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2020-2021学年高中生物 第5章 基因突变及其他变异 第2节 染色体变异学案 新人教版必修2

2020-2021学年高中生物 第5章 基因突变及其他变异 第2节 染色体变异学案 新人教版必修2

年级：
姓名：

- 13 -

第2节　染色体变异
课时素养目标
1.运用结构与功能观,解释染色体结构的变异。(生命观念)
2.通过比较分析,认识染色体组、区别单倍体、二倍体和多倍体。(科学思维)
3.比较学习二倍体、多倍体、单倍体的概念和多倍体、二倍体的特点。(科学思维)

　　　　　　　　　　　　必备知识·自主学习答案解析P167
一、染色体结构的变异
1.类型:
名称
图解
变化
举例
缺失

染色体b片段　　 
果蝇的缺刻翅

染色体b片段增加
果蝇的棒状眼
易位

染色体断裂的片段(d、g)移接到另一条　　　　　上 
人慢性粒细胞白血病

同一条染色体上某一片段(ab)位置颠倒
—
2.结果:排列在染色体上的基因的　　　或　　　　　　发生改变,而导致　　　　　　　　。 

　染色体结构变异导致生物性状改变,对生物体会产生哪些影响?

二、染色体数目的变异
1.细胞内　　　　　　　　的增加或减少。 
2.细胞内染色体数目以　　　　　　的形式成倍增加或减少。 
(1)染色体组:

填一填:
①图中的染色体包括　　　　和　　　　。其中　　　　　属于常染色体,　　　　　属于性染色体。 
②甲为　　　性,因为它含有　　　　　　染色体;乙为　　　　　性,因为它含有　　　　　染色体。 
③对于甲而言,一个染色体组是　　　　　　或　　　　　　。 
④染色体组概念:细胞中的一组非同源染色体,在形态和功能上各不相同,但又互相协调,共同控制生物的　　　　　　　　　。 
(2)二倍体和多倍体:
①概念:

②多倍体的特点:茎秆粗壮,　　　　　　　都比较大,　　　　　　　等营养物质的含量都有所增加。 
③多倍体形成原因:在　　　或　　　　　　处理的情况下,抑制了　　　　　的形成,导致染色体不能移向细胞两极,从而引起细胞内染色体数目加倍。染色体数目加倍的细胞继续进行有丝分裂,将来就可能发育成多倍体植株。 
(3)单倍体:
①概念:体细胞中含有本物种　　　　　　　　数目的个体。 
②特点:　　　　　　　　　　。 

3.染色体变异与生物育种:
(1)多倍体育种:
①育种原理:　　　　　　　　。 
②处理材料:　　　　　　　　。 
③处理方法:　　　　　　　　。 
④实例:三倍体无子西瓜培育过程

(2)单倍体育种:
①原理:　　　　　　　。 
②方法:
花药单倍体幼苗
染色体数目加倍,
得到正常纯合子
③优点:所得个体均为　　　　　,明显　　　　　　　　　。 
④缺点:需要和　　　育种配合使用,技术复杂。 
　　　　　　　　　　　　关键能力·合作学习答案解析P167
　知识点一 染色体结构变异 
1.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

区别
发生在非同源染色体之间
发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间
属于染色体变异
属于基因重组
可在显微镜下观察到
在显微镜下观察不到
2.染色体结构变异与基因突变的区别:
项目
染色体结构变异
基因突变
实质
染色体片段变化导致染色体结构改变
碱基对变化导致基因结构改变
对象
染色体片段
碱基对
结果
基因数目、排列顺序改变
碱基排列顺序不同,
导致基因种类改变
显微镜
下观察
可见
不可见

1.拓展探究:若某个体两条非同源染色体之间发生了易位,那么该个体产生正常配子的概率是多少?(假设易位不影响原染色体之间的联会)(科学思维)

2.情境探究:某生物个体(含2对染色体)两个四分体之间均可以发生交叉互换,则该个体可以产生多少种配子?(同源染色体之间有多个基因差异,互换的部分含等位基因)(科学思维)

如图表示果蝇体细胞内一条染色体发生的变异,①②表示染色体,字母表示相关的基因。下列叙述正确的是 (　　)

A.果蝇的缺刻翅是基因b丢失造成的
B.①和②构成一对同源染色体
C.该变异能导致新基因的形成
D.①和②都能被龙胆紫溶液染色
　【审答误区】本题常见错因
误认为基因等同于染色体片段,基因是有遗传效应的DNA片段;但DNA片段中,可能含有一个或几个基因。

　(2020·南昌高一检测)如图①②③④分别表示不同的变异类型,基因a、a',仅有图③所示片段的差异。下列叙述正确的是 (　　)

A.图中4种变异中能够遗传的变异是①②④
B.③④中的变异属于染色体结构变异中的缺失
C.能够通过光学显微镜直接观察到的变异是②④
D.①②都表示同源染色体非姐妹染色单体的交叉互换,发生在减数第一次分裂的前期
　知识点二 染色体数目变异 
1.染色体组概念的理解:

2.染色体组数的判断:
(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)根据基因型判断:
①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)。
②实例:据图可知,e~h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:
①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,每种形态的染色体有几条,即含几个染色体组。
②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。
3.单倍体、二倍体和多倍体的判断:

　情境探究:某男性个体(XY)在减数分裂中发生了一次性染色体未分离,用染色体表示产生配子的情况。(科学思维)
(1)若减数第一次分裂时XY未分离,减数第二次分裂正常,产生两种配子:22条常染色体+XY染色体、　　　　　　　　　　　。 
(2)若减数第一次分裂时正常,减数第二次分裂时姐妹染色单体X和X未分离,产生3种配子:　　　　　　　　　　、　　　　　　　　、　　　　　　　;当Y和Y未分离时,产生3种配子:　　　　　　　、　　　　　　　、　　　　　　　。 

　(2020·双鸭山高一检测)下列是对a~h所示的生物体细胞图中各含有几个染色体组的叙述,正确的是 (　　)

A.细胞中含有一个染色体组的是图d、g,该个体一定是由雄配子发育而来的单倍体
B.细胞中含有两个染色体组的是图f、h,该个体是二倍体
C.细胞中含有三个染色体组的是图a、b,但该个体不一定是三倍体
D.细胞中含有四个染色体组的是图c、f,该个体是四倍体
　【审答误区】本题常见错因
误认为含几个染色体组就是几倍体,一个染色体组属于单倍体,肯定是由配子发育来的。含多个染色体组,如果该生物是由配子发育而来的,为单倍体;如果该生物是由受精卵发育而来的,则为多倍体。

　(2020·天津高一检测)美国《科学》杂志报道过“人的卵细胞可发育成囊胚”,有人据此推测,随着科学的发展,将来有可能培育出单倍体人。下列有关单倍体的叙述正确的是 (　　)
A.未经受精的卵细胞发育成的个体一定是单倍体
B.含有两个染色体组的生物体一定不是单倍体
C.生物的精子或卵细胞一定都是单倍体
D.含有奇数染色体组的个体一定是单倍体

　　　　　　　　　　　　核心素养·情境探究答案解析P168
　【生活情境】据报道,在全球范围内存在近百例“狼人”,他们全身96%以上面积覆盖着浓密的毛发,看上去非常像传说中的“狼人”,但实际上他们患有一种罕见的病症——先天性全身多毛症。日前,科学家最新研究揭示了这种奇特病症的根源在于染色体变异。研究人员扫描了16位包括多毛症患者和他们未患有多毛症亲属的基因,并对先天性全身多毛症家族病史的家庭进行了分析,发现他们体内17号染色体存在着明显的差别,患者亲属体内17号染色体缺失了50万~90万个DNA碱基对,而多毛症患者却缺失了140万个DNA碱基对。
探究:
(1)研究证明先天性全身多毛症产生的根本原因在于染色体变异,属于染色体变异中的哪一种类型?(科学思维)

(2)这种生物变异与基因突变的主要区别是什么?(科学思维)

　　　　　　　　　　　　课堂检测·素养达标答案解析P168
1.染色体变异使生物性状发生改变,通过选择使其有利于人类生产。下列关于染色体变异叙述,正确的是　　　　。 
①染色体增加某一片段可提高基因表达水平,是有利变异
②染色体缺失某一片段有利于隐性基因表达,可提高个体的生存能力
③染色体易位不改变基因数量,对个体性状不会产生影响
④染色体上某个基因的丢失不属于基因突变
⑤DNA分子中发生三个碱基对的缺失导致染色体结构变异
⑥三倍体西瓜植株的高度不育与减数分裂时同源染色体联会行为有关
⑦染色体组整倍性变化必然导致基因种类的增加
⑧体细胞中含有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
2.(2020·扬州高一检测)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
3.某二倍体生物正常体细胞的染色体数目为8条,下列四项中,能表示一个染色体组的是 (　　)

4.用X射线处理蚕蛹,使其第2号染色体上的斑纹基因易位到W染色体上,使雌蚕都有斑纹。再将雌蚕与白体雄蚕交配,其后代雌蚕都有斑纹,雄蚕都无斑纹。这样有利于去雌留雄,提高蚕丝的质量。这种育种方法所依据的原理是 (　　)
A.染色体结构变异　　　　B.染色体数目变异
C.基因突变 D.基因重组
5.洋葱是二倍体植物,体细胞中有16条染色体,某同学用低温诱导洋葱根尖细胞染色体加倍获得成功。下列叙述不正确的是 (　　)
A.该同学不会观察到染色体加倍的过程
B.低温诱导细胞染色体加倍时不可能发生基因重组
C.分生组织同时存在染色体数为8、16、32、64的细胞
D.低温诱导染色体加倍的原理是抑制纺锤体的形成
6.(2020·佛山高二检测)如图是八倍体小黑麦培育过程(A、B、D、E各表示一个染色体组):

据图作答:
(1)普通小麦的配子中含有　　个染色体组,黑麦配子中含有　　个染色体组,杂交后代含有　　个染色体组。 
(2)普通小麦和黑麦杂交后代不育的原因是　　　　　　　　。必须用　　　　将染色体加倍,加倍后含　　个染色体组,加倍后可育的原因是　　　　　　　　　　　　,这样培育的后代是　　　　　　(填“同源”或“异源”)八倍体小黑麦。 

　 课时巩固训练,请使用“课时素养评价 十三”

第2节　染色体变异

一、1.缺失　重复　非同源染色体　倒位
2.数目　排列顺序　性状的变异
【问·答】
　提示:大多数染色体结构变异对生物体是不利的,有的甚至会导致生物体死亡。
二、1.个别染色体
2.染色体组　(1)常染色体　性染色体　Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ　X、Y　雄　XY　雌　XX　Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X　Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y　生长、发育、遗传和变异
(2)两个　三个或三个以上　叶片、果实和种子　糖类和蛋白质　低温　秋水仙素　纺锤体　(3)配子染色体　植株长得弱小,而且高度不育
3.(1)染色体变异　萌发的种子或幼苗　用秋水仙素或低温处理　三倍体　(2)染色体变异　秋水仙素　纯合子　缩短育种年限　杂交

知识点一
【思考探究】
1.提示:1/2×1/2=1/4。
2.提示:假设一对同源染色体含AaBb,另一对同源染色体含CcDd。考虑第一对染色体,可以产生4种配子;考虑第二对染色体,可以产生4种配子。总共可以产生4×4=16种配子。
【典例示范】D　据图分析可知,果蝇的缺刻翅是染色体缺失造成的,缺失的染色体区段中含有基因b,A项错误;②染色体是①染色体中含有基因b的某一片段缺失后形成的,所以它们不能构成一对同源染色体,B项错误;该变异只能造成基因缺失,不能导致新基因的形成,C项错误;染色体能被碱性染料染色,所以①和②都能被龙胆紫溶液染色,D项正确。
【类题精练】C　可遗传变异包含基因突变、基因重组、染色体变异,图中4种变异都属于可遗传变异,A错误。图③表示基因内部碱基对发生改变,导致基因结构改变,属于基因突变,B错误。能通过光学显微镜观察到的是染色体变异,即②④,C正确。图①属于同源染色体非姐妹染色单体之间的交叉互换,发生在减数第一次分裂的前期,而图②发生在非同源染色体间片段的互换,属于染色体结构变异中的易位,不一定发生在减数第一次分裂前期,D错误。
知识点二
【思考探究】
　(1)22条常染色体
(2)22条常染色体+XX染色体　22条常染色体　22条常染色体+Y染色体　22条常染色体+YY染色体　22条常染色体　22条常染色体+X染色体
【典例示范】C　细胞中含有一个染色体组的是d、g图,该个体是单倍体,也可能是雌配子发育而来,A错误。细胞中含有两个染色体组的是c、h图,该个体可能是二倍体,也可能是单倍体,B错误。细胞中含有三个染色体组的是a、b图,该个体如果是由受精卵发育形成,则为三倍体,如果是由配子直接发育形成,则为单倍体,C正确。细胞中含有四个染色体组的是e、f图,该个体不一定是四倍体,D错误。
【类题精练】A　凡是由配子发育而来的个体,均称为单倍体,A正确。含有两个染色体组的生物体,不一定是单倍体。如果该生物体是由配子发育而来,则为单倍体;如果该生物体是由受精卵发育而来,则为二倍体,B错误。生物的精子或卵细胞只是细胞,而单倍体是个体,生物的精子或卵细胞直接发育的个体一定都是单倍体,C错误。含有奇数染色体组的个体不一定是单倍体。普通小麦是六倍体,它的花药离体培养发育的个体含有3个染色体组,是单倍体;三倍体生物体中含有3个染色体组,但不是单倍体,D错误。

　(1)提示:染色体的结构变异。
(2)提示:染色体的结构变异是染色体的结构的改变,基因突变是染色体某一个位点上基因的改变。

1.【解析】选④⑥。染色体变异引起的性状改变大多对生物的生存是不利的,①②错误。染色体变异引起基因数量、排列顺序变化,进而改变个体性状,③错误。基因的丢失不涉及基因结构的改变,不产生新基因,因此不属于基因突变,④正确。DNA中碱基的变化属于基因突变的范畴,⑤错误。三倍体西瓜植株高度不育的原因是联会紊乱,⑥正确。染色体组的变化不可能引起基因种类变化,⑦错误。体细胞中含有多个染色体组的个体有可能是单倍体,⑧错误。
2.B　3.C　4.A　
5.C　制片时经过解离的细胞已经死亡,不会观察到染色体加倍的过程,故A正确。低温诱导染色体数目加倍发生在有丝分裂过程中,基因重组发生在减数分裂过程中,故B正确。分生组织的细胞有的含16条染色体,有的含32条染色体,有的含64条染色体,但不可能出现8条染色体的情况,因为根尖不进行减数分裂,故C错误。低温诱导染色体加倍的原理是抑制纺锤体的形成,染色体不能移向细胞两极,导致染色体数目加倍,故D正确。
6.【解析】(1)由于A、B、D、E表示的是染色体组,因此从题图中可以看出普通小麦为六倍体,黑麦是二倍体,它们产生的配子分别含有3个染色体组和1个染色体组,结合后形成的后代F1为异源四倍体。(2)由于F1中无同源染色体,所以不能正常进行减数分裂,是不可育的。必须用秋水仙素处理使其染色体加倍变成异源八倍体才有了同源染色体,才能正常产生配子,正常结子。
答案:(1)3　1　4　(2)无同源染色体
秋水仙素　8　具有同源染色体,能联会　异源