5.2染色体变异导学案-2024-2025学年高一下学期生物人教版必修2

第5章 第2节 染色体变异 第1课时 【预习案】 生物体的体细胞或生殖细胞内 的变化,称为染色体变异。染色体变异包括 和 。 一、染色体数目的变异 1.类型：(1)一类是细胞内 染色体的增加或减少。(2)另一类是细胞内染色体数目以 为基数 。 2.染色体组：在大多数生物的体细胞中，染色体都是 的，也就是说含有两套非同源染色体，其中 称为一个染色体组。 3.二倍体和多倍体： (1)概念:由受精卵发育而来, 细胞中含有 个 的个体叫作二倍体。由受精卵发育而来,体细胞中含有 的个体叫作三倍体。由受精卵发育而来,体细胞中含有 的个体统称为多倍体。 (2)多倍体与二倍体相比的优点:茎秆粗壮, 都比较大,糖类和蛋白质等 物质的含量都有所增加。 (3)人工诱导多倍体 ①方法:如 处理、用 诱发等，其中，用 处理 是目前最常用且最有效的方法。 ②原理:当秋水仙素作用于 的细胞时,能够 ,导致 ,从而引起细胞内染色体数目加倍。 4.单倍体 (1)概念:像蜜蜂的雄蜂这样, 的个体,叫作单倍体。 (2)单倍体的植株特点:与正常植株相比,单倍的植株长得 ,而且 。 　　　　　　　 　　 【探究案】 【探究1】染色体组概念的理解 1.观察雌雄果蝇体细胞的染色体图解，回答下列问题： （1）果蝇体细胞有 　对共 条染色体，可分为 组，每一组中含 条非同源染色体。 （2）雌果蝇卵细胞中含有 条染色体，它们是 （用图中罗马数字表示）；雄果蝇精子中含有 条染色体，它们是 （用图中罗马数字表示），卵细胞或精子中这样的一组 （“同源”或“非同源”）染色体就是一个染色体组。 （3）雌果蝇未分裂的体细胞中含有 个染色体组，每个染色体组中的染色体都是 （用图中罗马数字表示）；雄果蝇未分裂的体细胞中含有 个染色体组，一个染色体组是 （用图中罗马数字表示），另外一个染色体组是 （用图中罗马数字表示）。果蝇有丝分裂前期和中期的体细胞中含有 个染色体组，果蝇有丝分裂后期的体细胞中含有 个染色体组。 【核心归纳】染色体组概念的理解 (1)从染色体来源看，一个染色体组中 （“含”、“不含”）同源染色体， （“有”、“没有”）等位基因。 (2)从形态、大小和功能看，一个染色体组中所含的染色体各不相同。 (3)从所含基因看，一个染色体组中含有控制本物种生物性状的一整套基因，不能重复，也不能缺少，它们共同控制生物的生长、发育、遗传和变异。 2.染色体组数的判断 （1）根据染色体的形态判断染色体组数。 项目 染色体组数 每个染色体组内染色体数 （2）请根据基因型判断染色体组数。 项目 染色体组数 【核心归纳】染色体组数目的判断 (1)染色体形态法：同一形态的染色体有几条就有几个染色体组，一个染色体组中的染色体数＝不同形态染色体的种类数。如右图中有 个染色体组，一个染色体组中有 条染色体。 (2)等位基因个数法：控制同一性状的等位基因或相同基因有几个就有几个染色体组。如AAabbb个体中有 个染色体组。 (3)公式法：染色体组数＝，如右图中染色体组数为＝4。 【探究2】二倍体、多倍体和单倍体概念的理解 1.阅读教材P88内容,思考下列问题: (1)如何确定二倍体、多倍体和单倍体? (2)二倍体生物的体细胞中一定含有 个染色体组,体细胞中含有2个染色体组的生物 （“一定”或“不一定”）是二倍体；体细胞中只含有1个染色体组的生物 （“一定”或“不一定”）是单倍体，单倍体生物的体细胞中 （“一定”或“不一定”）只含有1个染色体组。 (3)由四倍体物种的配子直接发育来的个体,其体细胞中含有 个染色体组,我们称它为 。 (4)目前人工诱导多倍体最常用且最有效的方法是 ，其原理是 。注意：着丝粒是自主分裂，与纺锤丝的牵引无关。 2.二倍体、多倍体和单倍体的比较 项目 单倍体 二倍体 多倍体 概念 发育起点 植株特点 正常可育 ；发育延迟，结实率低。 体细胞染色体组数 本物种配子中的染色体组数（≥ ） ≥ 形成过程 雄配子 倍体 ＋ 雌配子 倍体 ↓受精作用 受精卵生物体： 倍体（二组）或 倍体（≥三组） 形成 原因 自然 原因 未受精的 直接发育而来 正常的有性生殖 外界环境条件剧变(如低温) 人工 诱导 秋水仙素处理单倍体幼苗 秋水仙素处理 举例 蜜蜂的雄蜂 几乎全部的动物和过半数的高等植物 香蕉(三倍体)；马铃薯(四倍体)；八倍体小黑麦 【核心归纳】二倍体、多倍体和单倍体的判断方法： 【当堂检测案】 一、判断下列表述是否正确，并说明理由 （ ）(1)染色体数目变异都是以染色体组的形式增加或减少。 （ ）(2)一个染色体组中可能有同源染色体。 （ ）(3)单倍体是由配子不经受精直接发育而成。 （ ）(4)二倍体指的是体细胞中有两个染色体组的个体。 （ ）(5)单倍体的体细胞中一定只含一个染色体组 （ ）(6)体细胞中含有两个染色体组的个体一定是二倍体 （ ）(7)单倍体经一次秋水仙素处理，可得到二倍体或多倍体 （ ）(8)秋水仙素可抑制纺锤体的形成，导致有丝分裂后期着丝粒不能正常分裂，所以细胞不能分裂，从而使细胞染色体数目加倍 二、选择题 (　　)1．下列有关染色体组的说法，不正确的是 A．X、Y染色体形态不同，可以存在于同一染色体组中 B．二倍体生物的配子中含有的染色体构成一个染色体组 C．构成一个染色体组的染色体在形态、功能上各不相同 D．果蝇在减数分裂Ⅰ后期移向细胞同一极的染色体构成一个染色体组 (　　)2．(2021·昆明高一月考)普通小麦是六倍体，含有42条染色体，它的单倍体体细胞中的染色体组数及染色体形态种类依次是 A．3、7 B．1、7 C．3、21 D．7、3 (　　)3.下列有关单倍体的叙述不正确的是：①由未受精的卵细胞发育成的植物,一定是单倍体；②含有两个染色体组的生物体,一定不是单倍体；③生物的精子或卵细胞一定都是单倍体；④基因型为aaaBBBccc的植株一定是单倍体；⑤基因型为Abc的生物体一般是单倍体 A.③④⑤ B.②③④ C.①③⑤ D.②④⑤ (　　)4.下图中字母代表正常细胞中所含有的基因,下列说法错误的是 A.①可以表示经过秋水仙素处理后四倍体西瓜体细胞的基因组成 B.②可以表示果蝇体细胞的基因组成 C.③可以表示21三体综合征患者(21号染色体有3条)体细胞的基因组成 D.④可以表示雄性蜜蜂体细胞的基因组成 ( )5.某二倍体生物的一个染色体组含有8条染色体,下列相关说法不正确的是 A.此生物产生的生殖细胞中有8条染色体 B.此生物体细胞内一般有8种形态的染色体 C.这8条染色体在减数分裂中能构成4对同源染色体 D.该生物体中符合自由组合定律的基因远大于8对 ( )6.如图为果蝇体细胞染色体组成示意图,下列有关说法正确的是 A.果蝇的一个染色体组含有的染色体是Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X、Y B.X染色体上的基因控制的性状,均表现为性别差异 C.果蝇体内的细胞,除生殖细胞外都只含有两个染色体组 D.Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X(或Y)四条染色体互相协调,共同控制果蝇的生长、发育、遗传和变异 第5章 第2节 染色体变异 第2课时 【预习案】 二、低温诱导植物细胞染色体数目的变化 1．实验原理 (1)正常进行有丝分裂的组织细胞，在分裂后期着丝粒分裂后，子染色体在纺锤体的作用下分别移向两极，进而平均分配到两个子细胞中去。 (2)用低温处理植物的 细胞，能够 ， 以致影响 ，导致 ，于是细胞染色体数目加倍。 2．实验流程 根尖培养→低温诱导→固定细胞形态（放入 中浸泡0.5～1 h）→制作装片（ → → → )→观察（先用 观察，找到变异细胞，再换用 观察） 三、多倍体育种 1.人工诱导多倍体的方法： 。其原理是 ，从而引起细胞内染色体数目加倍。 2.多倍体育种的原理： 3.举例：三倍体无籽西瓜的培育 四、单倍体育种 1.过程：单倍体育种主要包括杂交、 、 和筛选四个过程，如下图所示。 2.多倍体育种的原理： 【探究案】 【探究1】低温诱导植物细胞染色体数目的变化 （1）观察时是否所有细胞中染色体均已加倍？为什么？ （2）秋水仙素与低温都能诱导染色体数目加倍，这两种方法在原理上有什么相似之处？ 【探究2】三倍体无子西瓜的培育 （1）为什么以一定浓度的秋水仙素滴在二倍体幼苗的芽尖？处理后植株是 倍体，根细胞有 个染色体组。 （2）图中第一年西瓜长在 倍体植株上，是 倍体西瓜，里面含 倍体种子，此种子种下去得到 倍体植株。 （3）图中第二年西瓜长在 倍体植株上，是 倍体西瓜，里面 （“有”或“无”）种子，原因是 。 (4)实验中有几次授粉，作用分别是什么？ 【探究3】单倍体育种 （1）基因型为AaBb（两对等位基因独立遗传）的植株，花药离体培养得到的幼苗的基因型是 ，用秋水仙素处理 ，用秋水仙素处理后，AABB个体占全部子代的比例为 。 （2）单倍体育种的优点： 。因为 。 【探究4】单倍体育种和多倍体育种的比较 多倍体育种 单倍体育种 遗传学原理 常用方法 优点 能培育出茎秆粗壮,叶片、果实和种子都比较大,营养物质含量高的作物新品种 缺点 适用于植物,在动物方面难以操作,且培育的作物结实率低,发育迟缓 技术复杂,需与杂交育种配合 【探究5】生物是否可育的判断 看减数分裂时，染色体能否正常联会。若能正常联会，则可产生正常的配子，生物是 （“可育”或“不可育”）的；若不能正常联会，则不能产生正常的配子，生物是 （“可育”或“不可育”）的。如三倍体香蕉不可育，含有一个染色体组的单倍体不可育，二倍体的骡不可育。 【当堂检测案】 一、判断下列表述是否正确，并说明理由 (　　)(1)低温诱导时温度越低效果越显著 (　　)(2)用显微镜观察时发现所有细胞中染色体均已加倍 (　　)(3)制作根尖细胞的临时装片时，制作基本步骤是解离→漂洗→染色→制片 (　　)(4)低温处理和利用秋水仙素处理材料的原理是相同的 (　　)(5)固定细胞后所用的冲洗试剂与解离后所用的漂洗试剂是一样的 (　　)(6)单倍体育种中，可用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗 (　　)(7)二倍体西瓜幼苗的基因型为Aa，则用秋水仙素处理后形成的四倍体为纯合子 (　　)(8)二倍体水稻和四倍体水稻杂交，可获得三倍体，稻穗和籽粒变小 (　　)(9)秋水仙素可抑制纺锤体的形成，导致有丝分裂后期着丝粒不能正常分裂，所以细胞不能分裂，从而使细胞染色体数目加倍 二、选择题 (　　)1．关于低温诱导植物细胞染色体数目变化的实验，下列描述错误的是 A．处于分裂间期的细胞最多 B．在显微镜下可以观察到含有四个染色体组的细胞 C．在高倍显微镜下可以观察到细胞从二倍体变为四倍体的过程 D．低温诱导染色体数目变化与秋水仙素诱导的原理相似 (　　)2．下列关于低温诱导植物细胞染色体数目变化实验中制片操作的相关叙述，错误的是 A．解离的目的是为了让组织细胞彼此分离 B．可用清水对解离后的根尖进行漂洗 C．染色所用的甲紫溶液是一种碱性染料 D．制片时的操作顺序为解离→染色→漂洗→制片 (　　)3．用纯种的高秆抗锈病(DDTT)小麦与矮秆易染锈病(ddtt)小麦培育矮秆抗锈病小麦新品种的方法如图所示。下列有关此育种方法的叙述中，正确的是 A．过程①的作用原理为染色体变异 B．过程③必须经过受精作用 C．过程④必须使用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗 D．此育种方法选出的符合生产要求的品种占1/4 (　　)4．如图是无子西瓜培育的过程。下列有关叙述错误的是 A．①过程也可进行低温诱导处理，与秋水仙素的作用原理不同 B．三倍体植株不育的原因是在减数分裂过程中联会发生紊乱 C．培育得到的无子西瓜与二倍体有子西瓜相比个大、含糖量高 D．要得到无子西瓜，需每年制种，很麻烦，所以可用无性繁殖进行快速繁殖 第5章 第2节 染色体变异 第3课时 【预习案】 五、染色体的结构变异 1.概念：由染色体 引起的变异称为染色体结构的变异。如猫叫综合征是人的 号染色体部分 引起的遗传病。 2. 染色体结构的变异类型 (1)缺失:染色体的 ,如果蝇 、猫叫综合征。 (2)重复:染色体中 ,如果蝇 。 (3)易位:染色体的 染色体上,如果蝇 。 (4)倒位:染色体的 ,如果蝇 。 3. 染色体结构的变异结果:使排列在染色体上的 发生改变,从而导致 的变异。大多数染色体结构变异对生物体是 的,有的甚至导致生物体 。 【探究案】 【探究1】1、染色体结构变异的识别 （1）写出下面各图中染色体结构变异的类型 图1： 、图2： 、图3： 、图4： 。 （2）下图为显微镜观察的染色体联会异常现象，通过图示辨析染色体结构变异的类型。 （3）染色体结构变异中， 和 改变了染色体上基因的数量， 和 改变了基因在染色体上的 。 【探究2】2、染色体结构的缺失与基因突变中碱基对的缺失有什么区别？ 【探究3】3、易位与交叉互换的比较 项目 染色体易位 互换 图解 对象 变异类型 光镜下是否可见 项目 染色体易位 互换 图解 对象 变异类型 光镜下是否可见 【探究4】4、染色体结构变异与基因突变的比较 项目 基因突变 染色体结构变异 变化实质 基因发生碱基的 染色体上基因片段的 对象 结果 基因中 的排列顺序改变 基因的 顺序改变 镜检 【小结】四个方面区分三种变异：(1)“互换”方面:同源染色体上的非姐妹染色单体之间的互换,属于基因重组;非同源染色体之间的互换,属于染色体结构变异中的易位。(2)“缺失”方面:DNA分子上若干基因的缺失属于染色体变异;基因上若干碱基的缺失,属于基因突变。(3)变异的水平方面:基因突变、基因重组属于分子水平的变化,光学显微镜下观察不到;染色体变异属于细胞水平的变化,光学显微镜下通常可以观察到。(4)变异的“质”和“量”方面:基因突变改变基因的质,不改变基因的量;基因重组不改变基因的质,也不改变基因的量;染色体变异不改变基因的质,但会改变基因的量或改变基因的排列顺序。 【当堂检测案】 1.判断正误 (　　)(1)染色体之间发生的片段互换属于染色体结构变异 (　　)(2)X射线可引起基因突变，也可引起染色体变异 (　　)(3)染色体增加某一片段可提高基因表达水平，是有利变异 (　　)2．河北邯郸发现罕见人类染色体异常核型，为世界首例。该患者46条染色体中有4条变异无法成对，经研究发现，其X染色体上有一个片段“搬”到了1号染色体上，而3号染色体的一个片段，插入到13号染色体上，这样的变化属于染色体结构变异的类型是 A．缺失 B．片段重复 C．易位 D．倒位 (　　)3．下列关于染色体变异的叙述，正确的是 A．除病毒外，所有生物都能发生染色体变异 B．非同源染色体之间交换部分片段属于染色体结构变异 C．脱氧核苷酸数目和排列顺序发生改变必然导致染色体结构变异 D．用光学显微镜能直接观察到染色体数目变异而不能观察到染色体结构变异 学科网（北京）股份有限公司 $$