人教版(2019)高中生物必修二学案5. 2 染色体变异

5.2染色体变异

第一课时

【学习目标】

1.了解染色体结构变异的儿种类型。

2.掌握染色体数目变异的几种类型。

3.掌握染色体组、单倍体和多倍体的概念。

【课前预习案】

一、染色体结构的变异

1.基因突变与染色体变异的区别

(1)基因突变是____________上某一位点上________的改变，是微小区段的变异，

是的变异；染色体变异是比较明显的染色体或的变异。

染色体结构变异使排列在染色体上的基因的数目和排列顺序发生改变，从而导致性

状的变异。基因突变是基因结构的改变，包括DNA碱基对的替换、增添和缺失。基因

突变导致。染色体结构变异。

(2)在光学显微镜下观察到的变异是,看不见的是。

2.染色体结构的变异

(1)概念：由________________改变引起的变异。如是由人的第5

号染色体部分缺失引起的遗传病，而果蝇的棒状眼是由于染色体中

引起的变异。

(2)种类：染色体结构的变异可分为染色体中某一片段的、、

、四种。

(3)结果：使排列在染色体上的或发生改变，

导致的变异。大多数染色体结构变异对生物体是的，有的甚至导致

生物体死亡.

3.易位与交叉互换的区别

易位发生在非同源染色体之间，是指染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体

上；交叉互换发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间。

二、染色体数目的变异

1.类型：一类是细胞内的增加或减少。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.染色体组的概念：细胞中的一组,在______和________上各不

相同，携带着控制生物生长发育、遗传和变异的一整套。

3.二倍体、多倍体和单倍体

(1)二倍体：由发育而成，体细胞含有个染色体组的个体，包

括几乎全部的动物和过半数的高等植物。

(2)多倍体

①概念：由____________发育而成，体细胞含染色体组的个体。

其中，体细胞中含有三个染色体组的个体叫做，含有四个染色体组的个体

叫做。

②分布：在植物中很常见，在动物中极少见。

③优点：与二倍体植株相比，多倍体植株常常是,叶片、

和种子都比较大，和等营养物质的含量都有所增加。

④缺点：发育,。

(3)单倍体

①概念：由________直接发育而来，染色体数目是正常体细胞的，即体细

胞中含有的个体。

②特点：与正常植株相比，植株长得,且一般»

【课堂探究案】

一、染色体结构变异

变异类型具体变化结果举例

缺失某一片段

—

染色体增加某一片段

—染色体上的________________改变，猫叫

结构变某一片段移接到另一

从而导致性状变异综合征

—

异条非同源染色体上

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？

【小试牛刀】

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()。

ABCDE

已知的染色体状况：<----XX=>

ABCA巨CDEEA耳CFHA耳cDE

ABCD

(❽师点津••

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

染色体结构变异基因重组

类型

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

非等位基因等位基因

对象

畸Ax四分体时期

XI)的交叉互换

/减数第-

图示之上分裂

-i―1

二、染色体数目的变异

1.类型：

(1)细胞内的增加或减少，如。

(2)细胞内染色体数目以的形式地增加或减少。

2.请观察课本Ps6~87图5—8^5—9并思考回答：

(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、遗传变异的全部遗传信息？

(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？

思考回答：一个染色体组需具备什么条件？

3.单倍体、多倍体、二倍体比较

单倍体多倍体二倍体

由_____发育而来由_______发育而来由_______发育而

的个体，体细胞中含的个体，体细胞中含来的个体，体细胞

概念

有_________染色有____________染色中含有______染色

体数目的个体体组的个体体组的个体

染色体组

数——

自然成外界环境条件剧变如

单性生殖的结果受精作用

成因

因人工诱

导

3件由7生物体直接发育成个体

RLJ,fr/u廿、"1n1小

(如花药离体培养)

+

1雌忻子生物体直接发育成个体一单仅体

发育过程春雌配了(孤雌生殖如雄蜂)单倍体

殖［受精作用

受精卵”生物体［以黑

发育起点——

—

几乎全部动物和过

举例雄蜂、雄蚁—

半数高等植物

植株粗大、营养物质

植株弱小，生长发育

植株特点含量高，生长发育迟—

慢，高度不育

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)含1个染色体组的个体一定是单倍体吗？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？

【小试牛刀】

请据图回答下列问题。

秋水仙素

三W二倍体三巴

I杂交I

(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？

©师点津•・・

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，不论体细胞内含有儿

个染色体组，都称为单倍体。

2.多倍体染色体组数目的确定

(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。

AA^)

@BB位^Aaa^)(ABCD

defg

(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

基因重组基因突变染色体变异

因包括DNA碱基对

概念一而引起的变

而发生的变异的增添、缺失和

异

替换

①非同源染色体上

①自然状态下发

的非等位基因自由

生的一一自然突①染色体结构变

组合；②同源染色体

类型变；②人为条件异；②染色体数

上的非姐妹染色单

下发生的诱目变异

体之间交叉互换；③

发突变

DNA重组技术

任何生物均可发

______________产生(包括原核生

适用真核生物核遗传

生配子时在核遗传物、真核生物及

范围中发生

中发生非细胞结构的生

物)

产生新的基因，

只改变基因型，未发可引起基因“数

发生基因“种

产生生基因的改变，既无量”的变化，如

类”的改变或

结果“质”的变化也无增添或缺失几个

“质”的改变。

“量”的变化基因

但“量”未变

生物变异的来源之生物变异的根本

对生物进化有一

意义一，对生物进化有十来源，提供生物

定意义

分重要的意义进化的原始材料

育种

杂交育种诱变育种

应用

【小试牛刀】

（2018•北京模拟）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（）。

甲

乙

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.@@③B.②③④

C.①©④D.①③④

（©师点津，••

1.三种变异的共同点：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”，则基因突变一一“点”的变化（点的质变，但数目不变）；基因重组一一“点”

的结合或交换（点的质与量均不变）；染色体变异一一“线段”发生结构或数目的变化；染

色体结构变异一一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）；染色体数目变异一一个别线段增添、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。

四、低温诱导植物染色体数目变化的实验

1.实验原理

低温一的形成，以致影响，细胞不能分裂成两个子细胞，于

是染色体数目加倍。

2.方法步骤

洋葱根尖培养一取材固定（细胞已被杀死）一制作装片（解离一--制片）

一观察。

3.试剂及用途

（1）卡诺氏液：o

（2）改良苯酚品红染液：使。

（3）解离液（体积分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精混合液（1：1））：使

【小试牛刀】

对于低温诱导洋葱染色体数目变化的实验，不正确的描述是（）o

A.处于分裂间期的细胞最多

B.在显微镜视野内可以观察到二倍体细胞和四倍体细胞

C.在高倍显微镜下可以观察到细胞从二倍体变为四倍体的过程

D.在诱导染色体数目变化的方面，低温与秋水仙素诱导的原理相似

师点津••,

1.根的培养应保持在25℃左右，注意勤换水，以促使生根。

2.本实验应选取根尖才方便处理和观察，因为这部分的细胞正在进行旺盛的分裂。

3.在用显微镜观察时，先用低倍镜寻找染色体形态较好的分裂期，再换上高倍镜并调

节细准焦螺旋和反光镜，使物像清晰，仔细观察，辨认哪些细胞发生染色体数目变化，找出

处于细胞分裂中期的细胞，进行染色体计数。

【课后巩固案】

1.关于染色体结构变异的叙述，不正确的是（）

A.外界因素可提高染色体断裂的频率

B.染色体缺失了某段，可使生物性状发生变化

C.一条染色体某一段颠倒180。后，生物性状不发生变化

D.染色体结构变异一般可用现代遗传技术直接检验

2.猫叫综合征是人的第5号染色体部分缺失引起的，这种变异属于染色体结构变异中

的（）

A.染色体缺失片段

B.染色体增加片段

C.染色体某一片段位置颠倒180。

D.染色体某一片段移接到另一条非同源染色体上

3.基因突变和染色体变异的一个重要区别是（）

A.基因突变在光镜下看不见

B.染色体变异是定向的，基因突变是不定向的

C.基因突变是可以遗传的

D.染色体变异是不能遗传的

4.一个染色体组应是（）

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

5.用秋水仙素诱发基因突变和诱导多倍体，起作用的时期分别是（）

A.有丝分裂的间期和前期

B.有丝分裂的间期和后期

C.有丝分裂的前期和后期

D.有丝分裂的间期和间期

6.含两个染色体组的配子直接发育成的个体应该叫（）

A.二倍体B.配子体

C.多倍体D.单倍体

能力提升

7.下列说法正确的是（）

A.凡是细胞中含有两个染色体组的就叫做二倍体

B.单倍体就是体细胞中含有一个染色体组的个体

C.多倍体在植物界中比较常见，几乎全部的动物都是二倍体

D.在育种过程中单倍体肯定可育，其优点是稳定遗传、后代不发生性状分离

8.下列有关变异的说法正确的是（）

A.染色体中DNA的一个碱基对缺失属于染色体结构变异

B.染色体变异、基因突变均可以用光学显微镜直接观察

C.同源染色体上非姐妹染色单体之间的交叉互换属于基因重组

D.秋水仙素诱导多倍体形成的原因是促进染色单体分离使染色体加倍

9.用X射线处理蚕，使其第2号染色体上的斑纹基因移动到决定雌性的W染色体上,

使雌性都有斑纹。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

10.右图为果蝇体细胞染色体组成示意图，以下说法正确的是()

A.果蝇的一个染色体组含有的染色体是H、III、IV、X、Y

B.X染色体上的基因控制的性状遗传，均表现为性别差异

C.果蝇体内的细胞，除生殖细胞外都只含有两个染色体组

D.II、川、IV、X(或Y)四条染色体携带了控制果蝇生长发育所需的全部遗传信

息

11.右图是果蝇的染色体组成，请根据图回答下面的问题：

(1)这是性果蝇。

(2)图中共有个染色体组，是倍体。

(3)图中有对同源染色体，对常染色体,

对等位基因。1和3是染色体，B和b是________基因，W和B

是,基因。在产生配子时，含VBw的配子占

(4)图中不能表示果蝇哪一类细胞中的染色体组成)

A.受精卵B.精原细胞

C.体细胞D.卵原细胞

12.育种工作者在大田中发现了几株阔叶且产量高的变异小麦，关于这些变异小麦：

(1)若已确定它们的变异是可遗传的，那么这种变异是由于基因突变引起的，还是

由于染色体变异引起的？请设计实验来鉴定。

第一步：分别取阔叶、窄叶茎部的细胞制成装片。

第二步：用显微镜观察有丝分裂细胞中的染色体。

预期结果及结论：

①。

②。

(2)若已确定阔叶变异是由基因突变导致，请设计一个实验来判断这种突变是显性

突变还是隐性突变？

①方法：选取多株阔叶小麦，o

②结果及结论：

a.若子代均表现为阔叶性状，则为隐性突变。

b.

(3)假如上述突变是显性突变，如何在短时间内获得纯合的突变类型？

⑥益收获

用精练的语言把你当堂掌握的核心知识的精华部分和基本技能的要领部分写下来，并进行识记。

知识精华技能要领

答案

【课前预习案】

一、1.(1)染色体基因分子水平结构数目新基因的产生未形成新的基因

(2)染色体变异基因突变

2.(1)染色体结构猫叫综合征增加某一片段⑵缺失重复易位倒位(3)基因的

数目排列顺序性状不利

二、1.个别染色体染色体组

2.非同源染色体形态功能遗传信息

3.(1)受精卵两⑵①受精卵三个或三个以上三倍体四倍体③茎秆粗壮果

实糖类蛋白质④迟缓结实率低(3)①配子一半配子染色体数目②弱小高

度不育

【课堂探究案】

一、活动与探究：缺失增加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。

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、增添和易位

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)个别染色体21三体综合征(2)染色体组成倍

2.(1)答案:8,4。

(2)答案：II、III、IV、X或0、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。

思考回答：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

信息，但不能重复。

3.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：是；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。

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：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