染色体变异

 

【教学目标】

1．说出染色体结构变异的基本类型

2．学习低温诱导植物染色体数目变化的方法

3．通过对具体实例、概念，认识单倍体、二倍体和多倍体之间的关系

【教学重难点】

1．教学重点：

（1）染色体数目的变异

（2）二倍体、多倍体和单倍体的概念及其联系

（3）低温诱导植物染色体数目的变化的实验

2．教学难点：

（1）染色体数目的变异

（2）二倍体、多倍体和单倍体的概念及其联系

【教学方法】

讲授与学生讨论相结合、问题引导法、归纳

【课时安排】

2课时

【教学过程】

（一）染色体数目的变异

个别染色体数目增加或减少

（1）21三体综合征（即先天性愚型）：患者比正常人多了一条21号染色体

（2）性腺发育不良：患者比正常人少了一条X染色体

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

1．二倍体和多倍体

二倍体：由受精卵发育而成的，体细胞中有两个染色体组的个体。

例如：果蝇、玉米、洋葱就是二倍体。

几乎全部的动物和过半数以上的高等植物，都是二倍体。

多倍体：由受精卵发育而成的，体细胞中含有三个或三个以上的染色体组的个体。

例如：香蕉就是三倍体、马铃薯是四倍体

普通小麦是六倍体、八倍体的黑小麦

帕米尔高原的植物65%的种类是多倍体

（1）多倍体植株的特点

 

四倍体番茄维生素C的含量比二倍体品种几乎增加一倍

四倍体水稻千粒重比二倍体增加30%~60%

多倍体在植物中广泛存在，而在动物中则较少见

（1）多倍体植株的特点

①茎杆粗壮；叶片、果实和种子都比较大；糖类、蛋白质等含量增高

②生长慢，发育延迟，结实性差

（2）多倍体育种

①低温处理；

②秋水仙素处理萌发种子或幼苗。

A．原理是：秋水仙素能够抑制纺锤体的形成，导致细胞中的染色体不能移向两极，从而引起细胞内的染色体数目加倍。

B．应用例子：三倍体无子西瓜的培育

 

具有偶数染色体组的多倍体植物：可以减数分裂形成配子，可育

具有奇数染色体组的多倍体植物：无法减数分裂形成配子，不可育

 

蜜蜂的性别决定

 

蜜蜂的性别决定：雄蜂单倍体、雌蜂二倍体

2．单倍体

概念：生物体细胞中含有的染色体数与本物种配子中的一样。

由配子（精子或卵细胞）直接发育而成的个体。

 

（1）单倍体植株的特点：植株弱小，且高度不育

（2）单倍体育种的措施和优点

①措施：

 

②人工获得单倍体的方法：__花药离体培养__、__秋水仙素处理___

③优点：明显缩短育种年限、子代都是纯合子

 

对一个个体称单倍体还是几倍体，关键看什么？

总结：判断是几倍体的依据：

1．由受精卵发育而来，体细胞中含有几个染色体组就是几倍体。

2．由配子发育而来的生物个体，不管含有几个染色体组，都只能称单倍体。

练习：

判断下列说法是否正确

（1）个体的体细胞中含几个染色体组就是几倍体。（错）

（2）单倍体的体细胞一定只含一个染色体组。（错）

（3）二倍体物种所形成的单倍体中，其体细胞中只含有一个染色体组。（对）

（4）六倍体小麦的配子发育成的植株，其体细胞中有三个染色体组，所以是三倍体。（错）

 

实验：低温诱导植物染色体数目的变化

方法步骤：

1．将洋葱（或大葱、大蒜）放在装满清水的广口瓶上，让洋葱的底部接触水面。待洋葱长出约1cm左右的__不定根__时，将整个装置放入冰箱的低温室内（4℃），诱导培养36h。（因为未长出根前施与低温，不利其生出不定根）

2．剪取诱导处理的根尖约0.5~1cm，放入__卡诺氏液__中浸泡0.5~1h，以__固定细胞的形态__，然后用体积分数为_95﹪的酒精__冲洗2次。（冲洗附着在根尖表面的卡诺氏液）

3．制作装片，包括：__解离、漂洗、染色和制片__4个步骤。

（1）解离：解离液（15%HCl和95%酒精1：1混合）；

目的是使_组织中的细胞相互分离_；时间3~5min

（2）漂洗：清水洗去解离液，防止解离过度，便于染色

（3）染色：__改良苯酚品红染液__；使染色体（质）着色

（4）制片：

①镊子取根

②放在载玻片上，滴一滴清水

③镊子尖弄碎根尖

④盖上盖玻片

⑤再加载玻片

⑥用拇指轻压载玻片

目的使组织细胞分散开来，有利于观察

4．先用低倍镜寻找染色体形态较好的分裂相。

视野中既有正常的二倍体细胞，也有染色体数目发生改变的细胞。确认某个细胞发生染色体数目变化后，再用高倍镜观察。

基因突变和染色体变异的区别

对于一个生物体来说，正常情况下，其染色体的结构和数量都是稳定的。但在自然条件或人为因素的影响下，染色体的结构和数量均会发生改变，从而导致生物性状的改变，这就是属于染色体变异。

基因突变：染色体上某一个位点上基因的改变，光学显微镜下_不可见__。

染色体变异：可用显微镜直接观察到

（二）染色体结构的变异

如果染色体的结构发生改变，会出现什么现象？

猫叫综合征

症状：患儿哭声轻，音调高，很像猫叫。

两眼距离较远，耳位低下，生长发育缓慢，存在着严重的智力障碍。

病因：病儿的第5号染色体部分缺失。

自主探究（阅读课本P90）

*染色体结构变异包括哪些类型？

*每种变异分别导致染色体上的基因发生了什么变化？

1．缺失：染色体中某一片段缺失。

 

变异例子：人的猫叫综合征、果蝇缺刻翅的形成。

2．重复：染色体中增加某一片段。

 

变异例子：果蝇棒状眼的形成。

3．易位：染色体中的某一片段移接到另一条非同源染色体上

 

变异例子：夜来香的变异

4．倒位：染色体中某一片段的位置颠倒了180°

 

像重复、倒位、易位并没有造成碱基的减少，为什么性状会改变？

染色体结构的改变，会使排列在染色体上的基因的数目或排列顺序发生改变，从而导致性状的改变。

染色体结构的变异导致生物变异的原因是什么？

染色体结构变异→染色体上的基因的数目和排列顺序改变→生物性状的变异

请讨论：染色体结构变异对生物都是有害的吗？

大多数染色体结构变异对生物有害，有的甚至导致生物体死亡，少数有利。

比如：近日由杭州市中医院妇科专家对一位来自浙江的妇女检查发现，

她的第9号染色体臂内倒位是导致她多年习惯性流产的病因。

染色体变异与基因突变相比，哪一种变异对引起的性状变化较大一些？为什么？

每条染色体上含有许多基因，染色体变异会引起多个基因的变化，所以引起的性状变化较大一些。

资料：响誉世界的著名“天才”音乐指挥家舟舟

姓名：胡一舟

出生：1978年4月1日

智商：30重度弱智（正常人的最低70）

演出：自1999年1月在保利剧场进行第一场指挥表演以来，至今已演出20场，与国内外十余家交响乐团进行过合作。

先天性愚型（21三体综合征）

症状：智力低下，发育缓慢，表现特殊面容，50%患先天性心脏病，部分患儿夭折。

在人群中的患病率约1%。

病因：常染色体变异，比正常人多了一条21号染色体

Turner综合征

症状：先天性卵巢发育不全，颈蹼，部分患者智力轻度低下。

有的患者伴有心、肾、骨骼等先天畸形。

病因：少了一条X染色体，又称性腺发育不良，没有生育能力，外观表现为女性。

课堂小结：