专题18、染色体结构和数目的变异教案

专题18、染色体结构和数目的变异

1、概念：在自然条件或人为条件的影响下，染色体的结构和数目都可以发生变化，从而导致生物的性状发生变异。

染色体结构的变异

2、类型

染色体数目的变异

类型：缺失、倒位、易位、重复。

3、染色体结构的变异实例：猫叫综合症等。

原因：染色体结构的改变，引起染色体上的基因的数目或排列顺

序发生改变，对生物个体往往是不利的，有的甚至会导致

生物体死亡。

说明：每个物种染色体的大小、形态和结构都是相对稳定的。

交叉互换与染色体易位的区别

4、染色体数目变异

个别染色体数目增加或减少：21三体综合征

染色体组成倍增加或减少

5、染色体组：

(1)概念：细胞中的一组非同源染色体，它们在形态和功能

上各不相同，但是携带着控制一种生物生长发育、遗传变异的全

部信息，这样的一组染色体叫做一个染色体组(用n表示)。

(2)特征：不同种生物，每一个染色体组所含的染色体数目

不同(如人23条，果蝇4条)；在1个染色体组中是没有同源染

色体的(减Ⅰ后，同源染色体分离)，即所有的染色体大小形态各

不相同。

(3)染色体组数的判断：

方法①：细胞内形态相同的染色体有几条，则含有几

个染色体组，图甲所示细胞中相同的染色体有4条，则此

细胞中有4个染色体组(每个染色体组含3条形态和功能

各不相同的染色体)。

方法②：在细胞或生物体的基因型中，控制同一性状的同一种基因出现几次，则有几个染色体组，图乙所示基因型为AAaBBb的细胞或生物体含有3个染色体组。

判断：每个生殖细胞中的一组染色体都叫一个染色体组吗？(×)→2n？4n？

6、二倍体

(1)概念：由受精卵发育而成的个体，体细胞中含有两个染色体组的个体叫二倍体。

(2)实例：几乎全部动物(蜂王、工蜂属于二倍体，雄蜂属于单倍体)，过半数高等植物。

7、多倍体

(1)概念：由受精卵发育而成的个体，体细胞中含有3个或3个以上的染色体组的叫做多倍体。(三倍体-3n，四倍体-4n，六倍体-6n……)

(2)实例：1/3的被子植物

(3)形成原因

自然多倍体：外界条件剧变，分裂受阻，染色体数目加倍，加倍的细胞继续进行正常的分裂形成多倍体幼苗，从而得到多倍体植株。

人工诱导多倍体：用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，从而得到多倍体植株(低温处理)。

茎秆粗壮，叶片、果实、种子比较大，营养物质含量高。

(4)特点

发育延迟，结实率低。

(5)应用：人工诱导多倍体育种。

8、人工诱导多倍体育种

(1)概念：采用人工方法获得多倍体，再利用其变异来选育新品种。

(2)方法：最常用的方法是用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，从而得到多倍体。

(3)秋水仙素作用原理：抑制纺锤体的形成。秋

水仙素的作用在于能够抑制细胞有丝分裂时形成纺

缍体，染色体虽然完成了复制，但是不能形成两个子

细胞，因而使染色体的数目加倍，这样，加倍的染色

体就存在于一个体细胞里。以后由这样的体细胞分裂

出来的子细胞，染色体数目都比原来的体细胞增加了

一倍，这就形成了一个多倍体植株。

(4)实例：三倍体无子西瓜、八倍体小黑麦的培

育。

专题：无籽西瓜和无籽番茄的比较。

无籽西瓜，是三倍体西瓜的果实。三倍体植株在减

数分裂时，染色体的联会发生紊乱，不能形成正常的生

殖细胞，因此胚珠并不发育成为种子。不过子房发育果

实时，需授以二倍体西瓜的花粉，刺激诱导三倍体的子

房，才能发育成三倍体的无籽西瓜(属于染色体变异，是

可遗传的变异)。

无籽番茄，是用生长素刺激没有授粉的番茄雌花的

子房，使其发育成为果实，由于番茄未授粉，所有没有种子(属于不遗传的变异)。

秋水仙素可引起的变异：

9、单倍体

(1)概念：指体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体。

自然条件下，由未受精的卵细胞直接发育而成，如雄蜂。

(2)形成原因

人工条件下，用花药离体培养也能获得单倍体。

(3)特点：植株弱小，高度不育(孕)[原因：减数分裂过程中，联会紊乱，染色体无规则地

分配到配子中去，形成正常可育配子的概率仅为(1/2)n

(n 为染色体组中的染色体基数)，致使植株不孕。但自然状态下存在的单倍体(雄蜂等)，由于长期的自然选择作用，其生活力及繁殖能力均表现正常]，在生产上无使用价值。

(4)应用：单倍体育种。

方法：花药→离体培养→单倍体植株→人工诱导(秋水仙素)，染色体数目加倍→正常植

株(纯合体)→自交→种子(第一年)→萌发发育→新植株(新品种，纯种)(第二年)。 优点：明显缩短育种年限。

实例：蜜蜂中的雄蜂；蚜虫孤雌生殖的后代；水稻、小麦的花粉植株等。

专题：单倍体、二倍体、多倍体辨析。

凡是由配子不经受精作用直接发育而来的新个体就是单倍体。而不必管它体细胞中有几个染色体组。

由受精卵发育而来，凡是体细胞中含有两个(三个或三个以上)染色体组的个体叫二倍体(多倍体)。

可见，二倍体和多倍体的划分依据是体细胞中含有染色体组的数目；而单倍体的确定不是以体细胞中含有的染色体组的数目为依据，而是以是否由配子直接发育而来为依据。

专题：基因重组，基因突变，染色体变异。

10、育种：

(1)杂交育种

依据原理：基因重组

常用方法：①杂交→自交→选优→自交至不发生性状分离为止②杂交→“杂种”

优点：使分散在同一物种不同品种中的多个优良性状集中于同一个体身上

缺点：①育种时间一般比较长；局限于同种或亲缘关系较近的物种间；需及时发现优良品种。②年年制种

举例：①用纯种高秆抗病小麦与矮秆不抗病小麦培育矮秆抗病小麦②杂交水稻、杂交玉米等

(2)人工诱变育种

依据原理：基因突变

常用方法：①物理：用紫外线、X或γ射线、微重力、激光等处理，再筛选②化学：用亚硝酸、硫酸二乙酯等处理，再选择

优点：可以提高变异的频率，大幅度地改良某些性状

缺点：盲目性大，具有不定向性；有利变异少，工作量大，需要大量的供试材料

举例：青霉素高产菌株、太空椒

(3)单倍体育种

依据原理：染色体变异

常用方法：①先将花药离体培养，培养出单倍体植株②将单倍体幼苗经一定浓度的秋水仙素处理获得纯合子③从中选择优良植株

优点：明显缩短育种年限

缺点：技术复杂且需与杂交育种配合

举例：单倍体育种获得的矮秆抗锈病小麦

(4)多倍体育种

依据原理：染色体变异

常用方法：用一定浓度的秋水仙素处理萌发的种子或幼苗

优点：操作简单，能较快获得新类型

缺点：多倍体植物发育延迟，结实率降低，一般只适用于植物，在动物难于开展。

举例：三倍体无子西瓜、八倍体小黑麦

(5)基因工程育种

依据原理：基因重组