PAGE13-第2節(jié)染色體變異課標內(nèi)容要求核心素養(yǎng)對接舉例說明染色體結(jié)構(gòu)和數(shù)目的變異都可能導(dǎo)致生物性狀的變更甚至死亡。1.生命觀念：依據(jù)結(jié)構(gòu)和功能觀說出染色體結(jié)構(gòu)變異種類及影響。2．科學(xué)思維：通過比較、歸納與概括駕馭染色體組、二倍體、多倍體、單倍體的區(qū)分，提升歸納總結(jié)的實力。通過分類與比較，明確單倍體育種和多倍體育種的流程。3．科學(xué)探究：通過“低溫誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目的變更”試驗，提高試驗操作實力。一、染色體數(shù)目的變異1．染色體變異的概念生物體的體細胞或生殖細胞內(nèi)染色體數(shù)目或結(jié)構(gòu)的變更。2．變異類型和實例類型實例個別染色體的增加或削減21三體綜合征以染色體組形式成倍增減三倍體無子西瓜3.染色體組(1)組成寫出上圖雄果蠅體細胞中一個染色體組所含的染色體：Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y。(2)組成特點：細胞中的一組非同源染色體，在形態(tài)和功能上各不相同。4．二倍體和多倍體(1)二倍體(2)多倍體①概念eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(起點：受精卵,染色體組數(shù)：三個或三個以上染色體組,實例：三倍體香蕉、四倍體馬鈴薯))②特點：莖稈粗大，葉片、果實和種子都比較大，糖類和蛋白質(zhì)等養(yǎng)分物質(zhì)的含量都有所增加。③人工誘導(dǎo)(多倍體育種)方法用秋水仙素處理或用低溫處理處理對象萌發(fā)的種子或幼苗原理能夠抑制紡錘體的形成，導(dǎo)致染色體不能移向細胞的兩極，從而使染色體數(shù)目加倍5.單倍體(1)概念：體細胞中的染色體數(shù)目與本物種配子染色體數(shù)目相同的個體。(2)特點eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(植株長得弱小,高度不育))(3)應(yīng)用：單倍體育種。①方法：eq\x(\a\al(花,藥))eq\o(,\s\up10(離體),\s\do10(培育))eq\x(\a\al(單倍體,幼苗))eq\o(,\s\up10(人工誘導(dǎo)),\s\do10(用秋水仙素處理))eq\x(\a\al(染色體數(shù)目加倍,得到正常純合子))②優(yōu)點：明顯縮短育種年限。二、低溫誘導(dǎo)植物細胞染色體數(shù)目的變更1．試驗原理2．試驗流程及結(jié)論eq\a\vs4\al(根尖的培,養(yǎng)及誘導(dǎo))eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(①培育方法：將蒜放在裝滿清水的,容器上方，讓蒜的底部接觸水面,②誘導(dǎo)時機：待蒜長出約1cm長的,不定根時,③誘導(dǎo)措施：將整個裝置放入冰箱冷藏室內(nèi)，,誘導(dǎo)培育48～72h))↓eq\a\vs4\al(取材及,固定)eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(①取材：剪取誘導(dǎo)處理的根尖0.5～1cm,②固定：放入卡諾氏液中浸泡0.5～1h，,以固定細胞的形態(tài),③沖洗：用體積分數(shù)為95%的酒精沖洗2次))↓eq\a\vs4\al(制作,裝片)eq\b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(①解離,②漂洗,③染色：運用改良苯酚品紅染液,④制片))eq\a\vs4\al(同“視察植物細,胞的有絲分裂”)↓視察：先用低倍鏡視察，找到變異細胞，再換用高倍鏡視察↓結(jié)論：低溫能誘導(dǎo)植物細胞染色體數(shù)目加倍三、染色體結(jié)構(gòu)的變異1．染色體結(jié)構(gòu)變異的類型[連線]2．染色體結(jié)構(gòu)變異的結(jié)果(1)染色體上基因的數(shù)目或排列依次發(fā)生變更，而導(dǎo)致性狀的變異。(2)大多數(shù)染色體結(jié)構(gòu)變異對生物體是不利的，有的甚至?xí)?dǎo)致生物體死亡。推斷對錯(正確的打“√”，錯誤的打“×”)1．體細胞中含兩個染色體組的個體是二倍體，含有三個或三個以上染色體組的個體是多倍體。 ()2．人工誘導(dǎo)多倍體最常用、最有效的方法是用秋水仙素處理休眠的種子。 ()3．經(jīng)低溫誘導(dǎo)后，在顯微鏡下可以看到大多數(shù)細胞的染色體數(shù)目發(fā)生變更。 ()4．貓叫綜合征是人的第5號染色體部分缺失引起的。 ()5．基因突變、基因重組、染色體變異在光學(xué)顯微鏡下都可以視察到。 ()6．染色體片段的缺失和重復(fù)必定導(dǎo)致基因種類的變更。 ()[答案]1．×提示：由配子發(fā)育而來的生物，無論含有幾個染色體組，都是單倍體。2．×提示：秋水仙素可抑制細胞分裂過程中紡錘體的形成，誘導(dǎo)染色體加倍，但休眠種子細胞不進行細胞分裂。3．×提示：由于分裂間期較長，大多數(shù)細胞處于分裂間期，看不到染色體。4．√5．×提示：基因突變和基因重組在光學(xué)顯微鏡下視察不到。6．×提示：染色體片段的重復(fù)會導(dǎo)致基因數(shù)目增加，基因種類不會變更；染色體片段缺失會導(dǎo)致基因數(shù)目削減，還有可能導(dǎo)致基因種類削減。染色體數(shù)目的變異1．染色體組數(shù)的推斷方法(1)依據(jù)染色體形態(tài)推斷①依據(jù)：細胞內(nèi)形態(tài)相同的染色體有幾條，則含有幾個染色體組。②實例：如圖所示的細胞中，形態(tài)相同的染色體a中有4條，b中有3條，c中兩兩相同，d中各不相同，則可判定它們分別含4個、3個、2個、1個染色體組。(2)依據(jù)基因型推斷①依據(jù)：限制同一性狀的基因出現(xiàn)幾次，就含幾個染色體組(每個染色體組內(nèi)不含等位基因或相同基因)。②實例：據(jù)圖可知，e～h中依次含4、2、3、1個染色體組。(3)依據(jù)染色體數(shù)和形態(tài)數(shù)的比值推斷①依據(jù)：染色體數(shù)與形態(tài)數(shù)的比值意味著每種形態(tài)染色體數(shù)目的多少，每種形態(tài)的染色體有幾條，即含幾個染色體組。②實例：果蠅體內(nèi)該比值(8條/4種形態(tài))為2，則果蠅含2個染色體組。2．單倍體、二倍體和多倍體的推斷方法(1)假如生物體由受精卵(或合子)發(fā)育而成，體細胞中含有幾個染色體組，該生物就稱為幾倍體。(2)假如生物體是由生殖細胞——卵細胞或花粉干脆發(fā)育而成，無論體細胞中含有幾個染色體組，都稱為單倍體。關(guān)于單倍體的三個易錯點(1)單倍體的體細胞中并不肯定只有一個染色體組，如四倍體的配子形成的單倍體的體細胞中含有兩個染色體組。續(xù)表(2)單倍體并非都不育：二倍體的配子發(fā)育成的單倍體，表現(xiàn)為高度不育；多倍體的配子如含有偶數(shù)個染色體組，則發(fā)育成的單倍體含有同源染色體及等位基因，可育并能產(chǎn)生后代。(3)單倍體是生物個體，而不是配子；精子和卵細胞屬于配子，但不是單倍體。1．(不定項)如圖所示為雄果蠅染色體圖，據(jù)圖能得到的結(jié)論是()A．其配子的染色體組是X、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ或Y、Ⅱ、Ⅲ、ⅣB．有絲分裂后期有4個染色體組，染色體有5種不同形態(tài)C．減數(shù)分裂Ⅱ后期有2個染色體組，染色體有5種不同形態(tài)D．該生物有絲分裂和減數(shù)分裂過程中均可能發(fā)生染色體數(shù)目變異ABD[該圖為雄果蠅染色體圖，減數(shù)第一次分裂產(chǎn)生的子細胞含有4條形態(tài)不同的染色體(Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y)。減數(shù)分裂Ⅱ后期含2個染色體組，染色體只有4種不同形態(tài)。]2．下列有關(guān)單倍體的敘述中不正確的是()①由未受精的卵細胞發(fā)育成的植物，肯定是單倍體②含有兩個染色體組的生物體，肯定不是單倍體③生物的精子或卵細胞肯定都是單倍體④基因型為aaaBBBccc的植株肯定是單倍體⑤基因型為Abcd的生物體一般是單倍體A．③④⑤ B．②③④C．①③⑤ D．②④⑤B[由未受精的卵細胞發(fā)育而來的個體肯定是單倍體，①正確；含有兩個染色體組的生物體，可能是二倍體，也可能是四倍體生物的單倍體，②錯誤；生物的精子或卵細胞是生殖細胞，不是個體，所以不能稱為單倍體，③錯誤；基因型為aaaBBBccc的植株可能是單倍體，也可能是三倍體，④錯誤；基因型為Abcd的生物體細胞中只有一個染色體組，一般是單倍體，⑤正確。]單倍體不肯定僅含1個染色體組單倍體一般只含有一個染色體組，但不肯定只含1個染色體組，如四倍體的單倍體含兩個染色體組。單倍體可能含同源染色體，可能含等位基因，也可能可育并產(chǎn)生后代。染色體數(shù)目變異試驗及應(yīng)用1．“低溫誘導(dǎo)植物細胞染色體數(shù)目的變更”試驗應(yīng)留意的問題(1)選材：應(yīng)選用能進行分裂的分生組織細胞，否則不會出現(xiàn)染色體加倍的狀況。(2)溫度不是越低越好：溫度過低對根尖細胞造成損害，應(yīng)選擇相宜溫度。(3)并不是全部細胞中染色體均已加倍：只有少部分細胞實現(xiàn)“染色體加倍”，大部分細胞仍為二倍體狀況。(4)細胞是死的而非活的：顯微鏡下視察到的細胞是已被解離液殺死的細胞。(5)著絲粒分裂與紡錘體無關(guān)：著絲粒到有絲分裂后期才分裂，與有無紡錘體無關(guān)。2．多倍體育種(1)原理：染色體數(shù)目變異。(2)多倍體育種的過程正在萌發(fā)的種子或幼苗eq\o(,\s\up10(秋水仙素處理))抑制紡錘體形成eq\o(,\s\up10(導(dǎo)致))染色體不分別eq\o(,\s\up10(導(dǎo)致))細胞中染色體數(shù)目加倍eq\o(,\s\up10(正常分裂、分化))多倍體植株。(3)特點：①優(yōu)點：與二倍體相比，多倍體植株經(jīng)常是莖稈粗大，葉片、果實和種子都比較大，糖類和蛋白質(zhì)等養(yǎng)分物質(zhì)的含量都有所增加。②缺點：多倍體育種適用于植物，在動物方面難以開展，且多倍體植物往往發(fā)育遲緩，牢固率低。(4)實例：三倍體無子西瓜的培育過程①b過程傳粉是為了雜交得到三倍體種子，c過程傳粉是為了供應(yīng)生長素刺激子房發(fā)育成果實。②獲得三倍體種子是在第一年四倍體植株上；獲得三倍體無子果實則是在其次年的三倍體植株上。③無子的緣由：三倍體西瓜進行減數(shù)分裂時，由于同源染色體聯(lián)會紊亂，不能產(chǎn)生正常配子。3．單倍體育種(1)原理：染色體數(shù)目變異。(2)過程用高稈抗病(DDTT)和矮稈不抗病(ddtt)小麥品種，培育矮稈抗病小麥的過程，見下圖：其中單倍體育種的核心步驟為①花藥離體培育和②秋水仙素處理誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍。(3)特點①優(yōu)點：與雜交育種相比，單倍體育種能明顯縮短育種年限，子代均為純合子，加速育種進程。②缺點：技術(shù)困難且需與雜交技術(shù)結(jié)合運用。應(yīng)用實踐：如圖表示用純種的高稈(D)抗銹病(T)小麥與矮稈(d)易染銹病(t)小麥培育矮稈抗銹病小麥新品種的方法，據(jù)圖分析：(1)F1能產(chǎn)生幾種雄配子？提示：F1的基因型是DdTt，能產(chǎn)生四種雄配子：DT、dT、Dt、dt。(2)過程③是哪種處理？其原理是什么？提示：過程③是花藥離體培育；原理是細胞的全能性。(3)過程④是哪種處理？處理后符合要求的植株占的比例是多少？提示：過程④是用肯定濃度的秋水仙素處理單倍體幼苗。處理后基因型為ddTT的個體占的比例為1/4。1．下列關(guān)于“低溫誘導(dǎo)植物細胞染色體數(shù)目的變更”試驗的敘述中，正確的是()A．低溫處理洋蔥根尖后會引起成熟區(qū)細胞染色體數(shù)目的變更B．在視察低溫處理的洋蔥根尖裝片時，通過一個細胞可以看到染色體的變更狀況C．利用低溫柔秋水仙素處理材料均可抑制紡錘體的形成D．視察洋蔥根尖細胞裝片時要先在低倍鏡下找到所要視察的細胞并移到視野的中心，調(diào)整視野的亮度，再轉(zhuǎn)動粗準焦螺旋直至物像清楚C[洋蔥根尖成熟區(qū)細胞不能進行有絲分裂，A錯誤；制成裝片時細胞已經(jīng)死亡，所以不能通過一個細胞視察染色體的變更狀況，B錯誤；低溫處理和利用秋水仙素處理都是通過抑制紡錘體的形成誘導(dǎo)細胞染色體數(shù)目加倍的，C正確；在高倍鏡下視察時不能運用粗準焦螺旋，D錯誤。]2．用純種的高稈(D)抗銹病(T)小麥與矮稈(d)易染銹病(t)小麥培育矮稈抗銹病小麥新品種的方法如下，下列有關(guān)此育種方法的敘述中，正確的是()A．過程①的作用原理為染色體變異B．過程③必需經(jīng)過受精作用C．過程④必需運用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗D．此育種方法選出的符合生產(chǎn)要求的品種占1/4D[過程①表示雜交，其原理為基因重組。過程③常用的方法為花藥離體培育。過程④運用秋水仙素或低溫處理幼苗，因為單倍體高度不育，不產(chǎn)生種子。](1)單倍體育種一般應(yīng)用于二倍體植物，因為若為四倍體植物，通過單倍體育種形成的個體不肯定是純合子。(2)單倍體育種和多倍體育種中都用到秋水仙素，但單倍體育種中是用秋水仙素處理單倍體幼苗，而多倍體育種中是用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗。染色體結(jié)構(gòu)的變異1．染色體缺失、重復(fù)與基因突變的區(qū)分項目基因突變?nèi)旧w缺失、重復(fù)實質(zhì)堿基對的替換、增加或缺失染色體上基因的缺失或重復(fù)對象堿基對基因結(jié)果堿基對的數(shù)目或排列依次變更基因數(shù)目或排列依次變更是否可見分子水平、光學(xué)顯微鏡下視察不到光學(xué)顯微鏡下可視察到2.染色體易位與交叉互換的區(qū)分項目染色體易位交叉互換圖解區(qū)分發(fā)生于非同源染色體之間發(fā)生于同源染色體的非姐妹染色單體之間屬于染色體結(jié)構(gòu)變異屬于基因重組可在顯微鏡下視察到在顯微鏡下視察不到可發(fā)生于有絲分裂和減數(shù)分裂過程中只發(fā)生于減數(shù)第一次分裂的四分體時期合作探究：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，這兩種變異分別屬于哪一種可遺傳變異？圖a圖b提示：圖a發(fā)生在同源染色體的非姐妹染色單體之間，屬于基因重組；圖b發(fā)生在非同源染色體之間，屬于染色體結(jié)構(gòu)變異。1．如圖中甲、乙兩個體的一對同源染色體中各有一條發(fā)生變異(字母表示基因)。下列敘述正確的是()A．個體甲的變異對表型無影響B(tài)．個體乙的細胞在減數(shù)分裂的形成的四分體異樣C．個體甲自交的后代，性狀分別比為3∶1D．個體乙染色體沒有基因缺失，表型無異樣B[個體甲的變異為染色體結(jié)構(gòu)變異中的缺失，缺失了e基因?qū)Ρ硇涂赡苡杏绊?，A選項錯誤；個體乙的變異為染色體結(jié)構(gòu)變異中的倒位，變異后個體乙的細胞在減數(shù)分裂時同源染色體聯(lián)會形成的四分體異樣，B選項正確；若E、e基因與其他基因共同限制某種性狀，則個體甲自交的后代中性狀分別比不肯定為3∶1，C選項錯誤；個體乙雖然染色體沒有基因缺失，但是基因的排列依次發(fā)生變更，可能引起性狀的變更，D選項錯誤。]2．(不定項)如圖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。下列有關(guān)說法錯誤的是()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①③ABD[圖①表示基因重組中的交叉互換，因為其發(fā)生在同源染色體之間；圖②表示染色體結(jié)構(gòu)變異中的易位，因為其發(fā)生在非同源染色體之間；圖③表示基因突變中堿基對的缺失；圖④表示染色體的缺失或重復(fù)。圖中4種變異都是可遺傳的變異。]“三看法”推斷可遺傳變異類型(1)DNA分子內(nèi)的變異：(2)DNA分子間的變異：[課堂小結(jié)]知識網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建核心語句歸納1.二倍體生物正常配子中的一組染色體是一個染色體組。2.由受精卵發(fā)育而來的個體，體細胞中含幾個染色體組，就是幾倍體。3.單倍體并不肯定只含一個染色體組。單倍體育種包括花藥離體培育和秋水仙素處理幼苗等階段，能明顯縮短育種年限。4.秋水仙素或低溫能抑制紡錘體的形成，從而導(dǎo)致染色體數(shù)目加倍。5.染色體結(jié)構(gòu)變異包括缺失、重復(fù)、倒位和易位等幾種類型。6.染色體結(jié)構(gòu)變異可變更染色體上的基因的數(shù)目或排列依次，可在顯微鏡下視察到。1．(不定項)下列細胞分裂圖像中含有2個染色體組的是()ABCDAD[A、D中含有2個染色體組，B中含4個染色體組，C中有1個染色體組。]2．關(guān)于無子西瓜的培育的說法，錯誤的是()A．用二倍體的花粉為四倍體的植株傳粉可獲得三倍體的種子B．用二倍體的花粉為三倍體的植株傳粉可獲得三倍體的種子C．秋水仙素與低溫使染色體數(shù)目加倍的原理相同D．三倍體西瓜的產(chǎn)生是有性生殖的結(jié)果，但它本身一般不能進行有性生殖B[用二倍體的花粉為四倍體的植株傳粉可獲得三倍體的種子，A項正確。三倍體的植株在減數(shù)分裂時聯(lián)會紊亂，不能產(chǎn)生正常的配子，因此該植株不會形成種子，用二倍體的花粉為三倍體的植株傳粉的目的是促進子房發(fā)育成果實，B項錯誤。秋水仙素與低溫使染色體數(shù)目加倍的原理都是抑制紡錘體的形成，使染色體數(shù)目加倍，C項正確。二倍體和四倍體雜交產(chǎn)生三倍體，即該三倍體是有性生殖的結(jié)果，而三倍體本身不行育，D項正確。]3．某二倍體生物的一個染色體組含有8條染色體，下列相關(guān)說法中不正確的是()A．此生物產(chǎn)生的生殖細胞中有8條染色體B．此生物體細胞內(nèi)一般有8種形態(tài)的染色體C．這8