2019高中生物第5章第2节染色体变异教案新人教版必修.pdf

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1、染色体变异染色体变异 一、基因突变与染色体变异的区别 二、染色体结构的变异 1将图示序号填入下表相应位置 类型结构变化图示 倒位染色体中某一片段位置颠倒 易位染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上 缺失染色体中某一片段缺失 重复染色体中增加某一片段 2.结果 (1)染色体上的基因的数目或排列顺序发生改变。 (2)大多数对生物体是不利的，有时甚至会导致生物体死亡。 三、染色体数目的变异 1类型 (1)细胞内个别染色体的增加或减少。实例：21 三体综合征。 (2)细胞内染色体数目以染色体组的形式成倍增加或减少。实例：雄蜂。 2染色体组 (1)概念：细胞中的一组非同源染色体，在形态和功能上各不相

2、同，但又互相协调，共 同控制生物的生长、发育、遗传和变异的一组染色体。 (2)写出图中的染色体组：X、或 Y、。 3二倍体、多倍体 (1)概念辨析 项目起点体细胞染色体组数实例 二倍体受精卵2 个几乎全部动物和过半数的高等植物 多倍体受精卵三个或三个以上三倍体香蕉和四倍体马铃薯 (2)植株特点：与二倍体植株相比，多倍体植株常常是茎秆粗壮，叶片、果实和种子都 比较大；糖类和蛋白质等营养物质的含量都有所增加。 (3)人工诱导多倍体 方法 秋水仙素 处理 萌发的种子或幼苗 形成 多倍体植株 原理：秋水仙素能够抑制纺锤体形成，导致染色体不分离，引起细胞内染色体加倍。 4单倍体 (1)概念：体细胞中含有

3、本物种配子染色体数目的个体。 (2)特点(以植物为例)：与正常植株相比，植株长得弱小且高度不育。 (3)实践应用：利用单倍体植株培育新品种。 方法 花药 离体 培养 单倍体幼苗 人工诱导 用秋水仙素处理染色体数目加倍，正常纯合子 优点：能明显缩短育种年限。 四、低温诱导植物染色体数目的变化 根尖的培 养及诱导 （1）培养方法：将洋葱（或大葱、蒜）放在装满 清水的广口瓶上，让洋葱的底部接触水面 （2）诱导时机：待洋葱长出1 cm左右的不 定根时 （3）诱导措施：将整个装置放入冰箱的低温 室内（4 ），诱导培养36 h ) 取材及 固定 （1）取材：剪取诱导处理的根尖约0.51 cm （2）固定：

4、放入卡诺氏液中浸泡0.51 h，以 固定细胞的形态 （3）冲洗：用体积分数为95%的酒精冲洗2次) 制作装片 （1）解离 （2）漂洗 （3）染色：使用改良苯酚品红染液 （4）制片 ) 观察并得出结论 一、染色体结构变异 1仔细观察教材 P86 图 56 左图，结合如图，探究下列问题： (1)图示过程发生在哪类染色体之间？属于哪类变异？ 提示：发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间；属于基因重组。 (2)发生易位的两条染色体是同源染色体吗？ 提示：不是同源染色体，而是非同源染色体。 2结合基因突变，思考染色体结构变异与基因突变有哪些区别？(填表) 项目染色体结构变异基因突变 本质_的缺失、重复、易

5、位或倒位_的替换、增添和缺失 基因数目 变化 1 个 变异水平 光镜检测 不可见 提示：染色体片段 碱基对 1 个或多个 细胞 分子 可见 二、染色体数目变异 1分析下列图示： 根据图示判断甲、乙生物细胞中染色体组数并说明判断依据。 (1)甲生物细胞内有几个染色体组？ 提示：4 个。细胞内同一种形态的染色体有 4 条。 (2)乙生物细胞内有几个染色体组？ 提示：4 个。在乙生物体的基因型中，控制同一性状的基因出现 4 次。 (3)丙生物的体细胞含32条染色体， 有8种形态， 丙生物的体细胞中含有几个染色体组？ 写出计算的公式。 提示：4 个。计算公式为：染色体组的数目染色体数/染色体形态数。

6、2根据单倍体、二倍体和多倍体的概念判断下列说法是否正确，并说明理由。 (1)二倍体物种所形成的单倍体中，其体细胞中只含有一个染色体组。 提示 ： 正确。 二倍体的体细胞中含有两个染色体组， 在体细胞进行减数分裂形成配子时， 同源染色体分开，导致染色体数目减半。 (2)由四倍体、六倍体生物形成的单倍体，其体细胞中就含有两个或三个染色体组，可 称为二倍体或三倍体。 提示 ： 错误。尽管其体细胞中含有两个或三个染色体组，但由于是正常的体细胞产生的 配子形成的个体，只能称为单倍体。 3判断正误 (1)根据某生物的体细胞基因型为 AAaaBBbb，可判断该生物为二倍体生物。() (2)体细胞中含有一个染

7、色体组的生物是单倍体，含有两个染色体组的生物是二倍体。 () (3)用秋水仙素处理植株使染色体数目加倍就是多倍体育种。() 三、低温诱导植物染色体数目变化 1仔细阅读教材 P88 实验内容，分析探讨下列问题： (1)实验中必须在洋葱培养出 1 cm 左右不定根之后才能低温处理的原因是什么？ 提示：若生根前就进行低温处理，低温会抑制细胞代谢，进而抑制根尖分生区的形成， 不会发生根尖分生区的有丝分裂受低温影响的过程。 (2)诱导多倍体产生的措施有哪些？ 提示：低温或秋水仙素处理。 (3)低温诱导和秋水仙素处理诱导多倍体相比较有什么相似之处？ 提示：二者都是作用于有丝分裂前期，抑制纺锤体的形成。 (

8、4)与秋水仙素相比，低温诱导多倍体的形成有哪些优点？ 提示：低温条件容易创造和控制，成本低、对人体无害、易于操作。 2连线 1判断染色体组和一个染色体组含有几条染色体的方法 (1)根据染色体形态判断 细胞中同一形态的染色体有几条，该细胞内就含有几个染色体组。 细胞中染色体共有几种形态，该细胞的一个染色体组中就含有几条染色体。 (2)根据基因型判断 在细胞或生物体基因型中， 控制同一性状的基因(相同基因或等位基因)共有几个， 该 细胞或生物体就含有几个染色体组。 在细胞或生物体的基因型中， 控制不同性状的基因有几个， 该细胞或生物体的一个染 色体组中就含有几条染色体。 (3)根据细胞中染色体数及

9、染色体形态数计算 染色体组数染色体数目/染色体形态数。 2单倍体、二倍体、多倍体的比较 3.对单倍体高度不育的理解 (1)体细胞中染色体组为奇数的单倍体高度不育，原因是同源染色体联会紊乱，不能进 行正常的减数分裂，不能产生配子，所以不能进行有性生殖，即高度不育。 (2)体细胞中染色体组为偶数的单倍体能进行正常的减数分裂，是可育的。 4三倍体无子西瓜的培育流程分析 无子西瓜的培育过程 上图中相关问题的分析： (1)关于两次传粉：过程传粉是为了杂交得到三倍体种子，过程传粉是为了提供生 长素刺激子房发育成果实。 (2)用秋水仙素处理二倍体西瓜幼苗成为四倍体，是因为幼苗具有分生能力。 (3)过程秋水仙

10、素处理后，新产生的茎、叶、花的染色体数目加倍，而未处理的根细 胞中仍为两个染色体组。 (4)四倍体植株上结的西瓜 f，种皮和瓜瓤为四个染色体组，而种子 e 的胚为三个染色 体组。 (5)三倍体西瓜 c 进行减数分裂时，由于联会紊乱，不能产生正常配子。 (6)获取三倍体种子 e 是在第一年四倍体植株 a 上；获取三倍体无子果实 g 则是在第二 年的三倍体植株 c 上。 A图甲所示的变异属于基因重组 B观察异常染色体应选择处于分裂间期的细胞 C如不考虑其他染色体，理论上该男子产生的精子类型有 8 种 D该男子与正常女子婚配能生育染色体组成正常的后代 研析 本题借助文字和图示信息， 考查生物变异及减

11、数分裂的相关知识。 具体解题过 程如下： 审提取信息 信息 a：一条 14 号染色体和一条 21 号染色体相互连接形成一条异常染色体，属于染色 体结构变异。 信息 b：减数分裂时异常染色体发生联会的三条染色体中，任意配对的两条染色体分离 时，另一条染色体随机移向任一极。 析解读信息 ：染色体变异在显微镜下可以观察到，宜选择细胞分裂中期观察。 ：减数分裂时，图乙中染色体变化情况如图所示： 图中含 1、3 号染色体的精子是正常的。 判研判选项 A 项：根据信息 a 可知，A 项错误。 B 项：由分析可知，B 项错误。 C 项：根据分析中图示可知，精子类型理论上应有 6 种，C 项错误。 D 项：由

12、分析可知，该男子可产生含 1、3 号染色体的正常精子，因此可能生育正常 的子代，D 项正确。 答案 D 例 2 如图分别表示四个生物的体细胞，有关描述中正确的是( ) A图中是单倍体的细胞有三个 B图中的丁一定是单倍体的体细胞 C每个染色体组中含有三条染色体的是甲、乙、丁 D与乙相对应的基因型可以是 aaa、abc、AaaBBBcccDDd、aabbcc 等 解析 判断染色体组是根据每一条染色体形态相同的个数，如甲、乙、丙、丁中分别 含有 3、3、2、1 个染色体组，其中丁图一定是单倍体，而甲、乙、丙可能分别是三倍体、 三倍体、二倍体，也可能是单倍体，与乙图对应的应是每个性状都有三个等位基因控

13、制，所 以 abc、aabbcc 这两种基因型是不正确的。 答案 B 二看法判断单倍体、二倍体和多倍体 例 3 已知西瓜的染色体数目 2N22，请根据下面的西瓜育种流程回答有关问题： (1)图中所用的试剂是_， 该试剂的作用是_。 (2)培育无子西瓜 A 的育种方法称为_。 (3)过程中形成单倍体植株所采用的方法是_。该过程利用了植物细胞的 _性。 (4)为确认某植株是否为单倍体，应在显微镜下观察根尖分生区细胞的染色体，观察的 最佳时期为_。 解析 (1)试剂为秋水仙素，其作用是抑制纺锤体的形成，使染色体数目加倍。(2) 培育无子西瓜 A 的育种方法应为多倍体育种。 (3)单倍体育种的基本流程

14、是 ： 花药离体培养 单倍体植株秋水仙素加倍筛选获得纯合子。(4)观察染色体数目、形态最好的时期是有 丝分裂中期。 答案 (1)秋水仙素 抑制纺锤体的形成，使染色体数目加倍 (2)多倍体育种 (3)花药离体培养 全能 (4)有丝分裂中期 课堂归纳 网络构建 填充：缺失 重复 易位 倒位 染色体组成倍增减 个 别染色体的增添或减少 关键语句 1染色体结构变异包括缺失、重复、倒位和易位等几种类型。 2染色体结构变异可改变染色体上的基因的数目或排列顺序，可在显微镜下观察到。 3二倍体生物正常配子中的一组染色体是一个染色体组。 4由受精卵发育而来的个体，体细胞中含几个染色体组，就是几倍体。 5单倍体并

15、不一定只含一个染色体组。 6单倍体育种包括花药离体培养和秋水仙素处理幼苗等阶段，能明显缩短育种年限。 7秋水仙素或低温能抑制纺锤体的形成，从而导致染色体数目加倍。 知识点一、染色体结构变异 1(上海高考)如图显示了染色体及其部分基因，对和过程最恰当的表述分别是 ( ) A交换、缺失 B倒位、缺失 C倒位、易位 D交换、易位 解析 ： 选 C 过程中F与m位置相反，表示的是染色体的倒位，过程只有F，没有m， 但多出了一段原来没有过的染色体片段，表示的是染色体的易位。 2基因突变和染色体变异的一个重要的区别是( ) A基因突变在光学显微镜下看不见 B染色体变异是定向的，而基因突变是不定向的 C基因

16、突变是可以遗传的 D染色体变异是不能遗传的 解析：选 A 基因突变是基因内部的碱基种类、数量、排列次序的变化而引起的生物变 异，属于分子水平的变化，光学显微镜下观察不到。染色体的变化可在光学显微镜下直接观 察到。生物的变异是不定向的，基因突变和染色体变异其遗传物质均发生改变，都是可遗传 的变异。 知识点二、染色体数目变异 3普通小麦是六倍体，有 42 条染色体，科学家们用花药离体培养培育出的小麦幼苗是 ( ) A三倍体、21 条染色体 B单倍体、21 条染色体 C三倍体、三个染色体组 D单倍体、一个染色体组 解析：选 B 花药中的花粉是经过减数分裂发育而成的，由其培育出的幼苗比普通小麦 的染色

17、体数减少了一半， 含有三个染色体组， 而体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体 叫单倍体。 4双子叶植物大麻(2N20)为雌雄异株，性别决定为 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( ) A18XY B18YY C9X 或 9Y D18XX 或 18YY 解析 ： 选D 2N20， 性别决定为XY型的双子叶植物大麻产生的花药的染色体组成为9 X 或 9Y，将其培育成单倍体后再利用秋水仙素处理，诱导染色体加倍后，植株的染色体组 成是 18XX 或 18YY。 5如图表示一些细胞中所含的染色体，据图完成下列问题： (1)图 A 所示是含_个染色体组的体细

18、胞。每个染色体组有_条染色体。 (2)图 C 所示细胞为体细胞，则其所在的生物是_倍体，其中含有_对同 源染色体。 (3)图 D 表示一个有性生殖细胞，这是由_倍体生物经减数分裂产生的，内含 _个染色体组。 (4)图 B 若表示一个有性生殖细胞，它是由_倍体生物经减数分裂产生的，由该 生殖细胞直接发育成的个体是_倍体。每个染色体组含_条染色体。 (5)图 A 细胞在有丝分裂的后期包括_个染色体组。 解析 ： 图 A 中染色体是两两相同的，故含有两个染色体组，并且每个染色体组中有两条 染色体 ； 图 B 中染色体每三条是相同的，故为三倍体，由配子直接发育成的生物个体，都称 为单倍体 ； 图 C

19、中染色体两两相同，故有两个染色体组，每个染色体组中有三条染色体，共 有三对同源染色体；图 D 中染色体形态、大小各不相同，则只有一个染色体组。 答案：(1)两 两 (2)二 三 (3)二 一 (4)六 单 三 (5)四 知识点三、低温诱导植物染色体加倍 6下列关于低温诱导染色体加倍实验的叙述，错误的是( ) A实验原理是低温抑制纺锤体的形成，使子染色体不能移向两极 B解离后的洋葱根尖应漂洗后才能进行染色 C龙胆紫溶液可以使细胞中的染色体着色 D显微镜下可以看到大多数处在分裂期细胞中的染色体数目发生改变 解析：选 D 低温处理植物的分生组织细胞，抑制纺锤体的形成，使染色体数目加倍； 解离后洋葱根

20、尖经过漂洗可去掉盐酸，有利于染色体着色 ； 洋葱根尖装片中的细胞大部分处 于有丝分裂间期，因此在显微镜下能观察到染色体数目发生改变的只是少数细胞。 (时间：30 分钟；满分：50 分) 一、选择题(每小题 4 分，共 32 分) 1下列情况中不属于染色体变异的是( ) A第 5 号染色体短臂缺失引起的遗传病 B第 21 号染色体多一条引起的先天性愚型 C同源染色体之间交换了对应部分的结构 D用花药培养出了单倍体植株 解析：选 C 同源染色体之间交换对应部分结构为交叉互换，属于基因重组。 2在植物体细胞有丝分裂的过程中，可能引起的可遗传变异是( ) 基因突变 基因重组 染色体变异 A B C D

21、 解析：选 B 基因重组主要发生在减数分裂形成配子的过程中，基因突变和染色体变异 可发生在个体发育的任何时期。 3下列有关单倍体的叙述中，正确的是( ) A未经受精的卵细胞发育成的植物，一定是单倍体 B含有两个染色体组的生物体，一定不是单倍体 C生物的精子或卵细胞一定都是单倍体 D含有奇数染色体组的个体一定是单倍体 解析：选 A 由配子发育成的植株一定是单倍体。细胞内含有两个染色体组的生物可能 是单倍体，也可能是二倍体。精子或卵细胞是细胞而非个体。三倍体生物细胞中含有三个染 色体组。 4如图是果蝇体细胞的染色体组成，以下说法正确的是( ) A染色体 1、2、4、5 组成果蝇的一个染色体组 B染

22、色体 3、6 之间的交换属于基因重组 C控制果蝇红眼或白眼的基因位于 1 号染色体上 D控制不同性状的非等位基因在减数分裂时进行自由组合 解析：选 C 果蝇的性别决定是 XY 型，X、Y 染色体是一对形态大小不完全相同、所含 遗传信息也不完全相同的同源染色体。3、6 为非同源染色体，其交换为染色体结构变异。 控制不同性状的非等位基因若位于同源染色体上，在减数分裂时不进行自由组合。 5某植物的一个体细胞如图所示。该植株的花粉进行离体培养后，共获得n株幼苗， 其中基因型为 aabbccdd 的个体有( ) A. 株 B. 株 C.株 D0 株 n 2 n 8 n 16 解析：选 D AaBbCcD

23、d 个体的花粉经离体培养，得到的幼苗均为单倍体，不可能出现 aabbccdd 的个体。 6由受精卵发育而来的雌蜂(蜂王)是二倍体(2n32)，由未受精的卵细胞发育而来的 雄蜂是单倍体(n16)。下列相关叙述正确的是( ) A蜜蜂属于 XY 型性别决定的生物 B雄蜂是单倍体，因此高度不育 C由于基因重组，一只雄蜂可以产生多种配子 D雄蜂体细胞有丝分裂后期含有两个染色体组 解析：选 D 蜜蜂性别是由细胞中染色体数目来决定的，而不是 XY 型性别决定方式； 雄蜂可进行假减数分裂产生精子，因此雄蜂是可育的单倍体 ； 雄蜂中只有一个染色体组，在 减数分裂过程中不发生基因重组， 一只雄蜂只可以产生一种与自

24、身基因型相同的精子而不是 多种。 7 基因型为 Aa 的幼苗经秋水仙素处理后长成的植株， 细胞减数分裂产生的配子的种类 及其比例是( ) AAAaa11 BAAAaaa121 CAaAa11 DAAAaaa141 解析：选 D 基因型为 Aa 的幼苗经秋水仙素处理后长成的植株的基因型为 AAaa，减数 分裂时，A 和 A 组合为 AA，A 和 a 组合为 Aa，a 和 a 组合为 aa，结果 AAAaaa141。 8关于人类 21 三体综合征、镰刀型细胞贫血症和唇裂的叙述，正确的是( ) A都是由突变基因引发的疾病 B患者父母不一定患有该种遗传病 C可通过观察血细胞的形态区分三种疾病 D都可通

25、过光学显微镜观察染色体形态和数目检测是否患病 解析：选 B 三种病的病因与检测方法比较如下： 遗传病21 三体综合征镰刀型细胞贫血症唇裂 病因染色体数目变异基因突变多基因遗传病 检测方法光学显微镜观察染色基因检测；光学显微镜基因检测 体形态和数目观察红细胞形态 父母是否患病不患病不确定不确定 二、非选择题(共 18 分) 9(18 分)四倍体大蒜的产量比二倍体大蒜高许多，为探究诱导大蒜染色体数目加倍的 最佳低温，特设计如下实验。 (1)实验主要材料：大蒜、培养皿、恒温箱、卡诺氏液、体积分数为 95%的酒精溶液、 显微镜、改良苯酚品红染液。 (2)实验步骤： 取五个培养皿，编号并分别加入纱布和适

26、量的水。 将培养皿分别放入4 、0 、_、_、_的恒温箱中 1 h。 _。 分 别 取 根 尖 _cm， 放 入 _中 固 定 0.5 1 h， 然 后 用 _冲洗 2 次。 制作装片：解离_制片。 低倍镜检测，_，并记录结果。 (3)实验结果：染色体加倍率最高的一组为最佳低温。 (4)实验分析： 设置实验步骤的目的是_。 对染色体染色还可以用_、_等。 除低温外，_也可以诱导染色体数目加倍，原理是_。 解析 ： 本实验目的是探究诱导大蒜染色体数目加倍的最佳低温， 所以温度应设置为变量， 不同温度处理是为了进行相互对照， 在 DNA 复制时尽可能使细胞处于设定温度中， 以排除其 他温度的干扰。但低温并不可能使所有细胞加倍，所以要统计加倍率来确定最佳低温。 答案 ： (2)4 8 12 取大蒜随机均分为五组，分别放入五个培养皿中诱 导36 h 0.51 卡诺氏液 体积分数为95%的酒精溶液 漂洗 染色 统计每组视 野中的染色体加倍率 (4)将培养皿放在不同温度下恒温处理，是为了进行相互对照；恒 温处理1 h是为了排除室温对实验结果的干扰 龙胆紫溶液 醋酸洋红溶液 秋水仙素 抑制纺锤体形成