第四节染色体变异

1、名校名 推荐染色体变异教学目的1、染色体结构的变异（B：识记）2、染色体数目的变异（B：识记）教学重点染色体数目的变异教学难点染色体组、二倍体、多倍体和单倍体的概念教学用具猫叫综合征幼儿照片、 染色体结构变异投影片、 精子形成过程图、 雌雄果蝇染色体图解、雄果蝇的染色体组图解教学方法讨论法、讲授法课时安排2 课时教学过程第 一 课 时前 面 学 习 了 基 因 突 变 的 知 识 。基 因 突 变 是 基 因 内 部 分 子 结 构 发 生 了 改 变 ，从而 使 遗 传 信 息 改 变 ，进 而 使 蛋 白 质 结 构 改 变 、生 物 性 状 改 变 ，导 致 生 物 发 生 变 异 。我

2、 们 知 道 ，基 因 是 有 遗 传 效 应 的 DNA 片 段 ，而 染 色 体 是 DNA 的 主 要 载 体 ，因此 ， 染 色 体 是 基 因 的 主 要 载 体 。对 于 各 种 生 物体 来 说 ，正 常 情 况 下 ，其 染 色 体 的 结 构 和 数 量 都 是 稳 定 的 。但在 自 然 条 件 和 人 为 因 素 的 影 响 下 ，染 色 体 的 结 构 和 数 目 均 可 发 生 改 变 ，染 色 体 的任 何 改 变 都 必 定 引 起 遗 传 信 息 的 改 变 ，从 而 导 致 生 物 性 状 的 改 变 ，这 就 是 染 色 体的 变 异 。染 色 体 变 异

3、与 基 因 突 变 的 最 大 区 别 是 染 色 体 变 异 在 显 微 镜 下 可 以 观 察 到 ，而基 因 突 变 仅 仅 是 染 色 体 的 某 一 个 位 点 上 基 因 的 改 变 ，这 种 改 变 在 显 微 镜 下 是 看 不到 的 。按 照 发 生 的 原 因 不 同 ，可 将 染 色 体 变 异 分 为 自 发 突 变 和 诱 发 突 变 ；按 照 其 性质 的不 同 ，可 将 染 色 体 变 异 分 为 染 色 体 结 构 变 异 和 染 色 体 数 目 变 异 。其 中 ，染 色体 数 目 的 改 变 是 染 色 体 变 异 的 一 个 重 要 方 面 ，对 于 生

4、物 新 类 型 的 产 生 起 着 很 大 的作 用 。（ 一 ） 染 色 体 结 构 的 变 异在 自 然 条 件 或 人 为 因 素 的 影 响 下 ， 染 色 体 发 生 的 结 构 变 异 主 要 有 4 种 。1 、 缺 失 （ 中 间 缺 失 、 顶 端 缺 失 ）染 色 体 中 缺 失 某 一 片 段 。（ 猫 叫 综 合 征 幼 儿 照 片 ）这 是 一 个 猫 叫 综 合 征 幼 儿 的 照 片 。从 像 片 上 看 ，患儿 两眼 较 近 ，耳 位 低 下 ，存 在 着 严 重 的 智 力 障 碍 ，因 为 病 儿 哭 声 轻 、音 调 高 ，很像 猫 叫 而 得 名 。 这

5、 种 病 的 病 因 是 什 么 ？这 是 由 于 病 儿 第 5 号 染 色 体 部 分 缺 失 引 起 的 遗 传 病 。2 、 重 复染 色 体 中 增 加 某 一 片 段 。3 、 倒 位染 色 体 某 一 片 段 的 位 置 颠 倒 了 180 。4 、 移 接 （ 相 互 易 位 ）染 色 体 的 某 一 片 段 移 接 到 另 一 条 非 同 源 染 色 体 上 。染 色 体 结 构 的 变 化 ，都 会 使 排 列 在 染 色 体 上 的 基 因 的 数 目 和 排 列 顺 序 发 生 改变 ，从 而 导 致 生 物 性 状 变 异 的 发 生 。大 多 数 染 色 体 结 构

6、 变 异 对 生 物 体 都 是 不 利 的 ，有 的 甚 至 会 导 致 生 物 体 死 亡 。45名校名 推荐（ 二 ） 染 色 体 数 目 的 变 异正 常 情 况 下 ，每 种 生 物 的 染 色 体 的 数 目 都 是 稳 定 的 。但 在 某 些 特 定 的 环 境 条件 下 ， 染 色 体 的 数 目 会 发 生 改 变 ， 从 而 产 生 可 遗 传 的 变 异 。染 色 体 数 目 的 变 异 可 以 分 为 两 类 。1 、 细 胞 内 的 个 别 染 色 体 的 增 加 或 减 少例 如 ， 人 类 的 一 种 遗 传 病 叫 21 三 体 综 合 征 ， 比 正 常 人

7、 多 一 条 染 色 体 ， 表 现为 智力 低 下 、身 体 发 育 缓 慢 等 症 状 ；再 如 ，人 类 的 另 一 种 遗 传 病 叫 性 腺 发 育 不 良 ，患 者 少 了 一 条 X 染 色 体 ， 外 观 表 现 为 女 性 ， 但 性 腺 发 育 不 良 ， 没 有 生 育 能 力 。2 、 细 胞 内 的 染 色 体 数 目 以 染 色 体 组 为 单 位 成 倍 地 增 加 或 减 少这 种 类 型 的 变 异 ，在 实 践 中 应 用 更 普 遍 ，因 此 ，我 们 重 点 介 绍 后 一 种 类 型 的染 色 体 数 目 变 异 。 首 先 我 们 要 了 解 什 么

8、 是 染 色 体 组 。（ 1 ） 染 色 体 组A、 染 色 体 组 的 概 念雌 、 雄 果 蝇 体 细 胞 的 染 色 体 图 解果 蝇 的 体 细 胞 中 ， 有 8 条 染 色 体 。 其 中 3 对 为 常 染 色 体 ， 1 对 为 性 染 色 体 。当 雄 果 蝇 进 行 减 数 分 裂 形 成 精 子 时 ，由 于 同 源 染 色 体 的 彼 此 分 离 ，精 子 中 只含 有 每 对 同 源 染 色 体 中 的 一 条 染 色 体 ，染 色 体 数 目 减 半 。因 此 ，雄 果 蝇 产 生 的 精子 中 共 有 4 条 染 色 体 ，而 且 这 4 条 染 色 体 均 为

9、 大 小 、形 状 各 不 相 同 的 非 同 源 染 色体 。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 和 变 异 的 全 部 信 息 ，这 样 的 一 组 染 色 体 叫 做 一 个 染 色体 组 。 例 如 ， 雄 果 蝇 精 子 中 的 这 组 染 色 体 就 组 成 了 一 个 染 色 体 组 。B、 染 色 体 组 的 特 点 一 个 染 色 体 组 中 的 染 色 体 均 是 非 同 源 染 色 体 ； 同 一 个 染 色 体 组 中 的 染 色 体

10、肯 定 大 小 、 形 状 各 不 相 同 ； 一 个 染 色 体 组 中 几 乎 包 含 包 含 了 控 制 该 生 物 生 长 发 育 、遗 传 和 变 异 的 一 整套 遗 传 信 息 ， 但 不 能 重 复 ； 不 同 生 物 的 染 色 体 组 中 染 色 体 数 目 、 形 状 不 相 同 。C 、生物体细胞中染色体组数目判别的方法 细胞内形态相同的染色体有几条，则含有几个染色体组 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出现几次，则含有几个染色体组。如基因型为AAaaBBbb 的细胞或生物体 根据染色体的数目、形态来推算，染色体组数目=染色体数 / 染色体形

11、态数板 书（ 一 ） 染 色 体 结 构 的 变 异1 、 缺 失2 、 重 复3 、 倒 位4 、 移 接（ 二 ） 染 色 体 数 目 的 变 异1 、 细 胞 内 的 个 别 染 色 体 的 增 加 或 减 少2 、 细 胞 内 的 染 色 体 数 目 以 染 色 体 组 为 单 位 成 倍 地 增 加 或 减 少（ 1 ） 染 色 体 组A、 染 色 体 组 的 概 念B、 染 色 体 组 的 特 点C、生物体细胞中染色体组数目判别的方法46名校名 推荐第 二 课 时（ 2 ） 二 倍 体 和 多 倍 体 二 倍 体由 受 精 卵 发 育 而 成 的 个 体 ， 体 细 胞 中 含 有

12、 两 个 染 色 体 组 的 个 体 称 为 二 倍 体 。玉 米 的 生 殖 细 胞 内 有 10 条 大 小 、形 状 各 不 相 同 的 染 色 体 ，这 10 条 染 色 体 组成 了 一 个 染 色 体 组 。 玉 米 的 体 细 胞 中 有 两 个 染 色 体 组 ， 20 条 染 色 体 。人 的 一 个 染 色 体 组 中 有 23 条 染 色 体 ，人 的 体 细 胞 中 有 两 个 染 色 体 组 ， 46 条染 色 体 。人 ， 果 蝇 ， 玉 米 的 体 细 胞 中 各 含 两 个 染 色 体 组 ， 都 属 于 二 倍 体 。二 倍 体 在 自 然 界 中 比 较 普

13、 遍 ，几 乎 全 部 的 动 物 和 过 半 数 的 高 等 植 物 均 是 二 倍体 。 多 倍 体A、 多 倍 体 的 概 念由 受 精 卵 发 育 而 成 的 个 体 ， 体 细 胞 中 含 有 三 个 或 三 个 以 上 染 色 体 组 的 个 体 ，称 为 多 倍 体 。香 蕉、无 籽 西 瓜 的 体 细 胞 中 含 有 三 个 染 色 体 组 ，是 三 倍 体 ；马 铃 薯 的 体 细 胞中 含 四 个 染 色 体 组 ， 称 为 四 倍 体 。B、 多 倍 体 形 成 的 原 因多 倍 体 在 植 物 中 广 泛 存 在 ， 在 动 物 中 较 少 见 。在 自然 界 中 ，由

14、 于 环 境 条 件 的 剧 烈 变 化 干 扰 了 细胞 正 常 的 有 丝 分 裂 ，使 生 物以 染 色 体 组 为 单 位 成 倍 地 增 加 ， 形 成 多 倍 体 。C、多倍体的特点染 色 体 组 倍 增 变 化 的 意 义 在 于 促 使 基 因 遗 传 效 应 的 增 强 。因 此 ，多倍体集中表现为各种器官有增大的趋势和生理代谢活动增强。多倍体植物各器官较二倍体都大， 果实中含营养物多。 如四倍体水稻千粒重是二倍体水稻的二倍，蛋白质含量提高 5 15。可见，有较高的应用价值。下面以三倍体西瓜为例来看看其育种过程。（课本 P49，二倍体草莓、多倍体草莓图片）D、 人 工 诱 导

15、 多倍体在 育 种 上 的 应 用D-1-1人 工 诱 导 多倍体的方法萌发的种子或幼苗（ 2n）秋水仙素分裂周期细胞（2n）染色体正常复制，不能形成纺锤体细胞染色体加倍（4n）多倍体组织或个体D-1-2人 工 诱 导 多倍体的方法培育新品种二倍体四倍体杂交育种D-2-1三倍体西瓜培育过程（课本 P49）二倍体西瓜幼苗（）二倍体西瓜幼苗（）秋水仙素 处理四倍体植株 （）二倍体植株 （）- - - - - -三倍体种子 - - -（第一年）（第二年）花粉刺激 子房二倍体植株 （）47名校名 推荐三倍体植株 （）（联会紊乱 不能形成正常的生殖细胞）子房发育三倍体无籽西瓜D-2-2 无籽西瓜（遗传物

16、质改变， 可遗传的变异） 和无籽番茄的培育原理 （遗传物质不改变，不可遗传的变异）无籽西瓜是由于三倍体植株在减数分裂中同源染色体联会紊乱，因而不能形成正常的生殖细胞，不能产生种子；无籽番茄是用一定浓度的人工合成的生长素来处理没有授粉的番茄花蕾，诱导子房（壁）发育成果实（皮），因未经受粉而没有种子。D-3子房的发育子房壁（ 2N）果皮（ 2N）子珠被（ 2N）种皮（ 2N）房胚珠卵细胞胚（ 2N）胚囊极核细胞胚乳（ 3N）（ 3 ） 单 倍 体 单 倍 体 的 概 念在 生 物 的 体 细 胞 中 ，染 色 体 数 目 不 仅 可 以 成 倍 增 加 ，也 可 以 成 倍 地 减 少 。如蜜 蜂

17、 中 的 工 蜂 和 蜂 王 的 体 细 胞 中 有 32 条 染 色 体， 而 雄 蜂 是 由 卵 细 胞 直 接 发 育 而成 。因 此 ，雄 蜂 体 细 胞 中 的 染 色 体 是 蜂 王 和 工 蜂 的 一半 。（ 教 案 P49 雄 峰 的 假 减数 分 裂 ）体 细 胞 中 含 有 本 物 种 配 子 染 色 体 数 目 的 个 体 称 为 单 倍 体 。玉 米 是 二 倍 体 ， 有 20 条 染 色 体 ， 由 玉 米 卵 细 胞 直 接 发 育 成 的 个 体 就 是 单 倍体 。 单 倍 体 玉 米 中 染 色 体 数 是 10 条 。 普 通 小 麦 是 六 倍 体 ，

18、体 细 胞 中 有 六 个 染 色体 组，其 配 子 中 有 三 个 染 色 体 组 。由 配 子 发 育 成 的 小 麦 ，体 细 胞 中 的 染 色 体 数 同本 物 种 配 子 中 的 染 色 体 数 是 相 同 的 ， 因 此 只 能 叫 单 倍 体 而 不 能 把 它 称 为 三 倍 体 。可见，一倍体，二倍体，多倍体和单倍体的划分依据是不同的。一倍体、二倍体、多倍体是以含染色体组的数目来划分的；而单倍体是指含有本物种体细胞染色体数一半的个体，它与所含染色体组的数目没有关系。 单倍体育种单倍体植株瘦弱，高度不孕，本身无利用价值。但是在育种上却有特殊意义，因为它可以大大缩短育种年限，并

19、且产生的后代都是纯种，后代无性状分离。F1 花粉花药离体培养（组织培养）单倍体植株人工诱导染色体加倍二（多）倍体纯合体自交种子萌发发育新植株（ 新品种 ）单倍体育种与杂交育种A、单倍体育种B、杂交育种48名校名 推荐板书（ 2） 二 倍 体 和 多 倍 体 二 倍 体 多 倍 体A、 多 倍 体 的 概 念B、 多 倍 体 形 成 的 原 因C、多倍体的特点D 、 人 工 诱 导 多倍体在 育 种 上 的 应 用（ 3） 单 倍 体 单 倍 体 的 概 念 单倍体育种单倍体育种与杂交育种三种可遗传变异的比较基因重组基因突变控 制 不 同 性染色体变异多倍体单倍体状的基因重新组基 因 分 子 结

20、构发生改变，产变异本质合，产生新的基生新的基因，出因型，性状重新现新的性状。组合。减数（第一次）细胞分裂间分裂形成配子期 DNA 复制过时，非同源染色产生过程程中，基因中脱体上非等位基因氧核苷酸的增的自由组合和等加、减少和改变。位基因的交换。非常普遍，是生发 生 频 率物变异的重要因低，发生的可能素。通过杂交，性很小，有害变染 色 体 组 成倍增加，产生新的基因型，引起性状变化。细 胞 分 裂 过程中，染色体复制后，不能形成两个子细胞。染 色 体 组 成倍减少，产生新的基因型，引起性状变化。有 性 生 殖 过程中，配子不经受精作用而单独发育成个体。特点培育新品种，后异多。是生物变代中重组产生的异的根本来源，变异类型有一定是生物进化的重的比