2024-2025学年新教材高中生物第五章基因突变及其他变异第2节染色体变异教案新人教版必修第二册

PAGEPAGE19第2节染色体变异课程标准要求核心素养对接学业质量水平举例说明染色体结构和数量的变异都可能导致生物性状的变更甚至死亡。1.生命观念——利用结构与功能观，理解染色体缺失、重复、倒位和易位可以引起染色体上基因的数目或排列依次的变更，进而导致生物性状的变更甚至死亡。水平二2.科学思维——精确理解染色体组的概念，并能运用染色体组的概念结合发育的起点区分单倍体与二(多)倍体。水平一3.社会责任——理解单倍体育种和多倍体育种利用了染色体数目变异的原理，并通过与杂交育种的比较，认同单倍体育种可以明显缩短育种的年限。水平二染色体数目的变异———————————————自主梳理———————————————[典例1]用马铃薯的花粉在确定的条件下干脆培育形成马铃薯植株。该马铃薯植株的某些细胞进行减数分裂时，视察到染色体正常联会，此时细胞内共有15个四分体。据此推想，马铃薯正常个体的体细胞中共含有的染色体组数目为()A.2个 B.3个C.4个 D.5个解析在减数分裂形成花粉过程中，同源染色体分别，那么花粉干脆培育形成的马铃薯植株，其染色体数目减半，染色体组数目也减半。而用花粉干脆培育形成的马铃薯植株细胞进行减数分裂时，视察到染色体正常联会，并形成15个四分体，说明其含有2个染色体组，所以马铃薯正常个体的体细胞中共含有的染色体组数目为4个。答案C[对点练1]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：AABb②：AAABBb③：ABCD④：AB.①：Aabb②：AaBbCc③：AAAaBBbb④：ABC.①：AaBb②：AaaBbb③：AAaaBBbb④：AbD.①：AABB②：AaBbCc③：AaBbCcDd④：ABCD解析依据细胞中所含的染色体的类型推断，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———————————————素养提升———————————————单倍体育种与多倍体育种的比较[典例2]如图表示无子西瓜的培育过程：依据图解，结合你学过的生物学学问，推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[对点练2]下图表示两种育种方式，请据图思索下列问题：(1)甲图表示的育种方式为________，乙图表示的育种方式为________，二者的育种原理分别为________________和________________。(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____________________________。甲图中用秋水仙素处理的目的是_____________________________________________________________。(3)乙图中获得无子西瓜至少须要________年。图乙中有两次传粉过程，它们的目的分别是________________和____________________。(4)甲图中所示育种方式的优点是____________________，缘由是因为____________________________。答案(1)单倍体育种多倍体育种染色体数目的变异染色体数目的变异(2)秋水仙素能够抑制纺锤体的形成，从而诱导染色体组加倍使染色体组加倍，从而变得可育(3)两得到三倍体种子刺激三倍体的子房发育成果实(4)能明显缩短育种年限秋水仙素处理单倍体幼苗干脆得到纯合体【归纳总结】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削减，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育后，人工诱导染色体数目加倍优点操作简洁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困难一些，需与杂交育种协作联想质疑★染色体变异能用显微镜视察到，基因突变无法用显微镜视察。★21三体综合征的核型★三倍体无子西瓜★蜂王、雄蜂与工蜂★单倍体发育的起点是配子【方法归纳】染色体组数目的推断方法(1)依据染色体的形态推断：在细胞内任选一条染色体，细胞内与该染色体形态相同的染色体共有几条，则含有几个染色体组，如图甲中含有4个染色体组。(2)依据基因型推断：在生物体的基因型中，限制同一性状的基因出现几次(发同一个音的字母出现几次)，则有几个染色体组，如图乙含有4个染色体组。低温诱导植物细胞染色体数目的变更(选学)———————————————自主梳理———————————————1.试验原理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，于是，植物细胞的染色体数目发生变更。2.方法步骤(1)培育、诱导：将长出约1cm长不定根的洋葱整个放入冰箱的冷藏室内(4℃)，诱导培育48～72h。(2)固定、漂洗：剪取诱导处理的根尖0.5～1cm，放入卡诺氏液中浸泡0.5～1h，以固定细胞的形态，然后用体积分数为95%的酒精冲洗2次。(3)制片、视察：包括解离、漂洗、染色和制片4个步骤；先用低倍镜找寻染色体形态较好的分裂象。确认某个细胞发生染色体数目变更后，再用高倍镜视察。[典例3]下列关于低温诱导染色体数目变更试验操作的相关叙述，错误的是()A.剪取的根尖用卡诺氏液处理的目的是固定细胞的形态B.卡诺氏液处理后应用清水漂洗两次C.制片时应先解离、漂洗，再染色、制片D.视察时应先用低倍镜找寻到染色体形态较好的分裂象解析卡诺氏液固定后应用95%的酒精漂洗两次，故选B。答案B[对点练3]下列关于低温诱导染色体数目变更试验中制片操作的相关叙述，错误的是()A.解离的目的是为了让组织细胞彼此分别B.可用清水对解离后的根尖进行漂洗C.染色所用的改良苯酚品红染液是一种碱性染料D.制片时的操作依次为解离→染色→漂洗→制片解析制片时的操作依次为解离→漂洗→染色→制片，故选D。答案D联想质疑【归纳总结】(1)低温柔秋水仙素诱导染色体数目加倍的原理：有丝分裂前期，低温柔秋水仙素都能抑制纺锤体的形成；后期，着丝粒分裂后染色体数目加倍；末期，由于没有纺锤体，染色体不能被牵拉到细胞两极，细胞无法实现一分为二，从而使得细胞内的染色体数目加倍。当温度复原正常或秋水仙素被细胞代谢消耗完全之后，染色体数目加倍的细胞又通过正常的有丝分裂产生更多的染色体数目加倍的子代细胞。(2)两次漂洗的对比：①时间不同：第一次漂洗在固定之后解离之前，其次次漂洗在解离之后染色之前；②试剂不同：第一次用95%酒精漂洗，其次次用清水漂洗；③目的不同：第一次是为了洗去多余的卡诺氏液，其次次是为了洗去多余的解离液。染色体结构的变异———————————————自主梳理———————————————1.类型(连线)光学显微镜下对染色体形态大小进行视察可以检测2.结果排列在染色体上的基因数目或排列依次发生变更，导致性状的变异。3.对生物体的影响大多数对生物体是不利的，有的甚至会导致生物体死亡。[典例4](2024·海南卷，14)杂合体雌果蝇在形成配子时，同源染色体的非姐妹染色单体间的相应片段发生对等交换，导致新的配子类型出现，其缘由是在配子形成过程中发生了()A.基因重组B.染色体重复C.染色体易位 D.染色体倒位解析在减数分裂过程中，同源染色体上的非姐妹染色单体间的相应片段发生对等交换导致基因重组；在减数分裂Ⅰ后期，非同源染色体的自由组合也能导致基因重组。染色体重复、染色体易位、染色体倒位属于染色体变异。答案A[对点练4]导致遗传物质变更的缘由有许多，下图字母代表不同基因，其中变异类型①和②依次是()A.突变和倒位B.重组和倒位C.重组和易位 D.易位和倒位解析染色体的结构变异包括缺失、重复、易位和倒位，①a、b基因的位置出现新的j基因，则只能为易位(染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上)；②染色体臂上的c基因和d、e基因发生了倒位(染色体中某一片段位置颠倒)，D正确。答案D【归纳总结】易位与交叉互换的区分易位交叉互换图示区分位置发生于非同源染色体之间发生于同源染色体的非姐妹染色单体之间原理染色体结构变异基因重组视察可用光学显微镜干脆视察光学显微镜下无法干脆视察联想质疑请分析以上各属于哪种变异？1.缺失2.重复3.倒位4.易位课堂小结随堂检测1.下列关于染色体结构变异的叙述中，错误的是()A.猫叫综合征是人的第5号染色体部分缺失引起的B.染色体结构的变更，都会使染色体上的基因的数目或排列依次发生变更C.大多数染色体结构变异对生物体是有利的D.用显微镜可以干脆视察到染色体结构变异解析染色体结构的变异包括缺失、重复、倒位、易位四种类型，猫叫综合征是由于人的第5号染色体部分缺失引起的。染色体结构的变更不论是哪一种类型，都会使染色体上的基因数目或排列依次发生变更，并且大多数染色体结构的变异对生物体是有害的，有的甚至会导致生物体死亡。答案C2.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.③④C.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，且确定不含有同源染色体，①③均满意上述条件。答案C3.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，确定是单倍体B.含有两个染色体组的生物体，确定不是单倍体C.生物的精子或卵细胞确定都是单倍体D.含有奇数染色体组的个体确定是单倍体解析由配子发育成的植株确定是单倍体；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A4.下列是无子西瓜培育的过程简图，有关叙述错误的是()A.①过程也可进行低温诱导处理，与秋水仙素的作用原理不同B.三倍体植株不育的缘由是在减数分裂过程中联会发生紊乱C.培育得到的无子西瓜与二倍体有子西瓜相比个大、含糖量高D.要得到无子西瓜，需每年制种，很麻烦，所以可用无性繁殖进行快速繁殖解析低温诱导和秋水仙素的作用原理相同，都是抑制有丝分裂前期纺锤体的形成。答案A5.下列关于染色体组、单倍体和二倍体的叙述，错误的是()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确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解析人工诱导多倍体的方法许多，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确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D6.下列各图中，所表示的是某些植物的体细胞，请依据下列条件推断：(1)确定是单倍体的是________图，它是由________倍体的生殖细胞干脆发育形成的。(2)茎秆较粗大但不能产生种子的是____________图，理由是___________________________________________________________。(3)假如都不是由生殖细胞干脆发育形成，其中确定是二倍体的是________图。(4)假如C图中的生物是由某生物的卵细胞干脆发育形成的，那么它是几倍体？________。形成它的那个生物是几倍体？________。答案(1)D二(2)A含有三个染色体组，但染色体组的数目为奇数，减数分裂时联会紊乱(3)B、C(4)单倍体四倍体课时作业(时间：30分钟)强化点1染色体数目的变异1.下列关于染色体组的表述，错误的是()A.起源相同的一组完整的非同源染色体B.通常指二倍体生物的一个配子中的染色体C.人的体细胞中有两个染色体组D.一般小麦的花粉细胞中有一个染色体组解析一般小麦是六倍体，其体细胞中含六个染色体组，减数分裂形成的花粉细胞中应含三个染色体组。答案D2.韭菜的体细胞中含有32条染色体，这32条染色体有8种不同的形态结构，韭菜是()A.二倍体 B.四倍体C.六倍体 D.八倍体解析韭菜的体细胞中含有32条染色体，有8种不同的形态结构，那么相同形态的染色体有32/8＝4(条)，即韭菜体细胞中含有4个染色体组，韭菜是四倍体。答案B3.单倍体生物的体细胞中染色体数应是()A.只含一条染色体 B.只含一个染色体组C.染色体数是单数 D.含本物种配子的染色体数解析体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体，叫做单倍体。假如是多倍体，其单倍体生物体细胞应含有不止一个染色体组。答案D4.用秋水仙素处理幼苗可诱导形成多倍体植株，秋水仙素的主要作用是()A.使染色体再次复制B.使染色体着丝粒不分裂C.抑制纺锤体的形成D.使细胞稳定在间期阶段解析秋水仙素能够抑制细胞分裂过程中纺锤体的形成，这样细胞中的染色体虽然完成了复制，但染色体不能被拉向两极，导致细胞中的染色体数目加倍。答案C5.四倍体水稻的花粉经离体培育得到的植株是()A.单倍体；含1个染色体组B.单倍体；含2个染色体组C.二倍体；含1个染色体组D.二倍体；含2个染色体组解析由配子干脆发育成的个体是单倍体，四倍体水稻有4个染色体组，其配子中含2个染色体组。答案B6.单倍体育种的原理是()A.基因突变 B.基因重组C.染色体结构变异 D.染色体数目变异答案D强化点2低温诱导植物细胞染色体数目的变更7.(2024·哈尔滨六中期中)下列关于低温诱导染色体加倍试验的叙述，正确的是()A.原理：低温抑制染色体着丝粒分裂，使子染色体不能分别移向两极B.解离：盐酸酒精混合液和卡诺氏液都可以使洋葱根尖解离C.染色：改良苯酚品红溶液和醋酸洋红溶液都可以使染色体着色D.视察：显微镜下可以看到细胞的染色体数目都发生了变更解析低温能抑制有丝分裂过程中纺锤体的形成，但着丝粒能正常分裂，使子染色体不能移向两极，导致细胞中染色体数目加倍，A错误；卡诺氏液的作用是固定细胞形态，不是使洋葱根尖解离，B错误；在显微镜下可以看到大多数细胞处于间期，看不到染色体，因此只有少数细胞染色体会加倍，D错误。答案C8.选取生理状况相同的二倍体草莓(2n＝14)幼苗若干，随机分组，每组30株，用不同浓度的秋水仙素溶液处理幼苗，得到的试验结果如图所示。下列有关叙述中错误的是()A.该试验的自变量有两个B.高倍镜下视察草莓茎尖细胞的临时装片，发觉有的细胞分裂后期的染色体数目为56C.秋水仙素与龙胆紫溶液一样属于碱性染料，能对染色体着色，从而诱导染色体加倍D.试验表明：与其他处理组相比，用0.2%的秋水仙素处理草莓幼苗1天，诱导胜利率最高解析秋水仙素不能对染色体着色，其诱导染色体加倍的原理是抑制纺锤体的形成，故选C。答案C9.(2024·天津市期末联考)如图是某学生用二倍体植物(2N＝20)做低温诱导染色体加倍试验时，所拍摄的显微照片，下列说法正确的是()A.该生通过构建物理模型来探讨低温诱导染色体加倍的过程B.在图中N时期，确定有4个染色体组C.低温发挥作用的时期是图中M所示的时期D.图中看不到由N→M时期的连续变更过程解析图示为拍摄的显微照片，属于放大后的图像，故不属于物理模型，A错误；图中N时期为分裂中期图示，可能为诱导加倍前的细胞中期图(2个染色体组)，也可能为诱导加倍后的细胞中期图(4个染色体组)，故可能有2个或4个染色体组，B错误；低温抑制了纺锤体的形成，而纺锤体形成是在分裂前期，因此低温发挥作用的时期是分裂前期，而图中M所示的时期为分裂后期，C错误。答案D强化点3染色体结构的变异10.下列属于染色体结构变异的是()①染色体缺失②染色体重复③染色体易位④染色体倒位⑤碱基对替换A.①②③⑤ B.①②④⑤C.①②③④ D.②③④⑤答案C11.下列变异中，不属于染色体结构变异的是()A.染色体缺失了某一片段B.染色体增加了某一片段C.染色体中DNA的一个碱基对发生了变更D.染色体某一片段位置颠倒了180°解析DNA中一个碱基对发生变更，这属于基因突变。选项A、B、D依次属于缺失、重复和倒位。答案C12.下列关于染色体结构变异和基因突变的主要区分的叙述，错误的是()A.基因突变是由于DNA分子发生碱基变更而引起的基因碱基序列的变更B.染色体结构变异是染色体上较大片段的变更C.基因突变一般是微小突变，其效应小，染色体结构变异是较大变异，其效应大D.染色体结构变异可通过显微镜视察进行鉴别，而基因突变则不能解析基因突变一般是微小突变，但是能产生新基因，可能变更生物的性状，甚至导致个体死亡，所以其效应不确定小。答案C13.(2024·徐州学考模拟)如图为某校师生对玉米(2N＝20)的花粉进行离体培育和再生植株进行探讨的过程图。下列叙述错误的是()A.过程①为花药离体培育B.过程②若正常培育，则植株B为单倍体C.过程②若运用秋水仙素，则植株B为二倍体纯合子D.若该过程为单倍体育种，育种原理为基因重组解析过程①为花药离体培育，获得的幼苗为单倍体，A正确；过程②单倍体幼苗若正常培育，则植株B为单倍体，B正确；过程②对单倍体幼苗(只有1个染色体组)若运用秋水仙素，则植株B为二倍体纯合子，C正确；若该过程为单倍体育种，育种原理为染色体变异，D错误。答案D14.(2024·金华十校联考)在视察细胞减数分裂过程中发觉一个细胞中染色体的配对出现如甲图所示的“环”状结构，另一个细胞中出现如乙图所示的“环”状结构，且相应细胞中都只有一对染色体出现这样的异样配对状况。下列相关叙述，正确的是()A.甲和乙所示的变异都发生在减数分裂Ⅰ后期B.甲图出现的缘由是染色体①发生了重复C.乙图出现的缘由是染色体③或④发生了倒位D.由乙图所示细胞形成的子细胞中都有异样染色体解析对甲图分析可知，细胞中染色体的配对出现如甲图所示的“环”状结构，可能是染色体①发生了重复，也可能是染色体②发生了缺失。对乙图分析可知，细胞中出现如乙图所示的“环”状结构，可能是③或④发生了倒位。甲和乙所示的变异可发生在减数第一次分裂前期同源染色体配对之前，A错误；甲图出现的缘由是染色体①发生了重复或染色体②发生了缺失，B错误；乙图出现的缘由是染色体③或④发生了倒位，C正确；由乙图所示细胞形成的子细胞中含异样染色体的细胞占1/2，D错误。答案C15.(2024·松江区期末)某二倍体生物细胞中分别出现下图①至④系列状况，则对图的说明正确的是()A.①为基因突变，②为倒位B.③可能是重复，④为染色体组加倍C.①为易位，③可能是缺失D.②为基因突变，④为染色体结构变异解析分析图示可知：①染色体上的dF所示的片段被非同源染色体上的KL所示的片段取代，为染色体结构变异中的易位；②染色体上eHG所在的片段发生了位置颠倒，属于染色体结构变异中的倒位；③中“环形圈”的出现，是由于两条同源染色体中的上面一条多了一段或是下面一条少了一段，属于染色体结构变异中的重复或缺失；④中有一对同源染色体多了一条，属于染色体数目变异。综上分析，C正确。答案C16.下图表示某动物细胞分裂过程中染色体变更的示意图，请据图回答下列问题：(1)图中，从细胞①到细胞②变更是由于发生了________而造成的，经过Ⅱ、Ⅲ后形成的4种子细胞中，属于变异后特有的子细胞的是________________。(2)可遗传的变异有三种来源，三倍体香蕉这种变异属于________，人们用什么技术能将这种变异遗传给子代？______________________________________________________________________________________________________。(3)野生香蕉是二倍体，无法食用，三倍体香蕉可食。由于一种致命真菌使香蕉可能在5年左右面临灭亡，假如生物学家找到了携带该真菌抗性基因的野生纯合(AA，A代表二倍体香蕉的一个染色体组)香蕉，如何培育出符合要求的无子香蕉？请你简要写出遗传育种图解。解析(1)图中细胞发生的染色体片段的交换是发生在非同源染色体之间，所以属于染色体结构变异。从染色体的结构可以看出，⑤⑥⑦中的染色体组成发生了染色体片段的交换。(2)三倍体香蕉的染色体数量相对于正常的二倍体多了一个染色体组，属于染色体数目的变更，属于可遗传变异的三种来源中的染色体变异。由于三倍体香蕉不能通过减数分裂产生正常的配子，所以只能通过无性生殖的方式产生后代。(3)由二倍体产生三倍体的过程，可以借鉴三倍体无子西瓜的培育过程，由含有抗性基因的二倍体诱导产生四倍体，产生的四倍体再与含有抗性基因的二倍体杂交，最终产生含有抗性基因的三倍体。答案(1)易位(或染色体结构变异)⑤⑥⑦(2)染色体(数目)变异植物组织培育(3)P：野生二倍体香蕉17.已知二倍体西瓜的体细胞中含有22条染色体，西瓜的绿皮(A)对白皮(a)为显性，大子(B)对小子(b)为显性，这两对等位基因分别位于两对同源染色体上。现对一批纯种绿皮大子与白皮小子西瓜种子进行了下列操作：a.将这批种子播种，并用确定浓度的秋水仙素处理纯种绿皮大子幼苗，使之成为四倍体；b.当被处理后的绿皮大子西瓜植株开花后，将白皮小子西瓜植株的花粉授予绿皮大子植株，使之杂交获得F1。(1)亲本杂交当年结________(选填“有子”或“无子”)西瓜，其果皮颜色为__________________________________________________________________。(2)秋水仙素的作用是____________________________