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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ⅢⅣⅠⅡ2.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、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ或Y、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ3．二倍体、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①方法秋水仙素――→处理萌发的种子或幼苗――→形成多倍体植株②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。①方法②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P86图5－6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①②③④分别表示不同的变异类型，其中图③中的基因2由基因1变异而来。据此分析：(1)图①和图②的变异分别发生在哪种染色体之间？属于哪类变异？提示：图①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②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”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②和图③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②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③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①②③中能在光学显微镜下观察到的是哪种？(4)能确定图④中的变异具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②。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①和②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：①过程中F与m位置相反，表示的是染色体的倒位，②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①②③④分别表示不同的变异类型，其中图③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①②都表示易位，发生在减数分裂的四分体时期B．图③中的变异属于染色体结构变异中的缺失C．图④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①③解析：图①表示基因重组中的交叉互换，因为其发生在同源染色体之间；图②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③表示基因突变中碱基对的缺失；图④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：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①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。②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