3.1染色体变异及其作用导学案-2024-2025学年高一下学期生物苏教版必修2

3.1 染色体变异及其应用

学习目标

1.准确描述染色体结构变异的四种类型，能通过实例区分不同类型的结构变异及其对生物性状的影响。

2.清晰阐述染色体数目变异的两种情况，理解染色体组、单倍体、多倍体的概念，并能进行准确判断。

3.熟练掌握染色体变异在单倍体育种、多倍体育种等育种方法中的应用原理、过程及优缺点，体会其在农业生产和生物研究中的重要意义。

教学重难点

重点：

染色体结构变异和数目变异的类型及特点。

单倍体育种和多倍体育种的原理、过程。

难点：理解染色体组的概念并准确判断；区分单倍体、多倍体的概念及形成原因；分析染色体变异在育种中应用的实际操作和优势 。

预习新知

知识点一：染色体结构会发生变异

1.染色体结构变异是指由______的改变而引起的变异。

2.缺失：染色体中某一片段的缺失，例如，猫叫综合征是人的第______号染色体部分缺失引起的遗传病，患者表现出智力低下、发育迟缓、猫叫样啼哭等症状 。

3.重复：染色体中增加了某一片段，例如，果蝇的______眼就是由于 X 染色体上某一片段重复导致的，使得果蝇的复眼由正常的椭圆形变成了棒状。

4.倒位：染色体中某一片段的位置颠倒了 180°，倒位会改变染色体上基因的______，从而可能影响生物的性状。

5.易位：染色体的某一片段移接到另一条______染色体上，在非同源染色体之间发生的易位会改变染色体上基因的______和排列顺序，对生物的性状产生较大影响。

知识点二：染色体数量会发生变异

1.染色体数目变异可以分为两类：一类是细胞内______的增加或减少，如 21 - 三体综合征患者的体细胞中多了一条 21 号染色体；另一类是细胞内染色体数目以______的形式成倍地增加或减少。

2.染色体组：细胞中的一组______染色体，在形态和功能上各不相同，但又互相协调，共同控制生物的生长、发育、遗传和变异，这样的一组染色体，叫做一个染色体组。例如，果蝇体细胞中有______对同源染色体，其配子中含有______个染色体组。

3.单倍体：体细胞中含有本物种______染色体数目的个体，叫做单倍体。单倍体植株长得______，而且高度不育，但利用单倍体植株培育新品种能明显______育种年限。

4.多倍体：由受精卵发育而来，体细胞中含有______个或______个以上染色体组的个体，叫做多倍体。与二倍体植株相比，多倍体植株常常茎秆粗壮，叶片、果实和种子都比较大，______等营养物质的含量都有所增加 。

知识点三：染色体变异在育种上得到广泛应用

1.单倍体育种

原理：______。

过程：先采用______的方法得到单倍体植株，然后经过______处理使染色体数目加倍，重新恢复到正常植株的染色体数目，得到纯合子。

优点：明显______育种年限；所得后代都是______，自交后代不会发生性状分离。

缺点：技术复杂且需与杂交育种配合，常限于植物。

2.多倍体育种

原理：______。

常用方法：用______处理萌发的种子或幼苗，秋水仙素能够抑制______的形成，导致染色体不能移向细胞两极，从而引起细胞内染色体数目加倍。

实例：三倍体无子西瓜的培育，用秋水仙素处理二倍体西瓜的幼苗，获得四倍体西瓜；再用四倍体西瓜作______，二倍体西瓜作______，杂交获得三倍体西瓜种子；三倍体西瓜植株由于______，不能进行正常的减数分裂形成生殖细胞，因此，不能形成种子，但其子房能发育成果实，从而获得三倍体无子西瓜。

知识点一答案

1.染色体结构

2.5

3.棒

4.排列顺序

5.非同源；数目

知识点二答案

1.个别染色体；染色体组

2.非同源；4；1

3.配子；弱小；缩短

4.三；三；糖类和蛋白质

知识点三答案

1.染色体数目变异；花药离体培养；秋水仙素；缩短；纯合子

2.染色体数目变异；秋水仙素；纺锤体；母本；父本；联会紊乱

易错提示

1.结构变异类型混淆：不能准确区分染色体结构变异中的缺失、重复、倒位和易位，例如将易位与交叉互换混淆，易位发生在非同源染色体之间，而交叉互换发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间 。

2.染色体组等概念误判：对染色体组、单倍体、多倍体的概念理解不透彻，错误认为单倍体一定只含有一个染色体组；在判断染色体组数时，不能根据染色体形态或基因组成准确判断 。

3.育种原理和过程误解：不理解单倍体育种和多倍体育种的原理，混淆二者的操作过程，如不清楚单倍体育种中花药离体培养和秋水仙素处理的先后顺序，以及多倍体育种中秋水仙素处理的对象 。

深化探究

问题 1：如何准确判断一个细胞中染色体组的数目？

参考答案：判断染色体组数目有三种方法。一是根据染色体形态判断，在细胞内任选一条染色体，细胞内与该染色体形态相同的染色体共有几条，则含有几个染色体组 。例如，果蝇体细胞中相同形态的染色体有 2 条，所以果蝇体细胞含有 2 个染色体组。二是根据基因型判断，在细胞或生物体的基因型中，控制同一性状的基因（不分显隐性）出现几次，则有几个染色体组 。如基因型为 AAaaBBbb 的细胞，控制同一性状的基因 A（a）和 B（b）均出现 4 次，所以该细胞含有 4 个染色体组。三是根据染