2024高中生物第5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2

PAGE13-第2节染色体变异[学习目标]1.阐明染色体结构变异的类型和结果。2.简述二倍体、多倍体和单倍体的概念。3.了解单倍体和多倍体育种的原理和操作过程。学问点一染色体结构的变异学问梳理1.基因突变与染色体变异的区分2．染色体结构变异(1)类型(2)结果①使排列在染色体上的基因的eq\o(□,\s\up3(10))数目或排列依次发生变更，而导致eq\o(□,\s\up3(11))性状的变异。②大多数染色体结构变异对生物是eq\o(□,\s\up3(12))不利的，有的甚至导致生物体eq\o(□,\s\up3(13))死亡。1.染色体结构变异有的甚至导致生物体死亡，为何还称为可遗传的变异？提示：染色体结构变异使排列在染色体上的基因的数目或排列依次发生变更，即遗传物质发生变更，所以称为可遗传的变异。2．染色体变异能不能产生新基因？提示：不能，只有基因突变能产生新基因。典题精析[例1]染色体之间的交叉互换可能导致染色体结构或基因序列的变更。如图所示，甲、乙两图分别表示两种常染色体之间的交叉互换模式，丙、丁、戊图表示某染色体变更的三种情形。则下列叙述正确的是()A．甲图所示交换模式可以导致戊的形成B．乙图所示交换模式可以导致丙的形成C．甲图所示交换模式可以导致丁或戊两种情形的产生D．乙图所示交换模式可以导致戊的形成解题分析甲图是同源染色体的交叉互换，结果是出现基因重组，没有新基因的出现，可以形成丁但不行能形成戊，A、C错误；乙图是非同源染色体的交叉互换，结果是产生染色体结构变异中的易位，可以形成戊，丙是染色体片段的重复而导致的染色体结构变异。答案D[例2]如图表示某生物细胞中两条染色体及其部分基因。下列四种状况的产生不属于该细胞染色体结构变异的是()A．①B．②C．③D．④解题分析染色体结构变异指的是染色体某一片段的增加、缺失(①)、易位(②)、倒位(④)；③是基因突变或减数第一次分裂四分体时期发生交叉互换所致。答案C学问拓展染色体的缺失、重复、倒位与基因突变的区分基因突变包括基因中碱基对的增加、缺失和替换；染色体结构的变异包括染色体片段的缺失、重复、倒位和易位。它们的区分可用下图表示。(1)从变异的范围看：基因内部个别碱基对的变更⇒基因突变基因数目或排列依次的变更⇒染色体结构变异(2)从变异的结果看：染色体上基因的数量和位置不变更⇒基因突变基因的数量和排列依次变更⇒染色体结构变异(3)从镜检的结果看：在显微镜下视察不到⇒基因突变在显微镜下可视察到⇒染色体结构变异

学问点二染色体数目的变异学问梳理1.类型eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(①细胞内\o(□,\s\up3(01))个别染色体的增加或削减,②细胞内染色体数目以\o(□,\s\up3(02))染色体组的形式成倍,地增加或削减))2．染色体组(1)雌果蝇体细胞染色体组成为Ⅱ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅳ、eq\o(□,\s\up3(03))X、X，雄果蝇体细胞染色体组成为Ⅱ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅳ、eq\o(□,\s\up3(04))X、Y。(2)果蝇体细胞中共有eq\o(□,\s\up3(05))4对同源染色体，其中eq\o(□,\s\up3(06))3对是常染色体，eq\o(□,\s\up3(07))1对是性染色体。(3)雄果蝇减数分裂产生精子的过程中，eq\o(□,\s\up3(08))同源染色体分别，因此配子中的染色体的组成为eq\o(□,\s\up3(09))Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或eq\o(□,\s\up3(10))Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y，它们是一组eq\o(□,\s\up3(11))非同源染色体。(4)细胞中的一组eq\o(□,\s\up3(12))非同源染色体，在eq\o(□,\s\up3(13))形态和功能上各不相同，但又相互协调，共同限制生物的eq\o(□,\s\up3(14))生长、发育、遗传和变异，这样的一组染色体，叫做一个eq\o(□,\s\up3(15))染色体组。例如，雄果蝇精子中的一组染色体就组成了一个染色体组。(5)果蝇体细胞中含有eq\o(□,\s\up3(16))2个染色体组，每个染色体组含eq\o(□,\s\up3(17))4条染色体。3．二倍体、多倍体和单倍体(1)二倍体①定义：由eq\o(□,\s\up3(18))受精卵发育而来的个体，体细胞中含有eq\o(□,\s\up3(19))两个染色体组的个体叫做二倍体。②实例：自然界中，几乎全部eq\o(□,\s\up3(20))动物和过半数的eq\o(□,\s\up3(21))高等植物都是二倍体。(2)多倍体①概念：由eq\o(□,\s\up3(22))受精卵发育而来，体细胞中含有eq\o(□,\s\up3(23))三个或三个以上染色体组的个体。②实例：香蕉(eq\o(□,\s\up3(24))三倍体)、马铃薯(eq\o(□,\s\up3(25))四倍体)、一般小麦(eq\o(□,\s\up3(26))六倍体)。③特点：茎秆eq\o(□,\s\up3(27))粗大，叶片、果实和种子都比较eq\o(□,\s\up3(28))大，糖类和蛋白质等养分物质的含量都有所eq\o(□,\s\up3(29))增加。④多倍体育种方法用eq\o(□,\s\up3(30))低温处理或用eq\o(□,\s\up3(31))秋水仙素处理(最常用且有效)处理对象eq\o(□,\s\up3(32))萌发的种子或eq\o(□,\s\up3(33))幼苗原理能够抑制eq\o(□,\s\up3(34))纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞的两极，从而使染色体数目eq\o(□,\s\up3(35))加倍过程eq\o(□,\s\up3(36))秋水仙素或低温eq\o(→,\s\up16(处理))eq\o(□,\s\up3(37))萌发的种子或幼苗eq\o(→,\s\up16(形成))eq\o(□,\s\up3(38))多倍体植株(3)单倍体①概念：体细胞中含有本物种eq\o(□,\s\up3(39))配子染色体数目的个体。②实例：蜜蜂中的eq\o(□,\s\up3(40))雄蜂。③特点：植株长得eq\o(□,\s\up3(41))弱小，一般高度eq\o(□,\s\up3(42))不育。④单倍体育种1.一个染色体组中是否存在等位基因，为什么？提示：不存在等位基因，因为等位基因位于同源染色体上，而一个染色体组中无同源染色体。2．单倍体是不是肯定只含有一个染色体组？只含一个染色体组的生物肯定为单倍体吗？提示：单倍体不肯定只含有一个染色体组，如四倍体的单倍体含有2个染色体组。只含一个染色体组的生物肯定是单倍体，因为只含有一个染色体组的生物不行能由受精卵发育而来，只能是由配子发育而来。3．若生物的体细胞含32条染色体，有8种形态，该生物体细胞中含有几个染色体组？提示：4个。4．单倍体育种与多倍体育种过程中，均用到秋水仙素处理。在运用秋水仙素时，操作对象有何不同？提示：单倍体育种操作对象是单倍体幼苗；多倍体育种的操作对象是正常萌发的种子或幼苗。5．为什么单倍体育种能缩短育种年限？提示：采纳花药离体培育获得的单倍体植株，经人工诱导染色体加倍后，植株细胞内每对染色体上的基因都是纯合的，自交后代不会发生性状分别，因此缩短了育种年限。典题精析[例1]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肯定只含有一个染色体组D．人有23对染色体，所以可分为23个染色体组解题分析染色体组是不含有同源染色体的，A正确；个体若由受精卵发育而来，含有几个染色体组就是几倍体，B正确；单倍体是由配子发育而成的，不肯定只含有一个染色体组，C正确；人的23对同源染色体可以分为2个染色体组，D错误。答案D[例2]将二倍体芝麻的种子萌发成的幼苗用秋水仙素处理后得到的四倍体芝麻()A．对花粉进行离体培育，可得到二倍体芝麻B．产生的配子没有同源染色体，所以无遗传效应C．与原来的二倍体芝麻杂交，产生的是不育的三倍体芝麻D．秋水仙素诱导染色体加倍时，最可能作用于细胞分裂的后期解题分析花药离体培育得到的是单倍体，A错误；四倍体产生的配子中有2个染色体组，有同源染色体，B错误；二倍体与四倍体杂交产生不育的三倍体，C正确；秋水仙素抑制纺缍体形成，作用于细胞分裂前期，D错误。答案C[例3]依据图中A～H所示的细胞图回答下列问题：(1)细胞中含有一个染色体组的是__________图。(2)细胞中含有两个染色体组的是__________图。(3)细胞中含有三个染色体组的是__________图，它__________(填“肯定”或“不肯定”)是三倍体。(4)细胞中含有四个染色体组的是__________图，它__________(填“可能”或“不行能”)是单倍体。解题分析在细胞内，形态相同的染色体有几条，就含有几个染色体组。在细胞内，含有几个同音字母，就是含有几个染色体组。确认是否为单倍体需看发育起点。答案(1)D、G(2)C、H(3)A、B不肯定(4)E、F可能技法提升1.推断染色体组数目的方法(1)依据染色体形态推断。细胞内形态相同的染色体有几条，则含有几个染色体组。(2)依据基因型推断。限制同一性状的基因出现几次，即发音相同的字母有几个，就含几个染色体组。(3)依据染色体的数目和染色体的形态数来推算。染色体组的数目＝细胞内的染色体数/染色体形态数。2．单倍体、多倍体的推断方法学问点三低温诱导植物染色体数目的变更试验学问梳理1.试验原理(1)正常进行eq\o(□,\s\up3(01))有丝分裂的植物分生组织细胞，在有丝分裂eq\o(□,\s\up3(02))后期着丝点分裂后，子染色体在eq\o(□,\s\up3(03))纺锤丝作用下分别移向两极，进而平均安排到两个子细胞中去。(2)用eq\o(□,\s\up3(04))低温处理植物分生组织细胞，能够抑制细胞分裂时eq\o(□,\s\up3(05))纺锤体的形成，使染色体不能被拉向两极，这样细胞不能eq\o(□,\s\up3(06))分裂成两个子细胞，染色体的数目就发生变更。2．试验步骤3．试验中几种溶液的作用(1)卡诺氏液：eq\o(□,\s\up3(18))固定细胞的形态。(2)改良苯酚品红染液：eq\o(□,\s\up3(19))细胞核染色，便于视察染色体的形态。除此之外，eq\o(□,\s\up3(20))醋酸洋红液或eq\o(□,\s\up3(21))龙胆紫溶液都是碱性染料，都可使eq\o(□,\s\up3(22))染色体着色。(3)质量分数为15%的盐酸溶液：与体积分数为95%的酒精1∶1混合，eq\o(□,\s\up3(23))解离，使细胞分散开。(4)体积分数为95%的酒精：可用于洗去附着在根尖表面的eq\o(□,\s\up3(24))卡诺氏液，还可与eq\o(□,\s\up3(25))15%的盐酸溶液混合，解离、分散细胞。4．试验结论低温能诱导植物染色体数目加倍。1.视野中洋葱细胞的染色体组都加倍吗？提示：不是。视野中既有二倍体细胞，也有染色体数目发生变更的细胞。2．能否只选择一个细胞，视察其染色体渐渐加倍的过程？提示：不能，细胞经过固定已经被杀死了。3．与秋水仙素相比，低温诱导多倍体的形成有哪些优点？提示：低温条件简单创建，成本低、对人体无害，易于限制。典题精析[例]有关“低温诱导洋葱(2n＝16)染色体数目的变更”试验的分析，正确的是()A．体积分数为95%的酒精用于根尖解离B．低温与秋水仙素均能抑制着丝点分裂而导致染色体数目加倍C．应设置常温培育的比照组，以确认低温诱导染色体数目加倍D．假如显微视察到染色体数为32的细胞，可推断低温诱导胜利解题分析该试验中用盐酸和体积分数为95%的酒精混合液可以使洋葱根尖解离，A错误；低温与秋水仙素均能抑制有丝分裂过程中纺锤体的形成，使细胞分裂后期染色体不能向两极移动而导致染色体数目加倍，B错误；应设置常温培育的比照组，以确认低温诱导染色体数目加倍，C正确；有丝分裂后期，着丝点分裂，染色体数目短暂加倍，所以显微视察到染色体数为32的细胞，还不能推断低温诱导胜利，D错误。答案C当堂检测——查漏补缺巩固提升1．基因突变和染色体变异的一个重要的区分是()A．基因突变在光学显微镜下看不见B．染色体变异是定向的，而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答案A解析基因突变是DNA分子中发生碱基对的替换、增加和缺失，而引起的基因结构的变更，属于分子水平的变更，光学显微镜下视察不到，染色体变异可在光学显微镜下干脆视察到；生物的变异是不定向的；基因突变和染色体变异其遗传物质均发生变更，都是可遗传的变异。2．若细胞进行减数分裂，在联会时一条异样的染色体总是从某一部位凸出来，如图所示，其缘由是()A．染色体中某一片段位置颠倒B．染色体中增加了某一片段C．染色体中某一片段缺失D．染色体中某一片段移接到另一条非同源染色体上答案B解析细胞进行减数分裂，在联会时一条染色体从某一部位凸出来(图中上面的那