染色体变异 导学案--高一下学期生物人教版必修二.pdf

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1、人教版(2 0 1 9)高一生物必修二导学案第 2 节染色体变异学习目标：1.说出染色体组、二倍体、多倍体和单倍体的概念。2.描述单倍体育种和多倍体育种的原理和操作过程。3.进行低温诱导植物细胞染色体数目变化的实验。4.阐明染色体结构变异的类型和结果。学科素养：1.科学思维：通过比较染色体组、二倍体、多倍体、单倍体的区别，提升归纳总结的能力。2.科学探究：通 过“低温诱导植物细胞染色体数目的变化”实验，提高实验操作能力。自主梳理知识知识点一染色体变异的概念生物体的体细胞或生殖细胞内染色体 数目或结构的变化。知识点二 染色体数目的变异1.染色体数目变异的类型(1)细胞内个别染色体的增加或减少。(

2、2)细胞内的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。2.染色体组的概念：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 每套非同源染色他称为一个染色体组。3.二倍体和多倍体(1)概念及特点项目概念植株特点对比二倍体体细胞中含有 两个染色体组的个体与二倍体植株相比，多倍体植株茎秆粗壮，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有所增加多倍体体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体(2)人工诱导多倍体方法：用低温处理或用秋水仙素诱发等。处理对象：萌发的种子或幼苗。原理：能够抑制正在分裂的细胞中纺锤体的形成,导致染色体不能移向细

3、胞的两极，从而引起细胞内染色体数目加倍。4.单倍体(1)概念：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。(2)单倍体植株特点：与正常植株相比，单倍体长得弱小，且(由二倍体植株形成的单倍体植株)高度不育。(3)单倍体的应用一一单倍体育种方法单 倍 体幼苗人 匚 诱 导用 国 秋 水 仙 素 处 理染 色 体 数 目加 倍，得 到 正常 的 园 纯 合 子优点：明显缩短育种年限。知识点三染色体结构的变异1.染色体结构变异的类型(1)缺失：染色体的某一片段 缺失引起变异。如：猫叫综合征、果蝇缺刻翅的形成。(2)重复：染色体中增加某一片段引起变异。如：果蝇棒状眼的形成。(3)易位：染色体

4、的某一片段移接到另一条非同源染色体上引起变异。如：果蝇花斑眼的形成。(4)倒位：染色体的某一片段位置颠倒引起变异。如：果蝇卷翅的形成。2.对生物性状的影响：染色体结构的改变，会使排列在染色体上的基因数目或 排列顺序发生改变,导致性状的变异。大多数染色体结构变异对生物体是丕利的，有的甚至会导致生物体死亡。知识点四 低温诱导植物细胞染色体数目的变化1.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化。2.实验结论低温能诱导植物细胞的染色体数目发生变化。3.注意事项(1)在显微镜下观察到

5、的细胞已经死亡，不能持续观察到细胞中染色体的数目变化。(2)选材只能是分生区细胞，不能进行细胞分裂的细胞不会出现染色体数目的变化。(3)着丝粒分裂与纺锤体无关，没有纺锤丝的牵引，着丝粒也能正常分裂。重难点突破探究点1染色体数目的变异核心归纳1.染色体组概念的理解(1)从本质上看，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。(2)从形式上看，一个染色体组中的所有染色体的形态、大小各不相同。(3)从功能上看，一个染色体组携带着一种生物生长、发育、遗传和变异的全部遗传信息。(4)从物种类型上看，每种生物一个染色体组中的染色体数目、大小、形态都是一定的，不同种生物染

6、色体组中的染色体数目、大小、形态一般是不同的。2.染色体组数的判断方法(1)染色体形态法同一形态的染色体f有几条就有几个染色体组，如图中分别含有3、2、1个染色体组。(2)等位基因个数法控制同一性状的等位基因一有几个就有几个染色体组。如基因型为A A a b b b的个体中有3个染色体组，基因型为A a B B的个体中有2个染色体组，基因型为A B C D的个体中有1个染色体组。公式法奥鱼体数染色体组数=及 嬴 彘 薮，如图中染色体组数为9 +3 =3个。细胞分裂图的判断(以二倍体生物为例)表示减数分裂I前期，该细胞中有2个染色体组。表示减数分裂H前期，该细胞中有1个染色体组。表示减数分裂I后

7、期，该细胞中有2个染色体组。表示有丝分裂后期，该细胞中有4个染色体组。3.单倍体、二倍体和多倍体的判断(1)如果生物体由受精卵(或合子)发育而来，体细胞含有儿个染色体组，该生物就称为几倍体。(2)如果生物体是由生殖细胞一一卵细胞或花粉直接发育而成，无论体细胞中含有几个染色体组，都称为单倍体。4.生物变异的原理在育种中的应用杂交育种诱变育种单倍体育种多倍体育种原理基因重组基因突变染色体变异染色体变异常用方法杂交辐射、激光、空间诱变等花药离体培养，秋水仙素处理单倍体幼苗用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗优点操作简单，目标性强提高突变频率，加速育种进程明显缩短育种年限，自交的后代不发生性状分离操作简单，

8、能在较短的时间内获得所需品种缺点育种时间长有利变异少，需大量处理实验材料技术复杂，需与杂交育种配合只适用于植物，发育延迟，结实率低实例矮秆抗病小麦青霉素高产菌株“京 花 1 号”小麦三倍体无子西瓜巩固练习1、下列可以认为是一个染色体组的是()A.二倍体配子中所有的染色体B.体细胞中两两配对的染色体C.四倍体植物的一半染色体D.单倍体配子中所有的染色体答案：A解析：体细胞中两两配对的染色体是同源染色体，而一个染色体组中不含同源染色体，B 项错误；四倍体植物含有4 个染色体组，其一半染色体为2 个染色体组，C 项错误；雄蜂是单倍体，其配子中所有染色体是1 个染色体组,而八倍体植物的单倍体含有4 个

9、染色体组,其配子含有2 个染色体组，D 项错误。2、下列是对不同生物体细胞中的染色体组和基因型的叙述，其中正确的是()A.图中细胞a 含有3 个染色体组，该个体一定是三倍体B.图中细胞b 含有2 个染色体组，该个体一定是二倍体C.图中细胞c含 有4个染色体组，该个体一定是单倍体D.图中细胞d含 有1个染色体组，该个体一定是单倍体答案：D解析：图中细胞a含 有3个染色体组，该个体不一定是三倍体，也可能是由配子发育而来的单倍体，A项错误；图中细胞b含 有3个染色体组，该个体不一定是三倍体，也可能是由配子发育而来的单倍体，B项错误；图中细胞c含 有1个染色体组，该个体一定是单倍体，C项错误。3、一个

10、染色体组中是否存在等位基因，为什么？答案：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。4、只含一个染色体组的生物一定为单倍体吗？答案：只含一个染色体组的生物一定是单倍体，因为只含有一个染色体组的生物不可能由受精卵发育而来，只能是由配子发育而来。探究点2低温诱导植物细胞染色体数目的变化核心归纳1.实验原理处理一用低温处理植物的分生组织细胞 细胞的纺锤体不能形成导致一一细胞有丝分裂中染色体不能被拉向两极一细胞不能分裂成两个子细胞结果一植物细胞的染色体数目发生变化2.实验中的试剂和作用巩固练习试剂使用方法作用卡诺氏液将根尖放入卡诺氏液中浸泡0.51 h固定细胞的形态体

11、积分数为95%的酒精冲洗用卡诺氏液处理的根尖洗去卡诺氏液质量分数为15%的盐酸与体积分数为95%的酒精等体积混合，作为解离液解离根尖细胞蒸储水浸泡解离后的根尖约10 min漂洗根尖，去掉解离液，防止解离过度影响染色甲紫溶液把漂洗干净的根尖放进盛有甲紫溶液的玻璃皿中染色35 min使染色体着色1、下列关于“低温诱导植物细胞染色体数目的变化”实验的叙述，错误的是0A.固定和解离的试剂分别是卡诺氏液、盐酸和酒精混合液B.制作装片的过程包括解离一染色一漂洗一制片C.低倍镜视野中既有二倍体细胞也有四倍体细胞D.获得三倍体无子西瓜的过程利用了该实验的原理答案：B解析：制作装片的过程包括解离一漂洗一染色一制

12、片，B 项错误。2、与秋水仙素相比，低温诱导多倍体的形成有哪些优点？答案；低温条件容易创造和控制，成本低、对人体无害、易于操作。探究点3染色体结构的变异核心归纳1.染色体结构变异的类型类型定义实例示意图缺失染色体中某一片段缺失引起变异果蝇缺刻翅的形成、猫叫综合征abc-dea|a1 一 bde e重复染色体中增加某一片段引起变异果蝇棒状眼的形成abcdefabbf cd侄I 位染色体的某一片段位置颠倒引起变异果蝇卷翅的形成aC g(nf p12.染色体结构变异对染色体上基因的数目和排列顺序的影响易位(移接)染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上引起变异果蝇花斑眼的形成a】a b 2 b 2

13、c 3_ c 3d 4 d 4e 5 5 e6 6(1)图解:缺失 重复 结 果：染色体上的基因数目或排列顺序发生改变。如细胞中基因数目改变的是；染色体上基因的数目不变，排列顺序改变的是;染色体上基因的数目和排列顺序均改变，但细胞中基因数目不变的是 o3.染色体易位与同源染色体的非姐妹染色单体互换的比较项目染色体易位同源染色体的非姐妹染色单体互换图解!j1li1区别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属于染色体结构变异属于基因重组可在显微镜下观察到在显微镜下观察不到【特别提醒】三种可遗传的变异的实质若把基因视为染色体上的一个“点”，染色体视为点所在的“线段，则:(1)基因

14、突变一 一“点”的变化(“点”的质变，但数目不变)。(2)基因重组一 一“点”的结合或交换(“点”的质与量均不变)。(3)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”的部分片段重复、缺失、倒位、易位(“点”的质不变，数目或位置变化)。染色体数目变异一一个 别“线段”增添、缺 失 或“线段组”成倍增 减(“点”的质不变，数目变化)。巩固练习1、若图甲中和为一对同源染色体，和为另一对同源染色体,图中字母表示基因，”表示着丝粒，则图乙图戊中染色体结构变异的类型依次是()T戊A.缺失、重复、倒位、易位B.缺失、重复、易位、倒位C.重复、缺失、倒位、易位D.重复、缺失、易位

15、、倒位答案：A解析：图乙中号染色体丢失了 D基因，属于缺失；图丙中号染色体多了一个C基因，属于重复；图丁中号染色体上的B、C基因位置发生颠倒，属于倒位；图戊中号染色体与号染色体间相互交换了部分片段，属于易位。2、如图所示，果蝇X染色体上基因发生重复，使正常的卵圆形眼变为棒状眼，下列叙述正确的是()ra b0A.果蝇的棒状眼是基因突变的结果B.果蝇的棒状眼是染色体变异的结果C.该变异不改变染色体上的基因数量D.该变异在显微镜下不可见答案：B4、基因突变与染色体结构变异中的“缺失”均可以使生物体产生新的性状，试述这两者之间的区别。答案：基因突变导致生物体产生新性状的原因是其产生了新基因，增加了基因

16、的多样性，从而增加了生物体性状的多样性。染色体结构变异中的缺失是由于染色体片段的缺失，造成控制相应性状的基因丢失，从而引起了生物体性状的改变。知识点记忆1 .染色体组是指细胞中一套完整的非同源染色体。2.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。由受精卵发育而来的个体，体细胞中含有两个染色体组的个体叫作二倍体；体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体叫作多倍体。3 .与正常植株相比，单倍体植株长得弱小，而且高度不育。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。4 .单倍体育种的方法包括花药离体培养和秋水仙素处理幼苗等,能明

17、显缩短育种年限。5 .秋水仙素或低温处理能够抑制纺锤体的形成，从而导致染色体数目加倍。6 .染色体结构的变异可改变染色体上的基因数目或排列顺序，可在显微镜下观察到。7 .基因突变、基因重组和染色体变异都是可遗传变异的来源，原因是三者均可导致细胞内遗传物质发生变化。学业水平测试达标1.如图是某基因型为A a B b的哺乳动物处于不同分裂时期的染色体及其上基因的示意图。下列叙述不正确的是()A.形成细胞的过程中发生了基因突变B.细胞中有4对同源染色体，4个染色体组C.与细胞同时产生的细胞基因型为a a b b,有 2 个染色体组D.细胞为次级精母细胞，不含同源染色体答案：D解析正常情况下，位于同一

18、条染色体的两条姐妹染色单体相同位置上的基因应相同，而细胞中有一条染色体的两条姐妹染色单体的相同位置上出现了不同的基因A和 a,而且该染色体的颜色完全一致，说明在形成细胞的过程中发生了基因突变，A 项正确；细胞处于有丝分裂后期，其细胞中有4对同源染色体，4个染色体组，B项正确；某哺乳动物的基因型为A a B b,细胞处于减数分裂H后期,为次级卵母细胞，对比分析细胞与细胞所含有的染色体及其上基因可推知：与细胞同时产生的细胞含有的2 条大的深色的染色体上有基因a,2 条小的白色的染色体上有基因b,因此与细胞同时产生的细胞的基因型为a a b b,有 2 个染色体组，C 项正确；由细胞确定该生物个体的

19、性别为雌性，细胞处于减数分裂I I 的前期，为极体，不含同源染色体，D 项错误。2.下列关于染色体变异的叙述，正确的是()A.染色体结构的变异可导致染色体上基因的数目或排列顺序发生改变B.染色体结构的变异和基因突变都可通过显微镜观察C.染色体组成倍地增加或成套地减少不改变基因的种类和数量D.染色体结构和数目的变异不会增加生物的多样性答案：A解析 基因突变属于D N A 分子内部的改变，属于“点”的突变，在显微镜下不可见，B 项错误；一般而言，染色体组成倍地增加或成套地减少不改变基因的种类，但是可以改变基因的数量，C 项错误；染色体结构和数目的变异是突变的一种情况，为生物进化提供原材料，会增加生

20、物的多样性，D 项错误。3.下列关于染色体组、单倍体和二倍体的叙述，正确的是()A.雄果蝇体细胞中形状大小各不相同的4条染色体一定是一个染色体组B.体细胞中含有两个染色体组的个体叫二倍体C.体细胞中只含有一个染色体组的个体是单倍体D.配子中的全部染色体是一个染色体组C解析 雄果蝇中的XY 是一对形态大小不同的同源染色体，所以雄果蝇体细胞中形状大小各不相同的4条染色体不一定是一个染色体组，A项错误；由受精卵发育而成，体细胞中含有两个染色体组的个体为二倍体，若由配子直接发育而来，含有两个染色体组的个体也是单倍体，B项错误；体细胞中只含有一个染色体组的个体一定是单倍体，C项正确；一般情况下，配子中的

21、全部染色体是体细胞染色体数目的一半，但不一定是一个染色体组，D项错误。4.下列关于实验的叙述，错误的是()A.用蝗虫的精巢比蝗虫卵巢更容易观察到减数分裂现象B.低温处理和利用秋水仙素处理洋葱根尖使其染色体加倍的原理是相同的C.用洋葱根尖来观察染色体数量加倍实验中，临时装片的制作流程为：解离一漂洗一染色一制片D.因洋葱根尖易培养、细胞数量多、染色体数量少，故其是观察减数分裂的理想材料答案：D解 析 一 般 来 说，雄性个体产生的精子数量远远多于雌性个体产生的卵细胞数量，所以用蝗虫的精巢比用蝗虫的卵巢更容易观察到减数分裂的染色体行为，另外，在动物卵巢内的减数分裂没有进行彻底,排卵时排出的可能是初级

22、卵母细胞或次级卵母细胞，其只有和精子相遇后，在精子的刺激下，才能继续完成减数分裂n,所以要完整观察减数分裂各时期的图像，特别是减数分裂n的图像，一般选择雄性个体，A项正确；低温处理和利用秋水仙素处理洋葱根尖使其染色体加倍的原理是相同的，都是抑制有丝分裂前期纺锤体的形成，B项正确;观察细胞有丝分裂实验中，需要制作洋葱根尖细胞有丝分裂装片，制作装片的步骤为：解离一漂洗一染色一制片，最后再用显微镜观察，c 项正确；根尖细胞不能进行减数分裂，D项错误。5.下列关于生物变异的叙述错误的是（）A.基因重组是生物变异的重要来源，一般发生在减数分裂的过程中B.三倍体西瓜是通过人工诱导多倍体的方法培育的C.人体细胞发生癌变是正常基因突变为原癌基因的结果D.染色体上的D NA 中增添了一个碱基对，这种变异不属于染色体结构的变异C解析基因重组可以产生新的基因型，是生物变异的重要来源。在减数分裂I 前期，同源染色体中的非姐妹染色单体之间的互换，以及减数分裂I后期，非同源染色体上的非等位基因之间的自由组合,都说明减数分裂过程中会发生基因重组，因而其一般发生在有性生殖的过程中，A项正确；三倍体西瓜是由多倍体育种培育的，B项正确;人体细胞发生癌变是原癌基因和抑癌基因发生突变的结果,C项错误;染色体上的DNA中增添了一个碱基对，若该变化发生在基因结构内部，则其为基因突变，所以这种变异不属于染色体变异，D项正确。