高中生物必修二课件：5-2 染色体变异

第16课时染色体变异学习目标1.举例说明染色体结构变异的类型(重点)；2.举例说明染色体组的概念及判断方法(难点)；3.阐述单倍体、二倍体和多倍体的概念及特点(重难点)；4.比较单倍体育种和多倍体育种的原理、方法、流程和优点(重点)；5.进行“低温诱导植物染色体数目的变化”实验(重点)。|基础知识|一、染色体结构变异1.类型(连线)2.结果排列在染色体上的基因的_______或___________发生改变，而导致

。3.对生物体的影响大多数对生物体是

，有的甚至会导致生物体

。二、染色体数目变异1.染色体组(1)范围：细胞中一组

，在形态和功能上各不相同。(2)功能：共同控制生物体的

。数目排列顺序性状的变异不利的死亡非同源染色体生长、发育、遗传和变异2.二倍体和多倍体(1)概念：(2)多倍体的特点：

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。两个三个或三个茎秆糖类和蛋白质(3)诱导多倍体的方法：方法用_______________处理或低温处理原理抑制__________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_________秋水仙素纺锤体加倍3.单倍体(1)概念：体细胞中含有本物种

染色体数目的个体。(2)特点：植株长得

，而且高度

。(3)应用单倍体育种。①过程：②优点：

。配子弱小不育离体单倍体人工诱导秋水仙素染色体数目明显缩短育种年限三、低温诱导植物染色体数目的变化实验纺锤体染色体数目洋葱冰箱放入卡诺氏液中95%的酒精漂洗低高正常的二倍体染色体数目底部|自查自纠|1.猫叫综合征是由于5号染色体片段重复引起的(

)2.染色体的结构变异包括染色体片段的缺失、重复(增加)易位和颠倒等几种(

)3.染色体数目变异都是以染色体组的形式增加或减少(

)4.一个染色体组中不可能有同源染色体(

)5.二倍体指的是体细胞中有两个染色体组的个体(

)6.单倍体是由配子不经受精直接发育而成(

)7.用秋水仙素或低温处理都可抑制纺锤体形成，从而获得多倍体细胞(

)答案

1.×

2.√

3.×

4.√

5.×

6.√

7.√|图解图说|染色体变异能用显微镜观察到，基因突变无法用显微镜观察。|图解图说|染色体变异能用显微镜观察到，基因突变无法用显微镜观察。花药离体培养与单倍体育种的区别。含有两个染色体组的个体是否就是二倍体？提示：不一定，如果该个体是由受精卵发育而来，则为二倍体；如果是由配子发育而来，则为单倍体。含有两个染色体组的个体是否就是二倍体？提示：不一定，如果该个体是由受精卵发育而来，则为二倍体；如果是由配子发育而来，则为单倍体。探究点一染色体的结构变异1.观察下列图示，填出变异类型并回答相关问题：已知的染色体：

变异后的染色体如下列图所示：(1)图中A、B、C、D分别是哪种变异？提示：A是缺失，B是重复，C是倒位，D是基因突变。(2)图中哪些变异可以在显微镜下观察到？提示：ABC。(3)图中哪种变异没导致基因数目和排列顺序发生变化？提示：D。2.根据图示辨析染色体的易位与交叉互换(1)图中哪个属于易位？哪个属于交叉互换？你做出判断的依据是什么？提示：图1所示是易位，因为交换的两条染色体属于非同源染色体；图2所示的是交叉互换，因为交换的两条染色体是同源染色体上的非姐妹染色单体。(2)图1和图2分别属于哪种可遗传的变异？提示：图1是染色体结构变异，图2是基因重组。2.根据图示辨析染色体的易位与交叉互换(1)图中哪个属于易位？哪个属于交叉互换？你做出判断的依据是什么？提示：图1所示是易位，因为交换的两条染色体属于非同源染色体；图2所示的是交叉互换，因为交换的两条染色体是同源染色体上的非姐妹染色单体。(2)图1和图2分别属于哪种可遗传的变异？提示：图1是染色体结构变异，图2是基因重组。【典例1】

下图①②③④分别表示不同的变异类型，其中图③中的基因2由基因1变异而来。相关说法正确的是(

)A.图①②都表示易位，发生在减数分裂的四分体时期B.图③中的变异属于染色体结构变异中的缺失C.图④中的变异属于染色体结构变异中的缺失或重复D.图中4种变异能够遗传的是①③尝试解答________解析图①表示交叉互换，发生在减数分裂的四分体时期；图②表示易位；图③中的变异属于基因突变中的碱基对的缺失；图④中，若染色体3正常，染色体4则发生染色体结构变异中的缺失，若染色体4正常，染色体3则发生染色体结构变异中的重复；图中4种变异都是遗传物质的改变，都能够遗传。答案C【跟踪训练】1.如图表示某种生物的部分染色体发生了两种变异的示意图，图中①和②、③和④互为同源染色体，下列叙述正确的是(

)A.图a和图b均为染色体结构变异B.图a为基因重组，图b为染色体结构变异C.图a在光学显微镜下能看到，图b在光学显微镜下看不到D.图b的变化大多数对生物体是有利的解析图a显示同源染色体的非姐妹染色单体之间发生了交叉互换，属于基因重组，而图b所示为③号染色体的某片段移到②号的非同源染色体上，属于染色体结构变异。答案B探究点二染色体数目的变异

1.染色体组：如图为雌雄果蝇的染色体图解，请据图思考下列问题：(1)请写出图中的一个染色体组。提示：Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y。(2)为什么“Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ”不能算是一个染色体组？提示：缺少一条性染色体，缺少部分基因，不能控制生物的生长、发育、遗传和变异。对染色体组的理解(1)组成一个染色体组的所有染色体，互为非同源染色体，在一个染色体组中无同源染色体存在，也不含有等位基因，因此，一个染色体组中的所有染色体的形态、大小各不相同。(2)一个染色体组携带着一种生物生长发育所需要的全部遗传信息。(3)不同种生物染色体组的数目、大小、形态不同。2.染色体组数目的判断方法下图a～h所示的细胞图中，有一个染色体组的是______，有两个染色体组的是________，有三个染色体组的是________，有四个染色体组的是________。提示：dg

ch

ab

ef【典例2】

下图表示细胞中所含的染色体，①②③④的基因型可以表示为(

)A.①：AABb

②：AAABBb

③：ABCD

④：AB.①：Aabb

②：AaBbCc

③：AAAaBBbb

④：ABC.①：AaBb

②：AaaBbb

③：AAaaBBbb

④：AbD.①：AABB

②：AaBbCc

③：AaBbCcDd

④：ABCD尝试解答________解析根据细胞中所含的染色体的类型判断，①含有两个染色体组，②含有三个染色体组，③含有四个染色体组，④含有一个染色体组。答案C染色体组数量的判断方法(1)同一形态的染色体→有几条就有几组。如图中有4个染色体组。(2)控制同一性状的等位基因→有几个就有几组。如AAabbb个体中有3个染色体组。【跟踪训练】2.已知某二倍体生物的体细胞中含有8条染色体，则下列可表示该生物一个染色体组的是(

)A.①② B.③④ C.①③ D.②④解析由于是二倍体生物，且体细胞中含有8条染色体，所以每个染色体组中含有4条染色体，且一定不含有同源染色体，①③均满足上述条件。答案

C探究点三二倍体、多倍体和单倍体的辨析1.如果某个体是由受精卵发育而来，则可能是哪种个体？如果是由配子发育而来呢？

提示：二倍体或多倍体；单倍体。2.从来源和染色体组的数目分析，二倍体和多倍体的相同点和不同点分别是什么？

提示：相同点：都是由受精卵发育而来；不同点：染色体组数不同，二倍体有两个染色体组，多倍体有三个或三个以上染色体组。3.体细胞中有一个染色体组的是否一定是单倍体？单倍体细胞中可能会有两个染色体组吗？提示：体细胞中有一个染色体组的一定是单倍体。单倍体细胞中也可能含有两个染色体组，例如四倍体的花粉培养成的单倍体中就含有两个染色体组。4.体细胞中有一个染色体组或三个染色体组的个体都是不育的，其原因分别是什么？提示：细胞中只有一个染色体组的个体，进行减数分裂时无法联会，所以不能完成减数分裂，导致不能形成正常可育的配子；细胞中有三个染色体组的个体，减数分裂过程中联会紊乱，也导致不能形成正常可育的配子。【典例3】

下列关于染色体组、单倍体和二倍体的叙述，不正确的是(

)A.一个染色体组中不含同源染色体B.由受精卵发育成的，体细胞中含有两个染色体组的个体叫二倍体C.单倍体生物体细胞中不一定只含有一个染色体组D.人工诱导多倍体的唯一方法是用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗尝试解答________解析人工诱导多倍体的方法很多，最常用且最有效的方法是用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗；染色体组是一组非同源染色体，单倍体生物体细胞中不一定只含有一个染色体组，如四倍体的单倍体植株体细胞中含有2个染色体组。答案D【跟踪训练】3.下列有关单倍体的叙述中，正确的是(

)A.未经受精的卵细胞发育成的植物，一定是单倍体B.含有两个染色体组的生物体，一定不是单倍体C.生物的精子或卵细胞一定都是单倍体D.含有奇数染色体组的个体一定是单倍体解析由配子发育成的植株一定是单倍体。细胞内含有两个染色体组的生物可能是单倍体，也可能是二倍体。精子或卵细胞是细胞而非个体。三倍体生物体细胞中含有三个染色体组。答案A探究点四单倍体育种和多倍体育种下图表示两种育种方式，请据图思考下列问题：(1)甲图和乙图分别表示哪种育种方式？它们的育种原理是否相同？提示：甲图表示的是单倍体育种，乙图表示的是多倍体育种。它们的育种原理都是染色体数目的变异。(2)甲图和乙图中都有秋水仙素诱导染色体组加倍，其原理是什么？甲图中为什么要用秋水仙素处理？提示：秋水仙素抑制纺锤体的形成，从而诱导染色体组加倍。由于甲图中花药离体培养得到的单倍体中只有一个染色体组，所以是不育的，需要通过秋水仙素处理使染色体组加倍，从而变成可育的。(3)乙图中获得无子西瓜至少需要几年？图中有两次传粉过程，它们的目的分别是什么？提示：两年。第一次传粉的目的是得到三倍体种子，第二次传粉是为了刺激三倍体的子房发育成果实。(4)为什么甲图中的育种方式能大大缩短育种年限？提示：秋水仙素处理单倍体幼苗直接得到纯合体。单倍体育种和多倍体育种的比较

多倍体育种单倍体育种原理染色体组成倍增加染色体组成倍减少，再加倍后得到纯种(指每对染色体上成对的基因都是纯合的)常用方法秋水仙素处理萌发的种子或幼苗花药离体培养后，人工诱导染色体加倍优点操作简单明显缩短育种年限缺点适用于植物，在动物方面难以操作技术复杂一些，需与杂交育种配合【典例4】

如图表示无子西瓜的培育过程：根据图解，结合你学过的生物学知识，判断下列叙述错误的是(

)A.秋水仙素处理二倍体西瓜幼苗的茎尖，主要是抑制有丝分裂前期纺锤体的形成B.四倍体植株所结的西瓜，果皮细胞内含有4个染色体组C.无子西瓜既没有种皮，也没有胚D.四倍体西瓜的根细胞中含有2个染色体组尝试解答________解析秋水仙素抑制纺锤体的形成，是在有丝分裂的前期，四倍体西瓜的果皮是由子房壁发育而成的，来自母本，应含有4个染色体组，无子西瓜是由于不能产生正常配子，所以不能形成受精卵，而种皮来自于母本，所以有种皮，而没有胚，由于植株的地下部分没有经秋水仙素处理，四倍体西瓜的根细胞中仍含有2个染色体组。答案

C【跟踪训练】4.已知西瓜红色瓤(R)对黄色瓤(r)为显性。图中A是黄瓤瓜种子(rr)萌发而成的，B是红瓤瓜种子(RR)长成的。据图作答：(1)秋水仙素的作用是_______________________________。(2)G瓜瓤是________色，其中瓜子的胚的基因型是_________________。(3)H瓜瓤是________色，H中无子的原理是__________________________。(4)生产上培育无子西瓜的原理是_______________________________。解析秋水仙素的作用机理是抑制纺锤体的形成，阻碍细胞的有丝分裂，使着丝点分裂后形成的子染色体不能移向细胞两极，从而导致细胞染色体数目加倍。用秋水仙素处理黄瓤(rr)西瓜的幼苗，使之形成四倍体的西瓜(rrrr)，植株开花后产生的卵细胞的基因型为rr。当它接受二倍体红瓤(RR)西瓜的花粉(R)后，子房壁发育成果皮(rrrr)，瓜瓤为黄色，受精卵的基因型为Rrr，发育成的胚为三倍体(Rrr)。第二年，三倍体的西瓜开花后，由于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，所以当接受普通二倍体西瓜的花粉刺激后，发育成的三倍体西瓜中没有种子。无子西瓜的培育原理是染色体数目变异。答案(1)抑制细胞有丝分裂过程中纺锤体的形成，使染色体数目加倍(2)黄Rrr

(3)红三倍体植株减数分裂过程中，染色体联会紊乱，不能形成正常的生殖细胞(4)染色体数目变异1.用X射线处理蚕蛹，使其第2号染色体上的斑纹基因移到决定雌性的W染色体上，使雌蚕都有斑纹。再将雌蚕与白体雄蚕交配，其后代凡是雌蚕都有斑纹，凡是雄蚕都无斑纹。这样有利于去雌留雄，提高蚕丝的质量。这种育种方法所依据的原理是(

)A.基因突变 B.染色体数目的变异C.染色体结构的变异 D.基因互换解析2号染色体的基因转移到W染色体上，属于非同源染色体间某一基因片段的移动，为染色体结构变异。答案C2.下图中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.重组和易位

B.易位和易位C.易位和重组 D.重组和重组解析①图表示的是同源染色体形成的四分体发生了非姐妹染色单体的交叉互换，属于基因重组。②图表示染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上，属于染色体结构变异中的易位。答案A3.一个染色体组应是(

)A.配子中的全部染色体B.二倍体生物配子中的全部染色体C.体细胞中的一半染色体D.来自父方或母方的全部染色体解析一个染色体组应无同源染色体，但具有本物种全套的遗传信息，只有二倍体的配子中含有的是一个染色体组，四倍体个体的配子中含有两个染色体组；而来自父方或母方的全部染色体可以是一个染色体组也可以是多个染色体组。答案B4.用低温处理植物分生组织细胞，能够对细胞产生的影响是(

)A.抑制染色体着丝点分裂

B.抑制DNA分子复制C.抑制纺锤体的形成

D.抑制DNA的转录解析低温仅能抑制纺锤体的形成，使复制后的染色体虽然能分离，但不能被拉向两极，使细胞不分裂、染色体加倍，与DNA的复制、着丝点的分裂无关。答案C5.某二倍体植物的体细胞中染色体数为24条，基因型为AaBb，这两对基因分别位于两对同源染色体上。请据图回答下列问题：(1)产生的花粉基因型有________种。C是指利用秋水仙素处理，则个体Ⅰ的体细胞中含有________条染色体。(2)个体Ⅰ与个体Ⅱ基因组成的重要区别是__________________________，个体Ⅱ中能稳定遗传的占________。(3)若要尽快获得纯种优良(aaBB)的品种，则应采用上图中________(用字母表示)过程进行育种。解析(1)基因型为AaBb的植株产生的配子有AB、Ab、aB、ab四种；图中A是减数分裂，B是花药离体培养，C是秋水仙素处理，D是受精作用，E是个体发育。(2)(3)个体Ⅰ是纯合子，而个体Ⅱ中既有纯合子，又有杂合子。所以要想尽快获得纯种优良的品种，应采用单倍体育种，即ABC过程。答案(1)4

24

(2)个体Ⅰ全部为纯合子1/4(3)ABC4.用低温处理植物分生组织细胞，能够对细胞产生的影响是(

)A.抑制染色体着丝点分裂

B.抑制DNA分子复制C.抑制纺锤体的形成

D.抑制DNA的转录解析低温仅能抑制纺锤体的形成，使复制后的染色体虽然能分离，但不能被拉向两极，使细胞不分裂、染色体加倍，与DNA的复制、着丝点的分裂无关。答案C2.下图中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.重组和易位

B.易位和易位C.易位和重组 D.重组和重组解析①图表示的是同源染色体形成的四分体发生了非姐妹染色单体的交叉互换，属于基因重组。②图表示染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上，属于染色体结构变异中的易位。答案A|自查自纠|1.猫叫综合征是由于5号染色体片段重复引起的(

)2.染色体的结构变异包括染色体片段的缺失、重复(增加)易位和颠倒等几种(

)3.染色体数目变异都是以染色体组的形式增加或减少(

)4.一个染色体组中不可能有同源染色体(

)5.二倍体指的是体细胞中有两个染色体组的个体(

)6.单倍体是由配子不经受精直接发育而成(

)7.用秋水仙素或低温处理都可抑制纺锤体形成，从而获得多倍体细胞(

)