)合后形成的幼苗受到外界環(huán)境的影響，進(jìn)行有絲分裂時(shí)，姐妹染色單體未分離，則子細(xì)胞中有幾個(gè)染色體組？
由2個(gè)含有兩個(gè)染色體組的配子結(jié)合發(fā)育成的個(gè)體，體細(xì)胞中含有4個(gè)染色體組，稱為四倍體。
體細(xì)胞中含有三個(gè)或三個(gè)以上染色體組的個(gè)體統(tǒng)稱為多倍體。
思考：四倍體的生物可育嗎？
思考：三倍體的生物可育嗎？
由于原始生殖細(xì)胞中有3套非同源染色體，減數(shù)分裂時(shí)會(huì)出現(xiàn)聯(lián)會(huì)紊亂，不能形成可育的配子。所以三倍體的生物一般不可育。
體細(xì)胞中含有三個(gè)或三個(gè)以上染色體組的個(gè)體統(tǒng)稱為多倍體。
與二倍體植株相比，多倍體植株的特點(diǎn)有：①莖稈粗壯；②葉片、果實(shí)和種子都比較大；③糖類和蛋白質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)的含量都有所增加。
生長(zhǎng)發(fā)育延遲，結(jié)實(shí)率低。
利用低溫處理、用秋水仙素誘發(fā)等方法來誘導(dǎo)多倍體的產(chǎn)生。
進(jìn)行正常有絲分裂的植物分生組織細(xì)胞，在有絲分裂后期，染色體的著絲粒分裂，子染色體在紡錘絲的作用下，分別移向細(xì)胞兩極，最終被平均分配到兩個(gè)子細(xì)胞中去。用低溫處理植物分生組織細(xì)胞，能夠抑制紡錘體的形成，染色體不能被正常拉向細(xì)胞的兩極，細(xì)胞也不能分裂成兩個(gè)子細(xì)胞，結(jié)果導(dǎo)致植物細(xì)胞的染色體數(shù)目發(fā)生變化。
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(jié)晶，有劇毒，使用時(shí)應(yīng)當(dāng)特別注意。
1. 在二倍體西瓜幼苗的芽尖滴加秋水仙素的目的是什么？依據(jù)的原理是什么？
2. 四倍體西瓜植株做母本產(chǎn)生的雌配子中含有 幾個(gè)染色體組？獲得的四倍體西瓜為何要與 二倍體雜交？3. 四倍體植株上結(jié)的西瓜是無籽西瓜嗎？4. 有時(shí)可以看到三倍體西瓜中有少量發(fā)育并不成熟的種子，請(qǐng)推測(cè)產(chǎn)生這些種子的原因。
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(gè)體叫做單倍體。
與正常二倍體植株比較，單倍體植株長(zhǎng)得弱小，而且一般高度不育。
含偶數(shù)個(gè)染色體組：可育
含奇數(shù)個(gè)染色體組：高度不育
花藥離體培養(yǎng) + 秋水仙素處理加倍
育種工作者常采用花藥（或花粉）離體培養(yǎng)的方法來獲得單倍體植株，然后人工誘導(dǎo)使這些植株的染色體數(shù)目加倍，恢復(fù)到正常植株染色體數(shù)目。
花藥離體培養(yǎng)獲得單倍體
秋水仙素處理單倍體幼苗
單倍體育種有什么優(yōu)點(diǎn) ？
①獲得的都是純合子，自交后代不會(huì)發(fā)生性狀分離；②明顯縮短育種年限。
操作復(fù)雜，需與雜交育種配合
明顯縮短育種年限，快速獲得純合體植株。
單倍體、二倍體、多倍體的區(qū)別
直接發(fā)育成生物體：?jiǎn)伪扼w
①由受精卵發(fā)育來的個(gè)體，細(xì)胞中含有幾個(gè)染色體組，就叫幾倍體；②而由配子直接發(fā)育來的，不管有幾個(gè)染色體組，都叫單倍體 。
單倍體育種與多倍體育種比較
花藥離體培養(yǎng)后人工誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍
秋水仙素處理萌發(fā)的種子、幼苗
明顯縮短育種年限得到的植株是純合體
操作簡(jiǎn)單、器官大，營養(yǎng)高
技術(shù)復(fù)雜，需與雜交育種配合
適用于植物，不適用于動(dòng)物。
實(shí)驗(yàn)：低溫誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目的變化
低溫抑制紡錘體的形成（作用機(jī)理同秋水仙素）
洋蔥根尖培養(yǎng)→低溫誘導(dǎo)→固定→制作裝片（解離→漂洗→染色→制片）→觀察
（1）卡諾氏液：（2）甲紫溶液：
缺失、重復(fù)、易位、倒位
染色體結(jié)構(gòu)變異是指排列在染色體上的基因數(shù)目或排列順序發(fā)生改變，這會(huì)導(dǎo)致性狀的變異。大多數(shù)染色體結(jié)構(gòu)變異對(duì)生物體是不利的，有的甚至?xí)?dǎo)致生物死亡。
染色體的某一片段缺失引起變異。例如果蠅缺刻翅的形成。
染色體中增加某一片段引起變異。例如果蠅棒狀眼的形成。
染色體的某一片段移接到另一條非同源染色體上引起的變異，例如果蠅花斑眼的形成。
染色體某一片段位置顛倒引起變異，例如果蠅卷翅的形成。
比較染色體易位與交叉互換
發(fā)生于非同源染色體之間
發(fā)生于同源染色體的非姐妹染色單體之間
為什么染色體結(jié)構(gòu)的改變會(huì)導(dǎo)致性狀的發(fā)生改變?
染色體結(jié)構(gòu)上的缺失、重復(fù)、易位和倒位
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(duì)生物體是不利的，甚至導(dǎo)致生物體死亡。
1. 一個(gè)染色體組中染色體其形態(tài)和功能是（ ） A. 相同的 B. 各不相同的 C. 有的相同，有的不同 D.除XY染色體外，其余均相同
2. 秋水仙素誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍的原因是（ ） A. 誘導(dǎo)染色體連續(xù)復(fù)制兩次 B. 促使染色單體分開，形成了染色體 C. 促進(jìn)細(xì)胞兩兩融合 D. 抑制細(xì)胞分裂時(shí)紡錘體的形成
3. 下列有關(guān)單倍體的敘述，正確的是（ ） A. 相同的 B. 體細(xì)胞含有奇數(shù)染色體數(shù)目的個(gè)體 C. 體細(xì)胞含有本物種配子染色體數(shù)目的個(gè)體 D. 體細(xì)胞含有奇數(shù)染色體組數(shù)目的個(gè)體
4. 下列有關(guān)敘述正確的是（ ） A. 單倍體的染色體數(shù)是該物種體細(xì)胞的1/2 B. 體細(xì)胞含有兩個(gè)染色體組的個(gè)體一定是二倍體 C. 六倍體小麥的花粉離體培養(yǎng)成的個(gè)體是三倍體 D. 無子西瓜是單倍體
5. 大麥的一個(gè)染色體組有7條染色體，在四倍體大麥根尖細(xì)胞有絲分裂后期，能觀察到的染色體數(shù)是（ ） A. 7條 B. 14條 C. 28條 D. 56條
結(jié)構(gòu)變異 ：缺失 、重復(fù)、易位、倒位
個(gè)別增減 （例：21三體綜合征）
概念：含個(gè)體發(fā)育全部基因的一組非同源染色體
A. ①～④的變異均未產(chǎn)生新基因B. ①～④的變異依次是染色體倒位、缺失、重復(fù)與基因突變C. ①～④的變異均可在光學(xué)顯微鏡下觀察到D. ①、②、③依次為染色體結(jié)構(gòu)變異中的缺失、重復(fù)、倒位，④ 的變異應(yīng)屬于基因突變
如下圖所示，已知染色體發(fā)生了①～④四種變異，則相關(guān)敘述正確的是(　　)
2. 下圖中圖1為等位基因Aa間的轉(zhuǎn)化關(guān)系圖，圖2為黑腹果蠅(2n＝8) 的單體圖，圖3為某動(dòng)物的精原細(xì)胞形成的四個(gè)精細(xì)胞的示意圖， 則圖1、2、3分別發(fā)生何種變異(　　)
A. 基因突變 染色體變異 基因重組B. 基因突變 染色體變異 染色體變異C. 基因重組 基因突變 染色體變異D. 基因突變 基因重組 基因突變
3. 如圖表示細(xì)胞中所含的染色體，①②③④的基因型可以表示為(　　)
A. ①:AABb ②:AAABBb?、?ABCD　 ④:AB. ①:Aabb ②:AaBbCc ③:AAAaBBbb ④:ABC. ①:AaBb ②:AaaBbb ③:AAaaBBbb ④:AbCDD. ①:AABB ②:AaBbCc ③:AaBbCcDd ④:ABCD

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第2節(jié) 染色體變異

版本： 人教版 (2019)

年級(jí)： 必修2《遺傳與進(jìn)化》

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