染色体变异及应用

染色体变异及其应用在真核生物的体内，染色体是遗传物质DNA的载体。

当染色体的数目发生改变时（缺少，增多）或者染色体的结构发生改变时，遗传信息就随之改变，带来的就是生物体的后代性状的改变，这就是染色体变异。

它是可遗传变异的一种。

根据产生变异的原因，它可以分为结构变异和数量变异两大类。

一、染色体结构变异染色体结构变异最早是在果蝇中发现的。

遗传学家在1917年发现染色体缺失,1919年发现染色体重复,1923年发现染色体易位,1926年发现染色体倒位。

人们在果蝇幼虫唾腺染色体上,对各种染色体结构变异进行了详细的遗传学研究。

染色体结构变异的发生是内因和外因共同作用的结果,外因有各种射线、化学药剂、温度的剧变等, 内因有生物体内代谢过程的失调、衰老等。

在这些因素的作用下, 染色体可能发生断裂,断裂端具有愈合与重接的能力。

当染色体在不同区段发生断裂后,在同一条染色体内或不同的染色体之间以不同的方式重接时,就会导致各种结构变异的出现。

下面分别介绍这几种结构变异的情况。

1. 缺失。

缺失是指染色体上某一区段及其带有的基因一起丢失,从而引起变异的现象。

缺失的断片如系染色体臂的外端区段,则称顶端缺失；如系染色体臂的中间区段,则称中间缺失。

缺失的纯合体可能引起致死或表型异常。

在杂合体中如携有显性等位基因的染色体区段缺失，则隐性等位基因得以实现其表型效应，出现所谓假显性。

在缺失杂合体中,由于缺失的染色体不能和它的正常同源染色体完全相应地配对,所以当同源染色体联会时,可以看到正常的一条染色体多出了一段(顶端缺失),或者形成一个拱形的结构(中间缺失),这条正常染色体上多出的一段或者一个结,正是缺失染色体上相应失去的部分。

缺失引起的遗传效应随着缺失片段大小和细胞所处发育时期的不同而不同。

在个体发育中,缺失发生得越早,影响越大缺失的片段越大,对个体的影响也越严重,重则引起个体死亡, 轻则影响个体的生活力。

在人类遗传中,染色体缺失常会引起较严重的遗传性疾病,如猫叫综合征等。

高二生物染色体变异的类型以及在育种中的应用各种生物的染色体，其结构和数目一般都是相对恒定的。

但是，在自然条件和人为因素的影响下，染色体的结构和数目都可能发生变化。

染色体的任何改变都必定引起遗传信息的改变，从而导致生物性状发生变异。

染色体变异又称染色体畸变，是指染色体数目和结构的改变。

染色体变异与基因突变最大区别是：前者是一种较明显的染色体改变，在显微镜下可以观察到，而后者仅是染色体的某一位点上基因的改变，在显微镜下观察不到。

按发生的原因不同，可将染色体变异分为自发突变和诱发突变；按性质不同可分为染色体结构变异和染色体数目变异。

一、染色体结构变异1、概念：指染色体的结构改变所引起的变异。

2、类型：主要有四种情况：（1）缺失，是指染色体部分区段的丢失；（2）重复，指染色体中增加了某个片段；（3）倒位，指染色体某一片段的位置颠倒了180°；（4）易位，常指非同源染色体之间片段的转移。

3、在育种中的应用：染色体结构变异已被应用到生产上。

例如，养蚕业中，通常利用雄蚕进行生产，因为雄蚕的桑叶利用率高，而且用雄蚕的茧抽丝，可以提高生丝质量。

家蚕育种工作者通过反复处理和严格选择，先使蚕的第10号染色体产生缺失，并易位到W染色体上，再经过系统选育，所育成的家蚕性别自鉴品系就是一个例子。

二、染色体数目变异1、概念：指染色体的数目改变所引起的变异。

2、类型：各种生物的染色体数目恒定，如水稻有24条染色体，配成12对，形成的正常配子含有12条染色体。

遗传学上把一个配子的染色体数，称为染色体组。

根据染色体组的含义可以将染色体数目变异分为两大类型。

（1）整倍数性改变：染色体数的变化是以染色体组为单位的增减；（2）非整倍性改变：染色体数的变化不是完整的整数，通常以二倍体（2n）染色体数作为标准，在这个基础上个别增减几条染色体。

染色体数目变异可作以下分类。

3、在育种中的应用：染色体数目变异在育种中的应用最重要的有以下几个方面。

染色体变异及其在遗传发育中的作用染色体是生物体内最基本的遗传单位，它们携带着人类所有遗传信息。

染色体的基本结构是由DNA和核蛋白复合物组成。

染色体变异指的是染色体上发生了一些不正常的变化，这些变化可能会导致人类出现一些疾病，但也可能会对进化和适应性做出重要贡献。

染色体变异的形式可以分为三种：异常染色体数目、染色体结构异变和染色体不平衡。

异常染色体数目指的是染色体的数量出现异常，举个例子，唐氏综合症就是由于21号染色体三份引起的。

染色体结构异变指的是DNA分子在染色体上的排列顺序出现了错误，导致染色体结构发生改变。

染色体不平衡则指代的是染色体上两个拷贝之间有缺陷或者过多的基因，引起一些相应疾病的出现。

一些染色体变异是有益的，它们可能对好的遗传方面做出贡献，比如说就算没有失调综合症，人类在正常身体情况下还会拥有一部分21号染色体上的基因，而这些基因则有可能在概率上降低癌症的发生频率。

但是，更多的染色体变异对于人类来说则是不幸的，它们可能会引发一些严重的遗传疾病，比如唐氏综合症和克汀病。

与染色体变异相关的遗传学领域最受欢迎的莫过于分子遗传学。

在这一领域中，科学家们利用我们在了解染色体的基本结构和功能方面所取得的重大进展，帮助我们更好地理解染色体变异的本质和可能的影响。

通过对染色体变异的分子机制研究，我们现在已经能够开始更好地诊断一些遗传疾病，让患病者或未来可能患病的人更加放心和理解。

总体上，染色体变异是一个十分复杂的遗传学现象，也是遗传学中最为庞杂的一个分支。

通过不懈的研究和努力，我们不但更好地理解了它的本质和可能的影响，还取得了一些很重要的进展，在未来能够更好地处理这一领域的各种问题。

而也正是这样的科研探索，才能够让发展进程不断前行，帮助人类获得更加美好和健康的未来。

染色体变异在育种中的应用
染色体变异是指植物细胞的染色体数量、结构或形态有显著的变化，从而带来的遗传性行为的改变，这种变异就是染色体变异。

它具有稳定性和基因多样性，是育种中十分重要的一种变异类型。

染色体变异在育种中的应用主要有三方面：
首先，染色体变异可以用于增加基因多样性。

通过染色体变异，种质改良者可以获得新基因，改变植物的遗传表现，从而获得更持久的品种和植物性状。

染色体变异可以通过诱发突变，对植物的生长、发育、产量、品质等进行改良，大大增加植物的基因多样性。

其次，染色体变异可以改变植物的生物学表现。

染色体变异可以改变植物的生理和生化表现，从而改变植物的生物学表现。

例如，一些植物可能因为染色体变异而产生抵抗营养缺乏的能力，具有抗病虫、抗旱、抗冻等能力。

最后，染色体变异可以改变植物的种间关系。

染色体变异可以改变植物的种间关系，从而使不同物种之间的遗传交流更加频繁，进而提高物种的遗传多样性。

染色体变异在育种中的应用，不仅可以改变植物的生物学表现，而且还可以改变植物的种间关系，改善植物的基因多样性，提高植物的适应性，为育种提供了良好的条
件。

因此，染色体变异在育种过程中已经广泛应用，受到科学家和育种者的青睐。

2019-2020年高中生物苏教版必修2教学案：第三章第三节染色体变异及其应用(含答案)一、染色体结构的变异1．特点：染色体结构变异一般可通过光学显微镜直接观察。

2．类型：包括缺失、重复、倒位和易位四种。

3．染色体结构变异导致性状变异的原因：染色体结构变异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。

4．结果：大多数染色体结构的变异对生物体是不利的，甚至会导致生物体死亡。

5．影响因素：电离辐射、病毒感染或一些化学物质诱导。

二、染色体数目变异1．概念和类型(1)概念：染色体数目以染色体组的方式成倍增加或减少，个别染色体的增加或减少，都称为染色体数目的变异。

(2)类型：2．染色体组(1)概念：细胞中形态和功能各不相同，但互相协调、共同控制生物的生长、发育、遗传和变异的一组非同源染色体，称为一个染色体组。

(2)实例：人的精子或卵细胞中含有一个染色体组，体细胞中含有两个染色体组。

(3)单倍体、二倍体与多倍体：①单倍体是指体细胞中含有配子染色体组的个体。

②由受精卵发育成的个体，体细胞内含有两个染色体组的称为二倍体，含有三个或三个以上染色体组的叫多倍体。

3．低温诱导染色体数目加倍(1)原理：用低温处理或化学因素刺激植物分生组织细胞，有可能抑制纺锤体的形成，导致细胞内染色体数目加倍。

(2)实验步骤：①培养根尖：将一些蚕豆或豌豆种子放入培养皿，加入适量的清水浸泡，在培养皿上覆盖2～3层潮湿的纱布。

②低温诱导：在蚕豆幼根长至 1.0～1.5 cm左右的不定根时，将其中的两个培养装置放入冰箱的低温室内(4 ℃)，诱导培养36 h。

③固定细胞形态：剪取诱导处理的根尖约5 mm，放入卡诺氏固定液中固定0.5～1 h，以固定细胞的形态，然后用体积分数为95%的乙醇溶液冲洗2～3次。

④XXX装片：取固定好的根尖，进行解离→漂洗→染色→制片4个步骤。

⑤观察装片：先用低倍镜寻找染色体形态较好的分裂相，确认某个细胞发生染色体数目变化后，再换用高倍镜观察。

染色体变异及其应用基因突变（通过DNA分子杂交判断）,这种改变在光学显微镜下是无法直接观察到的。

而染色体变异很明显可以用显微镜直接观察到。

染色体变异会导致很多基因发生改变，性状会改变，也有有利变异，一般有害。

一、染色体结构变异：实例：猫叫综合征（5号染色体部分缺失）类型：缺失、重复、倒位、易位（看书并理解）二、染色体数目的变异1、类型● 个别染色体增加或减少：实例：21三体综合征（多1条21号染色体）● 以染色体组的形式成倍增加或减少：实例：三倍体无子西瓜“【可遗传”（通过植物组织培养技术）≠可育（可产生配子），三倍体无配子原因减数分裂联会紊乱】2、染色体组：（1）概念：二倍体生物配子中所具有的全部染色体组成一个染色体组。

（2）特点：①一个染色体组中无同源染色体，形态和功能各不相同；②一个染色体组携带着控制生物生长的全部遗传信息。

（3）染色体组数的判断：① 染色体组数= 细胞中任意一种染色体条数例1：以下各图中，各有几个染色体组？答案：____________________________________________________________② 染色体组数= 基因型中控制同一性状的基因个数例2：以下基因型，所代表的生物染色体组数分别是多少?（1）Aa ______ （2）AaBb _______ （3）AAa _______（4）AaaBbb _______ （5）AAAaBBbb _______ （6）ABCD ______3、单倍体、二倍体和多倍体由配子发育成的个体叫单倍体。

（单倍体可能含有多个染色体组，例如小麦的单倍体）有受精卵发育成的个体，体细胞中含几个染色体组就叫几倍体。

三、染色体变异在育种上的应用1、多倍体育种：方法：用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。

（原因：能够抑制纺锤体,导致染色体不分离,从而引起细胞内染色体加倍。

原理：染色体变异实例：三倍体无子西瓜的培育；优缺点：培育出的植物器官大，产量高，营养丰富，但结实率低，成熟迟。

3.3 染色体变异及其应用一、教学目的：1、使学生明确掌握染色体组、单倍体、二倍体的概念，单倍体的特点及其在育种上的意义。

2、使学生明确多倍体的概念，形成原因及其特点。

3、使学生了解人工诱导多倍体在育种上的应用和成就。

4、染色体结构变异的的形式5、染色体结构变异对生物性状的影响6、染色体结构变异在生产中的应用二、教学重点、难点：教学重点：多倍体育种原理及在生产上的应用。

染色体结构变异对生物性状的影响教学难点：区分单倍体和二倍体或多倍体划分的依据。

染色体结构变异在生产中的应用三、板书设计：一、染色体数目变异1、整倍性2、非整倍性二、染色体组概念三、应用四、染色体形态结构及变异1、染色体形态2、变异五、结构变异对性状的影响六、在育种上的应用四、教学过程：引言：记得我们在第一章学习细胞有丝分裂时，根据有丝分裂的特点，明确每一种生物都含有一定数目的染色体，这样就保证了染色体上的遗传物质在亲子两代间的连续性，从而表现出遗传性状的相对稳定性。

然而，一切事物都是变化的，染色体也不例外。

当自然或人为条件发生改变时，会使一些生物的染色体在数目和结构上也发生变化，从而引起生物性状发生改变，我们把这种变异叫做染色体变异。

讲述：一般来说，生物体细胞中染色体数目能保持稳定，但在某些特殊情况下，如受到外界环境条件或生物内部因素如自然和人为因素等，生物体细胞中的染色体数目会发生改变，从而产生可遗传的变异。

染色体数目变异非整倍体：细胞内个别染色体增加或减少。

讲述：这种个别染色体数目的增减会打破原有遗传物质的平衡，从而影响生物体正常的生长发育：如①先天性愚型（21三体综合症）②性腺发育不良（X0）③单发性小睾丸症（XXY）例题1（投影）整倍体：细胞内的染色体数目以染色体组的形式成倍地增加或减少。

⑴染色体组讲述：生物体细胞中的染色体通常是成对存在的，如人23对，果蝇4对投影：雌雄果蝇体细胞染色体组成示意图提问：●果蝇体细胞中有多少对同源染色体？●其中常染体有多少对？性染色体有多少对？分别是哪几对？投影：雌雄染色体组图解讲述：观察雄果蝇精子中一组染色体，不难发现，其中的每条染色体在形状、大小上各不相同，是一套完整的非同源染色体，这一组染色体就是一个染色体组。

高一生物导学提纲(12)课题：染色体变异及其应用（1）学习目标：1.说出染色体结构变异的类型2.说出染色体组、二倍体、多倍体、单倍体的概念含义及其相互区别课前导学：一、染色体结构的变异1、概念染色体结构的改变，使排列在染色体上的基因的和发生改变，从而导致性状的变异。

2、类型包括染色体的、重复、、倒位。

二、染色体数目的变异1、概念染色体数目的增加或减少，或者染色体的增加或减少等。

2、类型（1）以染色体条数为单位的增加或缺失而引起的变异（2）以染色体组为单位的倍增或倍减而引起的变异①单倍体：体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体，即由发育的生物体。

②二倍体：经发育的个体，体细胞中有个染色体组。

③多倍体：经发育的个体，体细胞中有个染色体组。

质疑探究：染色体组是指细胞中各不相同，但是携带着控制一种生物生长发育、遗传和变异的的一组染色体。

染色体组数的判断：①染色体组数＝细胞中同型染色体的数目②染色体组数＝基因型中控制每一性状的基因出现的次数③染色体组数＝细胞中染色体数/染色体形态数例题精讲：1.以下各图中，各有几个染色体组？2.以下基因型，所代表的生物染色体组数分别是多少?①Aa _______ ②AaBb _______ ③AAa _______④AaaBbb _______ ⑤AAAaBBbb _______ ⑥ABCD _____3.如韭菜的体细胞中含有32条染色体，这32条染色体有8种不同的形态结构，韭菜是倍体反馈矫正：4.、是正常的两条同源染色体，则右图所示是指染色体结构（）A.倒位（颠倒）B.缺失C.移接 D .重复（增加）5.棉花是一个四倍体植株。

它的单倍体细胞内含有的染色体组数是（）A.1个B.2个C.3个D.4个6.一个染色体组应是 （ ） A.配子中的全部染色体 B.二倍体生物配子中的全部染色体 C.体细胞中的一半染色体 D.来自父方或母方的全部染色体7.填表比较豌豆、普通小麦、小黑麦的体细胞和配子中染色体数、染色体组数、并注明他们分迁移创新：8.果蝇的一条染色体上正常基因的排列顺序为abc·defghi ，中间的“·”代表着丝点。

典题精讲例1 用基因型为DdTt的植株所产生的花粉粒经分别离体培养成幼苗，再用秋水仙素处理使其成为二倍体,这些幼苗成熟后自交后代( )A.全部为纯合子B。

全部为杂合子C。

1/4为纯合子D.1/16为纯合子思路解析:考查单倍体育种.先经花粉离体培养得到单倍体，单倍体再经染色体加倍得到二倍体的纯合子,纯合子自交不会出现性状分离（仍为纯合子）.所以本题只要求出DdTt产生配子的种类及其比例即可，依基因分离定律和自由组合定律得4种纯合子（各占1/4）.答案:A黑色陷阱:把单倍体育种误认为是杂交育种，根据DdTt自交产生后代来分析，容易误选选项C。

变式训练1 将一粒花粉培育成幼苗，将它的茎尖用秋水仙素处理,长大后该植物正常开花结果.与该幼苗染色体数目相同的是（)A.根细胞B。

叶细胞C.茎细胞D.子房壁细胞思路解析：幼苗属于单倍体，植物体根没有经过秋水仙素处理，染色体不变。

答案：A变式训练2 下图表示AaBb的水稻单倍体育种过程，下列说法不正确的是( )A。

图示花粉培育成的二倍体水稻的基因型为aaBBB.单倍体育种比杂交育种时间短C. AaBb水稻经单倍体育种可育出两种二倍体水稻D。

未经秋水仙素处理的试管苗长成的植株高度不育思路解析:AaBb水稻可以产生四种配子（花粉），经单倍体育种可育出四种二倍体水稻。

答案：C例2 双子叶植物大麻（2N=20）为雌雄异株,性别决定方式为XY型。

若将其花药离体培养，再将幼苗用秋水仙素处理，所得植株的染色体组成应是（）A.18+XYB。

18+XXC。

18+XX或YYD。

18+XX或XY思路解析：雄性大麻的染色体组成是18＋XY，经减数分裂后发育成的花粉的染色体组成有2种:9＋X或9＋Y。

用花药离体培养成的单倍体幼苗的染色体组成也有2种:9+X或9＋Y。

这样的单倍体幼苗用秋水仙素处理后，染色体数目加倍的结果是：18+XX或18+YY。

答案：C绿色通道：要确定单倍体的基因型，先要确定亲代产生的配子类型。