1、1第二章 染色体变异对性状的影响第一节 染色体数目变异对性状的影响1简述染色体组、单倍体、二倍体的概念，了解单倍体的特点及其在育种上的意义。(重难点)2简述多倍体的概念、形成原因及其特点。(重点)3了解人工诱导多倍体在育种上的应用和成就。染 色 体 数 目 与 染 色 体 组1染色体组(1)形态和功能互不相同的非同源染色体。(2)含本物种一整套遗传信息，共同控制生物的生长和发育、遗传和变异。2二倍体发育起点 受精卵染色体组数 体细胞中含有两个染色体组实例 几乎全部动物和过半数的高等植物3.单倍体体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体。4人类染色体组成Error!合作探讨探讨 1：依据人体的染色
2、体组成，你能推测人类卵细胞和精子中常染色体及性染色体状况吗？提示：卵细胞：22 条常染色体X 性染色体，精子：22 条常染色体X(或 Y)性染色体。探讨 2：请你推测孩子的性别取决于父方还是母方？提示：取决于参与受精的精子是含 X 染色体，还是含 Y 染色体，前者形成的受精卵为XX，发育为女孩，后者形成的受精卵为 XY，发育为男孩。探讨 3：一个染色体组中有同源染色体吗？2提示：没有，一个染色体组实质是指控制某种生物生长和发育、遗传、变异的一组非同源染色体。思维升华1一个染色体组所含染色体的三大特点(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、。(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染色体组数目的三类常用判断方法(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。如下图所示的细胞中，形态相同的染色体 a 中有 4 条，b 中有 3 条，c 中两两相同，d 中各不相同，则可判定它们分别含 4 个、3 个、2 个、1 个染色体组。(2)根据染色体数目和染色体形态推算含有几个染色体组。染色体组数 。染 色 体 数 目染 色 体 形 态 数(3)根据细胞分裂图像判断：以二倍体、生殖细胞中的染色体数为标准，判断题目图示中的染色体组数。如图所示：减数第一次分裂前期，染色体 4 条，二倍
4、体、生殖细胞中染色体 2 条，每个染色体组有 2 条染色体，该细胞中有 2 个染色体组。减数第二次分裂前期，染色体 2 条，生殖细胞中染色体 2 条，每个染色体组有 2 条染色体。该细胞中有 1 个染色体组。减数第一次分裂后期，染色体 4 条，生殖细胞中染色体 2 条，每个染色体组有 2 条染色体。该细胞中有 2 个染色体组。有丝分裂后期，染色体 8 条，生殖细胞中染色体 2 条，每个染色体组有 2 条染色体，该细胞中有 4 个染色体组。(4)举例：雄果蝇染色体组成如下31如图表示细胞中所含的染色体，下列叙述不正确的是( )A代表的生物可能是二倍体，其每个染色体组含 4 条染色体B代表的生物可
5、能是二倍体，其每个染色体组含 3 条染色体C代表的生物可能是单倍体，其每个染色体组含 2 条染色体D代表的生物可能是单倍体，其每个染色体组含 4 条染色体【解析】 本题考查对染色体组数及生物倍性的判断，意在考查考生的理解能力及识图分析能力。所示的细胞有 2 个染色体组，每个染色体组含 4 条染色体，若它是由受精卵发育而来的个体的体细胞，则代表的生物是二倍体；所示的细胞有 3 个染色体组，每个染色体组含 2 条染色体，若它是由受精卵发育而来的个体的体细胞，则代表的生物是三倍体；所示的细胞有 4 个染色体组，每个染色体组含 2 条染色体，若它是由配子发育而来的个体的体细胞，则代表的生物是单倍体；所
6、示的细胞有 1 个染色体组，每个染色体组含 4 条染色体，它代表的生物可能是单倍体。【答案】 B2下列均属于单倍体的一组是( )蜜蜂中的雄蜂 白蚁中的雄蚁 无子西瓜具有三个染色体组的普通小麦 具有一个染色体组的玉米 具有两个染色体组的豌豆A BC D【解析】 本题考查单倍体的相关知识，意在考查考生的理解能力。单倍体是指体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体。蜜蜂中的雄蜂、白蚁中的雄蚁是由未受精的卵细胞发育而成的；无子西瓜为三倍体；普通小麦为六倍体，其配子中有三个染色体组；玉米是二倍体，其配子中有一个染色体组；豌豆是二倍体，其体细胞中含有两个染色体组。【答案】 A染 色 体 数 目 变 异 对
7、性 状 的 影 响41染色体数目变异的类型(1)整倍性改变：染色体数目变化是完整染色体组的改变。(2)非整倍性改变：染色体数目是增减个别染色体所致。(3)类型举例：整倍性改变Error!非整倍性改变：如单体、缺体、三体、双三体、四体等。2多倍体成因及特点(1)染色体组数：三个或三个以上。(2)植株特点优点：茎秆粗壮、叶片及其上气孔明显增大、种子和果实等也大一些。缺点：也有可能出现一些不良反应，如叶子皱缩、分蘖减少、生长缓慢、育性降低等。(3)形成原因：染色体完成复制后，由于某种因素(如温度骤变，某些化学物质影响等)使得染色体不能正常移向两极，细胞也不能分裂成两个子细胞，于是就形成染色体数目加倍
8、的细胞。3单倍体成因及特点(1)染色体组数：一个或多个。(2)形成原因：通常由未受精的卵细胞或精子发育而成。(3)特点：单倍体植株一般表现出个体矮小、生活力较弱，高度不育等现象。合作探讨探讨 1：三体与三倍体分别含几个染色体组？提示：三倍体含三个染色体组，而三体只含 2 个染色体组，只是其中某种形态的染色体有 3 条。探讨 2：单倍体一定含 1 个染色体组，对吗？提示：不对，只要由配子发育而来，不论其含几个染色体组均是单倍体。思维升华1单倍体、二倍体和多倍体的比较52.“二看法”判断单倍体、二倍体与多倍体1下列关于染色体组、单倍体和二倍体的叙述中不正确的是( ) 【导学号：73730008】A
9、一个染色体组中不含同源染色体B由受精卵发育而成的个体，体细胞含有两个染色体组的叫二倍体C含一个染色体组的个体是单倍体，单倍体不一定含一个染色体组6D人工诱导多倍体唯一的方法是用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗【解析】 除了使用秋水仙素之外，还可以在低温条件下得到多倍体。【答案】 D2如图表示某些植株的体细胞，请据图回答问题：(1)肯定是单倍体的是_图，它是由_倍体的生殖细胞直接发育形成的。(2)茎秆较粗壮但不能产生种子的是_图，判断的理由是_。(3)如果都不是由生殖细胞直接发育形成，其中肯定是二倍体的是_图。(4)如图 C 图植株是由甲植株的卵细胞直接发育形成的，那么 C 图植株是_倍体，形成它的
10、甲植物是_倍体，甲植株有性生殖形成种子时，发育中的胚乳细胞内含_个染色体组。【解析】 (1)A、B、C、D 四图中依次含有的染色体组数是 3、2、2、1，含有一个染色体组的一定是单倍体。(2)染色体组数大于等于三的植株茎秆较粗壮，染色体组数为奇数的植物在减数分裂时会联会紊乱，不能产生生殖细胞，也就不能产生种子。(3)由受精卵发育而来的，体细胞中含有几个染色体组就是几倍体，所以 B、C 图表示的是二倍体细胞。(4)由卵细胞直接发育形成的是单倍体，单倍体细胞中含有两个染色体组，则原体细胞中含有四个染色体组，是四倍体。胚乳是由受精极核发育而来的，含有六个染色体组。【答案】 (1)D 二 (2)A 含
11、有三个染色体组，减数分裂时会发生联会紊乱而产生不可育的配子，因此，不能产生种子 (3)B、C (4)单 四 六染 色 体 数 目 变 异 在 实 践 中 的 应 用1单倍体育种(1)方法：花药离体培养。(2)过程：花药离体培养单倍体植株人工诱导染色体加倍正常生殖的纯合体。(3)优点：明显缩短育种年限。2多倍体育种(1)方法：用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。(2)优点：培育的植株抗逆能力强、穗大、子粒蛋白含量高，生长优势强。合作探讨7探讨 1：单倍体育种是不是等于花药离体培养？提示：单倍体育种不等于花药离体培养。单倍体育种获得的几乎都是纯合体，且有几个染色体组就是几倍体，而花药离体培养得到的都是
12、单倍体，仅是单倍体育种的一个步骤。探讨 2：单倍体育种时，常采用哪种方法人工诱导染色体加倍？应怎样处理？提示：单倍体育种过程中，常用秋水仙素人工诱导染色体加倍，处理材料应为“幼苗”而不是“萌发的种子” ，因为单倍体往往不育，不能结出种子。探讨 3：人工诱导多倍体为何要处理萌发的种子或幼苗？提示：萌发的种子或幼苗的植物细胞有丝分裂旺盛，易于诱导染色体数目的加倍。思维升华1单倍体育种流程切不可将“花药离体培养”看作“单倍体育种”的全部，前者仅是后者的“手段”之一，经其处理获得的“单倍体幼苗”是“高度不育”的，本身在生产上无价值，故必须再经“人工诱导染色体加倍”(如用秋水仙素处理)后，方可变成“可育
13、” 、 “纯合”的目标品种。2多倍体育种(1)原理：(2)三倍体无子西瓜的培育过程8(3)注意问题两次传粉Error!秋水仙素处理后，新产生的茎、叶、花的染色体数目加倍，而未处理的根细胞中仍为两个染色体组。四倍体植株上结的西瓜，只有胚细胞内含有三个染色体组。三倍体西瓜无子的原因：三倍体西瓜在减数分裂过程中，由于染色体联会紊乱，不能产生正常配子。1如图是三倍体无子西瓜培育过程的部分图解，在无子西瓜的培育过程中，接受花粉的植株是( )A甲 B乙C甲和丙 D丙【解析】 培育无子西瓜时，首先用秋水仙素将二倍体母本处理为四倍体(甲植株)，然后授以二倍体的花粉，所得种子为三倍体，三倍体种子种下去即是三倍体
14、植株(丙植株)，由于三倍体植株减数分裂时联会紊乱，所以无法形成正常的配子，但此时可以授以二倍体的花粉刺激三倍体植株的子房发育成果实。【答案】 C2三倍体无子西瓜培育原理及流程如图所示：9(1)无子西瓜的培育方法叫_，其理论基础是_。秋水仙素的作用是_。(2)四倍体植株授以二倍体西瓜的花粉，所结果实各个部分的染色体组数目是：果皮_，种皮_，胚_，胚乳_。(3)三倍体植株应授以二倍体植物成熟的花粉，其目的是_。(4)从变异的原因及变异的种类看，无子西瓜是_。(5)三倍体西瓜产量高，果实无子，含糖量提高 10%左右，这些事实说明染色体组倍增变化的意义在于_。【解析】 无子西瓜的培育是染色体变异的应用
15、，是利用秋水仙素抑制纺锤体的形成，从而使细胞内的染色体数目加倍。利用二倍体给四倍体进行授粉，在四倍体上结出西瓜，此西瓜的果皮和种皮均是由母本体细胞发育而成，均有 4 个染色体组，胚是受精作用的产物，应有 3 个染色体组，胚乳是由母本提供的两个极核，父本提供的一个精子，形成受精极核发育而来的，所以共有 5 个染色体组。【答案】 (1)多倍体育种 染色体变异 抑制有丝分裂过程中纺锤体的出现，从而使染色体数目加倍(2)4 4 3 5 (3)刺激子房发育成无子果实(4)染色体变异引起的可遗传变异(5)促使基因效应增强制 作 并 观 察 根 尖 染 色 体 加 倍 的 装 片 (实 验)1实验原理低温处
16、理植物分生组织细胞，能够抑制纺锤体的形成，染色体不能被拉向两极，细胞不能分裂成两个子细胞，导致细胞内染色体数目加倍。2实验步骤、现象10观察Error!3实验结论适当低温可以诱导细胞中染色体数目加倍。4低温诱导的优点低温的作用与秋水仙素的作用基本相似，即作用于细胞分裂的前期，抑制纺锤体的形成。与秋水仙素相比，低温条件容易创造和控制，成本低，对人体无害，易于操作。5显微镜观察的不足由于显微镜观察到的是一个平面，而细胞是一个立体结构，观察时染色体之间可能相互重叠，因此只能观察到染色体数目的增加，增加的具体数目不容易确定。6其他注意事项(1)根尖分生区在尖端，剪取根尖不能太长。(2)加盖玻片时，注意防止产生气泡。
