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(見下表)。
1. 根據(jù)前面所學(xué)減數(shù)分裂的知識(shí)，試著完成該表格。
2. 為什么平時(shí)吃的香蕉是沒(méi)有種子的?
因?yàn)橄憬恫门嗥贩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(wú)法形成受精卵，進(jìn)而形成種子。
3. 分析表中數(shù)據(jù)，你還能提出什么問(wèn)題嗎?能否發(fā)揮想象力作出一些推測(cè)呢?
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
馬鈴薯和香蕉的染色體數(shù)目為什么與它們的野生祖先有很大差別呢?
在自然界，像馬鈴薯和香蕉這樣的例子還有很多，這充分說(shuō)明了生物界的復(fù)雜性。
生物界如果只有穩(wěn)定，而沒(méi)有變化，又何來(lái)多樣性和進(jìn)化呢?
概念：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
染色體數(shù)目變異的類型:
患者比正常人多了一條21號(hào)染色體
一類是細(xì)胞內(nèi)個(gè)別染色體的增加或減少，另一類是細(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(gè)別染色體的增加或減少的實(shí)例：21三體綜合征
◆標(biāo)記為2號(hào)的兩條染色體是什么關(guān)系?2號(hào)與3號(hào)染色體又是什么關(guān)系?
◆野生馬鈴薯體細(xì)胞中有幾條染色體?
標(biāo)記為2號(hào)的兩條染色體是一對(duì)同源染色體
2號(hào)與3號(hào)染色體是非同源染色體的關(guān)系
◆野生馬鈴薯體細(xì)胞中有幾對(duì)同源染色體?
◆野生馬鈴薯配子(精子或卵細(xì)胞)中有幾條染色體?這些染色體的形態(tài)和功能有什么特點(diǎn)?這些染色體之間是什么關(guān)系?
野生馬鈴薯配子中有12條染色體
這些染色體的形態(tài)和功能各不相同
這些染色體屬于非同源染色體
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，也就是說(shuō)含有兩套非同源染色體，其中每套非同源染色體稱為一個(gè)染色體組
◆野生馬鈴薯體細(xì)胞中有幾個(gè)染色體組?
▲從本質(zhì)上看，組成一個(gè)染色體組的所有染色體互為非同源染色體，在一個(gè)染色體組中無(wú)同源染色體存在。
▲從形式上看,一個(gè)染色體組中的所有染色體的形態(tài)、大小各不相同。
▲從物種類型上看,每種生物一個(gè)染色體組的染色體數(shù)目、大小、形態(tài)都是一定的，不同種生物染色體組的數(shù)目、大小、形態(tài)一般是不同的。
▲從功能上看，一個(gè)染色體組攜帶著一種生物生長(zhǎng)、發(fā)育、遺傳和變異的遺傳信息,不能重復(fù)，不能缺少。
◆果蠅體細(xì)胞有幾個(gè)染色體組?
◆果蠅配子有幾個(gè)染色體組?
◆每組染色體組含幾條染色體？
二倍體：像野生馬鈴薯、果蠅，體細(xì)胞中含有兩個(gè)染色體組的個(gè)體
在自然界中，幾乎全部動(dòng)物和過(guò)半數(shù)的高等植物都是二倍體
請(qǐng)根據(jù)染色體的形態(tài)判斷染色體組的數(shù)量，并完成表格的填寫。
規(guī)律：染色體組數(shù)＝形態(tài)相同的染色體的條數(shù)， 一個(gè)染色體組中的染色體數(shù)＝不同形態(tài)染色體的種類數(shù)。
請(qǐng)根據(jù)基因型判斷染色體組數(shù)。
規(guī)律：染色體組數(shù)＝控制同一性狀的基因的個(gè)數(shù)。
二倍體的減數(shù)分裂出現(xiàn)錯(cuò)誤，形成含有兩個(gè)染色體組的配子，這樣的配子與含有一個(gè)染色體組的配子結(jié)合，發(fā)育成的個(gè)體的體細(xì)胞中就含有三個(gè)染色體組，稱作三倍體
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
個(gè)體(含4個(gè)染色體組)
胚或幼苗時(shí)期受某種因素影響，體細(xì)胞在進(jìn)行有絲分裂時(shí)，染色體只復(fù)制未分離
在被子植物中，約有33%的物種是多倍體。例如，普通小麥、棉、煙草、菊、水仙等都是多倍體。某些品種的蘋果、梨、葡萄也是多倍體
三倍體因?yàn)樵忌臣?xì)胞中有三套非同源染色體，減數(shù)分裂時(shí)出現(xiàn)聯(lián)會(huì)紊亂，因此不能形成可育的配子
香蕉、三倍體無(wú)子西瓜的果實(shí)中沒(méi)有種子，原因就在于此
▲人工誘導(dǎo)多倍體的方法很多，如低溫處理或用秋水仙素誘發(fā)等
▲是目前最常用且最有效的方法
用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗
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
▲目前世界各國(guó)利用人工誘導(dǎo)多倍體的方法已經(jīng)培育出不少新品種，如含糖量高的甜菜和三倍體無(wú)子西瓜等。
1.二倍體的體細(xì)胞中一定都含有兩個(gè)染色體組(　　)2.三倍體不育的原因是減數(shù)分裂時(shí)聯(lián)會(huì)紊亂(　　)3.二倍體西瓜幼苗的基因型為Aa，則用秋水仙素處理后形成的四倍體為純合子(　　)4.二倍體水稻和四倍體水稻雜交，可獲得三倍體，稻穗和籽粒變小(　　)5.秋水仙素可抑制紡錘體的形成，導(dǎo)致有絲分裂后期著絲粒不能正常分裂，從而使細(xì)胞染色體數(shù)目加倍(　　)
[典例1]下列有關(guān)染色體組的說(shuō)法，不正確的是(　　)A．X、Y染色體形態(tài)不同，可以存在于同一染色體組中B．二倍體生物的配子中含有的染色體構(gòu)成一個(gè)染色體組C．構(gòu)成一個(gè)染色體組的染色體在形態(tài)、功能上各不相同D．果蠅在減數(shù)分裂Ⅰ后期移向細(xì)胞同一極的染色體構(gòu)成一個(gè)染色體組
X、Y為同源染色體，不可以存在于同一染色體組中，A錯(cuò)誤。
低溫誘導(dǎo)植物細(xì)胞染色體數(shù)目的變化
用低溫處理植物分生組織細(xì)胞，能夠抑制紡錘體的形成，以致影響細(xì)胞有絲分裂中染色體被拉向兩極，導(dǎo)致細(xì)胞不能分裂成兩個(gè)子細(xì)胞，于是植物細(xì)胞的染色體數(shù)目發(fā)生變化。
1.學(xué)習(xí)低溫誘導(dǎo)植物細(xì)胞染色體數(shù)目變化的方法。2.理解低溫誘導(dǎo)植物細(xì)胞染色體數(shù)目變化的作用機(jī)制。
卡諾氏液，質(zhì)量濃度為0.01g/mL的甲紫(舊稱龍膽紫)溶液，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的鹽酸，體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精
蒜或洋蔥(均為二倍體，體細(xì)胞中的染色體數(shù)目為16)
培養(yǎng)皿，濾紙，紗布，燒杯，鑷子，剪刀，顯微鏡，載玻片，蓋玻片，冰箱
待蒜長(zhǎng)出約1cm長(zhǎng)的不定根→放入冰箱(4 ℃)培養(yǎng)48~72 h
剪取上述根尖0.5~1 cm→放入卡諾氏液中浸泡0.5~1h,用體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精沖洗2次
解離→漂洗→染色→制片
◆在顯微鏡下觀察到的細(xì)胞已經(jīng)死亡，不能觀察到細(xì)胞中染色體數(shù)目的變化過(guò)程?！暨x材只能是分生區(qū)細(xì)胞，不能進(jìn)行細(xì)胞分裂的細(xì)胞不會(huì)出現(xiàn)染色體數(shù)目的變化。
視野中既有正常的二倍體細(xì)胞，也有染色體數(shù)目發(fā)生改變的細(xì)胞
6.低溫誘導(dǎo)時(shí)溫度越低效果越顯著(　　)7.用顯微鏡觀察時(shí)發(fā)現(xiàn)所有細(xì)胞中染色體數(shù)目均已加倍(　　)8.制作根尖細(xì)胞的臨時(shí)裝片時(shí)，制作基本步驟是解離→漂洗→染色→制片(　　)9.固定細(xì)胞后所用的沖洗試劑與解離后所用的漂洗試劑是一樣的(　　)10.在高倍顯微鏡下可以觀察到細(xì)胞從二倍體變?yōu)樗谋扼w的過(guò)程(　　)
[典例2]關(guān)于低溫誘導(dǎo)洋蔥(2n＝16)染色體數(shù)目變化的實(shí)驗(yàn)，下列敘述正確的是(　　)A．原理：低溫抑制染色體的著絲粒分裂，使子染色體不能移向細(xì)胞的兩極B．解離：用卡諾氏液和酒精處理經(jīng)低溫誘導(dǎo)的根尖可使細(xì)胞分離開C．染色：用甲紫溶液可以使染色體染色D．觀察：顯微鏡下可以看到大多數(shù)細(xì)胞的染色體數(shù)目發(fā)生改變
該實(shí)驗(yàn)的原理是低溫能抑制有絲分裂過(guò)程中紡錘體的形成，使染色體不能移向細(xì)胞的兩極，A錯(cuò)誤；該實(shí)驗(yàn)中卡諾氏液的作用是固定細(xì)胞形態(tài)，而不是進(jìn)行解離，B錯(cuò)誤；由于大多數(shù)細(xì)胞處于分裂間期，因此顯微鏡下可以看到大多數(shù)細(xì)胞的染色體數(shù)目未發(fā)生改變，少數(shù)細(xì)胞染色體數(shù)目改變，D錯(cuò)誤。
如圖是三倍體無(wú)子西瓜的培育過(guò)程圖解。據(jù)圖回答下列問(wèn)題：
芽尖細(xì)胞正在進(jìn)行有絲分裂，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)致染色體不能移向細(xì)胞兩極，從而引起細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目加倍。
1．為什么用一定濃度的秋水仙素溶液滴在二倍體西瓜幼苗的芽尖？
四倍體西瓜植株作母本產(chǎn)生的雌配子中含有兩個(gè)染色體組。四倍體植株與二倍體植株雜交可獲得三倍體植株。
如圖是三倍體無(wú)子西瓜的培育過(guò)程圖解。據(jù)圖回答下列問(wèn)題：2．四倍體西瓜植株作母本產(chǎn)生的雌配子中含有幾個(gè)染色體組？獲得的四倍體植株為何要與二倍體雜交？
如圖是三倍體無(wú)子西瓜的培育過(guò)程圖解。據(jù)圖回答下列問(wèn)題：3.在無(wú)子西瓜培育的過(guò)程中用二倍體給三倍體傳粉的目的是什么？
4．三倍體無(wú)子西瓜的果實(shí)中沒(méi)有種子的原因是什么？
三倍體西瓜的原始生殖細(xì)胞中有三套非同源染色體，減數(shù)分裂時(shí)出現(xiàn)聯(lián)會(huì)紊亂，不能形成可育的配子。
三倍體在進(jìn)行減數(shù)分裂時(shí)有可能形成了正常的卵細(xì)胞，從而形成正常的種子，但這種概率特別小。
如圖是三倍體無(wú)子西瓜的培育過(guò)程圖解。據(jù)圖回答下列問(wèn)題：5．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。
進(jìn)行無(wú)性繁殖，將三倍體西瓜植株進(jìn)行組織培養(yǎng)獲得大量的組織苗，再進(jìn)行移栽。
如圖是三倍體無(wú)子西瓜的培育過(guò)程圖解。據(jù)圖回答下列問(wèn)題：6．無(wú)子西瓜每年都要制種，很麻煩，有沒(méi)有別的替代方法？
1．下列關(guān)于染色體組的敘述，正確的是(　　) A.染色體組只存在于體細(xì)胞中 B.染色體組只存在于生殖細(xì)胞中 C.一個(gè)染色體組內(nèi)不存在同源染色體 D.染色體組在減數(shù)分裂過(guò)程中消失
生殖細(xì)胞和體細(xì)胞中都存在染色體組，只是染色體組數(shù)目不同，A、B錯(cuò)誤；一個(gè)染色體組是由細(xì)胞中的一組非同源染色體構(gòu)成的，C正確；在減數(shù)分裂過(guò)程中染色體組減半，但不會(huì)消失，D錯(cuò)誤。
2．下列是無(wú)子西瓜培育的過(guò)程簡(jiǎn)圖，有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(　　) A.①過(guò)程也可進(jìn)行低溫誘導(dǎo)處理，與秋水仙素的作用原理不同 B.三倍體植株不育的原因是在減數(shù)分裂過(guò)程中聯(lián)會(huì)發(fā)生紊亂 C.培育得到的無(wú)子西瓜與二倍體有子西瓜相比個(gè)大、含糖量高 D.要得到無(wú)子西瓜，需每年制種，很麻煩，所以可用無(wú)性繁殖進(jìn)行快速繁殖
低溫誘導(dǎo)和秋水仙素的作用原理相同，都是抑制有絲分裂前期紡錘體的形成。

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第2節(jié) 染色體變異

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年級(jí)： 必修2《遺傳與進(jìn)化》

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