高中生物人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第2节 染色体变异学案

这是一份高中生物人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第2节 染色体变异学案，共9页。学案主要包含了学习目标，学习重难点，预习新知，易错提示，深化探究，巩固训练等内容，欢迎下载使用。

【学习目标】
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)
【学习重难点】
1、教学重点
（1）染色体数目变异的类型
（2）染色体组、二倍体、多倍体、单倍体的判断
（3）三倍体香蕉的培育过程
2、教学难点
（1）染色体组、二倍体、多倍体、单倍体的判断
（2）三倍体香蕉的培育过程
【预习新知】
染色体数目的变异
1、染色体变异的概念：生物体的 体细胞 或 生殖细胞 内染色体 数目 或 结构 的变化，叫染色体变异
2、染色体变异的分类： 染色体数目的变异 、 染色体结构的变异
3、染色体数目的变异的分类： 个别染色体数目的增加或减少 、 以染色体组的形式成倍的增加或成套的减少
4、染色体组的概念：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成为一个染色体组
5、二倍体的概念：体细胞中含有 两个染色体组 的个体叫做二倍体
6、多倍体的概念：体细胞中含有 三个或三个以上 染色体组的个体，叫做多倍体
7、单倍体的概念：体细胞中的染色体数目与 本物种配子染色体数目 相同的个体，叫做单倍体
8、秋水仙素诱导多倍体形成的机理：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的两极 ，从而引起细胞内染色体数目的加倍
9、低温诱导染色体数目加倍的原理：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子细胞，于是，植物细胞的染色体数目发生变化
染色体结构的变异
1．类型
2．结果：使排列在染色体上的基因数目或排列顺序发生改变，导致性状的变异。
3．对生物体的影响：大多数对生物体是不利的，有的甚至会导致生物体死亡。
【易错提示】
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。
【深化探究】
探究点一 染色体数目的变异
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？
(2)乙生物细胞内有几个染色体组？
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。
(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。
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？
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？
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？
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？
归纳概括
1．染色体组数量的判断方法
(1)同一形态的染色体→有几条就有几个染色体组。如图中有4个染色体组。
(2)控制同一性状的等位基因→有几个就有几个染色体组。如AAabbb个体中有3个染色体组。
(3) ，如图中染色体组数为eq \f(8,2)＝4。
2．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。
探究点二 低温诱导植物细胞染色体数目的变化
1．在实验中显微镜下观察到的是死细胞，还是活细胞？为什么？
2．本实验处理中，可低温处理植物体的任何部位的细胞吗？为什么？
3．着丝粒分裂是纺锤丝牵引的结果吗？
4．本实验是否温度越低效果越显著？
5．观察时是否所有细胞中染色体均已加倍？
名师提醒：
(1)抑制纺锤体形成≠着丝粒不分裂。低温条件下不能形成纺锤体，但着丝粒正常分裂，结果是染色体无法移向细胞两极。
(2)低温处理分生组织细胞≠低温处理任何细胞。分生组织细胞分裂旺盛，其他细胞不分裂或分裂速度较慢。
探究点三 染色体结构变异
1．仔细观察教材P90图5－7左下图，结合下图，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？
(2)发生易位的两条染色体是同源染色体吗？
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)
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？
(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？
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？
(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？
(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？
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结构变异；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。
【巩固训练】
1.基因突变、基因重组和染色体变异的共同点是( )
A.产生了新的基因B.产生了新的基因型
C.都属于可遗传变异D.改变了基因的遗传信息
2.在细胞分裂过程中，末端缺失的染色体因失去端粒而不稳定，其姐妹染色单体可能会连接在一起，着丝粒分裂后向两极移动时出现“染色体桥”结构，如下图所示。若某细胞进行有丝分裂时，出现“染色体桥”并在两着丝粒间任一位置发生断裂，形成的两条子染色体移到细胞两极。不考虑其他变异，关于该细胞的说法错误的是( )
A.可在分裂后期观察到“染色体桥”结构
B.其子细胞中染色体的数目不会发生改变
C.其子细胞中有的染色体上连接了非同源染色体片段
D.若该细胞基因型为Aa，可能会产生基因型为Aaa的子细胞
3.某进行有性生殖的生物(2N=8)的精原细胞正在进行甲、乙两种细胞分裂方式,其中甲方式过程中不发生基因重组。下列相关叙述正确的是( )
A.甲分裂方式最终产生的子细胞中含有8条姐妹染色单体
B.乙分裂方式最终产生的子细胞中含有2个染色体组
C.甲、乙两种分裂方式中均会出现含有4个核DNA的细胞
D.甲、乙两种分裂方式均可发生基因突变和染色体变异
4.在减数第一次分裂前的间期，因某些原因使果蝇II号染色体上的DNA分子缺失了一个基因，这说明果蝇发生了( )
A.染色体变异B.基因重组
C.基因突变D.不能判断
5.下表是几种人类染色体异常遗传病的名称和相关染色体情况。下列叙述正确的是( )
A.猫叫综合征与Criduchat综合征的病因是相同的
B.Patan综合征是父亲或母亲减数分裂Ⅰ时13号同源染色体未分离所致
C.Turner综合征一定是含X染色体的卵细胞与不含性染色体的精子结合所致
D.表中所示的三种遗传病均可通过细胞培养、染色体分析进行产前诊断
6.豌豆为二倍体（2n=14）植物，某研究小组发现某豌豆的染色体组成如图所示，其中1、2为染色体编号，2上无对应于I的同源区段，Ⅱ为1、2染色体的同源区段，下列叙述正确的是( )
A.1、2是一对性染色体，1号是X染色体
B.I区段可能来自2号染色体片段的易位
C.若2号是正常染色体，则1发生了染色体片段重复
D.若1号是正常染色体，则2发生了染色体片段缺失
参考答案
1.答案：C
解析：只有基因突变能产生新基因，A错误。基因重组不能产生新基因，但能产生新的基因型，B错误。三者都是遗传物质改变而引起的变异，都属于可遗传的变异，C正确。只有基因突变是基因结构的改变，基因重组与染色体变异不改变基因所携带的遗传信息，D错误。
2.答案：C
解析：C、“染色体桥”现象使姐妹染色单体之间发生了片段的转接，不会出现非同源染色体片段，C错误。
3.答案：D
解析：精原细胞既能进行减数分裂，也能进行有丝分裂，其中甲方式过程中不发生基因重组，所以甲为有丝分裂，乙为减数分裂，有丝分裂最终产生的子细胞中不含姐妹染色单体，A错误;减数分裂方式最终产生的子细胞中含有1个染色体组，B错误;甲(有丝分裂)分裂方式中不会出现含有4个核DNA的细胞，至少都是8个核DNA分子的细胞，C错误;甲、乙两种分裂方式均可发生基因突变和染色体变异，D正确。
4.答案：A
解析：DNA分子缺失了一个基因,涉及基因数目的改变,属于染色体结构的变异;而基因突变是DNA分子中碱基对的增添、缺失或替换,而导致基因结构的改变。
5.答案：D
解析：A、猫叫综合征与Criduchat综合征的病因不相同，前者是由于5号染色体部分缺失导致的，后者是由于染色体数目变异导致的，A错误；
B、Patan综合征是父亲或母亲减数分裂Ⅰ时13号同源染色体未分离或减数分裂Ⅱ时姐妹染色单体未均分导致13号染色体多一条所致，B错误；
C、Turner综合征可能是含X染色体的卵细胞与不含性染色体的精子，或含X染色体的精子和不含X染色体的卵细胞结合所致，C错误；
D、表中所示的三种遗传病病因均属于染色体数目变异，可通过细胞培养、染色体分析进行产前诊断，D正确。
故选D。
6.答案：D
解析：A、因为豌豆为雌雄同花，自花传粉植物，1、2染色体虽然有差异，但不是一对性染色体，A错误；
B、根据题意，1、2染色体中，2上无对应于I的同源区段，Ⅱ为1、2染色体的同源区段，说明1染色体的非同源染色体区段，可能是易位或2号染色体缺失所致，但肯定不是来自于2染色体，因为易位是非同源染色体间发生的，B错误；
C、若2号是正常染色体，则1可能发生了非同源染色体间的易位，C错误；
D、若1号是正常染色体，则2发生了染色体片段缺失，D正确。
故选D。
名称
图解
变化
举例
缺失
染色体b片段缺失
果蝇的缺刻翅
重复
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)移接到另一条非同源染色体上
果蝇的花斑眼
倒位
同一条染色体上某一片段(a、b)位置颠倒
果蝇的卷翅
项目
染色体结构变异
基因突变
本质
①________的缺失、重复、易位或倒位
②________的替换、增添或缺失
基因数目变化
③________
1个
变异水平
④________
⑤________
光镜检测
⑥________
不可见
名称
相关情况
Criduchat综合征
5号染色体缺失一条
Patan综合征
13号染色体多一条
Turner综合征
X染色体缺失一条（XO）