生物人教版必修2导学案第5章第2节染色体变异

第2节染色体变异问题导学一、染色体结构变异活动与探究1．填表理解染色体结构变异的有关问题。变异类型具体变化结果举例染色体结构变异______染色体中缺失某一片段染色体上的____________改变，从而导致性状变异猫叫综合征______染色体中增加某一片段______染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上______染色体中某一片段位置颠倒思考回答：（1）四分体中的非姐妹染色单体的交叉互换与易位有什么不同？（2）染色体结构变异为什么能够引起生物性状的改变？2．染色体丢失一个基因和一个基因丢失一个碱基分别称为何种变异？3．通过显微镜观察染色体的结构变异时，应选择何种细胞作为实验观察的材料？为什么？迁移与应用已知某物种一条染色体上依次排列着A、B、C、D、E五个基因，下面列出的若干种变化中可使基因内部结构发生改变的是（）。已知的染色体状况：染色体结构变异中的易位与基因重组中交叉互换比较易位交叉互换变异类型染色体结构变异基因重组范围非同源染色体之间同源染色体非姐妹染色单体之间交换对象非等位基因等位基因图示二、染色体数目的变异活动与探究1．请观察教材P86～87图58、59并思考回答下列问题。（1）雄果蝇体内有多少条染色体？产生的精子中有几条染色体？（2）精子中的染色体分别是哪几条？这些染色体有什么关系？它们是否携带着控制生物生长发育的全部遗传信息？（3）如果将果蝇的精子中的染色体看成一组，那么果蝇的体细胞中有几组染色体？这样的一组染色体称什么？（4）一个染色体组需具备什么条件？2．填表比较单倍体、多倍体、二倍体单倍体多倍体二倍体概念由______发育而来的个体，体细胞中含有__________染色体数目的个体由________发育而来的个体，体细胞中含有____________染色体组的个体由________发育而来的个体，体细胞中含有____染色体组的个体染色体组数__________________________________成因自然成因单性生殖的结果外界环境条件剧变如______受精作用人工诱导__________________________________—发育过程发育起点________________________________________举例雄蜂____________几乎全部动物和过半数高等植物植株特点植株弱小，生长发育慢，高度不育植株粗大、营养物质含量高，生长发育迟缓—应用________________________杂交育种思考回答：（1）多倍体形成的机理是什么？作用于细胞分裂的哪个时期？为什么处理萌发的种子或幼苗？（2）所有的单倍体都是高度不育的吗？为什么？（3）单倍体一定含有1个染色体组吗？（4）区分单倍体与二倍体、多倍体的关键依据是什么？迁移与应用请据图回答下列问题。（1）用四倍体西瓜与二倍体西瓜杂交所得的子一代植株开花后，经适当处理，则（）。A．能产生正常配子，结出种子形成果实B．结出的果实为五倍体C．能产生正常配子，可形成无子西瓜D．结出的果实为三倍体（2）两次传粉的作用有何不同？（3）第一年结的西瓜是无子西瓜吗？（4）三倍体西瓜每年都要制种，很麻烦，有没有别的替代方法？1．判断单倍体与多倍体的方法（1）如果生物体是由受精卵（或合子）发育形成的，其体细胞内含有几个染色体组就称为几倍体。（2）如果生物体是由生殖细胞（卵细胞或花粉）直接发育来的，不论体细胞内含有几个染色体组，都称为单倍体。2．多倍体染色体组数目的确定（1）根据染色体形态判断：细胞内同一形态的染色体有几条，则含有几个染色体组。（2）根据基因型判断：在生物体基因型中，相同基因或等位基因出现几次，则有几个染色体组。（3）根据染色体组数目和染色体形态数判断：染色体组的数目＝染色体数/染色体形态数。3．染色体组概念辨析（1）从本质上看，全为非同源染色体，无同源染色体。（2）从形式上看，所有染色体形态和大小各不相同。（3）从功能上看，携带着控制一种生物生长、发育、遗传和变异的全部遗传信息。（4）从物种类型上看，每种生物的染色体数目、大小、形态都与其他物种不同。（5）单倍体不一定只含1个染色体组，可能含同源染色体，可能含等位基因，也有可能产生可育后代。三、基因重组、基因突变和染色体变异的比较活动与探究填表比较基因重组、基因突变和染色体变异。基因重组基因突变染色体变异概念因______________而发生的变异____________，包括DNA碱基对的增添、缺失和替换__________________而引起的变异类型①非同源染色体上的非等位基因自由组合；②同源染色体上的非姐妹染色单体之间交叉互换；③DNA重组技术①自然状态下发生的——自然突变；②人为条件下发生的——诱发突变①染色体结构变异；②染色体数目变异适用范围____________产生配子时在核遗传中发生任何生物均可发生（包括原核生物、真核生物及非细胞结构的生物）真核生物核遗传中发生产生结果只改变基因型，未发生基因的改变，既无“质”的变化也无“量”的变化产生新的基因，发生基因“种类”的改变或“质”的改变。但“量”未变可引起基因“数量”的变化，如增添或缺失几个基因意义生物变异的来源之一，对生物进化有十分重要的意义生物变异的根本来源，提供生物进化的原始材料对生物进化有一定意义育种应用杂交育种诱变育种__________________迁移与应用在细胞分裂过程中出现了甲、乙2种变异，甲图中英文字母表示染色体片段。下列有关叙述正确的是（）。①甲图中发生了染色体结构变异，增加了生物变异的多样性②乙图中出现的这种变异属于染色体数目变异③甲、乙两图中的变化只会出现在有丝分裂中④甲、乙两图中的变异类型都可以用显微镜观察检验A．①②③B．②③④C．①②④D．①③④1．三种变异的共同点：基因突变、基因重组、染色体变异都会引起遗传物质的改变，都是可遗传的变异，但不一定遗传给后代。2．三种变异的实质解读：若把基因视为染色体上的一个“位点”，染色体视为点所在的“线段”，则基因突变——“点”的变化（点的质变，但数目不变）；基因重组——“点”的结合或交换（点的质与量均不变）；染色体变异——“线段”发生结构或数目的变化；染色体结构变异——线段的部分片段增添、缺失、倒位、易位（点的质不变，数目和位置可能变化）；染色体数目变异——个别线段增添、缺失或线段成倍增减（点的质不变、数目变化）。3．基因突变和基因重组的判断：根据变异个体数量确定是否发生基因突变，如一群棕猴中出现一只白猴，一片红花植株中偶尔出现一株白花，即可确定是由基因突变造成的；若出现一定比例的白猴或白花，则由于等位基因分离，配子经受精作用随机结合产生的，但该过程不叫基因重组。答案：课前·预习导学一、基因分子无法结构数目可以二、1．某一片段缺失增加某一片段非同源染色体位置颠倒2．数目或排列顺序性状3．不利的三、1．个别染色体染色体组2．非同源染色体各不相同3．受精卵两动物高等植物4．受精卵三个三个以上三倍体四倍体低温处理秋水仙素粗壮大增加5．本物种配子染色体数目预习交流：1．答案：第5号染色体部分缺失引起的。2．答案：缺失、重复、倒位、易位。3．答案：染色体上的基因的数目或排列顺序发生改变而导致性状变异。课堂·合作探究【问题导学】一、活动与探究：1．答案：缺失重复易位倒位基因的数目或排列顺序思考回答：（1）答案：非姐妹染色单体的交叉互换是指同源染色体之间，属于基因重组；易位指非同源染色体之间，属于染色体变异。（2）答案：染色体结构变异会使染色体上的基因的数目或排列顺序发生改变，从而导致性状的变异。2．答案：前者称为染色体结构变异中的缺失，后者称为基因突变。3．答案：应选择分生组织细胞。因为分生组织细胞能进行有丝分裂，染色质能通过螺旋化、缩短变粗形成染色体。迁移与应用：D解析：据图分析选项A、B、C分别由染色体变异中缺失、重复和易位造成，没有新基因产生，而选项D中c的出现既可能是基因突变（基因内部结构发生变化）又可能是交叉互换产生的。二、活动与探究：1．（1）答案：8,4。（2）答案：Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y；大小、形态各不相同，是非同源染色体；是。（3）答案：2；一个染色体组。（4）答案：①非同源染色体，无等位基因。②所有染色体形态、大小和功能各不相同（即不含姐妹染色单体分开后形成的染色体）。③携带着控制一种生物生长发育的全部遗传信息，但不能重复。2．答案：配子本物种配子受精卵三个或三个以上受精卵两个不确定（一个或多个）三个或三个以上两个低温花药离体培养秋水仙素处理萌发的种子或者幼苗配子受精卵或者合子等受精卵或者合子等香蕉、马铃薯单倍体育种多倍体育种思考回答：（1）答案：秋水仙素作用于正在分裂的细胞时，能够抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向两极，从而引起细胞内染色体数目加倍，形成多倍体；有丝分裂前期；萌发的种子或幼苗容易进行细胞分裂。（2）答案：不是。因为有些单倍体含有偶数个染色体组，可以进行减数分裂形成正常的配子，这样的单倍体是可育的。（3）答案：不是，单倍体中可含有1个或多个染色体组。（4）答案：看它们发育的起点。若起点是受精卵（或合子），则为二倍体或多倍体；若起点为配子，则为单倍体。迁移与应用：（1）D解析：三倍体植株不能产生正常配子，无法形成种子。（2）答案：第一次传粉，为了产生配子，形成种子；第二次传粉，是需要花粉刺激产生生长素，促使子房发育形成果实。（3）答案：不是，第一年结的是四倍体西瓜，里面含有三倍体种子。（4）答案：无性繁殖。三、活动与探究：答案：基因的重新组合基因结构的改变染色体结构或数目变化真核生物进行有性生殖单倍体、多倍体育种迁移与应用：C解析：由甲图染色体上的基因排序变化可知，染色体发生了结构变异，该变异既可以发生在减数分裂过程，也可以发生在有丝分裂过程中，乙图表示在有丝分裂后期，因染色体没有平均分配而导致的染色体数目变异，染色体结构变异和数目变异均可在显微镜下直接观察到。当堂检测1．某植株的一条染色体发生缺失突变，获得该缺失染色体的花粉不育，缺失染色体上具有红色显性基因B，正常染色体上具有白色隐性基因b（见下图）。如以该植株为父本，测交后代中部分表现为红色性状。下列解释最合理的是（）。A．减数分裂时染色单体1或2上的基因b突变为BB．减数第二次分裂时姐妹染色单体3与4自由分离C．减数第二次分裂时非姐妹染色单体之间自由组合D．减数第一次分裂时非姐妹染色单体之间交叉互换答案：D解析：该植株的基因型为Bb，其配子的基因型为B或b，而含B的配子由于染色体缺失而不育，所以，这种个体作为父本只能产生b的可育配子，如果产生了红色后代，可能是基因突变，但基因突变的频率太低，无法解释这种现象；只有交叉互换会导致该个体产生一定量的B可育配子。B项叙述是产生配子过程中的正常情况，不会导致变异出现；C项中的现象不会存在。2．下列关于染色体结构变异和基因突变的主要区别的叙述，不正确的是（）。A．基因突变是由DNA分子发生碱基对的增添、缺失或改变而引起的基因结构的变化B．基因突变可发生回复突变，染色体结构变异则不能发生回复突变C．基因突变一般是微小突变，其遗传效应小，而染色体结构变异是较大的变异，其遗传效应大D．多数染色体结构变异可通过显微镜观察进行鉴别，而基因突变则不能答案：C解析：基因突变是不定向的，可产生一个以上的等位基因，也可能发生回复突变，而染色体结构变异是在自然条件或人为因素的影响下部分染色体的缺失、重复、倒位和易位，是不能发生回复突变的。遗传效应指的是遗传功能，即可以通过控制蛋白质的合成来控制生物性状，遗传效应的大小与突变的大小无关。3．下列关于单倍体叙述正确的是（）。①单倍体只含有一个染色体组②单倍体只含有一条染色体③单倍体是含有本物种配子染色体数目的个体④单倍体只含有一对同源染色体⑤未经受精的配子发育成的个体是单倍体A．①⑤B．③⑤C．②③D．④⑤答案：B4．下图①和②表示发生在常染色体上的变异，①和②所表示的变异类型分别属于（）。A．基因重组和易位B．易位和易位C．易位和基因重组D．基因重组和基因重组答案：A解析：根据图中染色体的变化正确区分变异的类型。①中的交