染色体变异高一下生物人教版（2019）必修2

生物学（人教版）必修2遗传与进化第2节染色体变异第五章基因突变及其他变异

无籽西瓜比相应的普通有籽西瓜含糖量髙，肉质脆细，风味好，品质优。由于没有种子，所以食用方便。由于无籽西瓜不形成种子，减少营养物质和能量的消耗，，因而能一株多瓜、多次结瓜和结大瓜，单株结2-3个瓜的极为常见。一般可结二茬瓜，栽培管理适当可结三茬瓜，增产效果明显。生产中如何培育无籽西瓜？生活实例二倍体西瓜幼苗二倍体西瓜幼苗秋水仙素处理二倍体西瓜植株四倍体西瓜植株♀♂联会紊乱三倍体西瓜种子无子西瓜杂交授粉×自然长成二倍体西瓜植株三倍体西瓜植株无籽西瓜培育过程

【问题探究】

1.什么是二倍体、三倍体、四倍体？2.图中的秋水仙素的作用是什么？

3.三倍体西瓜植株为什么在产生配子过程中会出现联会紊乱？4.无籽西瓜培育过程中利用了哪些生物学原理？

1.重要概念

（1）二倍体：

体细胞中含有两个染色体组的个体叫作二倍体。（教材88页）

（2）染色体组：①

在大多数生物的体细胞中，染色体都是两两成对的，也就是说含有两套非同源染色体，其中每套非同源染色体称为一个染色体组。每个染色体组包括形态和功能不同的非同源染色体。

②举例

野生马铃薯体细胞中有两个染色体组。一、二倍体和多倍体1.重要概念

（3）三倍体

：①

概念

三倍体的体细胞中含有三个染色体组。（教材89页）

②三倍体的形成的原因：二倍体的减数分裂出现错误，形成含有两个染色体组的配子，这样的配子与含有一个染色体组的配子结合，发育成的个体含有三个染色体组。

③三倍体果实无籽的原因是：原始生殖细胞中有三套非同源染色体，减数分裂时出现联会的紊乱，不能形成可育的配子。

④三倍体生物实例：香蕉、三倍体无子西瓜。一、二倍体和多倍体1.重要概念

（4）四倍体

：①

概念

含由2个含有两个染色体组的配子结合发育成的个体。四倍体的体细胞中含有4个染色体组。（教材89页）

(原因二）二倍体在胚或幼苗时期受某种因素影响，体细胞在进行有丝分裂

时，染色体只复制未分离，形成四倍体。

③四倍体生物实例：四倍体马铃薯、四倍体草莓、四倍体葡萄。

②四倍体的形成的原因：(原因一）有2个含有两个染色体组的配子结合发育而来的个体；

一、二倍体和多倍体1.重要概念

（4）四倍体

：①

概念

含由2个含有两个染色体组的配子结合发育成的个体。四倍体的体细胞中含有4个染色体组。（教材89页）

(原因二）二倍体在胚或幼苗时期受某种因素影响，体细胞在进行有丝分裂

时，染色体只复制未分离，形成四倍体。

③四倍体生物实例：四倍体马铃薯、四倍体草莓、四倍体葡萄。

②四倍体的形成的原因：(原因一）有2个含有两个染色体组的配子结合发育而来的个体；

一、二倍体和多倍体1.重要概念

（5）多倍体

：①

概念

体细胞中含有3个或3个以上染色体组的个体统称为多倍体。（教材89页）

③应用：人工诱导多倍体

②特点：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。

常见方法：低温处理（物理）、用秋水仙素（化学）诱发。其中用秋水仙素来处理萌发的种子或幼苗是目前最常用且最有效的方法。

拓展内容：秋水仙素是从百合科植物秋水仙的种子和球茎中提取的一种植物碱。它是白色或淡黄色的粉末或针状结晶，有剧毒，使用时应注意。一、二倍体和多倍体低温诱导植物细胞染色体数目的变化

用低温处理植物的分生组织细胞，能够抑制纺锤体的形成，以致影响细胞有丝分裂中染色体被拉向两极，导致细胞不能分裂成两个子细胞。1.实验原理：2.方法步骤：二、探究与实践①将蒜/洋葱在冰箱冷藏室内（4℃）放置一周。取出后将蒜/洋葱放在装满清水的容器上方，让它的底部接触水面，于室温（约25℃）培养。待蒜/洋葱长出约1cm长的不定根时，将整个装置放入冰箱冷藏室内，诱导培养48~72h。作用于有丝分裂什么时期？有丝分裂前期②剪取诱导处理的根尖0.5~1cm，放入卡诺氏液中浸泡0.5~1h。（卡诺氏液：固定细胞的形态），然后用体积分数为95%的酒精冲洗2次。③制作装片（同有丝分裂实验）解离：盐酸和酒精混合液（1：1混合），目的是使组织中的细胞相互分离开来。漂洗：清水漂洗，目的是洗去药液，防止解离过度。染色：用甲紫（龙胆紫）或醋酸洋红溶液对染色体染色。制片：放在载玻片上，加清水并用镊子把根尖弄碎，盖上盖玻片，用拇指轻轻地按压盖玻片完成制片。二、探究与实践低温诱导植物细胞染色体数目的变化④观察：先用______寻找染色体形态好的分裂象；视野中既有_______________，也有_

___________________；确认某个细胞发生染色体数目变化后，再用______观察；低倍镜正常的二倍体细胞染色体数目发生改变的细胞高倍镜低温诱导植物细胞染色体数目的变化二、探究与实践⑤结论：在低温诱导下植物细胞染色体数目细胞内染色体数目以一套完整的非同源染色体为基数成倍地增加。

【问题思考】细胞内染色体数目能否以一套完整的非同源染色体为基数成套地减少呢？三、单倍体【实例】蜜蜂的蜂王和工蜂的体细胞中有32条染色体，而雄蜂的体细胞中只有16条染色体。蜂王雄蜂工蜂

32条

16条

32条蜜蜂蜂王工蜂由受精卵发育而来二倍体雄峰

由卵细胞发育而

来单倍体1.重要概念：像蜜蜂的雄蜂这样，体细胞中的染色体数目与本物种配子染色体数目相同的个体，叫作单倍体。三、单倍体（1）成因：由配子（如卵细胞、花粉等）直接发育而来的个体。（2）代表事例：①

动物蜜蜂中的雄蜂

②在自然条件下，玉米、高粱、水稻、番茄等二倍体植物，偶尔也会出现单倍体植株（3）特点：植株长得弱小一般高度不育含偶数个染色体组：可育含奇数个染色体组：高度不育三、单倍体（4）应用：单倍体育种。育种工作者常常采用花药(或花粉)离体培养的方法来获得单倍体植株，然后人工诱导使这些植株的染色体数目加倍，恢复到正常植株的染色体数目。单倍体育种过程结合左边单倍体育种，分析以下问题：a:尝试用流程图总结单倍体育种的过程；b:单倍体育种的原理是什么？c:回忆杂交育种过程，单倍体育种的优点有哪些？单倍体育种优点：①缩短育种年限；②子代基因纯合；③不发生性状分离。二倍体植株花药离体培养单倍体植株秋水仙素处理二倍体植株（纯合子）原理：染色体变异过程：三、单倍体单倍体育种过程项目二倍体多倍体单倍体概念发育起点受精卵染色体组的数目2个不确定（是正常体细胞染色体组数目的一半）性状表现正常（作为单倍体、多倍体的参照物）植株矮小，且高度不育（除雄蜂外）四、单倍体与二倍体和多倍体的比较由受精卵发育而成，体细胞中含有2个染色体组的个体由受精卵发育而成，体细胞中含有3个或3个以上染色体组的个体由配子发育而来，体细胞的染色体数目与本物种配子染色体数目相同的个体受精卵未受精的配子3个或3个以上茎秆粗壮，叶片、果实、种子较大，营养丰富，但发育迟缓，结实率低方法一：根据染色体形态判断细胞中同一形态的染色体有几条，则含有几个染色体组；细胞中有几种形态的染色体，一个染色体组中就有几条染色体。染色体组数每组染色体条数1个染色体组1组2条染色体3个染色体组1组5条染色体4个染色体组1组2条染色体4个染色体组1组3条染色体【难点突破】方法二：根据基因型判断同一英文字母（无论大小写）出现几次，就含有几个染色体组。有几种字母出现，一个染色体组中就有几条染色体。AAaaBbbb→同一字母出现4次→4个染色体组YyRrAABBDDAaaABCD染色体组数2个染色体组2个染色体组3个染色体组1个染色体组【难点突破】21-三体综合征患者的染色体组成【事例一】

【问题思考】细胞内染色体数目能否以个别染色体增减或者减少呢？

21三体综合征又称唐氏综合征，是一种常见的染色体病。患者的智力低于常人，身体发育缓慢，并且表现出特殊的面容。对患者进行染色体检查，可以看到患者比正常人多了一条21号染色体。【事例二】

Turner综合征，又称为先天性卵巢发育不全综合征，正常情况下女孩有2条x染色体，该病是由于女性孩子先天缺少一条x染色体，从而导致孩子身材矮小，成年以后也不来例假，这种情况时也可称为原发性闭经。五、染色体数目变异细胞内个别染色体可增加或减少细胞内染色体数目以一套完整的非同源染色体为基数成倍地增加或成套地减少染色体数目的变异

【问题思考】细胞内染色体结构能否发生变异呢？

【案例分析】猫叫综合征是人的5号染色体部分缺失引起的遗传病，因

为患儿哭声轻，音调高，很像猫叫而得名。猫叫综合征患者的生长发育迟缓，而且存在严重的智力障碍。六、染色体结构变异

1.人类的许多遗传病是由染色体结构改变引起的。在自然条件或人为因素的影响下，染色体发生的结构变异主要有以下4种类型。缺失重复易位倒位染色体结构变异染色体上的基因的数目或排列顺序改变生物性状的变异多数不利2.染色体结构变异结果缺失基因数量减少重复易位倒位基因数量增加基因排列顺序改变基因排列顺序改变六、染色体结构变异结构变异：缺失、重复、易位、倒位染色体变异

数目变异

个别增减（例：21三体综合征）成倍增减染色体组概念：含个体发育全部基因的一组非同源染色体分类二倍体：由受精卵发育来，含两个染色体组的个体概念：由受精卵发育，含三个以上染色体组

多倍体特点：器官较大、营养丰富，但发育延迟，结实率低应用：多倍体育种（例：无籽西瓜、香蕉、小麦）成因：低温诱导或秋水仙素使染色体加倍概念：配子（生殖细胞）直接发育来的个体成因：未经受精的配子直接发育而成应用：单倍体育种特点：植株一般长得弱小、高度不育单倍体七、课堂小结基因突变、基因重组和染色体变异的比较项目基因突变基因重组染色体变异本质基因结构的改变基因的重新组合染色体结构或数目发生变化发生时期主要在DNA复制时期减Ⅰ时期细胞分裂期观察光学显微镜下无法观察光学显微镜下无法观察光学显微镜下可以观察适用范围任何生物真核生物、有性生殖真核生物产生结果产生新的基因只改变基因型基因“数量”上发生变化共同点都是可遗传的变异归纳总结一、概念检测1．染色体变异包括染色体数目的变异和结构的变异。判断下列相关表述是否正确。（1）只有生殖细胞中的染色体数目或结构的变化才属于染色体变异。（

）（2）体细胞中含有两个染色体组的个体就是二倍体。（

）（3）用秋水仙素处理单倍体植株后得到的一定是二倍体。（

）XXX一、概念检测2．秋水仙素能诱导多倍体形成的原因是（

）A．促进细胞融合B．诱导染色体多次复制C．促进染色单体分开，形成染色体D．抑制细胞有丝分裂时纺锤体的形成3．慢性髓细胞性白血病是一种恶性疾病，患者骨髓内会出现大量恶性增殖的白细胞。该病是由于9号染色体和22号染色体互换片段所致。这种变异属于（

）

A．基因突变B．基因重组C．染色体结构变异D．染色体数目变异DC一、概念检测4．填表比较豌豆、普通小麦、小黑麦的体细胞和配子中的染色体数目、染色体组数目，并且注明它们分别属于几倍体生物。141二倍体216六倍体5684二、拓展应用1.在二倍体的高等植物中，偶然会长出一些植株弱小的单倍体，这些单倍体一般不能通过有性生殖繁殖后代。单倍体是如何形成的？为什么不能繁殖后代？【提示】可能的原因是，二倍体植株经减数分裂形成配子后，一些配子可以在离体条件下发育成单倍体。这些单倍体一般不能通过有性生殖繁殖后代，是因为它们的体细胞中只含有一个染色体组，减数分裂时没有同源染色体的联会，就会造成染色体分别移向细胞两极的紊乱，不能形成正常的配子，因此，就不能繁殖后代。2.人们平常食用的西瓜是二倍体。在二倍体西瓜的幼苗期，用秋水仙素处理，可以得到四