届一轮复习染色体变异与育种.ppt

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1、第第21讲讲 染色体变异与育种染色体变异与育种一、染色体变异一、染色体变异1、染色体结构的变异、染色体结构的变异与基因突变中的缺失的区别？与基因突变中的缺失的区别？1、染色体结构的变异、染色体结构的变异缺失缺失缺失缺失、重复重复重复重复、倒位倒位倒位倒位、易位、易位、易位、易位（1 1 1 1）类型）类型）类型）类型（2 2 2 2）判断方法：）判断方法：）判断方法：）判断方法：（3 3 3 3）实质：）实质：）实质：）实质：（4 4 4 4）例子：）例子：）例子：）例子：（6 6 6 6）意义：）意义：）意义：）意义：属于属于属于属于可遗传可遗传可遗传可遗传的变异，为生物的变异，为生物的变异

2、，为生物的变异，为生物进化进化进化进化提供了原材料提供了原材料提供了原材料提供了原材料 染色体长度发生了改变；（或者）染色体长度发生了改变；（或者）染色体长度发生了改变；（或者）染色体长度发生了改变；（或者）基因的数目或排列顺序发生了改变基因的数目或排列顺序发生了改变基因的数目或排列顺序发生了改变基因的数目或排列顺序发生了改变猫叫综合征（缺失）猫叫综合征（缺失）猫叫综合征（缺失）猫叫综合征（缺失）一、染色体变异一、染色体变异1、染色体结构的变异、染色体结构的变异【知识超链接知识超链接】染色体易位与交叉互换（基因重组）的区别染色体易位与交叉互换（基因重组）的区别染色体易位染色体易位非同源染色体之

3、间；非同源染色体之间；交叉互换交叉互换四分体内（同源染色体之间）四分体内（同源染色体之间）两者发生的位置不一样：两者发生的位置不一样：1 1 1 1染色体结构的变异：染色体结构的变异：染色体结构的变异：染色体结构的变异：染色体结构变异与基因突变的区别染色体结构变异与基因突变的区别染色体结构变异与基因突变的区别染色体结构变异与基因突变的区别 、联系、联系、联系、联系细胞水平细胞水平细胞水平细胞水平,可直接观察可直接观察可直接观察可直接观察DNADNA片段片段片段片段的变化的变化的变化的变化DNADNA个别碱基对个别碱基对个别碱基对个别碱基对的变化的变化的变化的变化不产生新基因,只改变基因的数量和

4、顺序产生新基因产生新基因，不改变基因的数量不改变基因的数量统称为统称为统称为统称为“突变突变突变突变”，进化的原材料，进化的原材料，进化的原材料，进化的原材料分子水平分子水平分子水平分子水平,不可直接观察不可直接观察不可直接观察不可直接观察1.1.右图示某生物细胞分裂时，两对联会的染色体右图示某生物细胞分裂时，两对联会的染色体(注：注：图中图中姐妹染色单体画成一条染色体姐妹染色单体画成一条染色体，黑点表示着丝点，黑点表示着丝点)之间出现异常的之间出现异常的“十字型结构十字型结构”现象，图中字母表示现象，图中字母表示染色体上的基因。据此所作推断中，正确的是染色体上的基因。据此所作推断中，正确的是

5、()A A此种异常源于基因重组此种异常源于基因重组B B该生物产生的异常配子很可能有该生物产生的异常配子很可能有HAaHAa或或hBbhBb型型C C此细胞可能正在进行有丝分裂此细胞可能正在进行有丝分裂D D此种变异可能会导致生物体不育，从而不能遗传给此种变异可能会导致生物体不育，从而不能遗传给后代后代1 1选选B B大小、形态相同的染色体为同源染色体，大小、形态相同的染色体为同源染色体，在减在减四分体时期，同源染色体联会，非同源染色四分体时期，同源染色体联会，非同源染色体不能联会，体不能联会，但如果发生了某些变异也可能会发生但如果发生了某些变异也可能会发生题图所示的情形，其变异类型可能如下图

6、所示：题图所示的情形，其变异类型可能如下图所示：即：非同源染色体的某些区段即：非同源染色体的某些区段发生发生“易位易位”(染色体结染色体结构变异的一种构变异的一种)，而不是基因重组；，而不是基因重组；随着易位后的同源染色体的分离，该生物产生的异随着易位后的同源染色体的分离，该生物产生的异常配子很可能有常配子很可能有HAaHAa或或hBhhBh型；型；此细胞正在联会，说明是减数分裂；此细胞正在联会，说明是减数分裂；这种变异的结果可能有很多，也可能会导致生物体这种变异的结果可能有很多，也可能会导致生物体育性下降，但育性下降不代表不能遗传给后代，该育性下降，但育性下降不代表不能遗传给后代，该变异还可

7、能通过无性生殖遗传给后代。变异还可能通过无性生殖遗传给后代。2 2 2 2染色体染色体染色体染色体数目数目数目数目的变异：的变异：的变异：的变异：(1)(1)(1)(1)类型类型类型类型甲图甲图甲图甲图乙图乙图乙图乙图b bc c 个别个别个别个别增减增减增减增减成倍成倍成倍成倍增减增减增减增减 （2 2 2 2）变异的原因：）变异的原因：）变异的原因：）变异的原因：细胞分裂后期，细胞分裂后期，细胞分裂后期，细胞分裂后期，染色体没有平均染色体没有平均染色体没有平均染色体没有平均 分配到细胞两极分配到细胞两极分配到细胞两极分配到细胞两极细胞分裂过程中，细胞分裂过程中，细胞分裂过程中，细胞分裂过程

8、中，纺锤体的形成受到抑制纺锤体的形成受到抑制纺锤体的形成受到抑制纺锤体的形成受到抑制【课本结论性语句课本结论性语句】2 2染色体染色体数目数目的变异：的变异：染色体组染色体组 细胞中的一组细胞中的一组_染色体，在染色体，在_各不相同，携各不相同，携带着带着_的一组染色体的一组染色体非同源非同源控制生物生长发育的全部遗传信息控制生物生长发育的全部遗传信息特征：特征：【独立完成独立完成】请用图形表示雄性果蝇的染色体组请用图形表示雄性果蝇的染色体组实质：实质：形态和功能上形态和功能上非同源染色体的集合非同源染色体的集合(4)概念：概念：基因不重复没有等位基因 一个染色体组一个染色体组 一个染色体组一

9、个染色体组 2 2染色体染色体数目数目的变异：的变异：染色体组染色体组【小组讨论小组讨论】请说出下图所示细胞中所含的染色体组数及每个染请说出下图所示细胞中所含的染色体组数及每个染色体组所含的染色体数目色体组所含的染色体数目.(注：图中非等位基因位于非同源染色体注：图中非等位基因位于非同源染色体)（5）染色体组数的判断方法：）染色体组数的判断方法：1.根据染色体根据染色体形态形态判断：数相判断：数相同形态的染色体条数同形态的染色体条数2.根据根据基因型基因型判断：不分大小判断：不分大小看控制看控制同一性状同一性状的基因个数的基因个数4组组(3条条/组组)1组组(4条条)3组组(2条条)戊戊 己己

10、庚庚甲甲 乙乙丙丙 丁丁辛辛 壬壬癸癸 3组组(3条条/组组)2组组(4条条/组组)1组组(4条条)4组组(1条条)2组组(2条条)4组组(2条条)2组组(2条条)两看两看两看两看一看：一看：一看：一看：二看：二看：二看：二看：生殖细胞生殖细胞生殖细胞生殖细胞 (配子配子配子配子)发育发育发育发育生物体生物体生物体生物体一定是单倍体一定是单倍体一定是单倍体一定是单倍体(不管有几个染色体组不管有几个染色体组不管有几个染色体组不管有几个染色体组)受精卵受精卵受精卵受精卵发育发育发育发育生物体生物体生物体生物体两个染色体组两个染色体组两个染色体组两个染色体组三个或三个以三个或三个以三个或三个以三个或

11、三个以上染色体组上染色体组上染色体组上染色体组二倍体二倍体二倍体二倍体多倍体多倍体多倍体多倍体（1 1 1 1）如何区分单倍体、二倍体、多倍体？）如何区分单倍体、二倍体、多倍体？）如何区分单倍体、二倍体、多倍体？）如何区分单倍体、二倍体、多倍体？(6)染色体组数与二倍体、多倍体、单倍体的关系：染色体组数与二倍体、多倍体、单倍体的关系：单倍体特点，属于可遗传变异吗？一定不可育吗，单倍体特点，属于可遗传变异吗？一定不可育吗，多倍体特点，多倍体特点，属于可遗传变异吗？如何获得多倍体？属于可遗传变异吗？如何获得多倍体？4 4个染色体个染色体8 8个染色体个染色体无纺缍体形成无纺缍体形成染色体复制染色体

12、复制着丝点分裂着丝点分裂无纺缍丝牵引无纺缍丝牵引多倍体的形成多倍体的形成若继续进行正常若继续进行正常的有丝分裂的有丝分裂染色体加染色体加倍的组织倍的组织或个体或个体作用机理：作用机理：作用机理：作用机理：抑制有丝分裂前期纺锤体的形成单倍体单倍体方法：花药离体培养方法：花药离体培养(植株弱小且高度不育植株弱小且高度不育)花药花药单倍体植株单倍体植株离体培养离体培养 某些类型的染色体结构和数目的变异，可通过对细胞有丝分裂中期或减数第一次分裂时期的观察来识别。a、b、c、d为某些生物减数第一次分裂时期染色体变异的模式图，它们依次属于()A.三倍体、染色体片段重复、三体、染色体片段缺失三倍体、染色体片

13、段重复、三体、染色体片段缺失B.三倍体、染色体片段缺失、三体、染色体片段重复三倍体、染色体片段缺失、三体、染色体片段重复C.三体、染色体片段重复、三倍体、染色体片段缺失三体、染色体片段重复、三倍体、染色体片段缺失D.染色体片段缺失、三体、染色体片段重复、三倍体染色体片段缺失、三体、染色体片段重复、三倍体 C 2 2染色体的染色体的数目数目变异：变异：染色体组染色体组(6)染色体组数与二倍体、多倍体、单倍体的关系：染色体组数与二倍体、多倍体、单倍体的关系：二倍体二倍体【巩固训练巩固训练4】填写下表填写下表 六倍体六倍体142156168472128关系关系=2:1=2:1单倍体单倍体体细胞中含有

14、本物种配子的染色体数目的个体体细胞中含有本物种配子的染色体数目的个体发发育育起起点点为为受受精精卵卵单倍体（单倍体（n1，且，且与染色体组数无关与染色体组数无关）低温低温秋水仙素秋水仙素抑制纺锤丝的形成抑制纺锤丝的形成抑制纺锤丝的形成抑制纺锤丝的形成有丝分裂旺盛有丝分裂旺盛1 1、多倍体育种多倍体育种二、生物育种二、生物育种（1）方法处理萌发的种子或幼苗二倍体西二倍体西瓜幼苗瓜幼苗二倍体西二倍体西瓜幼苗瓜幼苗秋水仙素处理秋水仙素处理二倍体西二倍体西瓜植株瓜植株四倍体西四倍体西瓜植株瓜植株联会联会紊乱紊乱三倍体西瓜种子三倍体西瓜种子无籽西瓜无籽西瓜杂交杂交授粉授粉自然长成自然长成二倍体西二倍体西

15、瓜植株瓜植株第一年第一年第二年第二年(1)(1)用秋水仙素处理用秋水仙素处理_，可诱导多倍体的产生，因为，可诱导多倍体的产生，因为此时的某些细胞具有此时的某些细胞具有_的特征，秋水仙素的作用为的特征，秋水仙素的作用为_。(2)(2)三倍体植株需要授以二倍体的成熟花粉，这一操作的目的是三倍体植株需要授以二倍体的成熟花粉，这一操作的目的是_。(3)(3)四倍体母本上结出的三倍体西瓜，其果肉细胞为四倍体母本上结出的三倍体西瓜，其果肉细胞为_倍倍体，种子中的胚为体，种子中的胚为_倍体。三倍体植株不能进行减数分裂倍体。三倍体植株不能进行减数分裂的原因是的原因是_(4)(4)三倍体西瓜高产、优质，这些事实

16、说明染色体组三倍体西瓜高产、优质，这些事实说明染色体组倍增的意义是倍增的意义是_；上述过程需要的时；上述过程需要的时间周期为间周期为_。(5)(5)育种过程中，三倍体无子西瓜偶尔有少量子。请育种过程中，三倍体无子西瓜偶尔有少量子。请从染色体组的角度解释，其原因是从染色体组的角度解释，其原因是_。(6)(6)三倍体无子西瓜的性状三倍体无子西瓜的性状_(_(能能/否否)遗传，请遗传，请设计一个简单的实验验证你的结论并做出实验结果设计一个简单的实验验证你的结论并做出实验结果的预期。的预期。答案：答案：(1)(1)萌发的种子或幼苗分裂旺盛抑制细胞萌发的种子或幼苗分裂旺盛抑制细胞(分裂前期分裂前期)形成

17、纺锤体形成纺锤体(2)(2)通过授粉来刺激子房产生生长素，促进无子果实的通过授粉来刺激子房产生生长素，促进无子果实的发育发育(或生长素促进生长或生长素促进生长)(3)(3)四三联会紊乱四三联会紊乱(4)4)促进基因效应的增强两年促进基因效应的增强两年(5)(5)一个染色体组的全部染色体正好被纺锤丝拉向细胞一个染色体组的全部染色体正好被纺锤丝拉向细胞的一极，另两个染色体组的全部染色体正好被纺锤丝的一极，另两个染色体组的全部染色体正好被纺锤丝拉向细胞的另一极，产生了正常的配子拉向细胞的另一极，产生了正常的配子(6)(6)能将三倍体无子西瓜果皮的任意一部分进行植物能将三倍体无子西瓜果皮的任意一部分进

18、行植物组织培养组织培养(或无性繁殖或无性繁殖)，观察果实中是否有种子；，观察果实中是否有种子；(合理预期：合理预期：)成活长大后的植株仍然不能结出有子果实。成活长大后的植株仍然不能结出有子果实。萌发的幼萌发的幼苗或种子苗或种子秋水仙素秋水仙素处理处理染色体加倍染色体加倍的组织的组织多倍体植株多倍体植株作用机理：作用机理：抑制纺锤体的形成，导致染，导致染色体不能移向细胞两极，从而引起细胞色体不能移向细胞两极，从而引起细胞内染色体数目加倍。内染色体数目加倍。1 1、多倍体育种多倍体育种二、生物育种二、生物育种（2）过程无子西瓜无子西瓜(三倍体三倍体)多倍体育种多倍体育种无子西瓜与无籽番茄区别无子西

19、瓜与无籽番茄区别无籽番茄无籽番茄利用利用生长素促进果实发育生长素促进果实发育的原理的原理 在未授粉的雌蕊柱头上涂抹了一定浓度在未授粉的雌蕊柱头上涂抹了一定浓度 生长素，使子房壁膨大为果实生长素，使子房壁膨大为果实 果实的染色体及基因型与母本相同果实的染色体及基因型与母本相同不可遗传不可遗传利用利用三倍体植株在减数分裂时同源染色体联会三倍体植株在减数分裂时同源染色体联会紊乱紊乱，不能形成正常的生殖细胞因而没有种子。，不能形成正常的生殖细胞因而没有种子。可以遗传可以遗传1 1、多倍体育种多倍体育种二、生物育种二、生物育种（3）原理：染色体变异染色体变异 已知在荔枝的性状控制中，已知在荔枝的性状控制

20、中，D D（无绿线）对（无绿线）对d d（有绿线）（有绿线）显性，显性，T T（有甜味）对（有甜味）对t（无甜（无甜味）显性。现有两株普通枝，味）显性。现有两株普通枝，一株的基因型是一株的基因型是DDTTDDTT，另一，另一株的基因型是株的基因型是ddttddtt。假如你是。假如你是育种专家，能否利用普通荔枝育种专家，能否利用普通荔枝得到得到“西园挂绿西园挂绿”（ddTTddTT）？请简要介绍你的育种方案。？请简要介绍你的育种方案。典型例题讲解典型例题讲解 第一年第一年第一年第一年第二年第二年第二年第二年无绿有甜味无绿有甜味无绿有甜味无绿有甜味 有绿无甜味有绿无甜味有绿无甜味有绿无甜味DDTT

21、DDTTddttddtt 无绿有甜味无绿有甜味 DdTt花药离体培养花药离体培养花药离体培养花药离体培养DT Dt dT dtDT Dt dT dt单倍体单倍体单倍体单倍体秋秋秋秋水水水水仙仙仙仙素素素素诱诱诱诱导导导导染色体加倍染色体加倍染色体加倍染色体加倍纯合体纯合体纯合体纯合体 DDTT DDtt DDTT DDttddTT ddttddTT ddtt思考：四倍体生物的配子经过花药离体培养得到的单倍思考：四倍体生物的配子经过花药离体培养得到的单倍思考：四倍体生物的配子经过花药离体培养得到的单倍思考：四倍体生物的配子经过花药离体培养得到的单倍体植株可育吗？体植株可育吗？体植株可育吗？体植株

22、可育吗？可育可育2、单倍体育种、单倍体育种第一年第一年第一年第一年第二年第二年第二年第二年无绿有甜味无绿有甜味无绿有甜味无绿有甜味 有绿无甜味有绿无甜味有绿无甜味有绿无甜味DDTTDDTTddttddtt 无绿有甜味无绿有甜味 DdTt花药离体培养花药离体培养花药离体培养花药离体培养DT Dt dT dtDT Dt dT dt单倍体单倍体单倍体单倍体秋秋秋秋水水水水仙仙仙仙素素素素诱诱诱诱导导导导染色体加倍染色体加倍染色体加倍染色体加倍纯合体纯合体纯合体纯合体 DDTT DDtt DDTT DDttddTT ddttddTT ddtt2、单倍体育种、单倍体育种花药花药单倍体单倍体植株植株纯合纯

23、合正常植株正常植株秋水仙素秋水仙素染色体加倍染色体加倍离体培养离体培养第一年第一年第一年第一年第二年第二年第二年第二年无绿有甜味无绿有甜味无绿有甜味无绿有甜味 有绿无甜味有绿无甜味有绿无甜味有绿无甜味DDTTDDTTddttddtt 无绿有甜味无绿有甜味 DdTt花药离体培养花药离体培养花药离体培养花药离体培养DT Dt dT dtDT Dt dT dt单倍体单倍体单倍体单倍体秋秋秋秋水水水水仙仙仙仙素素素素诱诱诱诱导导导导染色体加倍染色体加倍染色体加倍染色体加倍纯合体纯合体纯合体纯合体 DDTT DDtt DDTT DDttddTT ddttddTT ddtt2、单倍体育种、单倍体育种原理：

24、原理：染色体变异染色体变异无绿有甜味无绿有甜味 有绿无甜味有绿无甜味DDTTddtt 无绿有甜味无绿有甜味 DdTt无绿甜无绿甜 无绿无甜无绿无甜 绿甜绿甜 绿无甜绿无甜ddTT绿甜绿甜ddTtddTTddTt绿甜绿甜ddTT绿甜绿甜绿甜绿甜 绿无甜绿无甜ddTtddTT杂交杂交自交自交选优选优自交自交F3选优选优思考：要培育出思考：要培育出一个能稳定遗传一个能稳定遗传的植物品种至少的植物品种至少要几年？要几年？3、杂交育种杂交育种5-85-8年年年年假设现有长毛立耳猫（假设现有长毛立耳猫（假设现有长毛立耳猫（假设现有长毛立耳猫（BBEEBBEEBBEEBBEE）和短毛）和短毛）和短毛）和短毛

25、折耳猫（折耳猫（折耳猫（折耳猫（bbeebbeebbeebbee），你能否培育出能稳定遗），你能否培育出能稳定遗），你能否培育出能稳定遗），你能否培育出能稳定遗传的长毛折耳猫（传的长毛折耳猫（传的长毛折耳猫（传的长毛折耳猫（BBeeBBeeBBeeBBee）？写出育种方案）？写出育种方案）？写出育种方案）？写出育种方案（图解）（图解）（图解）（图解）长毛折耳猫长毛折耳猫短毛折耳猫短毛折耳猫长毛立耳猫长毛立耳猫试一试：动物育种的方法试一试：动物育种的方法长毛立耳长毛立耳 短毛折耳短毛折耳BBEEbbee长毛立耳长毛立耳 BbEe长毛立耳长毛立耳BbEe长立长立 短立短立 长折长折 短折短折Bbe

26、eBBeeBBeeBbeebbeebbee长折长折 短折短折长折长折 长折长折 短折短折杂交杂交F1雌雄雌雄间交配间交配选优选优测交测交 F3长折长折 短折短折3、杂交育种杂交育种原理：原理：基因重组基因重组提取提取目的基因目的基因目的基因与运载体目的基因与运载体结合结合将目将目的基因的基因导入导入受体细胞受体细胞目的基因的检测与目的基因的检测与表达表达筛选出符合要求的新品种。筛选出符合要求的新品种。导入导入增殖、增殖、表达表达4、基因工程育种、基因工程育种结合结合提取提取4、基因工程育种、基因工程育种原理：原理：基因重组基因重组基因重组基因重组基因重组基因重组 基因突变基因突变基因突变基因突

27、变染色体染色体染色体染色体变异变异变异变异染色体染色体染色体染色体变异变异变异变异基因重组基因重组基因重组基因重组 将不同亲本的优良性状集中在一个个体上时间长须及时时间长须及时时间长须及时时间长须及时发现优良品种发现优良品种发现优良品种发现优良品种通过物理、通过物理、通过物理、通过物理、化学、生物化学、生物化学、生物化学、生物的因素处理的因素处理的因素处理的因素处理提高变异频率，加速育种进程，大幅度改良某些性状有利变异少，有利变异少，有利变异少，有利变异少，需要大量供需要大量供需要大量供需要大量供试材料试材料试材料试材料 花药离体培养再人工诱导，使染色体加倍明显缩短育种年限技术复杂，且技术复杂

28、，且技术复杂，且技术复杂，且须与杂交育种须与杂交育种须与杂交育种须与杂交育种配合配合配合配合秋水仙素处理萌发的种子或幼苗 茎杆粗壮、叶片、果实、种子硕大、营养物质含量高发育迟缓发育迟缓发育迟缓发育迟缓结实率降低结实率降低结实率降低结实率降低基因工程基因工程基因工程基因工程四部曲四部曲四部曲四部曲目的性强、育种周目的性强、育种周目的性强、育种周目的性强、育种周期短、期短、期短、期短、克服远源杂克服远源杂克服远源杂克服远源杂交不亲和的障碍交不亲和的障碍交不亲和的障碍交不亲和的障碍技术难度大技术难度大技术难度大技术难度大杂交、自交、选优、自交直到不发生性状分离为止杂交育种杂交育种杂交育种杂交育种诱变

29、育种诱变育种诱变育种诱变育种单倍体单倍体单倍体单倍体育种育种育种育种多倍体多倍体多倍体多倍体育种育种育种育种基因工程基因工程基因工程基因工程育种育种育种育种例题例题1 1 下列表示某种农作物下列表示某种农作物和和两种品种分别培育出两种品种分别培育出三三 种品种种品种,根据上述过程根据上述过程,回答下列问题回答下列问题:AABBaabb AaBb Ab AAaaBBbb AAbb 用用和和培育培育所采用的方法所采用的方法称为称为_,方法方法称为称为 _,由由和和 培育培育所依据的原理是所依据的原理是_.用用培育出培育出的常用方法的常用方法是是_,由由培育成培育成的过程中用化学药剂的过程中用化学药

30、剂_处理处理的幼苗的幼苗,方法方法和和合合 称为称为_育种育种.其优点是其优点是_.由由培育出培育出的常用方法是用的常用方法是用_处理幼苗处理幼苗,形成的形成的 叫叫_。依据的原理是。依据的原理是_。杂交杂交自交自交基因重组基因重组花药离体培养花药离体培养秋水仙素秋水仙素单倍体单倍体明显缩短育种年限明显缩短育种年限秋水仙素秋水仙素多倍体多倍体染色体变异染色体变异实验实验实验实验 低温诱低温诱低温诱低温诱导植物导植物导植物导植物染色体染色体染色体染色体数目的数目的数目的数目的变化变化变化变化纺锤体洋葱底部冰箱(4)卡诺氏液95%的酒精漂洗 染色 制片低高正常的二倍体染色体数目发生改变实验十一实验十一实验十一实验十一 低温诱导植物染色体数目的变化低温诱导植物染色体数目的变化低温诱导植物染色体数目的变化低温诱导植物染色体数目的变化染色体数目加倍染色体数目加倍 使染色体着色使染色体着色 使细胞分散开使细胞分散开 常温常温 低温低温4 4 0 0 实验十一实验十一 低温诱导植物染色体数目的变化低温诱导植物染色体数目的变化易易 错错 警警 示示