1、染色體變異分為染色體結構變異和數目變異。
(1)染色體結構變異
①概念:排列在染色體上的基因的數目或排列順序發生改變,而導致性狀的變異。
②類型:在自然條件或人為因素的影響下,染色體結構的變異主要有以下4種:缺失、重復、倒位、易位。 ③結果:染色體結構變異都會使排列在染色體上的基因的數目或排列順序發生改變,從而導致性狀的改變。
類型 | 定義 | 實例 | 示意圖 |
缺失 | 一條正常染色體斷裂后丟失某一片段引起的變異。 | 貓叫綜合征 | ![]() |
重復 | 染色體增加某一片段引起的變異。一條染色體的某一片段連接到同源的另一條染色體上,結果后者就有一段重復基因。 | 果蠅棒狀眼 | ![]() |
倒位 | 染色體中某一片段位置顛倒180°后重新結合到原部位引起的變異。基因并不丟失,因此一般生活正常。 | ? | ![]() |
易位 | 染色體的某一片段移接到另一條非同源染色體上引起的變異 | 人慢性粒細胞白血病 | ![]() |
(1)染色體數目變異的種類
①細胞內的個別染色體增加或減少。
②細胞內染色體數日以染色體組的形式成倍地增加或減少,
(2)染色體組
①概念:細胞中的一組非同源染色體,它們在形態和功能上各不相同,但是攜帶著控制一種生物生長發育、遺傳和變異的全部遺傳信息,這樣的一組染色體叫做一個染色體組。
②條件:
a、一個染色體組中不含有同源染色體;
b、一個染色體組中所含的染色體形態、大小和功能各不相同;
c、一個染色體組中含有控制生物性狀的一整套基因。
(3)單倍體和多倍體比較
項目 | 單倍體 | 多倍體 | |
概念 | 體細胞中含有本物種配子染包體數目的個體 | 體細胞中含有三個或三個以上染色體組的個體 | |
成因 | 自然成因 | 由配子直接發育成個體,如雄蜂是由未受精的卵細胞發育而來 | 外界環境條件劇變 |
人工誘導 | 花藥離體培養 | 用秋水仙素處理萌發的種子或幼苗 | |
發育起點 | 配子 | 受精卵或合子 | |
植株特點 | 植株弱小 | 莖稈粗壯,葉片、果實和種子比較大,營養物質含量豐富,發育延遲,結實率低 | |
可育性 | 高度不育 | 可育,但結實性差 | |
應用 | 單倍體育種 | 多倍體育種 |
②染色體組:細胞中的一組非同源染色體,它們在形態和功能上各不相同,但是攜帶著控制一種生物生長發育、遺傳和變異的全部信息,這樣的一組染色體,叫做一個染色體組。
3、染色體變異在實踐中的應用
(1)單倍體育種

例:

②優點:明顯縮短育種年限,后代一般是純合子。
(2)多倍體育種
①方法:用秋水仙素處理萌發的種子或幼苗。
②成因:秋水仙素抑制紡錘體的形成。

④實例:二倍體無子西瓜的培育。

表解基因重組、基因突變和染色體變異的不同:
項目 | 基因重組 | 基因突變 | 染色體變異 |
概念 | 因基因的重新組合而發生的變異 | 基因結構的改變,包括DNA堿基對的替換、增添和缺失 | 染色體結構或數目變化而引起的變異 |
類型 | ①非同源染色體上的非等位基因自由組合;②同源染色體的非姐妹染色單體之間的交叉互換 | ①自然狀態下發生的??自然突變;②人為條件下發生的??人工誘變 | ①染色體結構變異;②染色體數目變異 |
鑒定方法 | 光學顯微鏡下均無法檢出,可根據是否有新性狀或新性狀組合確定 | 光學顯微鏡下可檢出 | |
適用范圍 | 真核生物進行有性生殖的過程中發生 | 任何生物均可發生(包括原核生物、真核生物及非細胞結構的生物) | 真核生物遺傳中發生 |
生殖類型 | 自然狀態下只在有性生殖中發生 | 無性生殖和有性生殖均可發生 | 無性生殖和有性生殖均可發生 |
產生機理 | 由基因的自由組合和交叉互換引起 | 基因的分子結構發生改變的結果 | 染色體的結構或數目發生變化的結果 |
細胞分裂 | 在減數分裂中發生 | 無絲分裂、有絲分裂、減數分裂均可發生 | 有絲分裂和減數分裂中均可發生 |
產生結果 | 只改變基因型,未發生基因的改變,既無“質”的變化,也無“量”的變化 | 產生新的基因,發生基因“種類”的改變,即有“質”的變化,但無“量”的變化 | 可引起基因“數量”的變化,如增添或缺失幾個基因 |
意義 | 生物變異的來源之一,對生物進化有十分重要的意義 | 生物變異的根本來源,提供生物進化的原材料 | 對生物進化有一定意義 |
育種應用 | 雜交育種 | 誘變育種 | 單倍體、多倍體育種 |
知識點撥:染色體組數的判定
1.染色體組數的判斷方法
(1)根據細胞中染色體的形態判斷
細胞內同一種形態的染色體有幾條,則含有幾個染色體組。如圖A細胞內同種形態的染色體有3條,則該細胞中有3個染色體組;圖C細胞內同一種形態的染色體有1條,則該細胞中有1個染色體組。
細胞內有幾種形態的染色體,一個染色體組內就有幾條染色體。如圖A細胞內有3種形態的染色體,則該細胞的一個染色體組內就有3條染色體;如圖C 細胞內有5種形態的染色體,則該細胞的一個染色體組內就有5條染色體。
(2)根據基因型判斷
在細胞或生物體的基因型中,控制同一性狀的基因出現幾次,則含有幾個染色體組,可簡記為“同一英文字母無論大寫還是小寫,出現幾次就含幾個染色體組”。如圖B細胞內控制同一性狀的基因出現4次,則含有4個染色體組。
(3)根據染色體數目的形態數判斷
染色體組的數目=染色體數/染色體的形態數
如圖A細胞內共含有9條染色體,染色體的形態數是3種,9/3=3,則該細胞內含有3個染色體組;如圖 B細胞內共含有8條染色體,染色體的形態數是2種, 8/2=4,則該細脆內含有4個染色體組;如圖C細胞內共含有5條染色體,染色體的形態數是5種,5/5=1,則該細胞內含有1個染色體組。
2.一些細胞分裂圖中的染色體組數判斷(如圖)
①減數第一次分裂的前期,染色體4條,生殖細胞中含有染色體2條,每個染色體組有2條染色體,該細胞中有2個染色體組。
②減數第二次分裂的前期,染色體2條,生殖細胞中含有染色體2條,每個染色體組有2條染色體,該細胞中有1個染色體組。
③減數第一次分裂的后期,染色體4條,生殖細胞中含有染色體2條,每個染色體組有、2條染色體,該細胞中有2個染色體組。
④有絲分裂后期,染色體8條,生殖細胞中含有染色體2條,每個染色體組有2條染色體,該細胞中有4 個染色體組。
知識拓展:
1、基因突變是染色體的某一位點上基因中堿基對的改變,是分子水平的變異,而染色體變異則是比較明顯的染色體結構或數目的變異,屬于細胞水平的變異。
2、判定生物是單倍體、二倍體、多倍體的關鍵是看它的發育起點。若發育起點是配子,不論其體細胞中含有幾個染色體組都叫單倍體。若發育起點是受精卵,其體細胞中有幾個染色體組就叫幾倍體。
3、體細胞染色體組為奇數的單倍體與多倍體高度不育的原因:進行減數分裂形成配子時,同源染色體無法正常聯會或聯會紊亂,不能產生正常配子。
4、單倍體育種得到的一般是純合子。二倍體生物的花粉經單倍體育種后,得到的一定是純合子植株。四倍體等多倍體的花粉經離體培養、秋水仙素處理后,可能產生雜合子。如BBbb的花粉基因型有三種:BB、 Bb、bb,培養處理后基因型分別是BBBB、BBbb(雜合子)、bbbb。
5、用秋水仙素處理使植株染色體數目加倍,若操作對象是單倍體植株,叫單倍體育種;若操作對象為正常植株,叫多倍體育種。不能看到“染色體數目加倍” 就認為是多倍體育種。
6、不同生物的變異類型不同,不同生殖方式所帶來的變異類型亦不相同,探究變異原因與變異類型時首先應注意的是生物的不同種類和生殖方式。
(1)病毒的可遺傳變異的來源??基因突變。
(2)原核生物可遺傳變異的來源??基因突變。
(3)真核生物可遺傳變異的來源:
①進行無性生殖時??基因突變和染色體變異;
②進行有性生殖時??基因突變、基因重組和染色體變異。
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