1、第2节 染色体变异 课前自主预习案 一、基因突变与染色体变异的区别二、染色体结构的变异1将图示序号填入下表相应位置类型结构变化图示倒位染色体中某一片段位置颠倒易位染色体的某一片段移接到另一条上缺失染色体中某一片段缺失重复染色体中增加某一片段非同源染色体2.结果(1)染色体上的基因的发生改变。(2)大多数对生物体是的，有时甚至会导致生物体死亡。数目或排列顺序不利三、染色体数目的变异1类型(1)细胞内的增加或减少。实例：21 三体综合征。(2)细胞内染色体数目以的形式成倍增加或减少。实例：雄蜂。个别染色体染色体组2染色体组(1)概念：细胞中的一组，在形态和功能上各不相同，但又互相协调，共同控制生物
2、的生长、发育、和的一组染色体。(2)写出图中的染色体组：。非同源染色体遗传变异X、或 Y、3二倍体、多倍体(1)概念辨析项目起点体细胞染色体组数实例 二倍体几乎全部和过半数的多倍体三个或三个以上三倍体香蕉和四倍体马铃薯(2)植 株 特 点：与 二 倍 体 植 株 相 比，多 倍 体 植 株 常 常是，叶片、都比较大；等营养物质的含量都有所增加。受精卵2 个动物高等植物受精卵茎秆粗壮果实和种子糖类和蛋白质(3)人工诱导多倍体方法秋水仙素 处理 萌发的种子或幼苗 形成 多倍体植株原理：秋水仙素能够抑制形成，导致染色体不分离，引起细胞内加倍。4单倍体(1)概念：体细胞中含有染色体数目的个体。(2)特
3、点(以植物为例)：与正常植株相比，植株长得弱小且。纺锤体染色体本物种配子高度不育(3)实践应用：利用单倍体植株培育新品种。方法 优点：。能明显缩短育种年限四、低温诱导植物染色体的数目变化1实验原理 2实验流程及结论判断对错(正确的打“”，错误的打“”)1猫叫综合征是人的第 5 号染色体部分缺失引起的。()2基因突变、基因重组、染色体变异在光学显微镜下都可以观察到。()提示：提示：基因突变和基因重组在光学显微镜下观察不到。3染色体片段的缺失和重复必然导致基因种类的变化。()4体细胞中含两个染色体组的个体是二倍体，含有三个或三个以上染色体组的个体是多倍体。()提示：染色体片段的重复会导致基因数目增
4、加，基因种类不会变化；染色体片段缺失会导致基因数目减少，还有可能导致基因种类减少。提示：由配子发育而来的生物，无论含有几个染色体组，都是单倍体。5人工诱导多倍体最常用、最有效的方法是用秋水仙素处理休眠的种子。()提示：秋水仙素可抑制细胞分裂过程中纺锤体的形成，诱导染色体加倍，但休眠种子细胞不进行细胞分裂。6经低温诱导后，在显微镜下可以看到大多数细胞的染色体数目发生改变。()提示：由于分裂间期较长，大多数细胞处于分裂间期，看不到染色体。课堂互动探究案课程标准举例说明染色体结构和数量的变异都可能导致生物性状的改变甚至死亡素养达成1认同染色体变异的原理，形成进化与适应的观点。(生命观念)2通过归纳与
5、概括，比较染色体结构变异与数目变异；阐明染色体变异导致遗传物质变化，可能导致生物性状的改变甚至死亡。(科学思维)3通过低温诱导染色体数目加倍的实验，阐释低温可引起可遗传变异。(科学探究)4根据染色体变异原理，结合案例，分析染色体变异在育种上的应用，设计育种方案，指导农业生产。(社会责任)野生香蕉是二倍体，通常有大量的硬子，无法食用。但在大约 1 万年前的东南亚，人们发现一种很少见的香蕉品种，这种香蕉无子，是世界上第一种可食用的香蕉，后来人们发现这种无子香蕉是三倍体。请思考问题：(1)什么是二倍体和三倍体？(2)染色体变异在生产中有哪些应用？探究点一 染色体结构变异【师问导学】1仔细观察教材 P
6、86 图 56 左图，结合如图，探究下列问题：(1)图示过程发生在哪类染色体之间？属于哪类变异？提示：发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间；属于基因重组。(2)发生易位的两条染色体是同源染色体吗？提示：不是同源染色体，而是非同源染色体。2结合基因突变，思考染色体结构变异与基因突变有哪些区别？(填表)项目染色体结构变异基因突变 本质的缺失、重复、易位或倒位的替换、增添和缺失基因数目变化1 个变异水平光镜检测不可见染色体片段碱基对1 个或多个细胞分子可见3.观察下列图示，填出变异类型并回答相关问题：已知的染色体：，变异后的染色体如下列图所示：(1)图中 A、B、C、D 分别是哪种变异？提示：A 是
7、缺失，B 是重复，C 是倒位，D 是基因突变。(2)图中哪些变异可以在显微镜下观察到？(3)图中哪种变异没导致基因数目和排列顺序发生变化？提示：ABC。提示：D。4下图分别表示不同的变异类型，其中图中的基因 2 由基因 1 变异而来。据此分析：(1)图和图的变异分别发生在哪种染色体之间？属于哪类变异？提示：图发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间，属于基因重组；图发生在非同源染色体之间，属于染色体结构变异中的易位。【智涂笔记】归纳拓展四个方面区分三种变异(1)“互换”方面：同源染色体上的非姐妹染色单体之间的交叉互换，属于基因重组；非同源染色体之间的互换，属于染色体结构变异中的易位。(2)“缺失”
8、方面：DNA 分子上若干基因的缺失属于染色体变异；DNA 分子的基因片段中若干碱基对的缺失，属于基因突变。(3)变异的水平方面：基因突变、基因重组属于分子水平的变化，光学显微镜下观察不到；染色体变异属于细胞水平的变化，光学显微镜下可以观察到。(4)变异的“质”和“量”方面：基因突变改变基因的质，不改变基因的量；基因重组不改变基因的质，一般也不改变基因的量；染色体变异不改变基因的质，但会改变基因的量或改变基因的排列顺序。【师说核心】1染色体缺失、重复与基因突变的区别项目基因突变染色体缺失、重复 实质碱基对的替换、缺失和增添染色体上基因的缺失或重复对象碱基对基因结果碱基对的数目或排列顺序改变基因数
9、目或排列顺序改变是否可见分子水平、光学显微镜下观察不到光学显微镜下可观察到2.染色体易位与交叉互换的区别项目染色体易位交叉互换图解 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区别可发生于有丝分裂和减数分裂过程中只发生于减数第一次分裂的四分体时期(2)图和图相比，二者对染色体上基因的数目或排列顺序的影响有什么不同？提示：图是易位，会使排列在染色体上的基因的数目或排列顺序发生改变；图是基因突变，只是改变基因的结构，不改变染色体上的基因的数目或排列顺序。(3)图中能在光学显微镜下观察到的是哪种？(4)能确定图中的变异具
10、体属于哪种染色体结构变异吗？提示：能在光学显微镜下观察到的是。提示：不能。若染色体 3 正常，染色体 4 则发生染色体结构变异中的缺失；若染色体 4 正常，染色体 3 则发生染色体结构变异中的重复。【检测反馈】1如图显示了染色体及其部分基因，对和过程最恰当的表述分别是()A交换、缺失 B倒位、缺失C倒位、易位 D交换、易位解析：过程中 F 与 m 位置相反，表示的是染色体的倒位，过程只有 F，没有 m，但多出了一段原来没有过的染色体片段，表示的是染色体的易位。答案：C2基因突变和染色体变异的一个重要区别是()A基因突变在光学显微镜下看不见B染色体变异是定向的，而基因突变是不定向的C基因突变是可
11、以遗传的D染色体变异是不能遗传的解析：基因突变是基因内部的碱基种类、数量、排列次序的变化而引起的生物变异，属于分子水平的变化，光学显微镜下观察不到。染色体的变化可在光学显微镜下直接观察到。生物的变异是不定向的，基因突变和染色体变异其遗传物质均发生改变，都是可遗传的变异。答案：A3如图中甲、乙两个体的一对同源染色体中各有一条发生变异(字母表示基因)。下列叙述正确的是()A个体甲的变异对表型无影响B个体乙的细胞在减数分裂的形成的四分体异常C个体甲自交的后代，性状分离比为 3：1D个体乙染色体没有基因缺失，表型无异常解析：个体甲的变异为染色体结构变异中的缺失，缺失了 e基因对表型可能有影响，A 选项
12、错误；个体乙的变异为染色体结构变异中的倒位，变异后个体乙的细胞在减数分裂时同源染色体联会形成的四分体异常，B 选项正确；若 E、e 基因与其他基因共同控制某种性状，则个体甲自交的后代中性状分离比不一定为3:1，C 选项错误；个体乙虽然染色体没有基因缺失，但是基因的排列顺序发生改变，可能引起性状的改变，D 选项错误。答案：B4如图分别表示不同的变异类型，其中图中的基因 2 由基因 1 变异而来。下列有关说法正确的是()A图都表示易位，发生在减数分裂的四分体时期B图中的变异属于染色体结构变异中的缺失C图中的变异属于染色体结构变异中的缺失或重复D图中 4 种变异能够遗传的是解析：图表示基因重组中的交
13、叉互换，因为其发生在同源染色体之间；图表示染色体结构变异中的易位，因为其发生在非同源染色体之间；图表示基因突变中碱基对的缺失；图表示染色体的缺失或重复。图中 4 种变异都是可遗传的变异。答案：C探究点二 染色体数目的变异【师问导学】1分析下列图示：根据图示判断甲、乙生物细胞中染色体组数并说明判断依据。(1)甲生物细胞内有几个染色体组？提示：4 个。细胞内同一种形态的染色体有 4 条。(2)乙生物细胞内有几个染色体组？(3)丙生物的体细胞含 32 条染色体，有 8 种形态，丙生物的体细胞中含有几个染色体组？写出计算的公式。提示：4 个。在乙生物体的基因型中，控制同一性状的基因出现 4 次。提示：
14、4 个。计算公式为：染色体组的数目染色体数/染色体形态数。2根据单倍体、二倍体和多倍体的概念判断下列说法是否正确，并说明理由。(1)二倍体物种所形成的单倍体中，其体细胞中只含有一个染色体组。提示：正确。二倍体的体细胞中含有两个染色体组，在体细胞进行减数分裂形成配子时，同源染色体分开，导致染色体数目减半。(2)由四倍体、六倍体生物形成的单倍体，其体细胞中含有两个或三个染色体组，可称为二倍体或三倍体。提示：错误。尽管其体细胞中含有两个或三个染色体组，但由于是正常的体细胞产生的配子形成的个体，只能称为单倍体。3如果某个体是由受精卵发育而来，则可能是哪种个体？如果是由配子发育而来呢？提示：二倍体或多倍
15、体；单倍体。4从来源和染色体组的数目分析，二倍体和多倍体的相同点和不同点分别是什么？提示：相同点：都是由受精卵发育而来；不同点：染色体组数不同，二倍体有两个染色体组，多倍体有三个或三个以上染色体组。5体细胞中有一个染色体组的是否一定是单倍体？单倍体细胞中可能会有两个染色体组吗？提示：体细胞中有一个染色体组的一定是单倍体。单倍体细胞中也可能含有两个染色体组，例如四倍体的花粉培养成的单倍体中就含有两个染色体组。6体细胞中有一个染色体组或三个染色体组的个体都是不育的，其原因分别是什么？提示：细胞中只有一个染色体组的个体，进行减数分裂时无法联会，所以不能完成减数分裂，导致不能形成正常可育的配子；细胞中
16、有三个染色体组的个体，减数分裂过程中联会紊乱，也导致不能形成正常可育的配子。【智涂笔记】归纳概括单倍体与多倍体的判断判断单倍体和多倍体时，首先看发育的起点，如果生物体是由生殖细胞卵细胞或花粉直接发育而成，不论细胞内含有几个染色体组都是单倍体。如果生物体是受精卵或合子发育形成的，生物体细胞内有几个染色体组就叫做几倍体。易错提醒：关于单倍体的三个易错点(1)单倍体的体细胞中并不一定只有一个染色体组，如四倍体的配子形成的单倍体的体细胞中含有两个染色体组。(2)单倍体并非都不育：二倍体的配子发育成的单倍体，表现为高度不育；多倍体的配子如含有偶数个染色体组，则发育成的单倍体含有同源染色体及等位基因，可育
17、并能产生后代。(3)单倍体是生物个体，而不是配子：精子和卵细胞属于配子，但不是单倍体。,【师说核心】1染色体组数的判断方法(1)根据染色体形态判断依据：细胞内形态相同的染色体有几条，则含有几个染色体组。实例：如图所示的细胞中，形态相同的染色体 a 中有 4 条，b 中有 3 条，c 中两两相同，d 中各不相同，则可判定它们分别含 4 个、3 个、2 个、1 个染色体组。(2)根据基因型判断依据：控制同一性状的基因出现几次，就含几个染色体组(每个染色体组内不含等位基因或相同基因)。实例：据图可知，eh 中依次含 4、2、3、1 个染色体组。(3)根据染色体数和形态数的比值判断依据：染色体数与形态
18、数的比值意味着每种形态染色体数目的多少，每种形态的染色体有几条，即含几个染色体组。实例：果蝇体内该比值(8 条/4 种形态)为 2，则果蝇含 2个染色体组。归纳概括染色体组数量的判断方法(1)同一形态的染色体有几条就有几个染色体组。如图中有 4 个染色体组。(2)控制同一性状的等位基因有几个就有几个染色体组。如 AAabbb 个体中有 3 个染色体组。(3)染色体组数染色体数染色体形态数，如图中染色体组数为824。2单倍体、二倍体和多倍体判断方法(1)如果生物体由受精卵(或合子)发育而成，体细胞中含有几个染色体组，该生物就称为几倍体。(2)如果生物体是由生殖细胞卵细胞或花粉直接发育而成，无论体
19、细胞中含有几个染色体组，都称为单倍体。3单倍体、二倍体、多倍体的比较生物体单倍体二倍体多倍体发育起点配子受精卵受精卵体细胞中染色体数目1 个或多个2 个3 个植株特点长得弱小，高度不育茎秆粗壮；器官比较大；营养物质增加4.对单倍体高度不育的理解(1)体细胞中染色体组为奇数的单倍体高度不育，原因是同源染色体联会紊乱，不能进行正常的减数分裂，不能产生配子，所以不能进行有性生殖，即高度不育。(2)体细胞中染色体组为偶数的单倍体能进行正常的减数分裂，是可育的。5三倍体无子西瓜的培育流程分析无子西瓜的培育过程上图中相关问题的分析：(1)关于两次传粉：过程传粉是为了杂交得到三倍体种子，过程传粉是为了提供生
20、长素刺激子房发育成果实。(2)用秋水仙素处理二倍体西瓜幼苗成为四倍体，是因为幼苗具有分生能力。(3)过程秋水仙素处理后，新产生的茎、叶、花的染色体数目加倍，而未处理的根细胞中仍为两个染色体组。(4)四倍体植株上结的西瓜 f，种皮和瓜瓤为四个染色体组，而种子 e 的胚为三个染色体组。(5)三倍体西瓜 c 进行减数分裂时，由于联会紊乱，不能产生正常配子。(6)获取三倍体种子 e 是在第一年四倍体植株 a 上；获取三倍体无子果实 g 则是在第二年的三倍体植株 c 上。【检测反馈】1普通小麦是六倍体，有 42 条染色体，科学家们用花药离体培养培育出的小麦幼苗是()A三倍体、21 条染色体 B单倍体、2
21、1 条染色体C三倍体、三个染色体组 D单倍体、一个染色体组解析：花药中的花粉是经过减数分裂发育而成的，由其培育出的幼苗比普通小麦的染色体数减少了一半，含有三个染色体组，而体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体叫单倍体。答案：B2双子叶植物大麻(2N20)为雌雄异株，性别决定为 XY型，若将其花药离体培养，再将幼苗用秋水仙素处理，所得植株的染色体组成应是()A18XY B18YYC9X 或 9Y D18XX 或 18YY解析：2N20，性别决定为 XY 型的双子叶植物大麻产生的花药的染色体组成为 9X 或 9Y，将其培育成单倍体后再利用秋水仙素处理，诱导染色体加倍后，植株的染色体组成是 18XX
22、 或 18YY。答案：D3如图分别表示四个生物的体细胞，有关描述中正确的是()A图中是单倍体的细胞有三个B图中的丁一定是单倍体的体细胞C每个染色体组中含有三条染色体的是甲、乙、丁D与乙相对应的基因型可以是 aaa、abc、AaaBBBcccDDd、aabbcc 等解析：判断染色体组是根据每一条染色体形态相同的个数，如甲、乙、丙、丁中分别含有 3、3、2、1 个染色体组，其中丁图一定是单倍体，而甲、乙、丙可能分别是三倍体、三倍体、二倍体，也可能是单倍体，与乙图对应的应是每个性状都有三个等位基因控制，所以 abc、aabbcc 这两种基因型是不正确的。答案：B4如图所示为雄果蝇染色体图，据图能得到
23、的结论是()其配子的染色体组是 X、或 Y、有丝分裂后期有 4 个染色体组，染色体有 5 种不同形态 减数第二次分裂后期有 2 个染色体组，染色体有 5 种不同形态 该生物进行基因测序应选择 5 条染色体A BCD解析：该图为雄果蝇染色体图，减数第一次分裂产生的子细胞含有 4 条形态不同的染色体(、X 或、Y)。减数第二次分裂后期含 2 个染色体组，染色体只有 4 种不同形态。答案：C5下列有关单倍体的叙述中不正确的是()由未受精的卵细胞发育成的植物，一定是单倍体 含有两个染色体组的生物体，一定不是单倍体 生物的精子或卵细胞一定都是单倍体 基因型为 aaaBBBccc 的植株一定是单倍体 基因
24、型为 Abcd 的生物体一般是单倍体A BCD解析：由未受精的卵细胞发育而来的个体一定是单倍体，正确；含有两个染色体组的生物体，可能是二倍体，也可能是四倍体生物的单倍体，错误；生物的精子或卵细胞是生殖细胞，不是个体，所以不能称为单倍体，错误；基因型为 aaaBBBccc的植株可能是单倍体，也可能是三倍体，错误；基因型为 Abcd的生物体细胞中只有一个染色体组，一般是单倍体，正确。答案：B6下列是无子西瓜培育的过程简图，有关叙述不正确的是()A过程也可进行低温诱导处理，该过程与秋水仙素的作用原理不同B三倍体植株不育的原因是在减数分裂过程中联会发生紊乱C培育得到的无子西瓜与二倍体有子西瓜相比个大、
25、含糖量高D要得到无子西瓜，需每年制种，很麻烦，所以可用无性繁殖进行快速繁殖解析：低温诱导和秋水仙素的作用原理相同，都是抑制有丝分裂前期纺锤体的形成。答案：A【网络建构】【主干落实】1染色体结构变异包括缺失、重复、倒位和易位等几种类型。2染色体结构变异可改变染色体上的基因的数目或排列顺序，可在显微镜下观察到。3二倍体生物正常配子中的一组染色体是一个染色体组。4由受精卵发育而来的个体，体细胞中含几个染色体组，就是几倍体。5单倍体并不一定只含一个染色体组。6单倍体育种包括花药离体培养和秋水仙素处理幼苗等阶段，能明显缩短育种年限。7秋水仙素或低温能抑制纺锤体的形成，从而导致染色体数目加倍。(一)问题探
26、讨提示：参见练习中的拓展题，了解无子西瓜的形成过程。(二)实验提示：两者都是通过抑制分裂细胞内纺锤体的形成，使染色体不能移向细胞两极，而引起细胞内染色体数目加倍。教材课后习题 一、基础题1(1)(2)2B3填表二、拓展题1西瓜幼苗的芽尖是有丝分裂旺盛的地方，用秋水仙素处理有利于抑制细胞有丝分裂时形成纺锤体，从而形成四倍体西瓜植株。2杂交可以获得三倍体植株。多倍体产生的途径为：秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。3三倍体植株不能进行正常的减数分裂形成生殖细胞，因此，不能形成种子。但并不是绝对一颗种子都没有，其原因是在进行减数分裂时，有可能形成正常的卵细胞。4有其他的方法可以替代。方法一，进行无性繁殖。将三倍体西瓜植株进行组织培养获取大量的组培苗，再进行移栽。方法二，利用生长素或生长素类似物处理二倍体未受粉的雌蕊，以促进子房发育成无种子的果实，在此过程中要进行套袋处理，以避免受粉。
