师：同学们，大家好。今天我们一起来学习高中生物必修2第五章第二节染色体变异的第二课时。本节有两个学习目标：一是了解人工诱导多倍体的方法及机理，并利用其进行无籽西瓜的培育；二是能够说出染色体结构变异的四种类型。
上节课我们认识了多倍体，同学们还记得什么是多倍体吗？多倍体是指由受精卵发育而来，体细胞中含有3个及3个以上染色体组的个体。多倍体在植物中很常见，与二倍体植株相比，多倍体植株有哪些优点呢？
生：多倍体植株茎秆粗壮，叶片、果实、种子比较大，糖类、蛋白质等营养物质含量有所增加。
师：非常好。这些优良的形态特征及生理特征使得多倍体被广泛应用，人们常采用人工诱导多倍体的方法进行多倍体育种。人工诱导多倍体的方法主要有两种：低温和秋水仙素。用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗是目前最常用且最有效的方法。
那什么是秋水仙素呢？秋水仙素是一种化学物质，从百合科植物秋水仙的种子和球茎中提取出来，是一种植物碱，呈白色或淡黄色，粉末或针状结晶，有剧毒，使用时要特别注意。
为什么低温和秋水仙素可以诱导多倍体的产生呢？我们来看图片展示的二倍体生物的有丝分裂过程。其体细胞中有4条染色体，细胞在正常分裂时，间期会进行DNA的复制和有关蛋白质的合成。前期染色质缩短变粗形成染色体，并从细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体。中期纺锤丝牵引着染色体运动，使每条染色体的着丝点排列在赤道板上。后期着丝点分裂，姐妹染色单体分离，此时细胞内染色体变为8条，并由纺锤丝牵引向细胞的两极移动。末期细胞分裂，染色体会平均地分配到两个子细胞中，每个子细胞的染色体数恢复为4条。
用低温和秋水仙素处理后，细胞分裂会有怎样的变化呢？
生：前期细胞中没有纺锤体形成。
师：对，低温和秋水仙素可以抑制前期纺锤体的形成，但对着丝点的分裂没有影响。因为细胞中无纺锤体，后期无纺锤丝的牵引，染色体不能移向细胞的两极，进而导致末期细胞不分裂。此时染色体的数目就会加倍至8条，染色体加倍后的细胞继续进行有丝分裂，就可能发育成多倍体植株。所以，人工诱导多倍体的原理是作用于正在分裂的细胞，通过抑制前期纺锤体的形成，使染色体数目加倍。
人工诱导多倍体在育种中应用广泛，比如我们平时吃的有籽西瓜是二倍体。为了食用方便、口味香甜，人们利用多倍体育种的方法培育出三倍体无籽西瓜。如何由二倍体得到三倍体呢？
生：将二倍体西瓜用秋水仙素诱导其染色体数目加倍，得到四倍体植株。
师：没错，然后将四倍体和二倍体杂交。四倍体体细胞中有4个染色体组，其配子有两个染色体组；二倍体体细胞中有两个染色体组，其配子有一个染色体组。雌雄配子结合融合形成的受精卵就有三个染色体组，发育形成的后代就是三倍体。下面我们来看无籽西瓜培育的具体过程。
在一部分二倍体植株的幼苗期，在茎尖施加秋水仙素得到四倍体植株，另一部分幼苗自然长大。然后用四倍体植株做母本，二倍体植株做父本进行授粉。授粉后在母本植株上会结出西瓜，此时西瓜的种子细胞中含有三个染色体组。所以第一年我们可以得到三倍体西瓜的种子。
等到第二年，我们将三倍体西瓜的种子种下去，得到三倍体植株，以该三倍体植株做母本，以二倍体植株做父本进行授粉，此时在三倍体母本上所结出的西瓜便是无籽西瓜。可见，从二倍体得到三倍体无籽西瓜需要两年时间。
同学们思考一个问题，为什么三倍体西瓜是无籽的呢？
生：因为三倍体的体细胞中含有3个染色体组，在减数分裂时会发生联会紊乱，不能形成可育配子，所以无法形成种子，就变为无籽西瓜。
师：非常棒。以上是本节的第一个知识点，接下来我们学习第二个知识点——染色体结构变异。在自然条件或人为因素的影响下，染色体常常会发生结构变异。染色体的结构变异主要有四种类型。
先来看第一种变异类型。这是一条染色体，上面的字母代表染色体上的基因，基因在染色体上呈线性排列。同学们观察变异前后的染色体有什么不同？
生：变异后的染色体变短了。
师：染色体为什么会变短呢？
生：因为染色体的片段发生了丢失。
师：对，我们把这种由于染色体上某一区段丢失而引起结构变异的现象叫做缺失。
那缺失对位于染色体上的基因有什么影响呢？
生：变异前染色体上的基因是ABCDEF，变异后是a、C，d，e、f ，基因数目减少了，但每个基因的位置不变。
师：所以，染色体结构缺失会改变基因的数目。那染色体结构缺失会引起生物性状的变异吗？