3.1 染色体变异及其应用 课件(共50张PPT) 2022-2023学年高一生物 苏教版2019必修2
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| 名称 | 3.1 染色体变异及其应用 课件(共50张PPT) 2022-2023学年高一生物 苏教版2019必修2 |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 7.8MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 苏教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2023-04-12 14:28:45 | ||
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(共50张PPT)
必修2 遗传与进化
生 物 学
（新苏教版）
第三章 生物的变异
第1节 染色体变异及其应用
积极思维：果蝇幼虫唾腺染色体的异常说明了什么？
果蝇唾腺染色体是果蝇三龄幼虫的唾腺发育到一定阶段后，细胞的有丝分裂停留在间期，构成一个永久间期系统。唾腺细胞数目不增加，但体积增大，其中每条染色体的常染色质区的核蛋白纤维（染色质纤维）不断复制，多则可达2的10至15次方次复制，其复制产物不分开，成千上万条染色质纤维平行而精巧地排列形成一大束宽而长的带状物，又称多线染色体（polytene chromosome)。
染色体变异的概念及种类
1 ．概念：
生物体的体细胞或生殖细胞内染色体数目或结构的变化。（光学显微镜下可观察）
2 ．种类：
染色体结构的变异
染色体数量的变异
缺失
人类5号染色体断臂缺失：猫叫综合征
染色体的某一片段缺失引超变异
果蝇正常翅
果蝇缺刻翅
猫叫综合征
棒状眼
正常眼
重复
染色体中增加某一片段引起的变异
果蝇棒状眼的形成
染色体的某一片段位置颠倒引起变异
正常翅
卷翅
倒位
染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上引起变异
正常眼
花斑眼
易位
果蝇花斑眼的形成
缺失
重复
染色体上基
因数目改变
易位
倒位
染色体上基因
排列顺序改变
染色体结构变异
生物性状变异
多数不利，甚至致死
染色体结构的变异的结果
图解 染色体易位 交叉互换
区别 位置
原理
观察
时间
减数分裂Ⅰ四分体时期
发生在任何时间
讨论1：
发生于非同源染色体之间
发生于同源染色体的非姐妹染色单体之间
染色体结构变异
基因重组
可在光学显微镜下观察到
不可在光学显微镜下观察到
染色体结构变异中的易位与减数第一次分裂前期的交叉互换是一回事吗？
基因的数目和种类没有变化，基因排列顺序发生改变
练一练
缺失
重复
倒位
下列各图发生了何种变异？
下图为显微镜观察的变异杂合子染色体联会异常现象，通过图示辨析染色体结构变异的类型。
C
倒位
缺失
重复
易位
缺失或重复
倒位
易位
易位
交叉互换
易位
判断：
XO
XX
XXX
4n=16
n=4
2n=8
个别染色体增加或减少。
染色体数目以一套完整的非同源染色体为基数成倍地增加或成套地减少。
染色体数量的变异
有丝分裂后期
减数分裂I后期
减数分裂II后期
原因：
分裂后期，染色体没有平均的分配，移向两极。
细胞内个别染色体的增加或减少的原因
实例.二十一三体综合症
先天愚型或Down综合症：47，XX或XY,+21
女性患者少了一条X染色体，为XO型。外观表现为女性，但性腺发育不良，没有生育能力。
44条＋XO（45条）
性腺发育不全综合征（Turner综合征）
在大多数生物的体细胞中，染色体都是两两成对的，也就是说含有两套非同源染色体，其中每套非同源染色体称为一个染色体组。
每个染色体组包括形态和功能不同的非同源染色体，但携带着控制一种生物生长发育、遗传和变异的全套遗传信息。
染色体组的概念
减数分裂
果蝇的一个染色体组
1、写出所有同源染色体？
Ⅱ和Ⅱ、Ⅲ和Ⅲ、Ⅳ和Ⅳ、X和Y
2、写出所有非同源染色体的集合？
Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和X
Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和Y
染色体组图示
一个染色体组是______________或_______________。
Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X
Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y
**果蝇的一个基因组是__________________________________。
Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X、Y（3条常染色体+XY）
思考：人的染色体组和基因组分别是什么？
一个染色体组是_____________
22条常染色体+X或22条常染色体+Y
一个基因组是___________________
22条常染色体+XY
染色体组的判断方法
方法一：根据染色体形态判断
细胞中同一形态的染色体有几条，则含有几个染色体组；细胞中有几种形态的染色体，一个染色体组中就有几条染色体。
1个染色体组
1组3条染色体
3个染色体组
1组5条染色体
4个染色体组
1组2条染色体
4个染色体组
1组3条染色体
方法二根据“基因型”判断
AAaaBbbb
4组
同一英文字母（无论大小写）出现几次，就含有几个染色体组。
YyRr
AAbb
AaaBBb
ABCD
2组
2组
3组
1组
染色体组的判断方法
染色体组的判断
2组
2组
2组
4组
1组
2组
细胞分裂图的染色体中判断
动物体细胞有丝分裂后期染色体数量最多，染色体组数也最多，一般为4组
单倍体
由 发育而来，体细胞中的染色体数目与本物种配子染色体数目 的个体。 植物植株矮小，且高度不育（除雄蜂外）
蜂王
32条染色体
雄蜂
16条染色体
工蜂
32条染色体
二倍体、多倍体、单倍体
配子
相同
受精卵32
蜂王32
卵细胞16
雄峰16
雄峰16
精子16
蜂王32 工蜂32
单倍体
如雄蜂，是由蜂王的卵细胞直接发育而来的（N=16），而蜂王和工蜂都是受精卵发育而来的（2N=32）
二倍体
二倍体（几乎全部动物+大多数高等植物）由 发育而成，体细胞中含有 染色体组的个体。
多倍体（大多数植物）
由 发育而成，体细胞中含有
染色体组的个体。（有几个染色体组就叫几倍体）
人的染色体组成
（性染色体不同）
受精卵
2个
受精卵
三个或三个以上
二倍体、多倍体、单倍体
多倍体
在被子植物中，约有33%的物种是多倍体。
例如：普通小麦、棉、烟草、菊、水仙等都是多倍体。某些品种的苹果、梨、葡萄也是多倍体。
普通小麦 六倍体
菊花 六倍体
葡萄 三/四倍体
二倍体、多倍体、单倍体
多倍体植株的特点：
茎秆粗壮，叶片、果实和种子都比较大，糖类和蛋白质等营养物质的含量都有所增加，但发育迟缓，结实率低。
例：四倍体葡萄的果实比二倍体的大得多；四倍体番茄的维生素C含量比二倍体的几乎增加了一倍。
四倍体番茄
二倍体、多倍体、单倍体
项目 单倍体 二倍体 多倍体
概念
发育起点
染色体组的数目
性状表现
由配子发育而来，体细胞的染色体数目与本物种配子染色体数目相同的个体
由受精卵发育而成，体细胞中含有2个染色体组的个体
由受精卵发育而成，体细胞中含有3个或3个以上染色体组的个体
未受精的配子
受精卵
受精卵
不确定（是正常体细胞染色体组数目的一半）
2个
3个或3个以上
植株矮小，且高度不育（除雄蜂外）
茎秆粗壮，叶片、果实、种子较大，营养丰富，但发育迟缓，结实率低
正常（作为单倍体、多倍体的参照物）
二倍体、多倍体、单倍体
为什么平时吃的香蕉是没有种子的
三倍体因为原始生殖细胞中有三套非同源染色体，减数分裂时同源染色体联会紊乱，因此不能形成可育的配子。
三倍体西瓜
概念：将两个或多个品种的优良性状通过 集中在一起，再经过 获得新品种的方法。
育种原理：在杂交过程中，染色体上控制不同亲本优良性状的基因，随着 而重新组合在一起，经过
_________会获得优良的新品种。（基因重组）
缺点：杂交育种的过程 。
杂交育种
杂交
选择和培育
配子的结合
选育
可能很缓慢
明显缩短育种年限
单倍体植株的特点：
与正常植株相比，单倍体植株长得弱小，而且高度不育
原理：
染色体（数目）变异
方法:
优点：
花药
单倍体幼苗
染色体加倍得到正常纯合植株
人工诱导
用秋水仙素处理
离体培养
单倍体育种
花药离体培养
人工诱导染色体数目加倍（秋水仙素处理单倍体幼苗）
过程：
花药离体培养
P
F1
配子
DDTT
DDtt
ddTT
ddtt
正常植株（纯合）
秋水仙素
单倍体育种
P
高杆抗病
DDTT
×
矮杆感病
ddtt
F1
高杆抗病
DdTt
F2
D_T_
D_tt
ddT_
ddtt
ddTT
杂交育种
矮抗
需要的纯合矮抗品种
连续
第1年
第2年
第3-6年
高杆抗病
DDTT
×
矮杆感病
ddtt
高杆抗病
DdTt
DT
Dt
dT
dt
单倍体植株
第1年
第2年
DT
Dt
dT
dt
需要的纯合矮抗品种
优点：
缺点：
操作复杂，需与杂交育种配合
明显缩短育种年限，
快速获得纯合体植株。
低温诱导、秋水仙素（目前常用、最有效）处理萌发的种子或幼苗。
①原理：
②方法：
染色体（数目）变异
多倍体育种——无籽西瓜的培育
③机理：
**秋水仙素只影响纺锤体的形成，不影响着丝粒的分裂；
**低温处理和秋水仙素诱发的原理是一样的；
主要作用于细胞分裂的前期
④作用时期
抑制纺锤体的形成，导致着丝粒分裂后染色体不能移向细胞两极，从而引起细胞内染色体数目加倍。
形成纺锤体
内外因素的影响下
不形成纺锤体
细胞分裂异常，导致子细胞染色体加倍
多倍体形成的原因：细胞分裂中纺锤体的形成受阻
X
X
X
X
X
X
X
X
v
v
v
v
v
v
v
v
v
v
v
v
v
v
v
v
v
v
v
v
v
v
v
v
v
v
v
v
v
v
v
v
细胞分裂正常，染色体平均分配到两个子细胞中
二倍体西瓜幼苗
二倍体西瓜幼苗
秋水仙素处理
二倍体西瓜植株
四倍体西瓜植株
♀
♂
联会紊乱
三倍体西瓜种子
无子西瓜
杂交
授粉
×
自然长成
二倍体西瓜植株
第一年
第二年
三倍体西瓜植株
用二倍体花粉：刺激子房发育为果实。
多倍体育种——无籽西瓜的培育
为什么三倍体西瓜、三倍体香蕉是无籽的？
三倍体因为原始生殖细胞中有三套非同源染色体，减数分裂时出现联会紊乱，因此不能形成可育的配子。
图示利用二倍体西瓜获得三倍体无籽西瓜的培育过程
1、为什么用一定浓度的秋水仙素滴在二倍体西瓜幼苗的芽尖？
：
多倍体育种——无籽西瓜的培育
无子西瓜的培育
二倍体
杂交
三倍体
第一年
第二年
四倍体
二倍体
♀
♂
联会紊乱
芽尖细胞正在进行有丝分裂，当秋水仙素作用于正在分裂的细胞时，能够抑制分裂前期纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞两极，从而引起细胞内染色体数目加倍。
图示利用二倍体西瓜获得三倍体无籽西瓜的培育过程
：
无子西瓜的培育
二倍体
杂交
三倍体
第一年
第二年
四倍体
二倍体
♀
♂
联会紊乱
2、四倍体西瓜植株做母本产生的雌配子中含有几个染色体组？获得的四倍体西瓜为何要与二倍体杂交？
雌配子中含有二个染色体组；
与二倍体杂交可获得三倍体植株。
多倍体育种——无籽西瓜的培育
图示利用二倍体西瓜获得三倍体无籽西瓜的培育过程
：
无子西瓜的培育
二倍体
杂交
三倍体
第一年
第二年
四倍体
二倍体
♀
♂
联会紊乱
3、两次传粉的作用相同吗？
第一次传粉：获得三倍体种子
第二次传粉：促进子房发育成果实
多倍体育种——无籽西瓜的培育
图示利用二倍体西瓜获得三倍体无籽西瓜的培育过程
4、四倍体植株上结的西瓜是无籽西瓜吗？
：
无子西瓜的培育
二倍体
杂交
三倍体
第一年
第二年
四倍体
二倍体
♀
♂
联会紊乱
四倍体植株上结的四倍体西瓜三倍体种子的有籽西瓜。
三倍体植株结的西瓜是无籽西瓜。由于三倍体原始生殖细胞中有3套非同源染色体，减数分裂时会出现联会紊乱，不能形成可育的配子。
多倍体育种——无籽西瓜的培育
低温诱导植物细胞染色体数目的变化
用低温处理植物的分生组织细胞，能够抑制纺锤体的形成，以致影响细胞有丝分裂中染色体被拉向两极，导致细胞不能分裂成两个子细胞。
1. 实验原理：
2. 方法步骤：
探究与实践
①将蒜/洋葱在冰箱冷藏室内（4℃）放置一周。取出后将蒜/洋葱放在装满清水的容器上方，让它的底部接触水面，于室温（约25℃）培养。待蒜/洋葱长出约1cm长的不定根时，将整个装置放入冰箱冷藏室内，诱导培养48～72h。
②剪取诱导处理的根尖0.5～1cm，放入卡诺氏液中浸泡0.5～1h。
（卡诺氏液：固定细胞的形态），然后用体积分数为95%的酒精冲洗2次。
③制作装片（同有丝分裂实验）
解离：盐酸和酒精混合液（1：1混合），目的是使组织中的细胞相互分离开来。
漂洗：清水漂洗，目的是洗去药液，防止解离过度。
染色：用甲紫（龙胆紫）或醋酸洋红溶液对染色体染色。
制片：放在载玻片上，加清水并用镊子把根尖弄碎，盖上盖玻片，用拇指轻轻地按压盖玻片完成制片。
低温诱导植物细胞染色体数目的变化
探究与实践
④观察
先用______寻找染色体形态好的分裂象；
视野中既有_______________，也有_ ___________________；
确认某个细胞发生染色体数目变化后，再用______观察；
低倍镜
正常的二倍体细胞
染色体数目发生改变的细胞
高倍镜
低温诱导植物细胞染色体数目的变化
探究与实践
①在显微镜下观察到的细胞已经死亡，不能持续观察到细胞中染色体的数量变化。②选材只能是 细胞，不能进行细胞分裂的细胞不会出现染色体数量的变化。③着丝粒分裂与纺锤体无关，没有纺锤体的牵引着丝粒也能正常分裂。④低温处理和秋水仙素处理原理相同，都抑制纺锤体的形成，都发生在有丝分裂的 ，使细胞分裂停止在 ，染色体数量加倍。
分生区
前期
后期
注意事项
试剂 使用方法 作用
卡诺氏液 将根尖放入卡诺氏液中浸泡0.5～1 h
体积分数为95%的酒精 冲洗用卡诺氏液处理的根尖
质量分数为15%的盐酸 与体积分数为95%的酒精等体积混合，作为解离液
蒸馏水 浸泡解离后的根尖约10 min
甲紫（龙胆紫）或醋酸洋红 把漂洗干净的根尖放进盛有改良苯酚品红染液的玻璃皿中染色3～5 min
实验中各种溶液的作用
固定细胞形态
洗去卡诺氏液
使组织中的细胞相互分离开来
洗去药液，防止解离过度
使染色体着色
染色体变异
结构变异
缺失
重复
易位
倒位
果蝇缺刻翅的形成、猫叫综合征
果蝇棒状眼的形成
果蝇花斑眼的形成
果蝇卷翅的形成
个别染色体的增加或减少
染色体组成倍地增加或成套地减少
受精卵发育
配子发育
二倍体
多倍体
单倍体
多倍体育种
单倍体育种
数目变异
课堂小结
例1.下列关于染色体结构变异的叙述,正确的是 ( )
A.染色体之间的交换属于染色体结构变异
B.只有在有丝分裂过程中才能发生染色体结构变异
C.猫叫综合征是人的5号染色体部分缺失引起的一种遗传病
D.染色体结构变异对生物体都是不利的,甚至会导致生物体死亡
C
课堂小练
(1)①过程是用_________处理二倍体西瓜的幼苗，产生四倍体西瓜的过程。其原理是_________________，使染色体数量加倍。
(2)②和④都是传粉，但目的不同：②是为了______得到____倍体种子，④是为了刺激_____发育为果实。
(3)①过程处理后，新产生的四倍体植株，地上部分的茎、叶、花的细胞中，含有___个染色体组，根细胞含有___个染色体组。
课堂小练
例2.下图是三倍体无子西瓜的培育过程，请据图分析回答下列问题：
秋水仙素
抑制纺锤体的形成
杂交
子房
三
四
两
(4)西瓜f的瓜瓤来自母本，含有___个染色体组，而种子e的胚含有___个染色体组。
(5)三倍体西瓜没有种子的原因分析：三倍体西瓜进行__________时，由于染色体__________，一般不能产生正常_____。
(6)在生产实践中，果皮深绿色平行条斑对嫩绿色无条纹是显性，选择具有_______________的个体为父本，这样在下一代三倍体植株结的果实中，就可以根据这个显性性状鉴别出__________。
四
三
减数分裂
联会紊乱
配子
深绿色平行条斑
无子西瓜
课堂小练
例3.如图是八倍体小黑麦培育过程(A、B、D、E各表示一个染色体组)。据图回答下列问题：
(1)普通小麦的配子中含有__个染色体组，黑麦配子中含__个染色体组，杂交后代含__个染色体组。
(2)普通小麦和黑麦杂交后代不育的原因是____________。必须用_________使染色体数量加倍，加倍后含___个染色体组，加倍后可育的原因是________
_______________，这样培育的后代是______(填“同源”或“异源”)八倍体小黑麦。
3
1
4
无同源染色体
秋水仙素
8
具有同源
染色体，能联会
异源
课堂小练
必修2 遗传与进化
生 物 学
（新苏教版）
第三章 生物的变异
第1节 染色体变异及其应用
积极思维：果蝇幼虫唾腺染色体的异常说明了什么？
果蝇唾腺染色体是果蝇三龄幼虫的唾腺发育到一定阶段后，细胞的有丝分裂停留在间期，构成一个永久间期系统。唾腺细胞数目不增加，但体积增大，其中每条染色体的常染色质区的核蛋白纤维（染色质纤维）不断复制，多则可达2的10至15次方次复制，其复制产物不分开，成千上万条染色质纤维平行而精巧地排列形成一大束宽而长的带状物，又称多线染色体（polytene chromosome)。
染色体变异的概念及种类
1 ．概念：
生物体的体细胞或生殖细胞内染色体数目或结构的变化。（光学显微镜下可观察）
2 ．种类：
染色体结构的变异
染色体数量的变异
缺失
人类5号染色体断臂缺失：猫叫综合征
染色体的某一片段缺失引超变异
果蝇正常翅
果蝇缺刻翅
猫叫综合征
棒状眼
正常眼
重复
染色体中增加某一片段引起的变异
果蝇棒状眼的形成
染色体的某一片段位置颠倒引起变异
正常翅
卷翅
倒位
染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上引起变异
正常眼
花斑眼
易位
果蝇花斑眼的形成
缺失
重复
染色体上基
因数目改变
易位
倒位
染色体上基因
排列顺序改变
染色体结构变异
生物性状变异
多数不利，甚至致死
染色体结构的变异的结果
图解 染色体易位 交叉互换
区别 位置
原理
观察
时间
减数分裂Ⅰ四分体时期
发生在任何时间
讨论1：
发生于非同源染色体之间
发生于同源染色体的非姐妹染色单体之间
染色体结构变异
基因重组
可在光学显微镜下观察到
不可在光学显微镜下观察到
染色体结构变异中的易位与减数第一次分裂前期的交叉互换是一回事吗？
基因的数目和种类没有变化，基因排列顺序发生改变
练一练
缺失
重复
倒位
下列各图发生了何种变异？
下图为显微镜观察的变异杂合子染色体联会异常现象，通过图示辨析染色体结构变异的类型。
C
倒位
缺失
重复
易位
缺失或重复
倒位
易位
易位
交叉互换
易位
判断：
XO
XX
XXX
4n=16
n=4
2n=8
个别染色体增加或减少。
染色体数目以一套完整的非同源染色体为基数成倍地增加或成套地减少。
染色体数量的变异
有丝分裂后期
减数分裂I后期
减数分裂II后期
原因：
分裂后期，染色体没有平均的分配，移向两极。
细胞内个别染色体的增加或减少的原因
实例.二十一三体综合症
先天愚型或Down综合症：47，XX或XY,+21
女性患者少了一条X染色体，为XO型。外观表现为女性，但性腺发育不良，没有生育能力。
44条＋XO（45条）
性腺发育不全综合征（Turner综合征）
在大多数生物的体细胞中，染色体都是两两成对的，也就是说含有两套非同源染色体，其中每套非同源染色体称为一个染色体组。
每个染色体组包括形态和功能不同的非同源染色体，但携带着控制一种生物生长发育、遗传和变异的全套遗传信息。
染色体组的概念
减数分裂
果蝇的一个染色体组
1、写出所有同源染色体？
Ⅱ和Ⅱ、Ⅲ和Ⅲ、Ⅳ和Ⅳ、X和Y
2、写出所有非同源染色体的集合？
Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和X
Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和Y
染色体组图示
一个染色体组是______________或_______________。
Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X
Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y
**果蝇的一个基因组是__________________________________。
Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X、Y（3条常染色体+XY）
思考：人的染色体组和基因组分别是什么？
一个染色体组是_____________
22条常染色体+X或22条常染色体+Y
一个基因组是___________________
22条常染色体+XY
染色体组的判断方法
方法一：根据染色体形态判断
细胞中同一形态的染色体有几条，则含有几个染色体组；细胞中有几种形态的染色体，一个染色体组中就有几条染色体。
1个染色体组
1组3条染色体
3个染色体组
1组5条染色体
4个染色体组
1组2条染色体
4个染色体组
1组3条染色体
方法二根据“基因型”判断
AAaaBbbb
4组
同一英文字母（无论大小写）出现几次，就含有几个染色体组。
YyRr
AAbb
AaaBBb
ABCD
2组
2组
3组
1组
染色体组的判断方法
染色体组的判断
2组
2组
2组
4组
1组
2组
细胞分裂图的染色体中判断
动物体细胞有丝分裂后期染色体数量最多，染色体组数也最多，一般为4组
单倍体
由 发育而来，体细胞中的染色体数目与本物种配子染色体数目 的个体。 植物植株矮小，且高度不育（除雄蜂外）
蜂王
32条染色体
雄蜂
16条染色体
工蜂
32条染色体
二倍体、多倍体、单倍体
配子
相同
受精卵32
蜂王32
卵细胞16
雄峰16
雄峰16
精子16
蜂王32 工蜂32
单倍体
如雄蜂，是由蜂王的卵细胞直接发育而来的（N=16），而蜂王和工蜂都是受精卵发育而来的（2N=32）
二倍体
二倍体（几乎全部动物+大多数高等植物）由 发育而成，体细胞中含有 染色体组的个体。
多倍体（大多数植物）
由 发育而成，体细胞中含有
染色体组的个体。（有几个染色体组就叫几倍体）
人的染色体组成
（性染色体不同）
受精卵
2个
受精卵
三个或三个以上
二倍体、多倍体、单倍体
多倍体
在被子植物中，约有33%的物种是多倍体。
例如：普通小麦、棉、烟草、菊、水仙等都是多倍体。某些品种的苹果、梨、葡萄也是多倍体。
普通小麦 六倍体
菊花 六倍体
葡萄 三/四倍体
二倍体、多倍体、单倍体
多倍体植株的特点：
茎秆粗壮，叶片、果实和种子都比较大，糖类和蛋白质等营养物质的含量都有所增加，但发育迟缓，结实率低。
例：四倍体葡萄的果实比二倍体的大得多；四倍体番茄的维生素C含量比二倍体的几乎增加了一倍。
四倍体番茄
二倍体、多倍体、单倍体
项目 单倍体 二倍体 多倍体
概念
发育起点
染色体组的数目
性状表现
由配子发育而来，体细胞的染色体数目与本物种配子染色体数目相同的个体
由受精卵发育而成，体细胞中含有2个染色体组的个体
由受精卵发育而成，体细胞中含有3个或3个以上染色体组的个体
未受精的配子
受精卵
受精卵
不确定（是正常体细胞染色体组数目的一半）
2个
3个或3个以上
植株矮小，且高度不育（除雄蜂外）
茎秆粗壮，叶片、果实、种子较大，营养丰富，但发育迟缓，结实率低
正常（作为单倍体、多倍体的参照物）
二倍体、多倍体、单倍体
为什么平时吃的香蕉是没有种子的
三倍体因为原始生殖细胞中有三套非同源染色体，减数分裂时同源染色体联会紊乱，因此不能形成可育的配子。
三倍体西瓜
概念：将两个或多个品种的优良性状通过 集中在一起，再经过 获得新品种的方法。
育种原理：在杂交过程中，染色体上控制不同亲本优良性状的基因，随着 而重新组合在一起，经过
_________会获得优良的新品种。（基因重组）
缺点：杂交育种的过程 。
杂交育种
杂交
选择和培育
配子的结合
选育
可能很缓慢
明显缩短育种年限
单倍体植株的特点：
与正常植株相比，单倍体植株长得弱小，而且高度不育
原理：
染色体（数目）变异
方法:
优点：
花药
单倍体幼苗
染色体加倍得到正常纯合植株
人工诱导
用秋水仙素处理
离体培养
单倍体育种
花药离体培养
人工诱导染色体数目加倍（秋水仙素处理单倍体幼苗）
过程：
花药离体培养
P
F1
配子
DDTT
DDtt
ddTT
ddtt
正常植株（纯合）
秋水仙素
单倍体育种
P
高杆抗病
DDTT
×
矮杆感病
ddtt
F1
高杆抗病
DdTt
F2
D_T_
D_tt
ddT_
ddtt
ddTT
杂交育种
矮抗
需要的纯合矮抗品种
连续
第1年
第2年
第3-6年
高杆抗病
DDTT
×
矮杆感病
ddtt
高杆抗病
DdTt
DT
Dt
dT
dt
单倍体植株
第1年
第2年
DT
Dt
dT
dt
需要的纯合矮抗品种
优点：
缺点：
操作复杂，需与杂交育种配合
明显缩短育种年限，
快速获得纯合体植株。
低温诱导、秋水仙素（目前常用、最有效）处理萌发的种子或幼苗。
①原理：
②方法：
染色体（数目）变异
多倍体育种——无籽西瓜的培育
③机理：
**秋水仙素只影响纺锤体的形成，不影响着丝粒的分裂；
**低温处理和秋水仙素诱发的原理是一样的；
主要作用于细胞分裂的前期
④作用时期
抑制纺锤体的形成，导致着丝粒分裂后染色体不能移向细胞两极，从而引起细胞内染色体数目加倍。
形成纺锤体
内外因素的影响下
不形成纺锤体
细胞分裂异常，导致子细胞染色体加倍
多倍体形成的原因：细胞分裂中纺锤体的形成受阻
X
X
X
X
X
X
X
X
v
v
v
v
v
v
v
v
v
v
v
v
v
v
v
v
v
v
v
v
v
v
v
v
v
v
v
v
v
v
v
v
细胞分裂正常，染色体平均分配到两个子细胞中
二倍体西瓜幼苗
二倍体西瓜幼苗
秋水仙素处理
二倍体西瓜植株
四倍体西瓜植株
♀
♂
联会紊乱
三倍体西瓜种子
无子西瓜
杂交
授粉
×
自然长成
二倍体西瓜植株
第一年
第二年
三倍体西瓜植株
用二倍体花粉：刺激子房发育为果实。
多倍体育种——无籽西瓜的培育
为什么三倍体西瓜、三倍体香蕉是无籽的？
三倍体因为原始生殖细胞中有三套非同源染色体，减数分裂时出现联会紊乱，因此不能形成可育的配子。
图示利用二倍体西瓜获得三倍体无籽西瓜的培育过程
1、为什么用一定浓度的秋水仙素滴在二倍体西瓜幼苗的芽尖？
：
多倍体育种——无籽西瓜的培育
无子西瓜的培育
二倍体
杂交
三倍体
第一年
第二年
四倍体
二倍体
♀
♂
联会紊乱
芽尖细胞正在进行有丝分裂，当秋水仙素作用于正在分裂的细胞时，能够抑制分裂前期纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞两极，从而引起细胞内染色体数目加倍。
图示利用二倍体西瓜获得三倍体无籽西瓜的培育过程
：
无子西瓜的培育
二倍体
杂交
三倍体
第一年
第二年
四倍体
二倍体
♀
♂
联会紊乱
2、四倍体西瓜植株做母本产生的雌配子中含有几个染色体组？获得的四倍体西瓜为何要与二倍体杂交？
雌配子中含有二个染色体组；
与二倍体杂交可获得三倍体植株。
多倍体育种——无籽西瓜的培育
图示利用二倍体西瓜获得三倍体无籽西瓜的培育过程
：
无子西瓜的培育
二倍体
杂交
三倍体
第一年
第二年
四倍体
二倍体
♀
♂
联会紊乱
3、两次传粉的作用相同吗？
第一次传粉：获得三倍体种子
第二次传粉：促进子房发育成果实
多倍体育种——无籽西瓜的培育
图示利用二倍体西瓜获得三倍体无籽西瓜的培育过程
4、四倍体植株上结的西瓜是无籽西瓜吗？
：
无子西瓜的培育
二倍体
杂交
三倍体
第一年
第二年
四倍体
二倍体
♀
♂
联会紊乱
四倍体植株上结的四倍体西瓜三倍体种子的有籽西瓜。
三倍体植株结的西瓜是无籽西瓜。由于三倍体原始生殖细胞中有3套非同源染色体，减数分裂时会出现联会紊乱，不能形成可育的配子。
多倍体育种——无籽西瓜的培育
低温诱导植物细胞染色体数目的变化
用低温处理植物的分生组织细胞，能够抑制纺锤体的形成，以致影响细胞有丝分裂中染色体被拉向两极，导致细胞不能分裂成两个子细胞。
1. 实验原理：
2. 方法步骤：
探究与实践
①将蒜/洋葱在冰箱冷藏室内（4℃）放置一周。取出后将蒜/洋葱放在装满清水的容器上方，让它的底部接触水面，于室温（约25℃）培养。待蒜/洋葱长出约1cm长的不定根时，将整个装置放入冰箱冷藏室内，诱导培养48～72h。
②剪取诱导处理的根尖0.5～1cm，放入卡诺氏液中浸泡0.5～1h。
（卡诺氏液：固定细胞的形态），然后用体积分数为95%的酒精冲洗2次。
③制作装片（同有丝分裂实验）
解离：盐酸和酒精混合液（1：1混合），目的是使组织中的细胞相互分离开来。
漂洗：清水漂洗，目的是洗去药液，防止解离过度。
染色：用甲紫（龙胆紫）或醋酸洋红溶液对染色体染色。
制片：放在载玻片上，加清水并用镊子把根尖弄碎，盖上盖玻片，用拇指轻轻地按压盖玻片完成制片。
低温诱导植物细胞染色体数目的变化
探究与实践
④观察
先用______寻找染色体形态好的分裂象；
视野中既有_______________，也有_ ___________________；
确认某个细胞发生染色体数目变化后，再用______观察；
低倍镜
正常的二倍体细胞
染色体数目发生改变的细胞
高倍镜
低温诱导植物细胞染色体数目的变化
探究与实践
①在显微镜下观察到的细胞已经死亡，不能持续观察到细胞中染色体的数量变化。②选材只能是 细胞，不能进行细胞分裂的细胞不会出现染色体数量的变化。③着丝粒分裂与纺锤体无关，没有纺锤体的牵引着丝粒也能正常分裂。④低温处理和秋水仙素处理原理相同，都抑制纺锤体的形成，都发生在有丝分裂的 ，使细胞分裂停止在 ，染色体数量加倍。
分生区
前期
后期
注意事项
试剂 使用方法 作用
卡诺氏液 将根尖放入卡诺氏液中浸泡0.5～1 h
体积分数为95%的酒精 冲洗用卡诺氏液处理的根尖
质量分数为15%的盐酸 与体积分数为95%的酒精等体积混合，作为解离液
蒸馏水 浸泡解离后的根尖约10 min
甲紫（龙胆紫）或醋酸洋红 把漂洗干净的根尖放进盛有改良苯酚品红染液的玻璃皿中染色3～5 min
实验中各种溶液的作用
固定细胞形态
洗去卡诺氏液
使组织中的细胞相互分离开来
洗去药液，防止解离过度
使染色体着色
染色体变异
结构变异
缺失
重复
易位
倒位
果蝇缺刻翅的形成、猫叫综合征
果蝇棒状眼的形成
果蝇花斑眼的形成
果蝇卷翅的形成
个别染色体的增加或减少
染色体组成倍地增加或成套地减少
受精卵发育
配子发育
二倍体
多倍体
单倍体
多倍体育种
单倍体育种
数目变异
课堂小结
例1.下列关于染色体结构变异的叙述,正确的是 ( )
A.染色体之间的交换属于染色体结构变异
B.只有在有丝分裂过程中才能发生染色体结构变异
C.猫叫综合征是人的5号染色体部分缺失引起的一种遗传病
D.染色体结构变异对生物体都是不利的,甚至会导致生物体死亡
C
课堂小练
(1)①过程是用_________处理二倍体西瓜的幼苗，产生四倍体西瓜的过程。其原理是_________________，使染色体数量加倍。
(2)②和④都是传粉，但目的不同：②是为了______得到____倍体种子，④是为了刺激_____发育为果实。
(3)①过程处理后，新产生的四倍体植株，地上部分的茎、叶、花的细胞中，含有___个染色体组，根细胞含有___个染色体组。
课堂小练
例2.下图是三倍体无子西瓜的培育过程，请据图分析回答下列问题：
秋水仙素
抑制纺锤体的形成
杂交
子房
三
四
两
(4)西瓜f的瓜瓤来自母本，含有___个染色体组，而种子e的胚含有___个染色体组。
(5)三倍体西瓜没有种子的原因分析：三倍体西瓜进行__________时，由于染色体__________，一般不能产生正常_____。
(6)在生产实践中，果皮深绿色平行条斑对嫩绿色无条纹是显性，选择具有_______________的个体为父本，这样在下一代三倍体植株结的果实中，就可以根据这个显性性状鉴别出__________。
四
三
减数分裂
联会紊乱
配子
深绿色平行条斑
无子西瓜
课堂小练
例3.如图是八倍体小黑麦培育过程(A、B、D、E各表示一个染色体组)。据图回答下列问题：
(1)普通小麦的配子中含有__个染色体组，黑麦配子中含__个染色体组，杂交后代含__个染色体组。
(2)普通小麦和黑麦杂交后代不育的原因是____________。必须用_________使染色体数量加倍，加倍后含___个染色体组，加倍后可育的原因是________
_______________，这样培育的后代是______(填“同源”或“异源”)八倍体小黑麦。
3
1
4
无同源染色体
秋水仙素
8
具有同源
染色体，能联会
异源
课堂小练