染色體變異導(dǎo)學(xué)案-高一下學(xué)期生物人教版必修二

人教版(2019)高一生物必修二導(dǎo)學(xué)案第2節(jié)染色體變異學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.說出染色體組、二倍體、多倍體和單倍體的概念。.描述單倍體育種和多倍體育種的原理和操作過程。.進(jìn)行低溫誘導(dǎo)植物細(xì)胞染色體數(shù)目變化的實(shí)驗(yàn)。.闡明染色體結(jié)構(gòu)變異的類型和結(jié)果。學(xué)科素養(yǎng)：L科學(xué)思維：通過比較染色體組、二倍體、多倍體、單倍體的區(qū)別，提升歸納總結(jié)的能力。2.科學(xué)探究：通過“低溫誘導(dǎo)植物細(xì)胞染色體數(shù)目的變化”實(shí)驗(yàn)，提高實(shí)驗(yàn)操作能力。自主梳理知識(shí)知識(shí)點(diǎn)一染色體變異的概念生物體的體細(xì)胞或生殖細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目或結(jié)構(gòu)的變化。知識(shí)點(diǎn)二染色體數(shù)目的變異.染色體數(shù)目變異的類型(1)細(xì)胞內(nèi)個(gè)別染色體的增加或減少。(2)細(xì)胞內(nèi)的染色體數(shù)目以一套完整的非同源染色體為基數(shù)成倍地增加或成套地減少。.染色體組的概念：在大多數(shù)生物的體細(xì)胞中，染色體都是兩兩成對(duì)的，也就是說含有兩套非同源染色體，其中每套非同源染色住稱為一個(gè)染色體組。.二倍體和多倍體(1)概念及特點(diǎn)項(xiàng)目概念植株特點(diǎn)對(duì)比二倍體體細(xì)胞中含有兩個(gè)染色體組的個(gè)體與二倍體植株相比，多倍體植株莖稈粗壯，葉片、果實(shí)和種子都比較大,糖類和蛋白質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)的含量有所增加多倍體體細(xì)胞中含有三個(gè)或三個(gè)以上染色體組的個(gè)體(2)人工誘導(dǎo)多倍體①方法：用低溫處理或用秋水仙素誘發(fā)等。②處理對(duì)象：萌發(fā)的種子或幼苗。③原理：能夠抑制正在分裂的細(xì)胞中紡錘體的形成,導(dǎo)致染色體不能移向細(xì)胞的兩極，從而引起細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目加倍。.單倍體(1)概念：體細(xì)胞中的染色體數(shù)目與本物種配子染色體數(shù)目相同的個(gè)體。(2)單倍體植株特點(diǎn)：與正常植株相比，單倍體長得弱小，且(由二倍體植株形成的單倍體植株)高度不育。(3)單倍體的應(yīng)用一一單倍體育種①方法

單倍體幼苗人T.單倍體幼苗人T.誘導(dǎo)川回秋水仙案處理染色體數(shù)目加倍.得到正常的圜純合子②優(yōu)點(diǎn)：明顯縮短育種年限。知識(shí)點(diǎn)三染色體結(jié)構(gòu)的變異.染色體結(jié)構(gòu)變異的類型(1)缺失：染色體的某一片段缺失引起變異。如：貓叫綜合征、果蠅缺刻翅的形成。(2)重復(fù)：染色體中增加某一片段引起變異。如：果蠅棒狀眼的形成。(3)易位：染色體的某一片段移接到另一條非同源染色體上引起變異。如：果蠅花斑眼的形成。(4)倒位：染色體的某一片段位置顛倒引起變異。如：果蠅卷翅的形成。.對(duì)生物性狀的影響：染色體結(jié)構(gòu)的改變，會(huì)使排列在染色體上的基因數(shù)目或排列順序發(fā)生改變,導(dǎo)致性狀的變異。大多數(shù)染色體結(jié)構(gòu)變異對(duì)生物體是丕利的，有的甚至?xí)?dǎo)致生物體死亡。知識(shí)點(diǎn)四低溫誘導(dǎo)植物細(xì)胞染色體數(shù)目的變化.原理：用低溫處理植物的分生組織細(xì)胞，能夠抑制紡錘體的形成，以致影響細(xì)胞有絲分裂中染色體被拉向兩極，導(dǎo)致細(xì)胞不能分裂成兩個(gè)子細(xì)胞，于是，植物細(xì)胞的染色體數(shù)目發(fā)生變化。.實(shí)驗(yàn)結(jié)論低溫能誘導(dǎo)植物細(xì)胞的染色體數(shù)目發(fā)生變化.注意事項(xiàng)(1)在顯微鏡下觀察到的細(xì)胞已經(jīng)死亡，不能持續(xù)觀察到細(xì)胞中染色體的數(shù)目變化。(2)選材只能是分生區(qū)細(xì)胞，不能進(jìn)行細(xì)胞分裂的細(xì)胞不會(huì)出現(xiàn)染色體數(shù)目的變化。(3)著絲粒分裂與紡錘體無關(guān)，沒有紡錘絲的牽引，著絲粒也能正常分裂。重難點(diǎn)突破探究點(diǎn)1染色體數(shù)目的變異核心歸納.染色體組概念的理解(1)從本質(zhì)上看，組成一個(gè)染色體組的所有染色體互為非同源染色體，在一個(gè)染色體組中無同源染色體存在。(2)從形式上看，一個(gè)染色體組中的所有染色體的形態(tài)、大小各不相同。(3)從功能上看，一個(gè)染色體組攜帶著一種生物生長、發(fā)育、遺傳和變異的全部遺傳信息。(4)從物種類型上看，每種生物一個(gè)染色體組中的染色體數(shù)目、大小、形態(tài)都是一定的，不同種生物染色體組中的染色體數(shù)目、大小、形態(tài)一般是不同的。.染色體組數(shù)的判斷方法DDB(1)染色體形態(tài)法同一形態(tài)的染色體一有幾條就有幾個(gè)染色體組，如圖①②③中分別含有3、2、1個(gè)染色體組。(2)等位基因個(gè)數(shù)法控制同一性狀的等位基因一有幾個(gè)就有幾個(gè)染色體組。如基因型為AAabbb的個(gè)體中有3個(gè)染色體組，基因型為AaBB的個(gè)體中有2個(gè)染色體組，基因型為ABCD的個(gè)體中有1個(gè)染色體組。(3)公式法奧便體數(shù)染色體組數(shù)=遍瑞聶，如圖①中染色體組數(shù)為9+3=3個(gè)。(4)細(xì)胞分裂圖的判斷(以二倍體生物為例)①表示減數(shù)分裂I前期，該細(xì)胞中有2個(gè)染色體組。②表示減數(shù)分裂n前期，該細(xì)胞中有1個(gè)染色體組。③表示減數(shù)分裂I后期，該細(xì)胞中有2個(gè)染色體組。④表示有絲分裂后期，該細(xì)胞中有4個(gè)染色體組。.單倍體、二倍體和多倍體的判斷(1)如果生物體由受精卵(或合子)發(fā)育而來，體細(xì)胞含有幾個(gè)染色體組，該生物就稱為幾倍體。(2)如果生物體是由生殖細(xì)胞一一卵細(xì)胞或花粉直接發(fā)育而成，無論體細(xì)胞中含有幾個(gè)染色體組，都稱為單倍體。.生物變異的原理在育種中的應(yīng)用\雜交育種誘變育種單倍體育種多倍體育種原理基因重組基因突變?nèi)旧w變異染色體變異常用方法雜交輻射、激光、空間誘變等花藥離體培養(yǎng)，秋水仙素處理單倍體幼苗用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗優(yōu)占，八、操作簡單，目標(biāo)性強(qiáng)提高突變頻率，加速育種進(jìn)程明顯縮短育種年限，自交的后代不發(fā)生性狀分離操作簡單，能在較短的時(shí)間內(nèi)獲得所需品種缺點(diǎn)育種時(shí)間長有利變異少，需大量處理實(shí)驗(yàn)材料技術(shù)復(fù)雜，需與雜交育種配合只適用于植物，發(fā)育延遲，結(jié)實(shí)率低實(shí)例矮稈抗病小麥青霉素高產(chǎn)菌株“京花1號(hào)”小麥三倍體無子西瓜鞏固練習(xí)1、下列可以認(rèn)為是一個(gè)染色體組的是()A.二倍體配子中所有的染色體B.體細(xì)胞中兩兩配對(duì)的染色體C.四倍體植物的一半染色體D.單倍體配子中所有的染色體答案：A解析：體細(xì)胞中兩兩配對(duì)的染色體是同源染色體，而一個(gè)染色體組中不含同源染色體，B項(xiàng)錯(cuò)誤；四倍體植物含有4個(gè)染色體組，其一半染色體為2個(gè)染色體組，C項(xiàng)錯(cuò)誤；雄蜂是單倍體，其配子中所有染色體是1個(gè)染色體組,而八倍體植物的單倍體含有4個(gè)染色體組,其配子含有2個(gè)染色體組，D項(xiàng)錯(cuò)誤。2、下列是對(duì)不同生物體細(xì)胞中的染色體組和基因型的敘述，其中正確的是()A.圖中細(xì)胞a含有3個(gè)染色體組，該個(gè)體一定是三倍體B.圖中細(xì)胞b含有2個(gè)染色體組，該個(gè)體一定是二倍體C.圖中細(xì)胞c含有4個(gè)染色體組，該個(gè)體一定是單倍體D.圖中細(xì)胞d含有1個(gè)染色體組，該個(gè)體一定是單倍體答案：D解析：圖中細(xì)胞a含有3個(gè)染色體組，該個(gè)體不一定是三倍體，也可能是由配子發(fā)育而來的單倍體，A項(xiàng)錯(cuò)誤；圖中細(xì)胞b含有3個(gè)染色體組，該個(gè)體不一定是三倍體，也可能是由配子發(fā)育而來的單倍體，B項(xiàng)錯(cuò)誤；圖中細(xì)胞c含有1個(gè)染色體組，該個(gè)體一定是單倍體，C項(xiàng)錯(cuò)誤。3、一個(gè)染色體組中是否存在等位基因，為什么？答案：不存在等位基因，因?yàn)榈任换蛭挥谕慈旧w上，而一個(gè)染色體組中無同源染色體。4、只含一個(gè)染色體組的生物一定為單倍體嗎？答案：只含一個(gè)染色體組的生物一定是單倍體，因?yàn)橹缓幸粋€(gè)染色體組的生物不可能由受精卵發(fā)育而來，只能是由配子發(fā)育而來。探究點(diǎn)2低溫誘導(dǎo)植物細(xì)胞染色體數(shù)目的變化核心歸納.實(shí)驗(yàn)原理

處理一用低溫處理植物的分生組織細(xì)胞

廠細(xì)胞的紡錘體不能形成導(dǎo)%一卜細(xì)胞有絲分裂中染色體不能被拉向兩極

L細(xì)胞不能分裂成兩個(gè)子細(xì)胞結(jié)果一植物細(xì)胞的染色體數(shù)目發(fā)生變化.實(shí)驗(yàn)中的試劑和作用試劑使用方法作用卡諾氏液將根尖放入卡諾氏液中浸泡0.5-1h固定細(xì)胞的形態(tài)體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精沖洗用卡諾氏液處理的根尖洗去卡諾氏液質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的鹽酸與體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精等體積混合，作為解離液解離根尖細(xì)胞蒸儲(chǔ)水浸泡解離后的根尖約10min漂洗根尖，去掉解離液，防止解離過度影響染色甲紫溶液把漂洗干凈的根尖放進(jìn)盛有甲紫溶液的玻璃皿中染色3?5min使染色體著色鞏固練習(xí)1、下列關(guān)于“低溫誘導(dǎo)植物細(xì)胞染色體數(shù)目的變化”實(shí)驗(yàn)的敘述，錯(cuò)誤的是()A.固定和解離的試劑分別是卡諾氏液、鹽酸和酒精混合液B.制作裝片的過程包括解離一染色一漂洗一制片C.低倍鏡視野中既有二倍體細(xì)胞也有四倍體細(xì)胞D.獲得三倍體無子西瓜的過程利用了該實(shí)驗(yàn)的原理答案：B解析：制作裝片的過程包括解離一漂洗一染色一制片，B項(xiàng)錯(cuò)誤。2、與秋水仙素相比，低溫誘導(dǎo)多倍體的形成有哪些優(yōu)點(diǎn)？答案；低溫條件容易創(chuàng)造和控制，成本低、對(duì)人體無害、易于操作。探究點(diǎn)3染色體結(jié)構(gòu)的變異核心歸納1.染色體結(jié)構(gòu)變異的類型類型定義實(shí)例示意圖缺失染色體中某一片段缺失引起變異果蠅缺刻翅的形成、貓叫綜合征abc ?de1ab-dc重復(fù)染色體中增加某一片段引起變異果蠅棒狀眼的形成§-*abbcd倒位染色體的某一片段位置顛倒引起變異果蠅卷翅的形成同c1

易位(移接)染色體的某一片段移接到另一條非同源染色體上引起變異果蠅花斑眼的形成a1alb 2 b 2c 3—3d 4 d 4e 5 5 e6 62.染色體結(jié)構(gòu)變異對(duì)染色體上基因的數(shù)目和排列順序的影響(1)圖解:④易位④易位⑵結(jié)果：染色體上的基因數(shù)目或排列順序發(fā)生改變。如細(xì)胞中基因

數(shù)目改變的是①②；染色體上基因的數(shù)目不變，排列順序改變的是③;

染色體上基因的數(shù)目和排列順序均改變，但細(xì)胞中基因數(shù)目不變的是3.染色體易位與同源染色體的非姐妹染色單體互換的比較項(xiàng)目染色體易位同源染色體的非姐妹染色單體互換圖解H1區(qū)別發(fā)生于非同源染色體之間發(fā)生于同源染色體的非姐妹染色單體之間屬于染色體結(jié)構(gòu)變異屬于基因重組可在顯微鏡下觀察到在顯微鏡下觀察不到【特別提醒】三種可遺傳的變異的實(shí)質(zhì)若把基因視為染色體上的一個(gè)“點(diǎn)”，染色體視為點(diǎn)所在的“線段"，則:(1)基因突變一一“點(diǎn)”的變化(“點(diǎn)”的質(zhì)變，但數(shù)目不變)。(2)基因重組一一“點(diǎn)”的結(jié)合或交換(“點(diǎn)”的質(zhì)與量均不變)。(3)染色體變異一一“線段”發(fā)生結(jié)構(gòu)或數(shù)目的變化。①染色體結(jié)構(gòu)變異一一“線段”的部分片段重復(fù)、缺失、倒位、易位(“點(diǎn)”的質(zhì)不變，數(shù)目或位置變化)。②染色體數(shù)目變異一一個(gè)別“線段”增添、缺失或“線段組”成倍增減(“點(diǎn)”的質(zhì)不變，數(shù)目變化)。鞏固練習(xí)1、若圖甲中①和②為一對(duì)同源染色體，③和④為另一對(duì)同源染色體,圖中字母表示基因，”表示著絲粒，則圖乙?圖戊中染色體結(jié)構(gòu)變異的類型依次是()A.缺失、重復(fù)、倒位、易位B.缺失、重復(fù)、易位、倒位C.重復(fù)、缺失、倒位、易位D.重復(fù)、缺失、易位、倒位答案：A解析：圖乙中②號(hào)染色體丟失了D基因，屬于缺失；圖丙中①號(hào)染色體多了一個(gè)C基因，屬于重復(fù)；圖丁中①號(hào)染色體上的B、C基因位置發(fā)生顛倒，屬于倒位；圖戊中②號(hào)染色體與③號(hào)染色體間相互交換了部分片段，屬于易位。2、如圖所示，果蠅X染色體上基因⑹發(fā)生重復(fù)，使正常的卵圓形眼變?yōu)榘魻钛?，下列敘述正確的是()Uabc —eA.果蠅的棒狀眼是基因突變的結(jié)果B.果蠅的棒狀眼是染色體變異的結(jié)果C.該變異不改變?nèi)旧w上的基因數(shù)量D.該變異在顯微鏡下不可見答案：B4、基因突變與染色體結(jié)構(gòu)變異中的“缺失”均可以使生物體產(chǎn)生新的性狀，試述這兩者之間的區(qū)別。答案：基因突變導(dǎo)致生物體產(chǎn)生新性狀的原因是其產(chǎn)生了新基因，增加了基因的多樣性，從而增加了生物體性狀的多樣性。染色體結(jié)構(gòu)變異中的缺失是由于染色體片段的缺失，造成控制相應(yīng)性狀的基因丟失，從而引起了生物體性狀的改變。知識(shí)點(diǎn)記憶.染色體組是指細(xì)胞中一套完整的非同源染色體。.體細(xì)胞中的染色體數(shù)目與本物種配子染色體數(shù)目相同的個(gè)體,叫作單倍體。由受精卵發(fā)育而來的個(gè)體，體細(xì)胞中含有兩個(gè)染色體組的個(gè)體叫作二倍體；體細(xì)胞中含有三個(gè)或三個(gè)以上染色體組的個(gè)體叫作多倍體。.與正常植株相比，單倍體植株長得弱小，而且高度不育。多倍體植株常常是莖稈粗壯，葉片、果實(shí)和種子都比較大，糖類和蛋白質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)的含量都有所增加。.單倍體育種的方法包括花藥離體培養(yǎng)和秋水仙素處理幼苗等,能明顯縮短育種年限。.秋水仙素或低溫處理能夠抑制紡錘體的形成，從而導(dǎo)致染色體數(shù)目加倍。.染色體結(jié)構(gòu)的變異可改變?nèi)旧w上的基因數(shù)目或排列順序，可在顯微鏡下觀察到。.基因突變、基因重組和染色體變異都是可遺傳變異的來源，原因是三者均可導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)遺傳物質(zhì)發(fā)生變化。學(xué)業(yè)水平測試達(dá)標(biāo).如圖是某基因型為AaBb的哺乳動(dòng)物處于不同分裂時(shí)期的染色體及其上基因的示意圖。下列敘述不正確的是()B.細(xì)胞②中有4對(duì)同源染色體，4個(gè)染色體組C.與細(xì)胞③同時(shí)產(chǎn)生的細(xì)胞基因型為aabb,有2個(gè)染色體組D.細(xì)胞④為次級(jí)精母細(xì)胞，不含同源染色體答案：D解析正常情況下，位于同一條染色體的兩條姐妹染色單體相同位置上的基因應(yīng)相同，而細(xì)胞①中有一條染色體的兩條姐妹染色單體的相同位置上出現(xiàn)了不同的基因A和a,而且該染色體的顏色完全一致，說明在形成細(xì)胞①的過程中發(fā)生了基因突變，A項(xiàng)正確；細(xì)胞②處于有絲分裂后期，其細(xì)胞中有4對(duì)同源染色體，4個(gè)染色體組，B項(xiàng)正確；某哺乳動(dòng)物的基因型為AaBb,細(xì)胞③處于減數(shù)分裂H后期,為次級(jí)卵母細(xì)胞，對(duì)比分析細(xì)胞①與細(xì)胞③所含有的染色體及其上基因可推知：與細(xì)胞③同時(shí)產(chǎn)生的細(xì)胞含有的2條大的深色的染色體上有基因a,2條小的白色的染色體上有基因b,因此與細(xì)胞③同時(shí)產(chǎn)生的細(xì)胞的基因型為aabb,有2個(gè)染色體組，C項(xiàng)正確；由細(xì)胞③確定該生物個(gè)體的性別為雌性，細(xì)胞④處于減數(shù)分裂H的前期，為極體，不含同源染色體，D項(xiàng)錯(cuò)誤。.下列關(guān)于染色體變異的敘述，正確的是()A.染色體結(jié)構(gòu)的變異可導(dǎo)致染色體上基因的數(shù)目或排列順序發(fā)生改B.染色體結(jié)構(gòu)的變異和基因突變都可通過顯微鏡觀察C.染色體組成倍地增加或成套地減少不改變基因的種類和數(shù)量D.染色體結(jié)構(gòu)和數(shù)目的變異不會(huì)增加生物的多樣性答案：A解析基因突變屬于DNA分子內(nèi)部的改變，屬于“點(diǎn)”的突變，在顯微鏡下不可見，B項(xiàng)錯(cuò)誤；一般而言，染色體組成倍地增加或成套地減少不改變基因的種類，但是可以改變基因的數(shù)量，C項(xiàng)錯(cuò)誤；染色體結(jié)構(gòu)和數(shù)目的變異是突變的一種情況，為生物進(jìn)化提供原材料，會(huì)增加生物的多樣性，D項(xiàng)錯(cuò)誤。.下列關(guān)于染色體組、單倍體和二倍體的敘述，正確的是()A.雄果蠅體細(xì)胞中形狀大小各不相同的4條染色體一定是一個(gè)染色體組B.體細(xì)胞中含有兩個(gè)染色體組的個(gè)體叫二倍體C.體細(xì)胞中只含有一個(gè)染色體組的個(gè)體是單倍體D.配子中的全部染色體是一個(gè)染色體組C解析雄果蠅中的XY是一對(duì)形態(tài)大小不同的同源染色體，所以雄果蠅體細(xì)胞中形狀大小各不相同的4條染色體不一定是一個(gè)染色體組，A項(xiàng)錯(cuò)誤；由受精卵發(fā)育而成，體細(xì)胞中含有兩個(gè)染色體組的個(gè)體為二倍體，若由配子直接發(fā)育而來，含有兩個(gè)染色體組的個(gè)體也是單倍體，B項(xiàng)錯(cuò)誤；體細(xì)胞中只含有一個(gè)染色體組的個(gè)體一定是單倍體，C項(xiàng)正確；一般情況下，配子中的全部染色體是體細(xì)胞染色體數(shù)目的一半，但不一定是一個(gè)染色體組，D項(xiàng)錯(cuò)誤。.下列關(guān)于實(shí)驗(yàn)的敘述，錯(cuò)誤的是()A.用蝗蟲的精巢比蝗蟲卵巢更容易觀察到減數(shù)分裂現(xiàn)象B.低溫處理和利用秋水仙素處理洋蔥根尖使其染色體加倍的原理是相同的C.用洋蔥根尖來觀察染色體數(shù)量加倍實(shí)驗(yàn)中，臨時(shí)裝片的制作流程為：解離一漂洗一染色一制片D.因洋蔥根尖易培養(yǎng)、細(xì)胞數(shù)量多、染色體數(shù)量少，故其是觀察減數(shù)分裂的理想材料答案：D解析一般來說，雄性個(gè)體產(chǎn)生的精子數(shù)