人教版(2019)高中生物必修二學案5. 2 染色體變異

5.2染色體變異

第一課時

【學習目標】

1.了解染色體結(jié)構(gòu)變異的兒種類型。

2.掌握染色體數(shù)目變異的幾種類型。

3.掌握染色體組、單倍體和多倍體的概念。

【課前預(yù)習案】

一、染色體結(jié)構(gòu)的變異

1.基因突變與染色體變異的區(qū)別

(1)基因突變是____________上某一位點上________的改變，是微小區(qū)段的變異，

是的變異；染色體變異是比較明顯的染色體或的變異。

染色體結(jié)構(gòu)變異使排列在染色體上的基因的數(shù)目和排列順序發(fā)生改變，從而導(dǎo)致性

狀的變異?；蛲蛔兪腔蚪Y(jié)構(gòu)的改變，包括DNA堿基對的替換、增添和缺失。基因

突變導(dǎo)致。染色體結(jié)構(gòu)變異。

(2)在光學顯微鏡下觀察到的變異是,看不見的是。

2.染色體結(jié)構(gòu)的變異

(1)概念：由________________改變引起的變異。如是由人的第5

號染色體部分缺失引起的遺傳病，而果蠅的棒狀眼是由于染色體中

引起的變異。

(2)種類：染色體結(jié)構(gòu)的變異可分為染色體中某一片段的、、

、四種。

(3)結(jié)果：使排列在染色體上的或發(fā)生改變，

導(dǎo)致的變異。大多數(shù)染色體結(jié)構(gòu)變異對生物體是的，有的甚至導(dǎo)致

生物體死亡.

3.易位與交叉互換的區(qū)別

易位發(fā)生在非同源染色體之間，是指染色體的某一片段移接到另一條非同源染色體

上；交叉互換發(fā)生在同源染色體的非姐妹染色單體之間。

二、染色體數(shù)目的變異

1.類型：一類是細胞內(nèi)的增加或減少。另一類是細胞內(nèi)染色體數(shù)目

以的形式成倍地增加或減少。

2.染色體組的概念：細胞中的一組,在______和________上各不

相同，攜帶著控制生物生長發(fā)育、遺傳和變異的一整套。

3.二倍體、多倍體和單倍體

(1)二倍體：由發(fā)育而成，體細胞含有個染色體組的個體，包

括幾乎全部的動物和過半數(shù)的高等植物。

(2)多倍體

①概念：由____________發(fā)育而成，體細胞含染色體組的個體。

其中，體細胞中含有三個染色體組的個體叫做，含有四個染色體組的個體

叫做。

②分布：在植物中很常見，在動物中極少見。

③優(yōu)點：與二倍體植株相比，多倍體植株常常是,葉片、

和種子都比較大，和等營養(yǎng)物質(zhì)的含量都有所增加。

④缺點：發(fā)育,。

(3)單倍體

①概念：由________直接發(fā)育而來，染色體數(shù)目是正常體細胞的，即體細

胞中含有的個體。

②特點：與正常植株相比，植株長得,且一般?

【課堂探究案】

一、染色體結(jié)構(gòu)變異

變異類型具體變化結(jié)果舉例

缺失某一片段

—

染色體增加某一片段

—染色體上的________________改變，貓叫

結(jié)構(gòu)變某一片段移接到另一

從而導(dǎo)致性狀變異綜合征

—

異條非同源染色體上

某一片段位置顛倒

思考回答：

(1)四分體中的非姐妹染色單體的交叉互換與易位有什么不同？

(2)染色體結(jié)構(gòu)變異為什么能夠引起生物性狀的改變？

【小試牛刀】

已知某物種一條染色體上依次排列著A、B、C、D、E五個基因，下面列出的若干種變化

中可使基因內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生改變的是()。

ABCDE

已知的染色體狀況：<----XX=>

ABCA巨CDEEA耳CFHA耳cDE

ABCD

(?師點津??

染色體結(jié)構(gòu)變異中的易位與基因重組中交叉互換比較

易位交叉互換

變異

染色體結(jié)構(gòu)變異基因重組

類型

范圍非同源染色體之間同源染色體非姐妹染色單體之間

交換

非等位基因等位基因

對象

畸Ax四分體時期

XI)的交叉互換

/減數(shù)第-

圖示之上分裂

-i―1

二、染色體數(shù)目的變異

1.類型：

(1)細胞內(nèi)的增加或減少，如。

(2)細胞內(nèi)染色體數(shù)目以的形式地增加或減少。

2.請觀察課本Ps6~87圖5—8^5—9并思考回答：

(1)雄果蠅體內(nèi)有多少條染色體？產(chǎn)生的精子中有幾條染色體？

(2)精子中的染色體分別是哪幾條？這些染色體有什么關(guān)系？它們是否攜帶著控制生

物生長發(fā)育、遺傳變異的全部遺傳信息？

(3)如果將果蠅的精子中的染色體看成一組，那么果蠅的體細胞中有幾組染色體？這

樣的一組染色體稱什么？

思考回答：一個染色體組需具備什么條件？

3.單倍體、多倍體、二倍體比較

單倍體多倍體二倍體

由_____發(fā)育而來由_______發(fā)育而來由_______發(fā)育而

的個體，體細胞中含的個體，體細胞中含來的個體，體細胞

概念

有_________染色有____________染色中含有______染色

體數(shù)目的個體體組的個體體組的個體

染色體組

數(shù)——

自然成外界環(huán)境條件劇變?nèi)?/p>

單性生殖的結(jié)果受精作用

成因

因人工誘

導(dǎo)

3件由7生物體直接發(fā)育成個體

RLJ,fr/u廿、"1n1小

(如花藥離體培養(yǎng))

+

1雌忻子生物體直接發(fā)育成個體一單僅體

發(fā)育過程春雌配了(孤雌生殖如雄蜂)單倍體

殖［受精作用

受精卵”生物體［以黑

發(fā)育起點——

—

幾乎全部動物和過

舉例雄蜂、雄蟻—

半數(shù)高等植物

植株粗大、營養(yǎng)物質(zhì)

植株弱小，生長發(fā)育

植株特點含量高，生長發(fā)育遲—

慢，高度不育

緩

應(yīng)用雜交育種

思考回答：

(1)多倍體形成的機理是什么？作用于細胞分裂的哪個時期？為什么處理萌發(fā)的種子

或幼苗？

(2)所有的單倍體都是高度不育的嗎？為什么？

(3)含1個染色體組的個體一定是單倍體嗎？單倍體一定含有1個染色體組嗎？

(4)區(qū)分單倍體與二倍體、多倍體的關(guān)鍵依據(jù)是什么？

【小試牛刀】

請據(jù)圖回答下列問題。

秋水仙素

三W二倍體三巴

I雜交I

(1)用四倍體西瓜與二倍體西瓜雜交所得的子一代植株開花后，經(jīng)適當處理,則()。

A.能產(chǎn)生正常配子，結(jié)出種子形成果實

B.結(jié)出的果實為五倍體

C.能產(chǎn)生正常配子，可形成無子西瓜

D.結(jié)出的果實為三倍體

(2)兩次傳粉的作用有何不同？

(3)第一年結(jié)的西瓜是無子西瓜嗎？

(4)三倍體西瓜每年都要制種，很麻煩，有沒有別的替代方法？

?師點津???

1.判斷單倍體與多倍體的方法

(1)如果生物體是由受精卵(或合子)發(fā)育形成的，其體細胞內(nèi)含有幾個染色體組就

稱為幾倍體。

(2)如果生物體是由生殖細胞(卵細胞或花粉)直接發(fā)育來的，不論體細胞內(nèi)含有兒

個染色體組，都稱為單倍體。

2.多倍體染色體組數(shù)目的確定

(2)根據(jù)基因型判斷：在生物體基因型中，相同基因或等位基因出現(xiàn)幾次，則有幾個

染色體組。

AA^)

@BB位^Aaa^)(ABCD

defg

(3)根據(jù)染色體組數(shù)目和染色體形態(tài)數(shù)判斷：染色體組的數(shù)目=染色體數(shù)/染色體形態(tài)

數(shù)。

3.染色體組概念辨析

(1)從本質(zhì)上看，全為非同源染色體，無同源染色體。

(2)從形式上看，所有染色體形態(tài)和大小各不相同。

(3)從功能上看，攜帶著控制一種生物生長、發(fā)育、遺傳和變異的全部信息。

(4)從物種類型上看，每種生物的染色體數(shù)目、大小、形態(tài)都與其他物種不同。

(5)單倍體不一定只含1個染色體組，可能含同源染色體，可能含等位基因，也有可

能產(chǎn)生可育后代。

三、基因重組、基因突變和染色體變異的比較

基因重組基因突變?nèi)旧w變異

因包括DNA堿基對

概念一而引起的變

而發(fā)生的變異的增添、缺失和

異

替換

①非同源染色體上

①自然狀態(tài)下發(fā)

的非等位基因自由

生的一一自然突①染色體結(jié)構(gòu)變

組合；②同源染色體

類型變；②人為條件異；②染色體數(shù)

上的非姐妹染色單

下發(fā)生的誘目變異

體之間交叉互換；③

發(fā)突變

DNA重組技術(shù)

任何生物均可發(fā)

______________產(chǎn)生(包括原核生

適用真核生物核遺傳

生配子時在核遺傳物、真核生物及

范圍中發(fā)生

中發(fā)生非細胞結(jié)構(gòu)的生

物)

產(chǎn)生新的基因，

只改變基因型，未發(fā)可引起基因“數(shù)

發(fā)生基因“種

產(chǎn)生生基因的改變，既無量”的變化，如

類”的改變或

結(jié)果“質(zhì)”的變化也無增添或缺失幾個

“質(zhì)”的改變。

“量”的變化基因

但“量”未變

生物變異的來源之生物變異的根本

對生物進化有一

意義一，對生物進化有十來源，提供生物

定意義

分重要的意義進化的原始材料

育種

雜交育種誘變育種

應(yīng)用

【小試牛刀】

（2018?北京模擬）在細胞分裂過程中出現(xiàn)了甲、乙2種變異，甲圖中英文字母表示染

色體片段。下列有關(guān)敘述正確的是（）。

甲

乙

①甲圖中發(fā)生了染色體結(jié)構(gòu)變異，增加了生物變異的多樣性②乙圖中出現(xiàn)的這種變異

屬于染色體變異③甲、乙兩圖中的變化只會出現(xiàn)在有絲分裂中④甲、乙兩圖中的變異類

型都可以用顯微鏡觀察檢驗

A.@@③B.②③④

C.①?④D.①③④

（?師點津，??

1.三種變異的共同點：基因突變、基因重組、染色體變異都會引起遺傳物質(zhì)的改變，

都是可遺傳變異，但不一定遺傳給后代。

2.三種變異的實質(zhì)解讀：若把基因視為染色體上的一個“位點”，染色體視為點所在

的“線段”，則基因突變一一“點”的變化（點的質(zhì)變，但數(shù)目不變）；基因重組一一“點”

的結(jié)合或交換（點的質(zhì)與量均不變）；染色體變異一一“線段”發(fā)生結(jié)構(gòu)或數(shù)目的變化；染

色體結(jié)構(gòu)變異一一線段的部分片段增添、缺失、倒位、易位（點的質(zhì)不變，數(shù)目和位置可能

變化）；染色體數(shù)目變異一一個別線段增添、缺失或線段成倍增減（點的質(zhì)不變、數(shù)目變化）。

3.基因突變和基因重組的判斷：根據(jù)變異個體數(shù)量確定是否發(fā)生基因突變，如一群棕

猴中出現(xiàn)一只白猴，一片紅花植株中偶爾出現(xiàn)一株白花，即可確定是由基因突變造成的；若

出現(xiàn)一定比例的白猴或白花，則由于等位基因分離，配子經(jīng)受精作用隨機結(jié)合產(chǎn)生的，但該

過程不叫基因重組。

四、低溫誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目變化的實驗

1.實驗原理

低溫一的形成，以致影響，細胞不能分裂成兩個子細胞，于

是染色體數(shù)目加倍。

2.方法步驟

洋蔥根尖培養(yǎng)一取材固定（細胞已被殺死）一制作裝片（解離一--制片）

一觀察。

3.試劑及用途

（1）卡諾氏液：o

（2）改良苯酚品紅染液：使。

（3）解離液（體積分數(shù)為15%的鹽酸和體積分數(shù)為95%的酒精混合液（1：1））：使

【小試牛刀】

對于低溫誘導(dǎo)洋蔥染色體數(shù)目變化的實驗，不正確的描述是（）o

A.處于分裂間期的細胞最多

B.在顯微鏡視野內(nèi)可以觀察到二倍體細胞和四倍體細胞

C.在高倍顯微鏡下可以觀察到細胞從二倍體變?yōu)樗谋扼w的過程

D.在誘導(dǎo)染色體數(shù)目變化的方面，低溫與秋水仙素誘導(dǎo)的原理相似

師點津??,

1.根的培養(yǎng)應(yīng)保持在25℃左右，注意勤換水，以促使生根。

2.本實驗應(yīng)選取根尖才方便處理和觀察，因為這部分的細胞正在進行旺盛的分裂。

3.在用顯微鏡觀察時，先用低倍鏡尋找染色體形態(tài)較好的分裂期，再換上高倍鏡并調(diào)

節(jié)細準焦螺旋和反光鏡，使物像清晰，仔細觀察，辨認哪些細胞發(fā)生染色體數(shù)目變化，找出

處于細胞分裂中期的細胞，進行染色體計數(shù)。

【課后鞏固案】

1.關(guān)于染色體結(jié)構(gòu)變異的敘述，不正確的是（）

A.外界因素可提高染色體斷裂的頻率

B.染色體缺失了某段，可使生物性狀發(fā)生變化

C.一條染色體某一段顛倒180。后，生物性狀不發(fā)生變化

D.染色體結(jié)構(gòu)變異一般可用現(xiàn)代遺傳技術(shù)直接檢驗

2.貓叫綜合征是人的第5號染色體部分缺失引起的，這種變異屬于染色體結(jié)構(gòu)變異中

的（）

A.染色體缺失片段

B.染色體增加片段

C.染色體某一片段位置顛倒180。

D.染色體某一片段移接到另一條非同源染色體上

3.基因突變和染色體變異的一個重要區(qū)別是（）

A.基因突變在光鏡下看不見

B.染色體變異是定向的，基因突變是不定向的

C.基因突變是可以遺傳的

D.染色體變異是不能遺傳的

4.一個染色體組應(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.體細胞中的一半染色體

D.來自父方或母方的全部染色體

5.用秋水仙素誘發(fā)基因突變和誘導(dǎo)多倍體，起作用的時期分別是（）

A.有絲分裂的間期和前期

B.有絲分裂的間期和后期

C.有絲分裂的前期和后期

D.有絲分裂的間期和間期

6.含兩個染色體組的配子直接發(fā)育成的個體應(yīng)該叫（）

A.二倍體B.配子體

C.多倍體D.單倍體

能力提升

7.下列說法正確的是（）

A.凡是細胞中含有兩個染色體組的就叫做二倍體

B.單倍體就是體細胞中含有一個染色體組的個體

C.多倍體在植物界中比較常見，幾乎全部的動物都是二倍體

D.在育種過程中單倍體肯定可育，其優(yōu)點是穩(wěn)定遺傳、后代不發(fā)生性狀分離

8.下列有關(guān)變異的說法正確的是（）

A.染色體中DNA的一個堿基對缺失屬于染色體結(jié)構(gòu)變異

B.染色體變異、基因突變均可以用光學顯微鏡直接觀察

C.同源染色體上非姐妹染色單體之間的交叉互換屬于基因重組

D.秋水仙素誘導(dǎo)多倍體形成的原因是促進染色單體分離使染色體加倍

9.用X射線處理蠶，使其第2號染色體上的斑紋基因移動到?jīng)Q定雌性的W染色體上,

使雌性都有斑紋。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

10.右圖為果蠅體細胞染色體組成示意圖，以下說法正確的是()

A.果蠅的一個染色體組含有的染色體是H、III、IV、X、Y

B.X染色體上的基因控制的性狀遺傳，均表現(xiàn)為性別差異

C.果蠅體內(nèi)的細胞，除生殖細胞外都只含有兩個染色體組

D.II、川、IV、X(或Y)四條染色體攜帶了控制果蠅生長發(fā)育所需的全部遺傳信

息

11.右圖是果蠅的染色體組成，請根據(jù)圖回答下面的問題：

(1)這是性果蠅。

(2)圖中共有個染色體組，是倍體。

(3)圖中有對同源染色體，對常染色體,

對等位基因。1和3是染色體，B和b是________基因，W和B

是,基因。在產(chǎn)生配子時，含VBw的配子占

(4)圖中不能表示果蠅哪一類細胞中的染色體組成)

A.受精卵B.精原細胞

C.體細胞D.卵原細胞

12.育種工作者在大田中發(fā)現(xiàn)了幾株闊葉且產(chǎn)量高的變異小麥，關(guān)于這些變異小麥：

(1)若已確定它們的變異是可遺傳的，那么這種變異是由于基因突變引起的，還是

由于染色體變異引起的？請設(shè)計實驗來鑒定。

第一步：分別取闊葉、窄葉莖部的細胞制成裝片。

第二步：用顯微鏡觀察有絲分裂細胞中的染色體。

預(yù)期結(jié)果及結(jié)論：

①。

②。

(2)若已確定闊葉變異是由基因突變導(dǎo)致，請設(shè)計一個實驗來判斷這種突變是顯性

突變還是隱性突變？

①方法：選取多株闊葉小麥，o

②結(jié)果及結(jié)論：

a.若子代均表現(xiàn)為闊葉性狀，則為隱性突變。

b.

(3)假如上述突變是顯性突變，如何在短時間內(nèi)獲得純合的突變類型？

⑥益收獲

用精練的語言把你當堂掌握的核心知識的精華部分和基本技能的要領(lǐng)部分寫下來，并進行識記。

知識精華技能要領(lǐng)

答案

【課前預(yù)習案】

一、1.(1)染色體基因分子水平結(jié)構(gòu)數(shù)目新基因的產(chǎn)生未形成新的基因

(2)染色體變異基因突變

2.(1)染色體結(jié)構(gòu)貓叫綜合征增加某一片段⑵缺失重復(fù)易位倒位(3)基因的

數(shù)目排列順序性狀不利

二、1.個別染色體染色體組

2.非同源染色體形態(tài)功能遺傳信息

3.(1)受精卵兩⑵①受精卵三個或三個以上三倍體四倍體③莖稈粗壯果

實糖類蛋白質(zhì)④遲緩結(jié)實率低(3)①配子一半配子染色體數(shù)目②弱小高

度不育

【課堂探究案】

一、活動與探究：缺失增加易位倒位基因的數(shù)目或排列順序

思考回答：(1)答案：非姐妹染色單體的交叉互換是指同源染色體之間，屬于基因重組;

易位指非同源染色體之間，屬于染色體變異。

(2)答案：染色體結(jié)構(gòu)變異會使染色體上的基因的數(shù)目或排列順序發(fā)生改變，從而導(dǎo)

致性狀的變異。

遷移與應(yīng)用：D解析：據(jù)圖分析選項A、B、C分別由染色體變異中缺失、增添和易位

造成，沒有新基因產(chǎn)生，而選項D中c的出現(xiàn)既可能是基因突變(基因內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生變化)

又可能是交叉互換產(chǎn)生的。

二、活動與探究：1.(1)個別染色體21三體綜合征(2)染色體組成倍

2.(1)答案:8,4。

(2)答案：II、III、IV、X或0、III、IV、Y；大小、形態(tài)各不相同，是非同源染色體;

是。

（3）答案：2；一個染色體組。

思考回答：答案：①非同源染色體，無等位基因。②所有染色體形態(tài)、大小和功能各不

相同（即不含姐妹染色單體分開后形成的染色體）。③攜帶著控制一種生物生長發(fā)育的全部

信息，但不能重復(fù)。

3.配子本物種配子受精卵三個或三個以上

受精卵兩個不確定（一個或多個）三個或三個以上兩個低溫花藥離體培養(yǎng)

秋水仙素處理萌發(fā)的種子或者幼苗配子受精卵或者合子等受精卵或者合子等香蕉、

馬鈴薯單倍體育種多倍體育種

思考回答：（1）答案：秋水仙素作用于正在分裂的細胞時，能夠抑制紡錘體的形成，導(dǎo)

致染色體不能移向兩極，從而引起細胞內(nèi)染色體數(shù)目加倍，形成多倍體；有絲分裂前期；萌

發(fā)的種子或幼苗容易進行細胞分裂。

（2）答案：不是。因為有些單倍體含有偶數(shù)個染色體組，可以進行減數(shù)分裂形成正常

的配子，這樣的單倍體是可育的。

（3）答案：是；不是，單倍體中可含有1個或多個染色體組。

（4）答案：看它們發(fā)育的起點。

遷移與應(yīng)用：（1）D解析：三倍體植株不能產(chǎn)生正常配子，無法形成種子。

（2）答案：第一次傳粉，為了產(chǎn)生配子，形成種子；第二次傳粉，是需要花粉刺激產(chǎn)

生生長素，促使子房發(fā)育形成果實。

（3）答案：不是，第一年結(jié)的是四倍體西瓜，里面含有三倍體種子。

（4）答案：無性繁殖。

三、活動與探究：基因的重新組合基因結(jié)構(gòu)的改變?nèi)旧w結(jié)構(gòu)或數(shù)目變化真核生

物進行有性生殖單倍體、多倍體育種

遷移與應(yīng)用：C解析：由甲圖染色體上的基因排序變化可知，染色體發(fā)生了結(jié)構(gòu)變異