2023-2024学年 人教版 必修二 染色体数目的变异 学案

第2节染色体变异第1课时染色体数目的变异[学习目标]1.说出染色体数目变异的类型。2.辨别不同呈现形式的染色体组；说明二倍体、多倍体的含义。3.概述人工诱导多倍体的原理及方法。一、染色体数目的变异1．染色体变异的概念及种类(1)概念：生物体的体细胞或生殖细胞内染色体数目或结构的变化。(2)种类：染色体数目的变异和染色体结构的变异。2．染色体数目变异的类型(1)细胞内个别染色体的增加或减少。(2)细胞内染色体数目以一套完整的非同源染色体为基数成倍地增加或成套地减少。3．二倍体和多倍体(1)染色体组：在大多数生物的体细胞中，染色体都是两两成对的，也就是说含有两套非同源染色体，其中每套非同源染色体称为一个染色体组。(2)二倍体：由受精卵发育而来，体细胞中含有两个染色体组的个体。(3)多倍体①概念：由受精卵发育而来，体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体。②形成原因(以三倍体和四倍体为例)③特点：多倍体植株常常是茎秆粗壮，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都有所增加，也存在结实率低、晚熟等缺点。判断正误(1)二倍体的体细胞中一定都含有两个染色体组()(2)三倍体不育的原因是减数分裂时联会紊乱()答案(1)×(2)√解析(1)在有丝分裂后期，二倍体的体细胞中含有四个染色体组。任务一：染色体组数的判断1．请根据染色体的形态判断染色体组的数量，并完成表格的填写。项目染色体组数每个染色体组内染色体数3323144222规律：染色体组数＝形态相同的染色体的条数，一个染色体组中的染色体数＝不同形态染色体的种类数。2．请根据基因型判断染色体组数。项目染色体组数1324规律：染色体组数＝控制同一性状的基因的个数。1．下列有关染色体组的说法，不正确的是()A．X、Y染色体形态不同，可以存在于同一染色体组中B．二倍体生物的配子中含有的染色体构成一个染色体组C．构成一个染色体组的染色体在形态、功能上各不相同D．果蝇在减数分裂Ⅰ后期移向细胞同一极的染色体构成一个染色体组答案A解析X、Y为同源染色体，不可以存在于同一染色体组中，A错误。2．(2023·天津高一校联考期末)下列关于二倍体、多倍体的叙述，不正确的是()A．由受精卵发育而来，基因型为AaBBCcDD的个体是二倍体B．三倍体植物不能由受精卵发育而来C．与二倍体番茄相比，四倍体番茄的维生素C含量更高D．三倍体不育是因为在减数分裂过程中染色体联会紊乱，无法产生正常的配子答案B解析三倍体可由含两个染色体组的配子与含有一个染色体组的配子结合成受精卵发育而成，B错误。二、人工诱导多倍体及其应用项目人工诱导多倍体方法用秋水仙素诱发或用低温处理处理对象萌发的种子或幼苗原理能够抑制纺锤体的形成，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应用含糖量高的甜菜和三倍体无子西瓜的培育判断正误(1)二倍体西瓜幼苗的基因型为Aa，则用秋水仙素处理后形成的四倍体为纯合子()(2)二倍体水稻和四倍体水稻杂交，可获得三倍体，稻穗和籽粒变小()(3)秋水仙素可抑制纺锤体的形成，导致有丝分裂后期着丝粒不能正常分裂，从而使细胞染色体数目加倍()答案(1)×(2)×(3)×解析(1)二倍体西瓜幼苗的基因型为Aa，则用秋水仙素处理后形成的四倍体基因型为AAaa，属于杂合子。(2)三倍体不育，没有籽粒。(3)秋水仙素可抑制纺锤体的形成，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，但着丝粒能正常分裂。任务二：无子西瓜的培育如图是三倍体无子西瓜的培育过程图解。据图回答下列问题：1．为什么用一定浓度的秋水仙素溶液滴在二倍体西瓜幼苗的芽尖？提示芽尖细胞正在进行有丝分裂，当秋水仙素作用于正在分裂的细胞时，能够抑制纺锤体的形成，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。2．四倍体西瓜植株作母本产生的雌配子中含有几个染色体组？获得的四倍体植株为何要与二倍体杂交？提示四倍体西瓜植株作母本产生的雌配子中含有两个染色体组。四倍体植株与二倍体植株杂交可获得三倍体植株。3．在无子西瓜培育的过程中用二倍体给三倍体传粉的目的是什么？提示促进子房发育成果实。4．三倍体无子西瓜的果实中没有种子的原因是什么？提示三倍体西瓜的原始生殖细胞中有三套非同源染色体，减数分裂时出现联会紊乱，不能形成可育的配子。5．有时可以看到三倍体西瓜中有少量发育并不成熟的种子，请推测产生这些种子的原因。提示三倍体在进行减数分裂时有可能形成了正常的卵细胞，从而形成正常的种子，但这种概率特别小。6．无子西瓜每年都要制种，很麻烦，有没有别的替代方法？提示进行无性繁殖，将三倍体西瓜植株进行组织培养获得大量的组织苗，再进行移栽。3．如图是无子西瓜培育的过程，下列有关叙述错误的是()A．①过程也可进行低温诱导处理，与秋水仙素的作用原理不同B．三倍体植株不育的原因是在减数分裂过程中联会发生紊乱C．培育得到的无子西瓜与二倍体有子西瓜相比个大、含糖量高D．要得到无子西瓜，需每年制种，很麻烦，所以可用无性繁殖进行快速繁殖答案A解析低温诱导和秋水仙素的作用原理相同，都是通过抑制有丝分裂前期纺锤体的形成，使细胞内染色体数目加倍。4．(2023·江苏泰州高一月考)为获得果实较大、含糖量较高的四倍体葡萄(4n＝76)，常用一定浓度的秋水仙素溶液处理二倍体葡萄茎段上的芽，然后将茎段扦插栽培成新植株。研究结果显示：新植株中约40%的细胞染色体被诱导加倍。这种植株同时含有2n细胞和4n细胞，称为“嵌合体”。有关“嵌合体”的叙述，正确的是()A．秋水仙素诱导染色体数目加倍的原理是抑制间期纺锤体的形成B．在生命活动中，4n细胞内染色体组数目最多出现在有丝分裂后期C．“嵌合体”根尖分生区的部分细胞含19条染色体D．若该个体自交，后代中不可能出现三倍体答案B解析秋水仙素可以通过抑制前期纺锤体的形成来使染色体数目加倍，A错误；使用秋水仙素溶液处理的部位是二倍体葡萄茎段上的芽，故在“嵌合体”植株中，根尖分生区的细胞一般为二倍体细胞(2n＝38)，即含38条染色体，C错误；由于“嵌合体”植株同时含有2n细胞和4n细胞，则其自交后代可能出现二倍体、三倍体、四倍体，D错误。三、低温诱导植物细胞染色体数目的变化1．实验原理用低温处理植物的分生组织细胞，能够抑制纺锤体的形成，以致影响细胞有丝分裂中染色体被拉向两极，导致细胞不能分裂成两个子细胞，于是，植物细胞的染色体数目发生变化。2．实验步骤与现象(1)实验步骤(2)现象：视野中既有正常的二倍体细胞，也有染色体数目发生改变的细胞。判断正误(1)低温诱导时温度越低效果越显著()(2)用显微镜观察时发现所有细胞中染色体数目均已加倍()(3)制作根尖细胞的临时装片时，制作基本步骤是解离→漂洗→染色→制片()(4)固定细胞后所用的冲洗试剂与解离后所用的漂洗试剂是一样的()(5)在高倍显微镜下可以观察到细胞从二倍体变为四倍体的过程()答案(1)×(2)×(3)√(4)×(5)×解析(1)温度过低可能导致细胞死亡。(2)用显微镜观察时只有部分细胞中染色体数目已加倍。(4)固定细胞后用体积分数为95%的酒精冲洗，解离后用清水漂洗。(5)固定后细胞就已经死亡，无法观察到细胞的动态变化。实验中几种试剂的使用方法和作用试剂使用方法作用卡诺氏液将根尖放入卡诺氏液中浸泡0.5～1h固定细胞形态体积分数为95%的酒精冲洗卡诺氏液处理过的根尖洗去卡诺氏液与质量分数为15%的盐酸等体积混合，浸泡经固定处理的根尖解离根尖细胞清水漂洗解离后的根尖约10min洗去解离液甲紫溶液把漂洗干净的根尖放进盛有甲紫溶液的玻璃皿中染色3～5min使染色体着色5．关于低温诱导洋葱(2n＝16)染色体数目变化的实验，下列叙述正确的是()A．原理：低温抑制染色体的着丝粒分裂，使子染色体不能移向细胞的两极B．解离：用卡诺氏液和酒精处理经低温诱导的根尖可使细胞分离开C．染色：用甲紫溶液可以使染色体染色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答案C解析该实验的原理是低温能抑制有丝分裂过程中纺锤体的形成，使染色体不能移向细胞的两极，A错误；该实验中卡诺氏液的作用是固定细胞形态，而不是进行解离，B错误；由于大多数细胞处于分裂间期，因此显微镜下可以看到大多数细胞的染色体数目未发生改变，少数细胞染色体数目改变，D错误。6．(多选)(2022·江苏盐城高一期末)关于“低温诱导植物细胞染色体数目的变化”