第三节 染色体变异及其应用
【目标导航】 1.结合教材图文，概述染色体结构变异的类型，探究“环境中化学物质对染色体结构变异的影响”。2.在阐明染色体组概念的基础上，说出一倍体、单倍体、多倍体的概念。3.结合实例，概述染色体变异在育种上的应用。
一、染色体结构的变异 1．可见性
许多染色体的变异(包括染色体结构的变异)是可以用显微镜直接观察的。 2．类型
(1)缺失：染色体中某一片段缺失，片段上的基因也随之失去。
(2)重复：除了正常染色体以外，多了部分染色体片段，这额外的染色体片段称为重复。 (3)倒位：一条染色体的片段断裂后倒转180°，又重新接上去。
(4)易位：一条染色体的一段接到另一条非同源染色体上，如果两条非同源染色体互相交换染色体片段，叫做相互易位。 3．主要原因
染色体的断裂以及断裂后的片段不正常的重新连接。 4．影响因素
电离辐射、病毒感染或一些化学物质的诱导。 5．对性状的影响
使排列在染色体上的基因的数目或排列顺序发生改变，从而导致性状的变异。大多数染色体结构的变异对生物体是不利的，有时甚至导致生物体死亡。 6．实例
猫叫综合征是人的第5号染色体部分缺失引起的。 二、染色体数目的变异 1．体细胞中的染色体情况
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
自然界中的生物大多是二倍体，它们的配子中所具有的全部染色体组成一个染色体组。 3．染色体数目变异的概念
染色体数目的成倍增加或减少，或者个别染色体的增加或减少等，都称为染色体数目的变异。 4．染色体数目变异的类型
分类
?非整倍性变异：丢失或添加一条或几条完整的染色体
?一倍性变异：体细胞中只含有一个染色体组的变异?整倍性变异??
?多倍性变异：与正常二倍体相比，具有更多染色体组的变异??
三、染色体变异在育种上的应用 1．单倍体育种
离体培养人工诱导染色选择
(1)方法：花药――→单倍体体数目加倍――→纯合二倍体――→优良品种 (2)优点：明显缩短育种年限。 2．多倍体育种
(1)自然作用机理：当植物体的内外环境发生骤变时，正在分裂的细胞中的纺锤体可能受到破坏，已经复制的染色体不能分配到两极，细胞不能分裂为两个子细胞，于是形成了染色体组加倍的细胞，然后发育成多倍体的个体。 (2)人工诱导
①方法：秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。
②机理：抑制纺锤体的形成，导致细胞内染色体数目加倍。
③植株优点：茎杆粗壮，所得果实、叶片、种子都比较大，糖类和蛋白质等营养物质含量有所增加。
判断正误
(1)染色体结构变异包括缺失、重复、倒位和易位等几种类型。( )
(2)染色体结构变异不改变染色体上的基因的数目或排列顺序，可在显微镜下观察到。( ) (3)二倍体生物正常配子中的一组染色体是一个染色体组。( )
(4)由受精卵发育而来的个体，体细胞中含几个染色体组，就是几倍体。( ) (5)单倍体一定只含一个染色体组。( )
(6)人工诱导多倍体最常用而且最有效的方法是用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。( ) (7)秋水仙素或低温能抑制纺锤体的形成，从而导致染色体数目加倍。( )
(8)染色体数目的变异包括染色体数目的成倍增加或减少，或者个别染色体的增加或减少等。( )
答案 (1)√ (2)× (3)√ (4)√ (5)× (6)√ (7)√ (8)√
一、染色体结构的变异
1．在自然条件或人为因素的影响下，染色体结构发生的改变，都会使染色体上的基因的数目
或排列顺序发生改变，从而导致性状的变异。 2．染色体结构变异的类型 类型 缺失 含义 染色体缺失某一片段，导致该片段基因丢失 果蝇棒状眼 倒位 染色体某一片段断裂后倒转180°又重新连接 染色体的某一片段连接到另一条非同源染色体上 人第9号染色体长臂内倒位可导致女性习惯性流产 图解 实例 猫叫综合征 重复 染色体重复增加某一片段 易位 人慢性粒细胞白血病 3.环境中化学物质对染色体结构变异的影响 (1)实验原理
a．微核是细胞在有丝分裂过程中，各种有害物质使细胞核损伤残留在核外的微小核染色质块。微核是染色体结构变异的结果。 b．蚕豆根尖细胞进行旺盛的有丝分裂。 c．一定浓度的硫酸铜溶液可诱发产生微核。 (2)实验步骤
培养蚕豆种子：25 ℃水培，根长到0.5～1.5 cm ↓
处理蚕豆根尖：移入质量浓度为300 mg/L的硫酸铜溶液中培养6 h；自来水冲洗后，再移入自来水中培养24 h ↓ 制作临时装片 ↓
染色：用改良碱性品红染液染色 ↓
镜检计算微核率：每个根尖计数500～1 000个细胞
该实验可设计对照：对蚕豆根尖只用水培而不用硫酸铜溶液处理的平行操作实验。
观察分析下列图示，思考：
(1)图①过程发生在哪类染色体之间？属于染色体结构变异吗？ 答案 发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间；不属于。 (2)图②过程中的两条染色体是同源染色体吗？属于哪类变异？ 答案 不是，是非同源染色体；属于染色体结构变异中的易位。
1. 右图表示某生物细胞中两条染色体及其部分基因。下列四种情况的产生不属于该细胞染色体结构变异的是( )
A．① B．② C．③ D．④ 【问题导析】
(1) 染色体结构变异指的是染色体某一片段的缺失、重复、倒位和易位等； (2) ③是基因突变或是减数分裂四分体时期发生交叉互换所致。 答案 C 【一题多变】
下列变异中，不属于染色体结构变异的是( ) A．染色体缺失了某一片段 B．染色体增加了某一片段
C．染色体中DNA的一个碱基发生了改变 D．染色体某一片段位置颠倒了180° 答案 C
解析 DNA中一个碱基发生改变，不会导致染色体上基因的数目或排列顺序的改变，不属于染色体结构变异，选项A、B、D依次属于缺失、重复和倒位。 二、染色体数目的变异
1．染色体组分析及染色体组数目的确定 (1)一个染色体组所含染色体的特点 ①一个染色体组中不含有同源染色体。
②一个染色体组中所含有的染色体形态、大小和功能各不相同。
③一个染色体组中含有控制一种生物性状的一整套遗传信息(即含一整套基因)。 (2)染色体组数目的确定方法 ①根据细胞中染色体的形态判断
细胞内同一形态的染色体有几条，则含有几个染色体组，如图甲细胞中同一形态的染色体有4条，则该细胞含4个染色体组，图乙含3个染色体组，图丙含1个染色体组。
②根据基因型来判断
在细胞或生物体的基因型中，控制同一性状的基因(不分显隐性)出现几次，则有几个染色体组，如图乙细胞基因型为AAaBBb，基因A和a(或B和b)共有3个，则该细胞共有3个染色体组。
③根据染色体的数目和染色体的形态数来推算
染色体数
染色体组的数目＝，如图甲细胞中有8条染色体，分为2种形态，则染色体组
染色体形态数的数目为4个。
2．单倍体、二倍体和多倍体
单倍体 体细胞中含有本物种概念 配子染色体数目的个体 染色体组 形成 原因 自然原因 人工诱导 1至多个 单性生殖 花药离体培养 二倍体 由受精卵发育而来，体细胞含有2个染色体组的个体 2 正常的有性生殖 秋水仙素处理一倍体幼苗 多倍体 由受精卵发育而来，体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体 3个或3个以上 外界环境条件剧变 秋水仙素处理萌发的种子或幼苗 形成过程 特点 植株弱小，高度不育 多数生物的普通性状 茎秆粗壮，果实、种子较大，营养物质含
高中生物 第三章 遗传和染色体 第三节 染色体变异及其
