导学讲练通高一生物精品课件52

1、第2节 染色体变异 1963 1963年，法国科学家首先报告了一种特殊的疾病，患者的年，法国科学家首先报告了一种特殊的疾病，患者的哭声低，音调高，听起来像猫叫一样，称为哭声低，音调高，听起来像猫叫一样，称为“猫叫综合征猫叫综合征”。据国外报道，据国外报道，“猫叫综合征猫叫综合征”的发生率为十万分之一，国内外的发生率为十万分之一，国内外均很少见。研究证明，这是由于人的第均很少见。研究证明，这是由于人的第5 5号染色体部分缺失而号染色体部分缺失而引起的遗传病。引起的遗传病。 请思考：请思考： 1.51.5号染色体部分缺失属于基因突变的范畴吗？号染色体部分缺失属于基因突变的范畴吗？ 2.2.为什么染

2、色体部分缺失会引起这么严重的后果？为什么染色体部分缺失会引起这么严重的后果？课课 时时 目目 标标 探探 究究 点点 理理解解 1.1.理解染色体结构理解染色体结构变异的特点变异的特点 易位与交叉互换的区别易位与交叉互换的区别染色体结构变异与基因突变的本质区别染色体结构变异与基因突变的本质区别 2.2.比较二倍体、多比较二倍体、多倍体、单倍体的概倍体、单倍体的概念、原理及在生产念、原理及在生产中的应用中的应用 判断染色体组数目判断染色体组数目判断单倍体、二倍体和多倍体判断单倍体、二倍体和多倍体 课课 时时 目目 标标 探探 究究 点点 理理解解 3.3.进行低温诱导染进行低温诱导染色体数目变化

3、的实色体数目变化的实验验 实验材料的处理实验材料的处理诱导染色体数目变化措施诱导染色体数目变化措施 识识记记 4.4.说出染色体结构变异和数目变异的基本类型说出染色体结构变异和数目变异的基本类型 主题一主题一 染色体结构的变异染色体结构的变异1.1.含义含义染色体结构的改变染色体结构的改变, ,会使排列在染色体上的基因的会使排列在染色体上的基因的_或或_发生改变，而导致发生改变，而导致_的变异。的变异。2.2.结果结果大多数染色体结构变异对生物体是大多数染色体结构变异对生物体是_的，有的甚至会导致的，有的甚至会导致生物体死亡。生物体死亡。数目数目排列顺序排列顺序性状性状不利不利3.3.类型类型

4、(1)(1)缺失：染色体中某一片段缺失：染色体中某一片段_，如，如_；(2)(2)重复：染色体中重复：染色体中_了某一片段，如了某一片段，如_；(3)(3)易位：染色体的某一片段移接到另一条易位：染色体的某一片段移接到另一条_上；上；(4)(4)倒位：染色体中某一片段倒位：染色体中某一片段_。缺失缺失猫叫综合征猫叫综合征增加增加果蝇棒状眼的形成果蝇棒状眼的形成非同源染色体非同源染色体位置颠倒位置颠倒观察分析下列图示，思考：观察分析下列图示，思考：1.1.易位与交叉互换的区别易位与交叉互换的区别(1)(1)图图过程发生在哪类染色体之间？属于哪类变异？过程发生在哪类染色体之间？属于哪类变异？提示：

5、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。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)(2)图图过程中的两条染色体是同源染色体吗？属于哪类变异？过程中的两条染色体是同源染色体吗？属于哪类变异？提示：提示：不是，是非同源染色体；属于染色体结构变异中的易位。不是，是非同源染色体；属于染色体结构变异中的易位。2.2.染色体结构的变异和基因突变均导致遗传物质发生改变，试分染色体结构的变异和基因突变均导致遗传物质发生改变，试分析这两种变异的本质相同吗。析这两种变异的本质相同吗。提示：提示：不相同。染色体结构变异的本质是基因发生改变，而基因不相同。染色体结构变异的本质是基因发

6、生改变，而基因突变的本质是碱基对发生改变。突变的本质是碱基对发生改变。染色体结构变异与基因突变的辨析染色体结构变异与基因突变的辨析项项 目目 染色体结构变异染色体结构变异 基因突变基因突变 本本 质质 基因数目变化基因数目变化 变异水平变异水平 光镜检测光镜检测 染色体片段的缺失、染色体片段的缺失、重复、易位或倒位重复、易位或倒位碱基对的增添、缺碱基对的增添、缺失和替换失和替换1 1个或多个个或多个 1 1个个细胞细胞 分子分子可见可见不可见不可见【典题训练【典题训练】果蝇的一条染色体上，正常基因的排列顺序为果蝇的一条染色体上，正常基因的排列顺序为123-456789123-456789，中间

7、的，中间的“-”-”代表着丝点，下表表示由该正常染代表着丝点，下表表示由该正常染色体发生变异后基因顺序变化的四种情况。有关叙述错误的色体发生变异后基因顺序变化的四种情况。有关叙述错误的是是( )( )染色体染色体基因顺序变化基因顺序变化a a123-476589123-476589b b123-4789123-4789c c1654-327891654-32789 d d123-45676789123-45676789a. aa. a是染色体某一片段位置颠倒引起的是染色体某一片段位置颠倒引起的b. bb. b是染色体某一片段缺失引起的是染色体某一片段缺失引起的c. cc. c是染色体的着丝点改

8、变引起的是染色体的着丝点改变引起的d. dd. d是染色体增加了某一片段引起的是染色体增加了某一片段引起的【解题指南【解题指南】解答本题的关键是要观察变异后基因顺序和数量解答本题的关键是要观察变异后基因顺序和数量的变化，并根据染色体结构变异的类型、含义进行判断和区分。的变化，并根据染色体结构变异的类型、含义进行判断和区分。【解析【解析】选选c c。本题考查染色体结构变异的类型。具体分析如。本题考查染色体结构变异的类型。具体分析如下：下：【互动探究【互动探究】上述果蝇染色体出现易位，应如何表示？上述果蝇染色体出现易位，应如何表示？提示：提示：123-456789abc(123-456789abc

9、(答案不惟一答案不惟一) )。主题二主题二 染色体数目的变异染色体数目的变异 细胞内细胞内_的增加或减少的增加或减少 细胞内染色体数目以细胞内染色体数目以_的形式倍增或倍减的形式倍增或倍减2.2.染色体组染色体组(1)(1)概念的理解：概念的理解：对象：细胞中的一组对象：细胞中的一组_，在形态和功能上，在形态和功能上_。关系：互相协调，共同控制生物的生长、发育、关系：互相协调，共同控制生物的生长、发育、_和和_。个别染色体个别染色体染色体组染色体组非同源染色体非同源染色体各不相同各不相同遗传遗传变异变异1.1.类型类型(2)(2)图示分析：图示分析：写出其中代表一个染色体组的染色体：写出其中代

10、表一个染色体组的染色体：_或或_。一个染色体组与其精子中的染色体数目的关系：一个染色体组与其精子中的染色体数目的关系：_(“_(“相相同同”或或“不同不同”) )。x x、y y、相同相同3.3.二倍体和多倍体二倍体和多倍体(1)(1)二倍体：二倍体：发育起点：发育起点：_。体细胞中染色体组的数目：体细胞中染色体组的数目：_。包含的生物：几乎全部包含的生物：几乎全部_和过半数的和过半数的_。(2)(2)多倍体：多倍体：概念概念 发育起点：发育起点：_ 染色体组数目：染色体组数目：_植株特点植株特点 茎秆茎秆_ _ _比较大比较大 _等营养物质的含量都有所增加等营养物质的含量都有所增加受精卵受精

11、卵两个两个动物动物高等植物高等植物受精卵受精卵三个或三个以上三个或三个以上粗壮粗壮叶片、果实和种子叶片、果实和种子糖类和蛋白质糖类和蛋白质4.4.单倍体单倍体(1)(1)概念及特点：概念及特点：概念：体细胞中含有概念：体细胞中含有_染色体数目的个体。染色体数目的个体。 植株植株_ 高度高度_本物种配子本物种配子弱小弱小不育不育特点特点方法：方法：花药花药 单倍体植株单倍体植株 _加倍，正常纯合子加倍，正常纯合子优点：优点：_。人工诱导人工诱导用用_处理处理染色体数目染色体数目明显缩短育种年限明显缩短育种年限_离体培养离体培养秋水仙素秋水仙素(2)(2)应用：单倍体育种。应用：单倍体育种。【判一

12、判【判一判】(1)(1)一个染色体组内的染色体其形态、大小和功能两两相同。一个染色体组内的染色体其形态、大小和功能两两相同。( )( )【分析【分析】一个染色体组内的染色体互为非同源染色体，其形态、一个染色体组内的染色体互为非同源染色体，其形态、大小和功能各不相同。大小和功能各不相同。(2)(2)体细胞中含有一个染色体组的生物是单倍体，含有两个染体细胞中含有一个染色体组的生物是单倍体，含有两个染色体组的生物一定是二倍体。色体组的生物一定是二倍体。( )( )【分析【分析】发育起点是配子，不论体细胞内含有几个染色体组，发育起点是配子，不论体细胞内含有几个染色体组，都是单倍体；发育起点是受精卵，其

13、体细胞内含有几个染色体都是单倍体；发育起点是受精卵，其体细胞内含有几个染色体组，就是几倍体。故含有两个染色体组的生物可能是单倍体，组，就是几倍体。故含有两个染色体组的生物可能是单倍体，也可能是二倍体。也可能是二倍体。1.1.判断染色体组的数目判断染色体组的数目下面甲是细胞染色体图，乙是细胞基因型：下面甲是细胞染色体图，乙是细胞基因型：根据图示判断甲、乙生物细胞中染色体组的数目并说明判断依根据图示判断甲、乙生物细胞中染色体组的数目并说明判断依据。据。(1)(1)甲生物细胞内有几个染色体组？判断依据是什么甲生物细胞内有几个染色体组？判断依据是什么? ?提示：提示：4 4个。细胞内同一种形态的染色体

14、有个。细胞内同一种形态的染色体有4 4条。条。(2)(2)乙生物细胞内有几个染色体组？判断依据是什么？乙生物细胞内有几个染色体组？判断依据是什么？提示：提示： 4 4个。在乙的基因型中，控制同一性状的基因出现了个。在乙的基因型中，控制同一性状的基因出现了4 4次。次。(3)(3)丙生物的体细胞含丙生物的体细胞含3232条染色体，有条染色体，有8 8种形态，丙生物细胞中种形态，丙生物细胞中含有几个染色体组？写出计算的公式。含有几个染色体组？写出计算的公式。提示：提示： 4 4个。计算公式为：染色体组的数目个。计算公式为：染色体组的数目= =染色体数染色体数/ /染色体染色体形态数。形态数。 2.

15、2.判断单倍体、二倍体和多倍体判断单倍体、二倍体和多倍体判断下列说法是否正确，并说明理由。判断下列说法是否正确，并说明理由。(1)(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。色体组。判断：判断：_(_(填填“正确正确”或或“错误错误”) )理由：理由：_。正确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，结果裂形成配子时，同源染色体分开，导致染色体数目减半，结果配子中只含有一个染色体组配子中只含有一个染色体组(2)

16、(2)由四倍体、六倍体生物形成的单倍体，其体细胞中就含有由四倍体、六倍体生物形成的单倍体，其体细胞中就含有两个或三个染色体组，可称为二倍体或三倍体。两个或三个染色体组，可称为二倍体或三倍体。判断：判断：_(_(填填“正确正确”或或“错误错误”) )理由：理由：_。错误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，只能称为单倍体细胞产生的配子形成的个体，只能称为单倍体 (3)(3)含有一个染色体组的生物体一定是单倍体，单倍体一定含含有一个染色体组的生物体一定是单倍体，单倍体一定含有一个染色体组。有一个染色

17、体组。判断：判断：_(_(填填“正确正确”或或“错误错误”) )理由：理由：_。错误错误如果本物种是二倍体，则其配子所形成的单倍体中含有一个染如果本物种是二倍体，则其配子所形成的单倍体中含有一个染色体组；如果本物种是四倍体，则其配子所形成的单倍体中含色体组；如果本物种是四倍体，则其配子所形成的单倍体中含有两个染色体组有两个染色体组【规律方法【规律方法】 “ “二看法二看法”判断单倍体、二倍体和多倍体判断单倍体、二倍体和多倍体一看发育起点，二看体细胞中含有几个染色体组。一看发育起点，二看体细胞中含有几个染色体组。判断流程如下判断流程如下: :1.1.辨析单倍体、二倍体、多倍体的不同辨析单倍体、二

18、倍体、多倍体的不同生物体生物体单倍体单倍体二倍体二倍体多倍体多倍体 发育起点发育起点配子配子受精卵受精卵受精卵受精卵体细胞中染体细胞中染色体组数目色体组数目1 1个或多个个或多个2 2个个3 3个个植株特点植株特点长得弱小，长得弱小，高度不育高度不育茎秆粗壮，器茎秆粗壮，器官比较官比较大，营养物质大，营养物质增加增加 2.2.单倍体高度不育的理解单倍体高度不育的理解(1)(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，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

19、有性生殖，即高度不育。所以不能进行有性生殖，即高度不育。(2)(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，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。是可育的。3.3.三倍体无子西瓜的培育流程分析三倍体无子西瓜的培育流程分析(1)(1)三倍体种子，第二次传粉是为了提供生长素刺激子房发育三倍体种子，第二次传粉是为了提供生长素刺激子房发育成果实。成果实。(2)(2)四倍体植株上结的西瓜，种皮、瓜瓤、瓜皮等部分的细胞四倍体植株上结的西瓜，种皮、瓜瓤、瓜皮等部分的细胞中含有中含有4 4个染色体组，仅胚细胞中含有个染色体组，仅胚细胞中含有3 3个染色体组。个染色体组。(3

20、)(3)三倍体西瓜进行减数分裂时，由于联会紊乱，不能形成正三倍体西瓜进行减数分裂时，由于联会紊乱，不能形成正常的配子，所以不能产生种子。常的配子，所以不能产生种子。【典题训练【典题训练】下列关于染色体组、单倍体、二倍体和多倍体的下列关于染色体组、单倍体、二倍体和多倍体的叙述中，不正确的是叙述中，不正确的是( )( )a.a.一个染色体组中不含同源染色体一个染色体组中不含同源染色体b.b.体细胞含有两个染色体组的个体不一定是二倍体体细胞含有两个染色体组的个体不一定是二倍体c.c.单倍体不一定只含一个染色体组单倍体不一定只含一个染色体组d.d.人工诱导多倍体的惟一方法是用秋水仙素处理萌发的种子或人

21、工诱导多倍体的惟一方法是用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗幼苗【解题指南【解题指南】明确染色体组由一组非同源染色体组成；由配子明确染色体组由一组非同源染色体组成；由配子发育成的个体，无论其体细胞中含有几个染色体组，均是单倍发育成的个体，无论其体细胞中含有几个染色体组，均是单倍体。体。【解析【解析】选选d d。染色体组是细胞中含有控制生物生长发育、遗。染色体组是细胞中含有控制生物生长发育、遗传变异的全部遗传信息的一组非同源染色体。体细胞含两个染传变异的全部遗传信息的一组非同源染色体。体细胞含两个染色体组，若该个体由受精卵发育而来，则为二倍体；若由配子色体组，若该个体由受精卵发育而来，则为二倍体；若由

22、配子发育而来，则为单倍体。单倍体是体细胞中含本物种配子染色发育而来，则为单倍体。单倍体是体细胞中含本物种配子染色体数的个体，二倍体生物的单倍体只含一个染色体组，而多倍体数的个体，二倍体生物的单倍体只含一个染色体组，而多倍体生物的单倍体则含有两个或多个染色体组。人工诱导多倍体体生物的单倍体则含有两个或多个染色体组。人工诱导多倍体的方法很多，其中最常用、最有效的方法是用秋水仙素处理萌的方法很多，其中最常用、最有效的方法是用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。发的种子或幼苗。【规律方法【规律方法】判断染色体组的数目和一个染色体组含有几条染判断染色体组的数目和一个染色体组含有几条染色体的方法色体的方法(1)

23、(1)根据染色体形态判断：根据染色体形态判断：细胞中同一形态的染色体有几条，该细胞内就含有几个染色细胞中同一形态的染色体有几条，该细胞内就含有几个染色体组。体组。细胞中染色体共有几种形态，该细胞的一个染色体组中就含细胞中染色体共有几种形态，该细胞的一个染色体组中就含有几条染色体。有几条染色体。(2)(2)根据基因型判断：根据基因型判断：在细胞或生物体基因型中，控制同一性状的基因在细胞或生物体基因型中，控制同一性状的基因( (相同基因相同基因或等位基因或等位基因) )共有几个，该细胞或生物体就含有几个染色体组。共有几个，该细胞或生物体就含有几个染色体组。在细胞或生物体的基因型中，控制不同性状的基

24、因有几个，在细胞或生物体的基因型中，控制不同性状的基因有几个，该细胞或生物体的一个染色体组中就含有几条染色体。该细胞或生物体的一个染色体组中就含有几条染色体。(3)(3)根据细胞中染色体数及染色体形态数计算：根据细胞中染色体数及染色体形态数计算：染色体组数染色体组数= =染色体数目染色体数目/ /染色体形态数。染色体形态数。【误区警示【误区警示】并非所有单倍体只含有一个染色体组并非所有单倍体只含有一个染色体组体细胞含有两个染色体组的个体可能是二倍体，也可能是单倍体细胞含有两个染色体组的个体可能是二倍体，也可能是单倍体，由同源四倍体、八倍体等个体的配子发育成的单倍体，其体，由同源四倍体、八倍体等

25、个体的配子发育成的单倍体，其体细胞中就含有二个、四个染色体组。体细胞中就含有二个、四个染色体组。主题三主题三 低温诱导植物染色体数目的变化低温诱导植物染色体数目的变化 1.1.实验原理实验原理用低温处理植物用低温处理植物_细胞，能够抑制细胞，能够抑制_的形成，阻的形成，阻止染色体被止染色体被_，细胞不能分裂成两个子细胞，于是，细胞不能分裂成两个子细胞，于是，植物细胞染色体数目发生变化。植物细胞染色体数目发生变化。 分生组织分生组织纺锤体纺锤体拉向两极拉向两极2.2.实验步骤实验步骤根尖根尖的培的培养及养及诱导诱导(1)(1)培养方法：将洋葱培养方法：将洋葱( (或大葱、蒜或大葱、蒜) )放在装

26、满清水的广放在装满清水的广口瓶上，让洋葱的底部接触水面口瓶上，让洋葱的底部接触水面(2)(2)诱导时机：待洋葱长出诱导时机：待洋葱长出1 cm1 cm左右的不定根时左右的不定根时(3)(3)诱导措施：将整个装置放入冰箱的诱导措施：将整个装置放入冰箱的_， 诱导培养诱导培养36 h36 h低温室内低温室内(4 )(4 )取材取材及固及固定定(1)(1)取材：剪取诱导处理的根尖约取材：剪取诱导处理的根尖约_(2)(2)固定：放入固定：放入_中浸泡中浸泡0.5 h0.5 h1 h1 h，以固定，以固定细胞的形态细胞的形态(3)(3)冲洗：用冲洗：用_的酒精冲洗的酒精冲洗2 2次次0.5 cm0.5

27、cm1 cm1 cm卡诺氏液卡诺氏液体积分数为体积分数为95%95%制作装片：解离制作装片：解离_制片制片漂洗漂洗染色染色观察观察(1)(1)先低倍镜：寻找先低倍镜：寻找_较好的分裂相，确认某个较好的分裂相，确认某个细胞发生细胞发生_改变改变(2)(2)再高倍镜：观察一个细胞染色体数目，比较不同细胞再高倍镜：观察一个细胞染色体数目，比较不同细胞染色体数目染色体数目染色体形态染色体形态染色体数目染色体数目1.1.实验材料的处理实验材料的处理讨论必须在洋葱培养出讨论必须在洋葱培养出1 cm1 cm左右不定根之后才能低温处理的原左右不定根之后才能低温处理的原因。因。提示：提示：若生根前就进行低温处理

28、，低温会抑制细胞代谢，进而若生根前就进行低温处理，低温会抑制细胞代谢，进而抑制根尖分生区的形成，不会发生根尖分生区的有丝分裂受低抑制根尖分生区的形成，不会发生根尖分生区的有丝分裂受低温影响的过程。温影响的过程。 2.2.诱导染色体数目变化措施诱导染色体数目变化措施(1)(1)常用的诱导多倍体产生的措施有哪些？常用的诱导多倍体产生的措施有哪些？提示：提示：低温或秋水仙素处理。低温或秋水仙素处理。(2)(2)思考低温诱导和秋水仙素处理诱导多倍体的作用时期和实思考低温诱导和秋水仙素处理诱导多倍体的作用时期和实质分别是什么。质分别是什么。提示：提示：二者都是作用于有丝分裂前期，抑制纺锤体的形成。二者都

29、是作用于有丝分裂前期，抑制纺锤体的形成。(3)(3)与秋水仙素相比，低温诱导多倍体的形成有哪些优点？与秋水仙素相比，低温诱导多倍体的形成有哪些优点？提示：提示：低温条件容易创造和控制，成本低、对人体无害、易于低温条件容易创造和控制，成本低、对人体无害、易于操作。操作。实验中几种液体的作用实验中几种液体的作用(1)(1)卡诺氏液：迅速杀死细胞，保持细胞生活时的状态，即固卡诺氏液：迅速杀死细胞，保持细胞生活时的状态，即固定细胞形态；定细胞形态；(2)95%(2)95%酒精：冲洗附着在根尖上的卡诺氏液；酒精：冲洗附着在根尖上的卡诺氏液；(3)(3)改良苯酚品红染液：使染色体着色，便于观察染色体的形改

30、良苯酚品红染液：使染色体着色，便于观察染色体的形态、数目。态、数目。【典题训练【典题训练】下列关于低温诱导染色体加倍实验的叙述，正确下列关于低温诱导染色体加倍实验的叙述，正确的是的是( )( )a.a.原理：低温抑制染色体着丝点分裂，使子染色体不能分别移原理：低温抑制染色体着丝点分裂，使子染色体不能分别移向两极向两极b.b.解离：盐酸、酒精混合液和卡诺氏液都可以使洋葱根尖解离解离：盐酸、酒精混合液和卡诺氏液都可以使洋葱根尖解离c.c.染色：改良苯酚品红溶液和醋酸洋红液都可以使染色体着色染色：改良苯酚品红溶液和醋酸洋红液都可以使染色体着色d.d.观察：显微镜下可以看到大多数细胞的染色体数目发生改变观察：显微镜下可以看到大多数细胞的染色体数目发生改变【解题指南【解题指南】低温抑制有丝分裂前期纺锤体的形成，不影响低温抑制有丝分裂前期纺锤体的形成，不影响着丝点的分裂；着丝点的分裂；卡诺氏液用于固定细胞形态；卡诺氏液用于固定