高中生物必修二課件：5-2 染色體變異

第16課時染色體變異學(xué)習(xí)目標(biāo)1.舉例說明染色體結(jié)構(gòu)變異的類型(重點)；2.舉例說明染色體組的概念及判斷方法(難點)；3.闡述單倍體、二倍體和多倍體的概念及特點(重難點)；4.比較單倍體育種和多倍體育種的原理、方法、流程和優(yōu)點(重點)；5.進(jìn)行“低溫誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目的變化”實驗(重點)。|基礎(chǔ)知識|一、染色體結(jié)構(gòu)變異1.類型(連線)2.結(jié)果排列在染色體上的基因的_______或___________發(fā)生改變，而導(dǎo)致

。3.對生物體的影響大多數(shù)對生物體是

，有的甚至?xí)?dǎo)致生物體

。二、染色體數(shù)目變異1.染色體組(1)范圍：細(xì)胞中一組

，在形態(tài)和功能上各不相同。(2)功能：共同控制生物體的

。數(shù)目排列順序性狀的變異不利的死亡非同源染色體生長、發(fā)育、遺傳和變異2.二倍體和多倍體(1)概念：(2)多倍體的特點：

粗壯，葉片、果實和種子都比較大，

等營養(yǎng)物質(zhì)的含量都有所增加。兩個三個或三個莖稈糖類和蛋白質(zhì)(3)誘導(dǎo)多倍體的方法：方法用_______________處理或低溫處理原理抑制__________的形成，導(dǎo)致染色體不能移向細(xì)胞兩極，從而引起細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目_________秋水仙素紡錘體加倍3.單倍體(1)概念：體細(xì)胞中含有本物種

染色體數(shù)目的個體。(2)特點：植株長得

，而且高度

。(3)應(yīng)用單倍體育種。①過程：②優(yōu)點：

。配子弱小不育離體單倍體人工誘導(dǎo)秋水仙素染色體數(shù)目明顯縮短育種年限三、低溫誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目的變化實驗紡錘體染色體數(shù)目洋蔥冰箱放入卡諾氏液中95%的酒精漂洗低高正常的二倍體染色體數(shù)目底部|自查自糾|1.貓叫綜合征是由于5號染色體片段重復(fù)引起的(

)2.染色體的結(jié)構(gòu)變異包括染色體片段的缺失、重復(fù)(增加)易位和顛倒等幾種(

)3.染色體數(shù)目變異都是以染色體組的形式增加或減少(

)4.一個染色體組中不可能有同源染色體(

)5.二倍體指的是體細(xì)胞中有兩個染色體組的個體(

)6.單倍體是由配子不經(jīng)受精直接發(fā)育而成(

)7.用秋水仙素或低溫處理都可抑制紡錘體形成，從而獲得多倍體細(xì)胞(

)答案

1.×

2.√

3.×

4.√

5.×

6.√

7.√|圖解圖說|染色體變異能用顯微鏡觀察到，基因突變無法用顯微鏡觀察。|圖解圖說|染色體變異能用顯微鏡觀察到，基因突變無法用顯微鏡觀察?；ㄋ庪x體培養(yǎng)與單倍體育種的區(qū)別。含有兩個染色體組的個體是否就是二倍體？提示：不一定，如果該個體是由受精卵發(fā)育而來，則為二倍體；如果是由配子發(fā)育而來，則為單倍體。含有兩個染色體組的個體是否就是二倍體？提示：不一定，如果該個體是由受精卵發(fā)育而來，則為二倍體；如果是由配子發(fā)育而來，則為單倍體。探究點一染色體的結(jié)構(gòu)變異1.觀察下列圖示，填出變異類型并回答相關(guān)問題：已知的染色體：

變異后的染色體如下列圖所示：(1)圖中A、B、C、D分別是哪種變異？提示：A是缺失，B是重復(fù)，C是倒位，D是基因突變。(2)圖中哪些變異可以在顯微鏡下觀察到？提示：ABC。(3)圖中哪種變異沒導(dǎo)致基因數(shù)目和排列順序發(fā)生變化？提示：D。2.根據(jù)圖示辨析染色體的易位與交叉互換(1)圖中哪個屬于易位？哪個屬于交叉互換？你做出判斷的依據(jù)是什么？提示：圖1所示是易位，因為交換的兩條染色體屬于非同源染色體；圖2所示的是交叉互換，因為交換的兩條染色體是同源染色體上的非姐妹染色單體。(2)圖1和圖2分別屬于哪種可遺傳的變異？提示：圖1是染色體結(jié)構(gòu)變異，圖2是基因重組。2.根據(jù)圖示辨析染色體的易位與交叉互換(1)圖中哪個屬于易位？哪個屬于交叉互換？你做出判斷的依據(jù)是什么？提示：圖1所示是易位，因為交換的兩條染色體屬于非同源染色體；圖2所示的是交叉互換，因為交換的兩條染色體是同源染色體上的非姐妹染色單體。(2)圖1和圖2分別屬于哪種可遺傳的變異？提示：圖1是染色體結(jié)構(gòu)變異，圖2是基因重組?！镜淅?】

下圖①②③④分別表示不同的變異類型，其中圖③中的基因2由基因1變異而來。相關(guān)說法正確的是(

)A.圖①②都表示易位，發(fā)生在減數(shù)分裂的四分體時期B.圖③中的變異屬于染色體結(jié)構(gòu)變異中的缺失C.圖④中的變異屬于染色體結(jié)構(gòu)變異中的缺失或重復(fù)D.圖中4種變異能夠遺傳的是①③嘗試解答________解析圖①表示交叉互換，發(fā)生在減數(shù)分裂的四分體時期；圖②表示易位；圖③中的變異屬于基因突變中的堿基對的缺失；圖④中，若染色體3正常，染色體4則發(fā)生染色體結(jié)構(gòu)變異中的缺失，若染色體4正常，染色體3則發(fā)生染色體結(jié)構(gòu)變異中的重復(fù)；圖中4種變異都是遺傳物質(zhì)的改變，都能夠遺傳。答案C【跟蹤訓(xùn)練】1.如圖表示某種生物的部分染色體發(fā)生了兩種變異的示意圖，圖中①和②、③和④互為同源染色體，下列敘述正確的是(

)A.圖a和圖b均為染色體結(jié)構(gòu)變異B.圖a為基因重組，圖b為染色體結(jié)構(gòu)變異C.圖a在光學(xué)顯微鏡下能看到，圖b在光學(xué)顯微鏡下看不到D.圖b的變化大多數(shù)對生物體是有利的解析圖a顯示同源染色體的非姐妹染色單體之間發(fā)生了交叉互換，屬于基因重組，而圖b所示為③號染色體的某片段移到②號的非同源染色體上，屬于染色體結(jié)構(gòu)變異。答案B探究點二染色體數(shù)目的變異

1.染色體組：如圖為雌雄果蠅的染色體圖解，請據(jù)圖思考下列問題：(1)請寫出圖中的一個染色體組。提示：Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y。(2)為什么“Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ”不能算是一個染色體組？提示：缺少一條性染色體，缺少部分基因，不能控制生物的生長、發(fā)育、遺傳和變異。對染色體組的理解(1)組成一個染色體組的所有染色體，互為非同源染色體，在一個染色體組中無同源染色體存在，也不含有等位基因，因此，一個染色體組中的所有染色體的形態(tài)、大小各不相同。(2)一個染色體組攜帶著一種生物生長發(fā)育所需要的全部遺傳信息。(3)不同種生物染色體組的數(shù)目、大小、形態(tài)不同。2.染色體組數(shù)目的判斷方法下圖a～h所示的細(xì)胞圖中，有一個染色體組的是______，有兩個染色體組的是________，有三個染色體組的是________，有四個染色體組的是________。提示：dg

ch

ab

ef【典例2】

下圖表示細(xì)胞中所含的染色體，①②③④的基因型可以表示為(

)A.①：AABb

②：AAABBb

③：ABCD

④：AB.①：Aabb

②：AaBbCc

③：AAAaBBbb

④：ABC.①：AaBb

②：AaaBbb

③：AAaaBBbb

④：AbD.①：AABB

②：AaBbCc

③：AaBbCcDd

④：ABCD嘗試解答________解析根據(jù)細(xì)胞中所含的染色體的類型判斷，①含有兩個染色體組，②含有三個染色體組，③含有四個染色體組，④含有一個染色體組。答案C染色體組數(shù)量的判斷方法(1)同一形態(tài)的染色體→有幾條就有幾組。如圖中有4個染色體組。(2)控制同一性狀的等位基因→有幾個就有幾組。如AAabbb個體中有3個染色體組?！靖櫽?xùn)練】2.已知某二倍體生物的體細(xì)胞中含有8條染色體，則下列可表示該生物一個染色體組的是(

)A.①② B.③④ C.①③ D.②④解析由于是二倍體生物，且體細(xì)胞中含有8條染色體，所以每個染色體組中含有4條染色體，且一定不含有同源染色體，①③均滿足上述條件。答案

C探究點三二倍體、多倍體和單倍體的辨析1.如果某個體是由受精卵發(fā)育而來，則可能是哪種個體？如果是由配子發(fā)育而來呢？

提示：二倍體或多倍體；單倍體。2.從來源和染色體組的數(shù)目分析，二倍體和多倍體的相同點和不同點分別是什么？

提示：相同點：都是由受精卵發(fā)育而來；不同點：染色體組數(shù)不同，二倍體有兩個染色體組，多倍體有三個或三個以上染色體組。3.體細(xì)胞中有一個染色體組的是否一定是單倍體？單倍體細(xì)胞中可能會有兩個染色體組嗎？提示：體細(xì)胞中有一個染色體組的一定是單倍體。單倍體細(xì)胞中也可能含有兩個染色體組，例如四倍體的花粉培養(yǎng)成的單倍體中就含有兩個染色體組。4.體細(xì)胞中有一個染色體組或三個染色體組的個體都是不育的，其原因分別是什么？提示：細(xì)胞中只有一個染色體組的個體，進(jìn)行減數(shù)分裂時無法聯(lián)會，所以不能完成減數(shù)分裂，導(dǎo)致不能形成正?？捎呐渥樱患?xì)胞中有三個染色體組的個體，減數(shù)分裂過程中聯(lián)會紊亂，也導(dǎo)致不能形成正?？捎呐渥??！镜淅?】

下列關(guān)于染色體組、單倍體和二倍體的敘述，不正確的是(

)A.一個染色體組中不含同源染色體B.由受精卵發(fā)育成的，體細(xì)胞中含有兩個染色體組的個體叫二倍體C.單倍體生物體細(xì)胞中不一定只含有一個染色體組D.人工誘導(dǎo)多倍體的唯一方法是用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗嘗試解答________解析人工誘導(dǎo)多倍體的方法很多，最常用且最有效的方法是用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗；染色體組是一組非同源染色體，單倍體生物體細(xì)胞中不一定只含有一個染色體組，如四倍體的單倍體植株體細(xì)胞中含有2個染色體組。答案D【跟蹤訓(xùn)練】3.下列有關(guān)單倍體的敘述中，正確的是(

)A.未經(jīng)受精的卵細(xì)胞發(fā)育成的植物，一定是單倍體B.含有兩個染色體組的生物體，一定不是單倍體C.生物的精子或卵細(xì)胞一定都是單倍體D.含有奇數(shù)染色體組的個體一定是單倍體解析由配子發(fā)育成的植株一定是單倍體。細(xì)胞內(nèi)含有兩個染色體組的生物可能是單倍體，也可能是二倍體。精子或卵細(xì)胞是細(xì)胞而非個體。三倍體生物體細(xì)胞中含有三個染色體組。答案A探究點四單倍體育種和多倍體育種下圖表示兩種育種方式，請據(jù)圖思考下列問題：(1)甲圖和乙圖分別表示哪種育種方式？它們的育種原理是否相同？提示：甲圖表示的是單倍體育種，乙圖表示的是多倍體育種。它們的育種原理都是染色體數(shù)目的變異。(2)甲圖和乙圖中都有秋水仙素誘導(dǎo)染色體組加倍，其原理是什么？甲圖中為什么要用秋水仙素處理？提示：秋水仙素抑制紡錘體的形成，從而誘導(dǎo)染色體組加倍。由于甲圖中花藥離體培養(yǎng)得到的單倍體中只有一個染色體組，所以是不育的，需要通過秋水仙素處理使染色體組加倍，從而變成可育的。(3)乙圖中獲得無子西瓜至少需要幾年？圖中有兩次傳粉過程，它們的目的分別是什么？提示：兩年。第一次傳粉的目的是得到三倍體種子，第二次傳粉是為了刺激三倍體的子房發(fā)育成果實。(4)為什么甲圖中的育種方式能大大縮短育種年限？提示：秋水仙素處理單倍體幼苗直接得到純合體。單倍體育種和多倍體育種的比較

多倍體育種單倍體育種原理染色體組成倍增加染色體組成倍減少，再加倍后得到純種(指每對染色體上成對的基因都是純合的)常用方法秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗花藥離體培養(yǎng)后，人工誘導(dǎo)染色體加倍優(yōu)點操作簡單明顯縮短育種年限缺點適用于植物，在動物方面難以操作技術(shù)復(fù)雜一些，需與雜交育種配合【典例4】

如圖表示無子西瓜的培育過程：根據(jù)圖解，結(jié)合你學(xué)過的生物學(xué)知識，判斷下列敘述錯誤的是(

)A.秋水仙素處理二倍體西瓜幼苗的莖尖，主要是抑制有絲分裂前期紡錘體的形成B.四倍體植株所結(jié)的西瓜，果皮細(xì)胞內(nèi)含有4個染色體組C.無子西瓜既沒有種皮，也沒有胚D.四倍體西瓜的根細(xì)胞中含有2個染色體組嘗試解答________解析秋水仙素抑制紡錘體的形成，是在有絲分裂的前期，四倍體西瓜的果皮是由子房壁發(fā)育而成的，來自母本，應(yīng)含有4個染色體組，無子西瓜是由于不能產(chǎn)生正常配子，所以不能形成受精卵，而種皮來自于母本，所以有種皮，而沒有胚，由于植株的地下部分沒有經(jīng)秋水仙素處理，四倍體西瓜的根細(xì)胞中仍含有2個染色體組。答案

C【跟蹤訓(xùn)練】4.已知西瓜紅色瓤(R)對黃色瓤(r)為顯性。圖中A是黃瓤瓜種子(rr)萌發(fā)而成的，B是紅瓤瓜種子(RR)長成的。據(jù)圖作答：(1)秋水仙素的作用是_______________________________。(2)G瓜瓤是________色，其中瓜子的胚的基因型是_________________。(3)H瓜瓤是________色，H中無子的原理是__________________________。(4)生產(chǎn)上培育無子西瓜的原理是_______________________________。解析秋水仙素的作用機理是抑制紡錘體的形成，阻礙細(xì)胞的有絲分裂，使著絲點分裂后形成的子染色體不能移向細(xì)胞兩極，從而導(dǎo)致細(xì)胞染色體數(shù)目加倍。用秋水仙素處理黃瓤(rr)西瓜的幼苗，使之形成四倍體的西瓜(rrrr)，植株開花后產(chǎn)生的卵細(xì)胞的基因型為rr。當(dāng)它接受二倍體紅瓤(RR)西瓜的花粉(R)后，子房壁發(fā)育成果皮(rrrr)，瓜瓤為黃色，受精卵的基因型為Rrr，發(fā)育成的胚為三倍體(Rrr)。第二年，三倍體的西瓜開花后，由于減數(shù)分裂過程中同源染色體聯(lián)會紊亂，不能產(chǎn)生正常的配子，所以當(dāng)接受普通二倍體西瓜的花粉刺激后，發(fā)育成的三倍體西瓜中沒有種子。無子西瓜的培育原理是染色體數(shù)目變異。答案(1)抑制細(xì)胞有絲分裂過程中紡錘體的形成，使染色體數(shù)目加倍(2)黃Rrr

(3)紅三倍體植株減數(shù)分裂過程中，染色體聯(lián)會紊亂，不能形成正常的生殖細(xì)胞(4)染色體數(shù)目變異1.用X射線處理蠶蛹，使其第2號染色體上的斑紋基因移到?jīng)Q定雌性的W染色體上，使雌蠶都有斑紋。再將雌蠶與白體雄蠶交配，其后代凡是雌蠶都有斑紋，凡是雄蠶都無斑紋。這樣有利于去雌留雄，提高蠶絲的質(zhì)量。這種育種方法所依據(jù)的原理是(

)A.基因突變 B.染色體數(shù)目的變異C.染色體結(jié)構(gòu)的變異 D.基因互換解析2號染色體的基因轉(zhuǎn)移到W染色體上，屬于非同源染色體間某一基因片段的移動，為染色體結(jié)構(gòu)變異。答案C2.下圖中①和②表示發(fā)生在常染色體上的變異。①和②所表示的變異類型分別屬于(

)A.重組和易位

B.易位和易位C.易位和重組 D.重組和重組解析①圖表示的是同源染色體形成的四分體發(fā)生了非姐妹染色單體的交叉互換，屬于基因重組。②圖表示染色體的某一片段移接到另一條非同源染色體上，屬于染色體結(jié)構(gòu)變異中的易位。答案A3.一個染色體組應(yīng)是(

)A.配子中的全部染色體B.二倍體生物配子中的全部染色體C.體細(xì)胞中的一半染色體D.來自父方或母方的全部染色體解析一個染色體組應(yīng)無同源染色體，但具有本物種全套的遺傳信息，只有二倍體的配子中含有的是一個染色體組，四倍體個體的配子中含有兩個染色體組；而來自父方或母方的全部染色體可以是一個染色體組也可以是多個染色體組。答案B4.用低溫處理植物分生組織細(xì)胞，能夠?qū)?xì)胞產(chǎn)生的影響是(

)A.抑制染色體著絲點分裂

B.抑制DNA分子復(fù)制C.抑制紡錘體的形成

D.抑制DNA的轉(zhuǎn)錄解析低溫僅能抑制紡錘體的形成，使復(fù)制后的染色體雖然能分離，但不能被拉向兩極，使細(xì)胞不分裂、染色體加倍，與DNA的復(fù)制、著絲點的分裂無關(guān)。答案C5.某二倍體植物的體細(xì)胞中染色體數(shù)為24條，基因型為AaBb，這兩對基因分別位于兩對同源染色體上。請據(jù)圖回答下列問題：(1)產(chǎn)生的花粉基因型有________種。C是指利用秋水仙素處理，則個體Ⅰ的體細(xì)胞中含有________條染色體。(2)個體Ⅰ與個體Ⅱ基因組成的重要區(qū)別是__________________________，個體Ⅱ中能穩(wěn)定遺傳的占________。(3)若要盡快獲得純種優(yōu)良(aaBB)的品種，則應(yīng)采用上圖中________(用字母表示)過程進(jìn)行育種。解析(1)基因型為AaBb的植株產(chǎn)生的配子有AB、Ab、aB、ab四種；圖中A是減數(shù)分裂，B是花藥離體培養(yǎng)，C是秋水仙素處理，D是受精作用，E是個體發(fā)育。(2)(3)個體Ⅰ是純合子，而個體Ⅱ中既有純合子，又有雜合子。所以要想盡快獲得純種優(yōu)良的品種，應(yīng)采用單倍體育種，即ABC過程。答案(1)4

24

(2)個體Ⅰ全部為純合子1/4(3)ABC4.用低溫處理植物分生組織細(xì)胞，能夠?qū)?xì)胞產(chǎn)生的影響是(

)A.抑制染色體著絲點分裂

B.抑制DNA分子復(fù)制C.抑制紡錘體的形成

D.抑制DNA的轉(zhuǎn)錄解析低溫僅能抑制紡錘體的形成，使復(fù)制后的染色體雖然能分離，但不能被拉向兩極，使細(xì)胞不分裂、染色體加倍，與DNA的復(fù)制、著絲點的分裂無關(guān)。答案C2.下圖中①和②表示發(fā)生在常染色體上的變異。①和②所表示的變異類型分別屬于(

)A.重組和易位

B.易位和易位C.易位和重組 D.重組和重組解析①圖表示的是同源染色體形成的四分體發(fā)生了非姐妹染色單體的交叉互換，屬于基因重組。②圖表示染色體的某一片段移接到另一條非同源染色體上，屬于染色體結(jié)構(gòu)變異中的易位。答案A|自查自糾|1.貓叫綜合征是由于5號染色體片段重復(fù)引起的(

)2.染色體的結(jié)構(gòu)變異包括染色體片段的缺失、重復(fù)(增加)易位和顛倒等幾種(

)3.染色體數(shù)目變異都是以染色體組的形式增加或減少(

)4.一個染色體組中不可能有同源染色體(

)5.二倍體指的是體細(xì)胞中有兩個染色體組的個體(

)6.單倍體是由配子不經(jīng)受精直接發(fā)育而成(

)7.用秋水仙素或低溫處理都可抑制紡錘體形成，從而獲得多倍體細(xì)胞(

)