子染色体
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2023年3月2日发(作者：雷暴云)-1-
第二节染色体变异
考点一、染色体变异
变异类型：1、染色体结构变异2、染色体数目变异
1、染色体结构变异
概念：由染色体结构的改变而引起的变异。
基因突变是染色体上某一位点基因的改变，是微小区段的变异，是分子水平的变异，而染
色体变异是比较明显的染色体结构或数目的变异，染色体变异中的结构变异和数目变异都
属于细胞水平上的变化。
2．种类：
(1)缺失：染色体中某一片段缺失引起的变异。
(2)重复：染色体中增加某一片段引起的变异。
(3)易位：染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上引起的变异。
(4)倒位：染色体中某一片段位置颠倒引起的变异
3．结果：使排列在染色体上的基因的数目或排列顺序发生改变，从而导致性状的变异。
4．举例：猫叫综合征，是由于人的第5号染色体部分缺失引起的遗传病。
注意：
1．基因突变只是基因碱基对的替换、增添或缺失，不改变基因的数量和排列顺序；而染色体结
构的改变，引起染色体上的基因的数目或排列顺序发生改变，对生物个体往往是不利的，有
的甚至会致死。
2．每个物种染色体的大小、形态和结构都是相对稳定的。
3．染色体变异可以用显微镜直接观察。而基因突变在光学显微镜下不可见。
4.易位发生在非同源染色体之间，是指染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上，属于
染色体结构变异。交叉互换发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间，属于基因重组
考点二、染色体数目的变异
一、染色体数目的变异
1.类型：
（1）细胞内个别染色体数的增加或减少。如21三体综合征。
（2）细胞内的染色体数目以染色体组的形式成倍的增加或减少。如三倍体无子西瓜等。
2.染色体组的概念：
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细胞中在形态和功能上各不相同，携带着控制生物生长发育遗传、变异的全部遗传信息的一组
非同源染色体。
3、构成一个染色体组应具备的条件
①一个染色体组中不含同源染色体。
②一个染色体组中所含的染色体形态、大小和功能各不相同。
③一个染色体组中含有控制一种生物性状的一整套基因，但不能重复。
4、要确定某生物体细胞中染色体组的数目，可从以下几个方面考虑
①细胞中同源染色体有几条，细胞内就含有几个染色体组。(如图一)
②根据基因型判断细胞中的染色体组数目，根据细胞的基因型确定控制每一性状的基因出现的
次数，该次数就等于染色体组数(如图二)。如基因型AAaaBBbb的细胞生物体含有4个染色体
组，也可记作：同一个字母不分大小写重复出现几次，就是几倍体生物。
③根据染色体的数目和染色体的形态数来推算，染色体组的数目＝染色体数/染色体形态数。
3．二倍体、多倍体和单倍体
(1)二倍体：由受精卵发育而成，体细胞含有两个染色体组，包括几乎全部的动物和过半
数的高等植物。
(2)多倍体
①概念：由受精卵发育而成，体细胞含三个或三个以上染色体组。其中，体细胞中含有三
个染色体的叫做三倍体，含有四个染色体组的叫四倍体。
②分布：在植物中很常见，在动物中极少见。
③优点：与二倍体植株相比，多倍体植株常常是茎秆粗壮，叶片、果实、种子都比较大，糖
类和脂肪等营养物质的含量都有所增加。
4．多倍体育种
(1)方法：目前最常用且最有效的方法是用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。
(2)原理：当秋水仙素作用于正在分裂的细胞时，能够抑制纺锤体的形成，导致染色体不能
移向细胞两极，而引起细胞内染色体数目加倍。
(3)过程：萌发的种子或幼苗染色体数目加倍多倍体植株。
5．单倍体育种
概念：由配子直接发育而成，体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体。
特点：与正常植株相比，植株长得弱小，且高度不育。
优点：明显缩短了育种年限
过程：
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6．单倍体、二倍体、多倍体的比较
概念
染色体
组
形成原因特点举例
单倍体
体细胞中含本物种配
子染色体数目的个体
1至多
个
单性生殖(孤雌生
殖或孤雄生殖)
植株弱小，
高度不育
蜜蜂的雄蜂；玉米、小麦
的单倍体
二倍体
由受精卵发育而来，
体细胞含有2个染色
体组的个体
2正常的有性生殖正常
几乎全部的动物和过半数
的高等植物
多倍体
由受精卵发育而来，
体细胞含3个或3个
以上染色体组的个体
3个或
3个以
上
未减数的配子受精
或合子染色体数加
倍
果实、种子
较大，生长
发育延迟，
结实率低
香蕉(三倍体)，马铃薯(四
倍体)、八倍体小黑麦
7.单倍体与二倍体、多倍体的判定
(1)由受精卵发育而成的个体，含有几个染色体组，就叫做几倍体。
(2)由配子发育而成的个体，不论含几个染色体组，都称为单倍体。单倍体个体的体细胞染色体
组数一般为奇数，当其进行减数分裂形成配子时，由于同源染色体无法正常联会或联会紊乱，
不能产生正常的配子。
(3)二倍体生物的配子中只含有一个染色体组。
(4)含奇数倍染色体(如3组染色体的三倍体和单倍体)的个体不能产生正常的配子。
8.单倍体育种和多倍体育种的比较
多倍体育种单倍体育种
原理
染色体数目以染色体组的形式成
倍增加
染色体数目以染色体组的形式成倍减少，再加
倍后获得纯种
常用
方法
秋水仙素处理萌发的种子或幼苗
(或低温诱导植物染色体数目加
倍)
花药离体培养，然后进行人工诱导染色体加倍
(秋水仙素处理萌发的种子或幼苗、低温诱导植
物染色体数目加倍)，形成纯合子
优点
器官大，提高产量和营养成分含
量增加
明显缩短育种年限
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缺点
适用于植物，在动物方面难以开
展，发育延迟，结实率低
技术复杂，需与杂交育种配合；一般不育
例子三倍体西瓜、甜菜抗病植株的快速育成
单倍体育种多倍体育种
9.三种可遗传的变异的比较
变异类型
比较项目
基因重组基因突变染色体变异
概念
因基因的重新组合而发生
的变异
基因结构的改变，包括DNA
碱基对的增添、缺失和替换
染色体结构或数目变
化而引起的变异
类型
①非同源染色体上的非等
位基因自由组合②同源染
色体上的非姐妹染色单体
之间交叉互换
①自然状态下发生的——
自然突变
②人为条件下发生的——
诱发突变
①染色体结构变异
②染色体数目变异
适用范围
真核生物进行有性生殖产
生配子时在核遗传中发生
任何生物均可发生(包括原
核、真核生物及非细胞结构
的生物)
真核生物核遗传中发
生
变异类型
比较项目
基因重组基因突变染色体变异
产生结果
只改变基因型，未发生基
因的改变，既无“质”的
变化，也无“量”的变化
产生新的基因，发生基因
“种类”的改变或“质”的
改变，但量未变
可引起基因“数量”
上的变化
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意义
形成多样性的重要原因，
对生物进化有十分重要的
意义
生物变异的根本来源，提供
生物进化的原始材料
对生物进化有一定意
义
育种应用杂交育种诱变育种单倍体、多倍体育种
低温诱导植物染色体数目的变化实验
一、实验原理：
(1)正常进行有丝分裂的组织细胞，在分裂后期着丝点分裂后，子染色体在纺锤体作用下分别移
向两极，进而平均分配到两个子细胞中去。
(2)低温可抑制纺锤体形成，阻止细胞分裂，导致细胞染色体数目加倍。
二、实验中几种液体的作用：
(1)卡诺氏液：固定细胞形态。
(2)95%酒精：冲洗附着在根尖表面的卡诺氏液。
(3)解离液：(质量分数为15%HCI和体积分数为95%酒精1∶1混合)使组织中的细胞相互分离开
来。
(4)清水：洗去解离液，防止解离过度，便于染色。
(5)改良苯酚品红染液：使染色体(质)着色，便于观察染色体(质)的形态、数目、行为。
实验流程：
根尖培养：将洋葱等材料放在装满清水的广口瓶上，底部接触
↓水面，置于适宜条件下，使之生根
低温诱导：待不定根长至1cm时，将整个装置放入冰箱的低
↓温室内(4℃)，诱导培养36h
材料固定：剪取根尖约0.5～1cm，放入卡诺氏液中浸泡0.5～1h，
↓固定其形态，然后用95%酒精冲洗2次
制作装片：解离→漂洗→染色→制片(同观察植物细胞的有丝
↓分裂)
观察：先用低倍镜观察，找到变异细胞，再换用高倍镜观察
无子西瓜的培育——多倍体育种考查
【例1】已知西瓜红色瓤(R)对黄色瓤(r)为显性。图中A是黄瓤瓜种子(rr)萌发而成的，B是红
瓤瓜种子(RR)长成的。据图作答：
(1)秋水仙素的作用是_抑制细胞有丝分
裂过程中纺锤体的形成，使染色体数目
加倍。
(2)G瓜瓤是黄色，其中瓜子胚的基因
型是Rrr。
(3)H瓜瓤是红色，H中无子的原理是：
三倍体植株减数分裂过程中，染色体联
会紊乱，不能形成正常的生殖细胞。
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请判断下列细胞中各有多少个染色体组？
(4)生产上培育无子西瓜的原理是:染色体数目变异，而培育无子番茄应用的原理是:生长素促
进果实发育。
果实各部分染色体分析
果实类型
比较项目
第一年所
结果实
第二年所结果实
(三倍体西瓜)
果实位置四倍体植株上三倍体植株上
果皮染色体组数43
种皮染色体组数43
种子中染色体组数3无
无子番茄和无子西瓜培育过程及遗传特点比较
原理化学试剂无子原因能否遗传
无子
西瓜
染色体
变异
秋水仙素
联会紊乱不能
产生配子
能，后代仍无子
无子
番茄
生长素
处理
生长素未受精不能，后代有子
【例2】从下图a～h所示的细胞图中，说明它们各含有几个染色体组。正确答案为()
A．细胞中含有一个染色体组的是h图
B．细胞中含有二个染色体组的是g、e图
C．细胞中含有三个染色体组的是a、b图
D．细胞中含有四个染色体组的是f、c图
答案C