《2020高中生物 第五章 基因突變及其他變異 2 染色體變異學(xué)案 新人教版必修2》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2020高中生物 第五章 基因突變及其他變異 2 染色體變異學(xué)案 新人教版必修2（18頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、第2節(jié)　染色體變異 [學(xué)習(xí)目標(biāo)]　1.舉例說(shuō)明染色體結(jié)構(gòu)變異的類型。(重點(diǎn))2.舉例說(shuō)明染色體組的概念及判斷。(難點(diǎn))3.闡述單倍體、二倍體和多倍體的概念及特點(diǎn)。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(diǎn)。(重點(diǎn))5.進(jìn)行“低溫誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目的變化”實(shí)驗(yàn)。 知識(shí)點(diǎn)1　染色體結(jié)構(gòu)的變異 請(qǐng)仔細(xì)閱讀教材第85～86頁(yè)，完成下面的問(wèn)題。 1．基因突變與染色體變異的區(qū)別 2.染色體結(jié)構(gòu)變異 (1)類型 (2)結(jié)果 ①使排列在染色體上的基因的數(shù)目或排列順序發(fā)生改變，而導(dǎo)致性狀的變異。 ②大多數(shù)染色體結(jié)構(gòu)變異對(duì)生物是不利的，有的甚至導(dǎo)致生物體死亡。 知識(shí)

2、點(diǎn)2　染色體數(shù)目的變異 請(qǐng)仔細(xì)閱讀教材第86～88頁(yè)，完成下面的問(wèn)題。 1．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)染色體數(shù)目以染色體組的形式成倍地增加或減少。 2．染色體組 (1)雌果蠅體細(xì)胞染色體組成為Ⅱ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅳ、X、X，雄果蠅體細(xì)胞染色體組成為Ⅱ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅳ、X、Y。 (2)果蠅體細(xì)胞中共有4對(duì)同源染色體，其中3對(duì)是常染色體，1對(duì)是性染色體。 (3)雄果蠅減數(shù)分裂產(chǎn)生精子的過(guò)程中，同源染色體分離，因此配子中的染色體的組成為Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y，它們是一組非同源染色體。 (4)像雄果蠅精子中的染色體一樣，細(xì)胞中的一組非同源

3、染色體，在形態(tài)和功能上各不相同，但又互相協(xié)調(diào)，共同控制生物的生長(zhǎng)、發(fā)育、遺傳和變異，這樣的一組染色體，叫做一個(gè)染色體組。 (5)因此果蠅體細(xì)胞中含有2個(gè)染色體組，每個(gè)染色體組含4條染色體。 3．二倍體、多倍體和單倍體 (1)二倍體：由受精卵發(fā)育而來(lái)的個(gè)體，體細(xì)胞中含有兩個(gè)染色體組的個(gè)體叫做二倍體。自然界中，幾乎全部動(dòng)物和過(guò)半數(shù)的高等植物都是二倍體。 (2)多倍體 ①概念：由受精卵發(fā)育而來(lái)，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實(shí)例：香蕉(三倍體)、馬鈴薯(四倍體)、普通小麥(六倍體)。 ③特點(diǎn)：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(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的含量都有所增加。也

4、存在結(jié)實(shí)率低，晚熟等缺點(diǎn)。 (3)單倍體 ①概念：體細(xì)胞中含有本物種配子染色體數(shù)目的個(gè)體。 ②實(shí)例：蜜蜂中的雄蜂。 ③特點(diǎn)：植株長(zhǎng)得弱小，一般高度不育。但是，利用單倍體植株培育新品種能明顯縮短育種年限。 知識(shí)點(diǎn)3　“低溫誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目的變化”實(shí)驗(yàn) 請(qǐng)仔細(xì)閱讀教材第88頁(yè)，完成下面的問(wèn)題。 1．實(shí)驗(yàn)原理 (1)正常進(jìn)行有絲分裂的植物分生組織細(xì)胞，在有絲分裂后期著絲點(diǎn)分裂后，子染色體在紡錘絲的作用下分別移向兩極，進(jìn)而平均分配到兩個(gè)子細(xì)胞中去。 (2)用低溫處理植物分生組織細(xì)胞，能夠抑制細(xì)胞分裂時(shí)紡錘體的形成，使染色體不能被拉向兩極，這樣細(xì)胞不能分裂成兩個(gè)子細(xì)胞，染色體的數(shù)目就

5、發(fā)生變化。 2．實(shí)驗(yàn)步驟 3．實(shí)驗(yàn)中幾種溶液的作用 (1)卡諾氏液：固定細(xì)胞的形態(tài)。 (2)改良苯酚品紅染液：染色體染色，便于觀察染色體的形態(tài)。除此之外，醋酸洋紅或龍膽紫都是堿性染料，都可使染色體著色。 (3)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的鹽酸溶液：解離，使細(xì)胞分散開(kāi)。 (4)體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精：可用于洗去附著在根尖表面的卡諾氏液，還可與15%的鹽酸溶液混合，解離、分散細(xì)胞。 4．實(shí)驗(yàn)結(jié)論：低溫能誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目加倍。 要點(diǎn)一　辨析染色體的結(jié)構(gòu)變異1.染色體的缺失、重復(fù)、倒位與基因突變的區(qū)別(如圖所示) 2．染色體易位與交叉互換的比較 【典例1】　導(dǎo)致遺傳物質(zhì)變化

6、的原因有很多，圖中字母代表不同基因，其中變異類型①和②依次是(　　) A．突變和倒位 B．重組和倒位 C．重組和易位 D．易位和倒位 [解析]?、僦猩倭嘶騛和b，多了基因J，應(yīng)是從非同源染色體上易位而來(lái)的；②中基因c、d與基因e位置發(fā)生了顛倒，屬于倒位。 [答案]　D [針對(duì)訓(xùn)練1]　圖1、圖2為某種生物的兩種染色體行為示意圖，其中①和②、③和④互為同源染色體，則兩圖所示的變異(　　) A．均為染色體結(jié)構(gòu)變異 B．均涉及DNA鏈的斷開(kāi)和重接 C．均發(fā)生在同源染色體之間 D．基因的數(shù)目和排列順序均發(fā)生改變 [解析]　圖1中發(fā)生的是同源染色體的非姐妹染色單體之間的

7、交叉互換，屬于基因重組，不屬于染色體結(jié)構(gòu)變異；圖2中發(fā)生的是一條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，A、C錯(cuò)誤。圖1、圖2所示的變異都涉及DNA鏈的斷開(kāi)和重接，B正確。圖1交叉互換的過(guò)程中基因的數(shù)目不發(fā)生改變，D錯(cuò)誤。 [答案]　B 要點(diǎn)二　染色體組數(shù)目的判斷方法一個(gè)染色體組中無(wú)同源染色體，且一個(gè)染色體組中所含的染色體在形態(tài)、大小和功能上各不相同，它們是一組非同源染色體，含有控制生物性狀的一整套遺傳信息，不能重復(fù)、不能缺少。因此，要確定某生物體細(xì)胞中染色體組的數(shù)目，可從以下幾個(gè)方面考慮： 1．根據(jù)染色體的形態(tài)判斷：細(xì)胞中同種形態(tài)的染色體有幾條，細(xì)胞內(nèi)就

8、含有幾個(gè)染色體組，如下圖甲圖有4個(gè)染色體組。 2．根據(jù)基因型判斷：根據(jù)細(xì)胞的基因型確定控制某一性狀的基因出現(xiàn)的次數(shù)(包括同一字母的大、小寫)，就等于該細(xì)胞的染色體組數(shù)。如基因型為AAaaBBbb的生物體含有4個(gè)染色體組，如下圖乙圖所示。判定染色體組的數(shù)目時(shí)只需參考其中任意一對(duì)等位基因的數(shù)量即可。 3．根據(jù)染色體的數(shù)目和染色體的形態(tài)數(shù)來(lái)推算：染色體組的數(shù)目＝染色體數(shù)/染色體形態(tài)數(shù)。如下圖丙圖，共有8條染色體，染色體形態(tài)數(shù)(形態(tài)不相同)為2，所以染色體組數(shù)為8÷2＝4(個(gè))。 4．以生殖細(xì)胞中的染色體組數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)，判斷體細(xì)胞的染色體組數(shù)。體細(xì)胞的染色體組數(shù)＝生殖細(xì)胞的染色體組數(shù)×2。 【

9、典例2】　如圖分別表示四個(gè)生物的體細(xì)胞，有關(guān)描述中正確的是(　　) A．圖中是單倍體的細(xì)胞有三個(gè) B．圖中的丁一定是單倍體的體細(xì)胞 C．每個(gè)染色體組中含有三條染色體的是甲、乙、丁 D．與乙相對(duì)應(yīng)的基因型可以是aaa、abc、AaaBBBcccDDd、aabbcc等 [解析]　判斷染色體組是根據(jù)每一條染色體形態(tài)相同的個(gè)數(shù)，如甲、乙、丙、丁中分別含有3、3、2、1個(gè)染色體組，其中丁圖一定是單倍體，而甲、乙、丙可能分別是三倍體、三倍體、二倍體，也可能是單倍體。與乙圖對(duì)應(yīng)的應(yīng)是每個(gè)性狀都由三個(gè)等位基因控制，所以abc、aabbcc這兩種基因型是不正確的。 [答案]　B [針對(duì)訓(xùn)練2]

10、　若二倍體生物正常體細(xì)胞中含8條染色體，則圖中表示該生物一個(gè)染色體組的是(　　) [解析]　該生物是二倍體生物，細(xì)胞內(nèi)有2個(gè)染色體組，8條染色體，則每個(gè)染色體組含有4條染色體，而構(gòu)成生物的一個(gè)染色體組中的染色體形態(tài)、大小一定各不相同。 [答案]　A 要點(diǎn)三　與染色體變異有關(guān)的概念和類型的比較1.幾個(gè)概念的比較 2.二倍體、多倍體、單倍體的比較 3.單倍體育種與多倍體育種的綜合比較 [特別提醒]　(1)三倍體無(wú)子西瓜的培育過(guò)程中要進(jìn)行兩次傳粉，第一次傳粉是雜交得到三倍體種子，第二次傳粉是為了刺激子房發(fā)育成果實(shí)。三倍體植株與二倍體植株相間種植，二倍體植株的花

11、粉落到三倍體植株的柱頭上，刺激子房發(fā)育成果實(shí)。 (2)如果以♀2N×♂4N雜交，盡管同樣可得到3N西瓜，但這種3N西瓜的珠被發(fā)育成厚硬的種皮，像種子一樣，故此方案不可取。 (3)用秋水仙素處理二倍體西瓜使之成為四倍體時(shí)，應(yīng)處理萌發(fā)的種子或幼苗。因?yàn)槊劝l(fā)的種子、幼苗具有分生能力，細(xì)胞進(jìn)行有絲分裂，經(jīng)秋水仙素處理可使產(chǎn)生的新細(xì)胞的染色體數(shù)目加倍。 (4)用秋水仙素處理二倍體西瓜的幼苗后，分生組織分裂產(chǎn)生的莖、葉、花的染色體數(shù)目加倍，而未處理的部位，如根部，細(xì)胞中的染色體數(shù)目未加倍。 (5)該四倍體植株上結(jié)的西瓜，其果皮、種皮是四倍體，但種子的胚為三倍體。 【典例3】　下列關(guān)于單倍體、二倍

12、體及染色體組的表述正確的是(　　) A．21三體綜合征患者的體細(xì)胞中有三個(gè)染色體組 B．人的初級(jí)卵母細(xì)胞中的一個(gè)染色體組中不可能存在等位基因 C．二倍體西瓜幼苗的芽尖經(jīng)秋水仙素處理后，細(xì)胞中都含有4個(gè)染色體組 D．單倍體生物的體細(xì)胞內(nèi)可能有一個(gè)或多個(gè)染色體組 [解析]　21三體綜合征患者的體細(xì)胞中有兩個(gè)染色體組，而21號(hào)染色體有三條，A錯(cuò)誤；人的初級(jí)卵母細(xì)胞中的一個(gè)染色體組在復(fù)制時(shí)可能發(fā)生基因突變，或在減數(shù)第一次分裂前期發(fā)生交叉互換，從而出現(xiàn)等位基因，B錯(cuò)誤；多倍體通常是用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗，使其染色體加倍，但不一定都加倍，另外含有4個(gè)染色體組的細(xì)胞處于有絲分裂后期時(shí)，其細(xì)

13、胞中含有8個(gè)染色體組，C錯(cuò)誤；單倍體的體細(xì)胞中染色體組數(shù)不確定，如二倍體的單倍體的體細(xì)胞中含有一個(gè)染色體組，四倍體的單倍體的體細(xì)胞中含有兩個(gè)染色體組，六倍體的單倍體的體細(xì)胞中含有三個(gè)染色體組，D正確。 [答案]　D [針對(duì)訓(xùn)練3]　如圖表示無(wú)子西瓜的培育過(guò)程： 根據(jù)圖解，結(jié)合你學(xué)過(guò)的生物學(xué)知識(shí)，判斷下列敘述錯(cuò)誤的是(　　) A．用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(gè)染色體組 C．無(wú)子西瓜既沒(méi)有種皮，也沒(méi)有胚 D．四倍體西瓜的根細(xì)胞中含有2個(gè)染色體組 [解析]　秋水仙素抑制紡錘體的形成，是在有絲分裂

14、的前期；四倍體西瓜的果皮是由子房壁發(fā)育而成的，來(lái)自母本，應(yīng)含有4個(gè)染色體組；無(wú)子西瓜由于不能產(chǎn)生正常配子，所以不能形成受精卵，而種皮來(lái)自母本，所以有種皮，而沒(méi)有胚；由于植株的地下部分沒(méi)有經(jīng)秋水仙素的處理，細(xì)胞中仍含有2個(gè)染色體組。 [答案]　C 要點(diǎn)四　對(duì)低溫誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍實(shí)驗(yàn)的理解1.顯微鏡下觀察到的是死細(xì)胞，而不是活細(xì)胞：植物細(xì)胞經(jīng)卡諾氏液固定后已死亡。 2．選擇材料不能隨意：不要將低溫處理“分生組織細(xì)胞”等同于“任何細(xì)胞”。因?yàn)槿旧w數(shù)目變化發(fā)生在細(xì)胞分裂時(shí)，處理其他細(xì)胞不會(huì)出現(xiàn)染色體數(shù)目加倍的情況。 3．低溫處理的理解：不是低溫處理時(shí)間越長(zhǎng)越好。低溫處理的目的只是抑制紡錘體

15、形成，使染色體不能被拉向細(xì)胞兩極。如果低溫持續(xù)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，會(huì)影響細(xì)胞的各項(xiàng)功能，甚至使細(xì)胞死亡。 4．著絲點(diǎn)分裂不是紡錘絲牽引的結(jié)果：“抑制紡錘體形成”不能等同于“著絲點(diǎn)不分裂”。著絲點(diǎn)是自動(dòng)分裂，不需要紡錘絲牽引。紡錘絲牽引的作用是將染色體拉向細(xì)胞的兩極。 【典例4】　下列關(guān)于低溫誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍實(shí)驗(yàn)的敘述，正確的是(　　) A．原理：低溫抑制染色體著絲點(diǎn)分裂，使子染色體不能分別移向兩極 B．解離：鹽酸酒精混合液和卡諾氏液都可以使洋蔥根尖解離 C．染色：改良苯酚品紅染液和醋酸洋紅液都可以使染色體著色 D．觀察：顯微鏡下可以看到大多數(shù)細(xì)胞的染色體數(shù)目發(fā)生改變 [解析]　低溫誘導(dǎo)染

16、色體數(shù)目加倍的原理是低溫抑制紡錘體的形成，使子染色體不能分別移向兩極，A錯(cuò)誤?？ㄖZ氏液用于固定細(xì)胞形態(tài)，解離液為鹽酸酒精混合液，B錯(cuò)誤。改良苯酚品紅染液和醋酸洋紅液都可以用于染色體的染色，C正確。低溫誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍的時(shí)期是有絲分裂的前期，而大多數(shù)細(xì)胞處于間期，故顯微鏡下觀察不到大多數(shù)細(xì)胞的染色體數(shù)目發(fā)生改變，D錯(cuò)誤。 [答案]　C [針對(duì)訓(xùn)練4]　有關(guān)“低溫誘導(dǎo)洋蔥(2n＝16)染色體數(shù)目的變化”實(shí)驗(yàn)的分析，正確的是(　　) A．體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精用于根尖的固定和解離，但作用不同 B．低溫與秋水仙素均能抑制著絲點(diǎn)分裂而導(dǎo)致染色體數(shù)目加倍 C．應(yīng)設(shè)置常溫培養(yǎng)的對(duì)照組，以確認(rèn)低溫

17、誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍 D．如果顯微觀察到染色體數(shù)為32的細(xì)胞，可判斷低溫誘導(dǎo)成功 [解析]　低溫誘導(dǎo)洋蔥染色體數(shù)目的變化的實(shí)驗(yàn)中，將根尖放入卡諾氏液中浸泡，目的是固定細(xì)胞形態(tài)，鹽酸和體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精混合液可以使洋蔥根尖解離，A錯(cuò)誤；低溫與秋水仙素均能抑制有絲分裂過(guò)程中紡錘體的形成，使細(xì)胞分裂后期染色體不能向兩極移動(dòng)而導(dǎo)致染色體數(shù)目加倍，B錯(cuò)誤；應(yīng)設(shè)置常溫培養(yǎng)的對(duì)照組，以確認(rèn)低溫誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍，C正確；有絲分裂后期，著絲點(diǎn)分裂，染色體數(shù)目暫時(shí)加倍，所以顯微觀察到染色體數(shù)為32的細(xì)胞，還不能判斷低溫誘導(dǎo)成功，D錯(cuò)誤。 [答案]　C 課堂歸納小結(jié) [網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建] 自我校對(duì)：缺失

18、　倒位　單倍體　多倍體　數(shù)目　配子　合子　配子　固定　漂洗　染色 [拓展閱讀] 　無(wú)子番茄與無(wú)子西瓜 無(wú)子番茄是用一定濃度的生長(zhǎng)素刺激未受粉的雌蕊柱頭或子房而獲得的。而無(wú)子西瓜是三倍體，在減數(shù)分裂形成配子的過(guò)程中，由于聯(lián)會(huì)紊亂，所以不能產(chǎn)生正常的生殖細(xì)胞，因而授以二倍體西瓜的花粉也不能受精成功，授予的花粉刺激子房合成大量生長(zhǎng)素，促進(jìn)三倍體子房發(fā)育成無(wú)子果實(shí)。所以，無(wú)子番茄和無(wú)子西瓜的形成原理是不同的。無(wú)子番茄是由于沒(méi)有受粉而無(wú)子，而無(wú)子西瓜是由于染色體聯(lián)會(huì)紊亂不能產(chǎn)生正常生殖細(xì)胞而無(wú)子。 這兩種變異一樣嗎？哪一種是可遺傳的變異？哪一種是由環(huán)境引起的變異？ 提示：不一樣。無(wú)子西瓜遺傳物

19、質(zhì)增加了一半，屬于可遺傳的變異，無(wú)子番茄是環(huán)境引起的變異。 [學(xué)業(yè)水平合格測(cè)試] 1．下列圖示中屬于染色體易位的是(　　) [解析]　讀圖知A屬于缺失，B屬于重復(fù)，C屬于倒位，D屬于易位。 [答案]　D 2．下列變異中，不屬于染色體結(jié)構(gòu)變異的是(　　) A．染色體缺失了某一片段 B．染色體增加了某一片段 C．染色體中DNA的一個(gè)堿基發(fā)生了改變 D．染色體某一片段位置顛倒了180° [解析]　DNA中一個(gè)堿基發(fā)生改變，這屬于基因突變，選項(xiàng)A、B、D依次屬于缺失、重復(fù)和倒位。 [答案]　C 3．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(gè)染色

20、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(gè)染色體組的個(gè)體叫二倍體 C．單倍體生物體細(xì)胞中不一定含有一個(gè)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 [解析]　染色體組中不含有同源染色體；個(gè)體若由受精卵發(fā)育而來(lái)則含有幾個(gè)染色體組就是幾倍體；單倍體是由配子發(fā)育而成的，不一定只含有一個(gè)染色體組；人工誘導(dǎo)多倍體的方法有秋水仙素或低溫處理等。 [答案]　D [學(xué)業(yè)水平等級(jí)測(cè)試] 4．下圖中字母表示真核細(xì)胞中所含有的基因，它們不在同一條染色體上。下列有關(guān)敘述中，錯(cuò)誤的是(　　) A．對(duì)于A、b基因來(lái)說(shuō)，③⑤一定是純合體 B．③④個(gè)體一定是單

21、倍體 C．①③可能是單倍體，也可能是多倍體 D．②可能是①的單倍體 [解析]　單倍體是體細(xì)胞中含有本物種配子染色體數(shù)目的個(gè)體；①②③⑤分別可能是八倍體、四倍體、六倍體、四倍體的單倍體。①③個(gè)體細(xì)胞中有多個(gè)染色體組，也可能是多倍體。①個(gè)體可以產(chǎn)生基因型為Aa的配子，②可能是①的單倍體。 [答案]　B 5．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(duì)基因分別位于兩對(duì)同源染色體上。請(qǐng)據(jù)圖回答問(wèn)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(gè)體Ⅰ的體細(xì)胞中含有________條染色體。 (2)個(gè)體Ⅰ與個(gè)體Ⅱ基因組成的重要區(qū)別是________________，個(gè)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(guò)程進(jìn)行育種。 [解析]　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，E是受精作用，F(xiàn)是個(gè)體發(fā)育。個(gè)體Ⅰ是純合子，而個(gè)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A、B、C過(guò)程。 [答案]　(1)4　24 (2)個(gè)體Ⅰ全部為純合子　1/4 (3)A、B、C 18