1、第2节 染色体变异学 习 目 标知 识 体 系1.举例说明染色体结构变异的类型。(重点)2.举例说明染色体组的概念及判断方法。(难点)3.阐述单倍体、二倍体和多倍体的概念及特点。(重点、难点)4.比较单倍体育种和多倍体育种的原理、方法、流程和优点。(重点)5.进行“低温诱导植物染色体数目的变化”实验。(重点)01 探新知 自主梳理02 破重难 讲练互动03 固双基 当堂达标04 课后 巩固提升一、染色体结构变异1.类型：染色体中的某一片段缺失：染色体中增加了某一片段：染色体某一片段移接到另一条非同源染色体上：染色体某一片段的位置颠倒了2结果：排列在染色体上的基因的或发生改变，而导致。缺失易位重
2、复倒位数目性状的变异排列顺序3对生物体的影响(1)染色体结构的改变，会使排列在染色体上的或发生改变，而导致性状的变异。大多数染色体结构变异对生物体是的，有的甚至会导致生物体死亡。(2)人类的许多遗传病是由引起的。例如，猫叫综合征是人的第号染色体部分缺失引起的遗传病。基因的数目排列顺序不利染色体结构改变5二、染色体数目变异1染色体数目的变异类型类型增减例如：21三体综合征以的形式成倍地减少或增加例如：雄蜂、三倍体西瓜2染色体组(1)概念范围：细胞中的一组，在形态和 功能上各不相同功能：共同控制生物的 的一组染色体个别染色体染色体组非同源染色体生长、发育、遗传和变异(2)图示分析图中的雄果蝇体细胞
3、染色体中或就代表一个染色体组，与其中的染色体组成相同。、X、Y 精子3二倍体和多倍体(1)二倍体的概念发育起点：。染色体组数：。实例：几乎全部和过半数的。受精卵两个动物高等植物(2)多倍体概念发育起点染色体组数实例三倍体香蕉、四倍体马铃薯特点粗壮，叶片、果实和种子都比较大，等营养物质的含量都有所增加人工诱导方法用处理或用处理处理对象的种子或原理能够抑制的形成，导致染色体不能移向细胞的两极，从而使细胞内染色体数目加倍受精卵三个或三个以上茎秆糖类和蛋白质秋水仙素低温萌发幼苗纺锤体4.单倍体(1)概念：体细胞中含有本物种染色体数目的个体。(2)特点植株长得高度(3)应用单倍体育种方法花药 离体培养单
4、倍体幼苗人工诱导用处理 加倍，得到正常纯合子优点：。配子弱小不育秋水仙素染色体数目明显缩短育种年限三、低温诱导植物染色体数目的变化预习小测1连一连2判一判(1)染色体的结构变异包括染色体片段的缺失、重复(增加)易位和颠倒等几种()(2)染色体数目变异都是以染色体组的形式增加或减少()(3)一个染色体组中不可能有同源染色体()(4)单倍体是由配子不经受精直接发育而成()(5)用秋水仙素或低温处理都可抑制纺锤体形成，从而获得多倍体细胞()(1)图中哪些变异可以在显微镜下观察到？提示：ABC。(2)图中哪种变异没导致基因数目和排列顺序发生变化？提示：D。探究主体 1 染色体的结构变异问题情境 观察下
5、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：染色体结构变异的四个关注点(1)关于“互换”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)关于“缺失或增加”DNA分子上若干基因的缺失或重复(增加)，属于染色体结构变异。DNA分子上若干碱基对的缺失、增添，属于基因突变。(3)关于变异的水平基因突变、基因重组属于分子水平的变化，在光学显微镜下观察不到。染色体变异属于细胞水平的变化，在光学显微镜下可以观察到。(4)关于变异的“质”和“量”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
6、般也不改变基因的量。染色体变异不改变基因的质，会改变基因的量或基因的排列顺序。1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。相关说法正确的是()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：图表示交叉互换，发生在减数分裂的四分体时期；图表示易位；图中的变异属于基因突变中的碱基对的缺失；图中，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；图中4种变异都是遗传物质的改变，都能够遗传。答案：C2如图表示某种生物的
7、部分染色体发生了两种变异的示意图，图中和、和互为同源染色体，下列叙述正确的是()A图a和图b均为染色体结构变异B图a为基因重组，图b为染色体结构变异C图a在光学显微镜下能看到，图b在光学显微镜下看不到D图b的变化大多数对生物体是有利的解析：图a显示同源染色体的非姐妹染色单体之间发生了交叉互换，属于基因重组，而图b所示为号染色体的某片段移到号的非同源染色体上，属于染色体结构变异。答案：B雌、雄果蝇体细胞的染色体图解探究主体 2 染色数目的变异问题情境 染色体组：如图为雌雄果蝇的染色体图解，请据图思考下列问题：(1)请写出图中的一个染色体组。提示：、或、Y。(2)为什么“、”不能算是一个染色体组？
8、提示：缺少一条性染色体，缺少部分基因，不能控制生物的生长、发育、遗传和变异。1染色体组概念的理解2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：染色体数与形态数的比值意味着每种形态染色体数目的多少，每
9、种形态的染色体有几条，即含几个染色体组。实例：果蝇体内该比值为8条/4种形态2，则果蝇含2个染色体组。易错警示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能进行正常的减数分裂并产生后代。(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。1在显微镜下，通常根据染色体的形态和大小来判断一个细胞中染色体组的数目。对如图所示细胞中染色体组和基因的判断正确的是()A在该细胞
10、中，属于一个染色体组B在该细胞中，控制同一性状的基因有2个(一对)C在该细胞中，含有控制生物性状的2套基因D在该细胞中，含有控制生物性状的4套基因解析：题图中形态大小相同，属于同源染色体，一个染色体组中的染色体形态大小各不相同；同源染色体的同一位置上存在着控制同一性状的基因，在该细胞中，控制同一性状的基因有4个，含有控制生物性状的4套基因，D项正确。答案：D2如图中字母表示真核细胞中所含有的基因，它们不在同一条染色体上。下列有关叙述中，错误的是()A对于A、b基因来说，一定是纯合子B个体一定是单倍体C可能是单倍体，也可能是多倍体D可能是的单倍体解析：对于A、b基因来说，一定是纯合子，自交后代不
11、发生性状分离，A项正确；可能含有多个染色体组，可能是单倍体，也可能是多倍体，B项错误，C项正确；可能是由的配子发育而来，可能是的单倍体，D项正确。答案：B方法技巧“两看法”判断单倍体、二倍体和多倍体探究主体 3 染色体变异与生物育种问题情境 下图表示两种育种方式，请据图思考下列问题：(1)甲图和乙图分别表示哪种育种方式？它们的育种原理是否相同？提示：甲图表示的是单倍体育种，乙图表示的是多倍体育种。它们的育种原理都是染色体数目的变异。(2)甲图和乙图中都有秋水仙素诱导染色体组加倍，其原理是什么？甲图中为什么要用秋水仙素处理？提示：秋水仙素抑制纺锤体的形成，从而诱导染色体组加倍。由于甲图中花药离体
12、培养得到的单倍体中只有一个染色体组，所以是不育的，需要通过秋水仙素处理使染色体组加倍，从而变成可育的。(3)乙图中获得无子西瓜至少需要几年？图中有两次传粉过程，它们的目的分别是什么？提示：两年。第一次传粉的目的是得到三倍体种子，第二次传粉是为了刺激三倍体的子房发育成果实。(4)为什么甲图中的育种方式能大大缩短育种年限？提示：秋水仙素处理单倍体幼苗直接得到纯合体。单倍体育种和多倍体育种的比较多倍体育种单倍体育种原理染色体组成倍增加染色体组成倍减少，再加倍后得到纯种(指每对染色体上成对的基因都是纯合的)常用方法秋水仙素处理萌发的种子或幼苗花药离体培养后，人工诱导染色体加倍优点操作简单明显缩短育种年
13、限缺点适用于植物，在动物方面难以操作技术复杂一些，需与杂交育种配合易错警示(1)花药离体培养单倍体育种：单倍体育种一般包括杂交、花药离体培养、秋水仙素处理和筛选4个过程，不能简单地认为花药离体培养就是单倍体育种的全部。(2)单倍体育种的选择时机：不能选择特定基因型的花粉，也不能选择特定基因型的单倍体，因为花粉、单倍体不能表现出相关的性状，应在秋水仙素处理后获得的纯合子中选择具有所需性状的个体。(3)单倍体育种与多倍体育种的操作对象不同：由于单倍体往往高度不育，育种操作的对象一般是单倍体幼苗，通过组织培养得到纯合子植株。多倍体育种操作的对象是正常萌发的种子或幼苗。1科研工作者将基因型为Bb的某植
14、物幼苗用秋水仙素处理，使其成为四倍体；再将四倍体产生的配子离体培养成幼苗后再用秋水仙素处理使染色体加倍。依据上述材料，你认为正确的判断组合是()最终获得的后代有2种表现型和3种基因型上述育种方式包含了多倍体育种和单倍体育种最终获得的后代都是纯合子第二次秋水仙素处理后得到的植株是可育的A BCD解析：基因型为Bb的植物幼苗用秋水仙素处理后，成为四倍体BBbb，该过程属于多倍体育种；BBbb产生的配子有BB、Bb、bb 3种，配子离体培养成幼苗后再用秋水仙素处理使染色体加倍，该过程属于单倍体育种，得到BBBB、BBbb、bbbb 3种基因型的四倍体，表现型为两种，、正确；BBbb属于杂合子，错误；
15、第二次秋水仙素处理后得到的植株含有成对的同源染色体，可经减数分裂产生正常的配子，是可育的，正确。答案：B2用基因型为AAdd和aaDD的亲本植株进行杂交，并对其子一代的幼苗用秋水仙素进行处理，该植物的基因型及所属几倍体为()AAAaaDDDD，四倍体BAaDd，二倍体CAAdd，二倍体DAAaaDDdd，四倍体解析：基因型为AAdd和aaDD的植株进行杂交，子一代基因型为AaDd，为二倍体，用秋水仙素进行处理后，染色体数目加倍，基因型为AAaaDDdd，为四倍体。答案：D夯实生命观念1染色体变异的实质是基因数目和位置的改变。2染色体组是指细胞中的一组非同源染色体，在形态和功能上各不相同，但又互
16、相协调，共同控制生物的生长、发育、遗传和变异。3体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体，叫单倍体。由受精卵发育而来的个体，体细胞中含有两个染色体组的个体叫二倍体，含有三个或三个以上染色体组的个体叫多倍体。4与正常植株相比，单倍体植株长得弱小，并且高度不育。多倍体植株常常茎秆粗壮，叶片、果实和种子都比较大，糖类和蛋白质等营养物质的含量较高。5单倍体育种能明显缩短育种年限，但技术性较强。6多倍体育种可获得营养价值高，抗逆性强的植株，但多倍体植株往往发育迟缓，结实率低。注重语言表达1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
17、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。2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。3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。1由于种种原因，某生物体内某条染色体上多了几个或少了几个
18、基因，这种遗传物质的变化属于()A基因内部结构的改变B染色体结构变异C染色体数目变异D染色单体的交叉互换解析：某条染色体上多了几个或少了几个基因，属于细胞水平的变异，在显微镜下可见，属于染色体结构变异。答案：B2如图所示细胞中含有3个染色体组的是()解析：A中每一种相同形态的染色体有4条，有4个染色体组；B中细胞处于减数第二次分裂后期，每一极的染色体是一个染色体组，含有两个染色体组；C中等位基因有两个，含有两个染色体组；D中每一种相同形态的染色体有3条，有3个染色体组。答案：D3关于单倍体、二倍体、多倍体的叙述，正确的是()A体细胞中含有两个染色体组的个体就是二倍体B用秋水仙素处理单倍体植株后
19、得到的一定是二倍体植株C多倍体的植株常常是茎秆粗壮，叶片、果实、种子都比较大，营养物质都有所增加D多倍体在动物中常见，在植物中很少见解析：体细胞中含有两个染色体组的个体如果是由配子发育而来，则是单倍体，A项错误；用秋水仙素处理单倍体植株后得到的可能是多倍体植株，B项错误；多倍体由于基因数量增加，所以表现为茎秆粗壮，叶片、果实、种子都比较大，营养物质含量增加，C项正确；多倍体在植物中较常见，在动物中很少见，D项错误。答案：C4下列关于单倍体的叙述，正确的是()A单倍体的体细胞中只含有一个染色体组B一个卵细胞就是一个单倍体C单倍体育种运用了植物组织培养技术D单倍体育种是为了快速获得单倍体植株解析：
20、单倍体的体细胞中不一定只含有一个染色体组；单倍体是由配子发育而成的个体，而不是细胞；单倍体育种运用了植物组织培养技术；单倍体育种的目的是快速获得能稳定遗传的植株，而不是单倍体。答案：C5下列对染色体的描述，正确的是()A染色体是基因的载体，基因都在染色体上B低温可诱导植物细胞染色体数目的变化C猫叫综合征是由染色体数目改变引起的D21三体综合征是由染色体结构改变引起的解析：部分基因位于线粒体或叶绿体中，A项错误；低温可诱导染色体数目加倍，B项正确；猫叫综合征是由染色体结构变异引起的，C项错误；21三体综合征是由染色体数目变化引起的，D项错误。答案：B6如图表示以某种农作物和两个品种培育出、三个品
21、种的过程。根据图示过程，回答下列问题：(1)用和培育所采用的方法和分别称为_和_。(2)由培育出的常用方法是_，由经、V培育出品种的方法称为_，其优点是_。(3)由 培 育 成 的 常 用 方 法 是 _，其 形 成 的 称 为_。解析：(1)由题图可知，用和培育所采用的方法是杂交育种，过程和过程分别为杂交、自交。(2)过程和为单倍体育种，与其他育种方法相比，其优点是可明显缩短育种年限。由培育出的常用方法是花药离体培养。(3)过程为多倍体育种，常用方法是用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，二倍体植株的幼苗经秋水仙素处理后发育成的个体为四倍体。答案：(1)杂交 自交(2)花药离体培养 单倍体育种 明显缩短育种年限(3)用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗 四倍体04 课后 巩固提升