第三节 染色体变异及其应用
1．简述染色体的结构变异和数目变异。(重难点)
2．了解染色体变异在育种上的应用，收集染色体变异在育种上的应用实例。(重点) 3．单倍体育种和多倍体育种在方法、原理上的异同，比较它们的优缺点，了解三倍体无子西瓜的培育过程。(难点)
染 色 体 结 构 的 变 异
1．主要起因
染色体断裂以及断裂后的片段不正常的重新连接。 2．遗传效应
染色体上基因的数目或排列顺序发生改变，从而导致性状的变异。 3．影响因素
电离辐射、病毒感染或一些化学物质诱导。 4．对生物影响
大多数染色体结构变异对生物体是不利的，有时甚至会导致生物体死亡。 5．实例
猫叫综合征，是人的第5号染色体的部分缺失造成的。 6．类型
缺失、重复、倒位、易位。
[合作探讨]
下图是染色体之间发生的变化，分析图片探究下面的问题：
探讨1：图甲中的两条染色体是什么关系？
【提示】 非同源染色体。
探讨2：图乙中交换后染色体的结构是否发生改变？
【提示】 图乙是同源染色体，交换后染色体结构没有改变。 探讨3：图甲、图乙的变异分别属于何种类型的变异？
【提示】 甲是染色体结构变异中的易位，乙是交叉互换属于基因重组。 [思维升华] 类型 概念 染色体中的某一片段及其带有的基因一起丢失而引起变异的现象 实例 猫叫综 合征 重复 染色体上增加了某一片段引起的变异 果蝇棒 状眼 夜来香 某些类 型的变异 普通果蝇 倒位 染色体的某一片段位置颠倒引起的变异 3号染色 体上的某 些基因
1．如图中甲表示在野生型果蝇细胞内的一条染色体上排列的基因，图乙、丙、丁、戊分别表示四种不同突变型果蝇细胞内该染色体上的基因排列情况。则乙、丙、丁、戊分别属于染色体变异中的( )
示意图 缺失 易位 染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上引起的
A．缺失、重复、倒位、易位 B．倒位、缺失、重复、易位 C．缺失、重复、易位、倒位 D．重复、缺失、倒位、易位
【解析】 与甲比，乙缺少了e段，为染色体变异中的缺失；丙多了d段，为染色体变异中的重复；丁的c与e颠倒了180°，为染色体变异中的倒位；戊多了g段，但g段来自
甲的非同源染色体，为染色体变异中的易位。
【答案】 A
2．染色体之间的交叉互换可能导致染色体的结构或基因序列的变化。下列图中甲、乙两图分别表示两种染色体之间的交叉互换模式，丙、丁、戊图表示某染色体变化的三种情形。则下列有关叙述正确的是( ) 【导学号：21920029】
A．甲可以导致戊的形成 B．乙可以导致丙的形成
C．甲可以导致丁或戊两种情形的产生 D．乙可以导致戊的形成
【解析】 由图可知，甲表示同源染色体的非姐妹染色单体之间发生的交叉互换，乙表示非同源染色体之间的易位。前者的变异类型属于基因重组，发生交叉互换后在原来的位置可能会换为原基因的等位基因，可导致丁的形成；后者属于染色体结构变异，由于是与非同源染色体之间发生的交换，因此易位后原位置的基因被换成控制其他性状的基因，可导致戊的形成。丙属于染色体结构变异中的“重复”。
【答案】 D
染 色 体 数 目 变 异
1．体细胞中的染色体
正常情况下，每种生物的染色体数目都是恒定的。在不同物种之间，染色体数目往往差别很大。生物体细胞中染色体一般都是成对存在的。
2．染色体组
细胞中形态和功能各不相同，但互相协调，共同控制生物的生长、发育、遗传和变异的一组非同源染色体，称为一个染色体组。
3．二倍体与多倍体
由受精卵发育而成的个体，体细胞中含有两个染色体组的叫二倍体。 体细胞中含有三个或三个以上染色体组的叫做多倍体。 4．染色体数目的变异
(1)含义：染色体数目以染色体组的方式成倍地增加或减少，个别染色体的增加或减少。
非整倍性变异：个别染色体的增加或减少??
(2)类型?整倍性变异：以染色体组的形式成倍地增
?? 加或减少(3)整倍性变异
①一倍性变异：体细胞只含有一个染色体组的变异。 特点：高度不育。
②单倍体变异：体细胞含有的染色体数等于配子染色体数的变异。
a．成因：由配子直接发育成新个体，如植物的单倍体，蜜蜂的雄蜂(由未经受精的卵细胞直接发育而来)。
b．特点：植株弱小，高度不育。
③多倍性变异：指与正常的二倍体细胞相比，具有更多染色体组的变异。 5．染色体变异在育种上的应用 (1)单倍体育种 ①过程图
②优点：a.后代是纯合体，自交后不发生性状分离。b.能明显缩短育种年限。 (2)多倍体育种 ①原理 细胞有
丝分裂
染色体不能分细胞内染色体――――――→―→ 配到细胞两极数目加倍抑制纺锤体形成内外环境骤变
多倍体
―――――――――――→
植株
进行正常的有丝分裂，发育
②方法：用低温处理或用秋水仙素处理。 ③处理对象：萌发的种子或幼苗。 ④实例：三倍体无子西瓜的培育。
⑤优点：茎秆粗壮，果实、叶子、种子都比较大，糖类和蛋白质等营养物质含量有所提高。
6．低温诱导植物染色体数目的变化 (1)实验原理
染色体数目加倍的细胞
①进行正常有丝分裂的植物分生组织细胞，在有丝分裂后期，染色体的着丝点分裂，子染色体在纺锤丝的作用下分别移向两极，最终平均分配到两个子细胞中去。
②用低温处理植物组织细胞，使纺锤体的形成受到抑制，以致影响染色体被拉向两极，细胞也不能分裂成两个子细胞，于是，植物细胞染色体数目发生变化。
(2)方法步骤：蚕豆根尖培养→取材→制片(解离→漂洗→染色→制片)→观察。 (3)结论：适当的低温可诱导细胞中的染色体加倍。
[合作探讨]
无子西瓜是三倍体，在减数分裂形成配子过程中，因联会紊乱不能产生正常的生殖细胞，导致无法受精形成正常种子。给三倍体植株授于二倍体花粉只是刺激子房合成大量生长素，促进子房发育成无子果实。
探讨1：三倍体无子西瓜是如何得到的？ 【提示】 用二倍体和四倍体杂交得到。 探讨2：培育无子西瓜时如何获得四倍体西瓜？ 【提示】 利用秋水仙素处理二倍体西瓜的幼苗。 探讨3：培育三倍体无子西瓜的方法是什么育种方法？ 【提示】 多倍体育种。 [思维升华] 1．染色体组的特征
(1)一个染色体组中不含同源染色体，是一组非同源染色体； (2)每条染色体的形态、大小和功能各不相同； (3)携带着控制生物生长发育的全部遗传信息；
(4)同种生物的一个染色体组中染色体数目是一定的，不同生物一个染色体组中染色体数目不同。
2．染色体组数目的判断 (1)据染色体形态判断
细胞内形态相同的染色体有几条，则含有几个染色体组。如图所示的细胞中，形态相同的染色体在a中有3条、b中两两相同、c中各不相同，则可判定它们分别含三、二、一个染色体组。
(2)据基因型判断
控制同一性状的基因出现几次，就含几个染色体组，每个染色体组内不含等位基因或相
高中生物遗传和染色体基因的自由组合定律学案苏教版必修
