5.2染色体变异导学案2025-2026学年高一下学期生物人教版必修2

该高中生物学导学案聚焦染色体变异，涵盖结构变异类型、数目变异类型、染色体组及二倍体、多倍体、单倍体概念，以及多倍体和单倍体育种原理。以基因突变与染色体变异的比较为导入，通过分子与细胞水平差异、显微观察能否区分搭建学习支架，衔接前后知识。 导学案通过结构变异类型对比表、染色体组计算方法培养科学思维，结合三倍体无子西瓜培育、单倍体育种流程及低温诱导实验提升探究实践能力，习题选用香蕉核型、蜜蜂生殖等实例强化应用，关注变异进化价值与遗传病影响，渗透态度责任，助力学生系统掌握知识并提升学科素养。

5.2染色体变异导学案 班级：姓名： 【学习目标】 知识与技能： 1.说出染色体结构变异和数目变异的基本类型。 2.理解染色体组、二倍体、多倍体和单倍体的概念。 3.简述多倍体育种和单倍体育种的原理和方法。 过程与方法： 1.通过比较染色体结构变异的类型，学习运用对比和归纳的方法。 2.通过分析染色体组的概念，培养抽象思维和模型建构的能力。 情感态度与价值观： 1.认同染色体变异在生物进化及生产实践中的应用价值。 2.关注染色体异常遗传病对人类健康的影响。 【学习重难点】 重点：染色体结构变异的类型：染色体组的概念；二倍体、多倍体和 单倍体的概念。 难点：染色体组的概念；单倍体和多倍体的区分及其在育种上的应用。 【知识导航】 1.基因突变和染色体变异的比较 (1)基因突变：分子水平的变化，显微镜下不能观察到。 (②)染色体变异：细胞水平的变化，显微镜下能观察到。 染色体变异包括染色体结构变异和染色体数且变异。 2.染色体结构变异 (1)类型及特征 变异类型 定义 图解 细胞学特征 联会异常图解 实例 (联会异 常) 缺失 染色体丢失 联会时形成 b缺失环 果蝇缺刻 某一片段 “缺失环” def 翅、人类猫 (正常染色 a c 叫综合征 体突出) (5号染色 体部分缺 失) 重复 染色体增加 联会时形成 a b c d e f abc def 果蝇棒状眼 某一片段 “重复环” a 重复环 (异常染色 体突出) 易位 非同源染色 D D○ 联会时形成 abck kji hg 果蝇花斑 体之间交换 “十字形” 眼、人类慢 a bce 片段（分单 结构 e ji hg 性粒细胞白 向易位和相 血病（无需 互易位) 记忆，了解 即可) 第1页/共6页 倒位 染色体某一 a b 联会时形成 果蝇卷翅、 abc d e f 片段颠倒 b a “倒位环” 人类9号染 c d ef 180° 色体长臂倒 位，导致习 惯性流产 (2)结果与影响 直接后果：改变染色体上基因的数目（缺失、重复）或排列顺序（易位、倒位）。 对生物的影响：大多数不利，甚至导致生物体死亡；少数可能为生物进化提供原材料。 3.染色体数目变异 (1)类型①细胞内个别染色体的增加或减少，如人类的21三体综合征。 ②细胞内染色体以染色体组的形式成倍的增加或减少，如三倍体无子西瓜、雄蜂。 (2)染色体组 ①三要素：属于非同源染色体、形态和功能各不相同、 含有控制该种生物生长、发育、遗传和变异的全套遗传信息一。 ②计算：染色体组数=相同形态染色体的条数=控制同一性状的基因个数 1个染色体组中染色体条数=染色体形态数=控制不同性状的基因种类数 (3)二倍体和多倍体 ①概念：由受精卵发育而来，〔体细胞中含有2_个染色体组的个体，叫做二倍体，如人、果蝇。 ①概念：由受精卵发育而来， 体细胞中含有三个染色体组的个体，叫做三倍体，如香蕉。 ①概念：由受精卵发育而来，体细胞中含有四个染色体组的个体，叫做四倍体，如马铃薯。 ②多倍体植株特点：茎秆粗壮、叶片、果实和种子比较大，糖类和蛋白质等营养物质的含量高。 ③多倍体育种（人工诱导多倍体） .方法：用低温或秋水仙素_（最常用且最有效）处理萌发的种子或幼苗_。 b.原理：秋水仙素（或低温）作用于细胞分裂的前期，能够抑制纺锤体的形成一，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。（如AaBb -→AAaaBBbb)） c.举例：三倍体无子西瓜的培育。 第一年杂交：母本是四倍体植株，父本是二倍体植株，杂交目的是获得三倍体种子。 第二年杂交：母本是三倍体植株，父本是二倍体植株，杂交目的是刺邀子房发育成果实。 三倍体西瓜无种子的原因：减数分裂过程中同源染色体联会紊乱，不能产生正常的配子。 (4)单倍体 ①概念：由配子直接发育而来，体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体叫单倍体，如雄蜂。 ②单倍体植株特点：植株长得弱小，且高度不育一。 ③单倍体育种 .方法：常用花药离体培养的方法获得单倍体幼苗，再经过人工诱导使染色体数目 加倍一，重新恢复到正常植株的染色体数目。 实例分析：现有AABB、aabb两个纯合品种，需要培育基因型为aaBB的优良新品种。 AB AB AABB AABB ① Ab Ab AAbb AaBb- ② ③ ® aabb aB aB aaBB(选育) ab (ab aabb 亲代 F 配子 单倍体幼苗 纯合子 第一年 第二年 过程①叫做杂交一，主要目的是让控制不同优良性状的基因组合到一起，原理是基因重组。 过程②进行减数分裂，产生了AB、Ab、aB、ab四种配子。 第2页/共6页 过程③叫做花药离体培养一，花药（花粉）取自E一代，涉及的生物技术是植物组织培养_， 原理是植物细胞的全能性。 过程④是人工诱导，常用的化学试剂是秋水仙素，也可用低温处理，处理对象是幼苗。 图中此育种方法选出的符合生产要求的品种占1/4。 b.优点：明显缩短育种年限，后代都是纯合子。 4.【实验】低温诱导植物染色体数目的变化 (1)原理：低温处理植物分生组织细胞，能够抑制纺锤体_的形成，以致影响染色体被拉向两 极，细胞也不能分裂成两个子细胞，结果植物细胞染色体数目发生变化。 (2)步骤：根尖培养（不定根长至1cm)→低温诱导(4℃）→材料固定（试剂为卡诺氏液）→冲洗 (试剂为体积分数为95%的酒精)→制作装片（步骤为解离→漂洗→染色→制片）→观察 (先低后高)。 注：卡诺氏液的作用：固定细胞的形态一。 能将染色体染成深色的试剂有：龙胆紫溶液、醋酸洋红液、改良苯酚品红溶液。 (3)现象：视野中既有正常的二倍体细胞，也有染色体数目发生改变的细胞（少数）。 (④)结论：低温能透导植物染色体数目加倍一。 【习题巩固】 1.如图是香蕉的野生祖先种和栽培品种的染色体核型图，下列关于这两种香蕉的叙述正确的是 () 踡神1生琴56号发56 警辯华生君gg6T 8 A.都比较难形成种子 B.都能产生可遗传变异 C.染色体组数目相同 D.用秋水仙素处理野生祖先种的幼苗可以直接获得栽培品种香蕉 2.蜂王和工蜂（蜂王和工蜂为雌蜂，工峰没有生殖能力）的体细胞中有32条染色体，雄蜂的体细 胞中有16条染色体。如图为蜜蜂的生殖与发育过程示意图，据图分析，下列说法错误的是( 蜂王→卵细胞 ①，雄蜂 蜂王 精子 ②受精卵③、工蜂 A.细胞膜具有的流动性和识别功能是完成②过程的基础 B.雄蜂属于单倍体，雄蜂的产生表明卵细胞具有全能性 C.③过程产生的工蜂和蜂王的育性不同，原因是二者的基因型不同 D.①②③的结果表明蜜蜂的性别决定与体细胞中染色体的多少有关 3.某二倍体植物的阔叶对窄叶为显性，由M、m基因控制：抗病对易感病为显性，由T、t基因控 制。科研人员欲培育出纯种的阔叶抗病品种，进行了相关实验，实验流程如图所示。下列相关 说法，错误的是() 第3页/共6页 阔叶抗病植株的花粉 ① 由花粉培养成的幼苗（甲） ② 获得4种表型的植株（乙） A.①过程称作花药离体培养，细胞进行有丝分裂与分化 B.秋水仙素可抑制纺锤体的形成，使细胞中染色体数目加倍 C.甲的细胞中最多含1个染色体组，具有高度不育的特点 D.乙中植株均为纯合体，该育种方法能缩短育种年限 4.在低温诱导植物细胞染色体数目加倍的实验中，实验步骤为：①将长出不定根的蒜置于冷藏 室内培养23天；②剪取根尖并放入卡诺氏液中处理1h,然后用酒精冲洗；③将冲洗后的根尖 放入盐酸和酒精混合液中浸泡；④将浸泡后的根尖用清水冲洗，然后用甲紫溶液进行染色；⑤ 制作装片并进行显微观察。下列相关分析错误的是() A.卡诺氏液对根尖细胞具有解离和固定作用 B.用清水洗去药液可防止根尖细胞解离过度 C.用甲紫溶液染色和制片时的压片操作有利于显微观察 D.显微观察的视野中，多数细胞的染色体数目没有加倍 5.如图表示染色体结构发生变异，导致正常翅果蝇变成缺刻翅果蝇，由图可判断，染色体发生的 结构变异类型是() abc○def 正常翅 a cdef 缺刻翅 A缺失B.重复C.易位D.倒位 6.下列关于染色体变异的叙述，正确的是() A猫叫综合征是5号染色体缺失引起的遗传病 B.染色体变异会引起基因的数目和排列顺序发生改变 C.单倍体均含奇数个染色体组，因而高度不育 D秋水仙素抑制纺锤体的形成，导致着丝粒不能分裂 7.普通小麦是目前世界各地普遍栽培的粮食作物，其培育过程如图所示。下列有关叙述正确 的是() 第4页/共6页 一粒小麦×斯氏麦草 拟二粒小麦×滔氏麦草 (AA) (BB) (AABB) (DD) 杂种一(AB) 杂种二(ABD) 加倍 拟二粒小麦 普通小麦 (AABB) (AABBDD) 注：A、B、D分别代表不同物种的一个染色体组， 每个染色体组均含7条染色体 A.拟二粒小麦的体细胞中一般有14条染色体 B.可利用秋水仙素处理杂种一产生的种子，诱导其染色体数目加倍 C.普通小麦属于多倍体，茎秆粗壮、营养物质含量丰富 D.杂种二有3个染色体组，不含同源染色体，属于单倍体 8.下列关于单倍体、二倍体及染色体组的表述，不正确的是() A.单倍体生物的体细胞中可能存在两个染色体组 B.21三体综合征患者的体细胞中有三个染色体组 C.人的初级卵母细胞中的一个染色体组中可能存在等位基因 D.二倍体的单倍体用秋水仙素处理后，理论上得到的都是二倍体 9.下列关于单倍体和多倍体的叙述中错误的是() A.单倍体不一定含一个染色体组，含一个染色体组的个体是单倍体 B.多倍体植株常常是茎秆粗壮、果实和种子较大且都可用种子繁殖后代 C.由受精卵发育成的个体，体细胞含有几个染色体组就是几倍体 D.可采用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗的方法获得多倍体 10.用玉米的花药进行组织培养，单倍体幼苗经秋水仙素处理后形成二倍体植株（该过程不考 虑基因突变)。下列叙述正确的是() A.培育单倍体遵循染色体结构变异的原理 B.单倍体植株细胞最多含有2个染色体组 C.形成二倍体植株过程中可能发生基因重组 D培育二倍体时秋水仙素作用于细胞分裂的间期 第5页/共6页 答案 1-5BCCAA 6-10ACBBB 第6页供6页