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学案22 染 色 体 变 异课前探究案【预习目标】1、掌握染色体变异类型2、能够区分染色体组、单倍体、二倍体和多倍体【知识梳理】一、染色体变异包括：染色体 变异和染色体 变异。二、如下图所示，已知某物种的一条染色体上依次排列着M、N、O、P、Q五个基因，下面列出的若干种变化中，分别属于何种变异A: B: C: D: 染色体结构的改变，会使排列在染色体上的的排列顺序或数目发生改变，而导致性状的变异。三、染色体数目变异：染色体数目的变异包括细胞内的 的增加或减少和细胞内的染色体以 的形式成倍地增加或减少。四、染色体组：细胞内的一组 ，在 和 上各不相同，但又相互协调，共同控制生物的 、 、 和 ，这样的一组染色体叫做一个染色体组。 请据图判断（1）细胞中含有一个染色体组的是（ ）（2）细胞中含有二个染色体组的是（ ）（3）细胞中含有三个染色体组的是（ ）（4）细胞中含有四个染色体组的（ ）五、二倍体、多倍体和单倍体（1）二倍体：由 发育而来的个体，体细胞中含有 个染色体组的个体叫做二倍体。自然界中，几乎全部动物和过半的高等植物都是二倍体，例：人，果蝇和玉米。（2）多倍体：概念：由 发育而来的个体，体细胞中含有 染色体组的个体叫做 倍体。例：香蕉是 ，马铃薯是 。人工诱导多倍体的方法：用 或 处理 。原理：秋水仙素或低温处理能够 ，导致染色体不能移向细胞两极，引起细胞内染色体数目加倍多倍体植株的特点：优点： 。 缺点： 。（3）单倍体：概念：由 发育而来的个体叫做单倍体。例：蜜蜂的雄蜂。形成原因：自然界产生单倍体的原因：单性生殖,如蜜蜂的孤雌生殖。人工诱导单倍体的方法： 。单倍体植株的特点： 。单倍体育种过程： 形成单倍体植株，经过 处理（人工诱导染色体数目加倍）形成正常生殖的纯合子，选择出新品种单倍体育种的优点：（1） （2） 。六、低温诱导多倍体的实验：1、实验原理： 。 。2、制作植物临时装片的步骤： 3、试剂及用途（1）卡诺氏液： 。（2）改良苯酚品红染液： 。（3）解离液15%的盐酸和95%的酒精混合液（11）： 。4、实验结论： 。【预习检测】1、对于低温诱导洋葱染色体数目变化的实验，不正确的描述是（ ）A、处于分裂间期的细胞最多B、在显微镜视野内可以观察到二倍体细胞和四倍体细胞C、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D、在诱导染色体数目变化方面，低温与秋水仙素诱导的原理相似2、.在减数第一次分裂间期，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，这种变异属于（ ）A、染色体变异 B、基因重组 C、基因突变 D、基因重组或基因突变3、以下二倍体生物的细胞中含有两个染色体组的是（ ）有丝分裂中期细胞有丝分裂后期细胞减数第一次分裂中期细胞减数第二次分裂中期细胞减数第一次分裂后期细胞减数第二次分裂后期细胞A、 B、 C、 D、4、能在细胞分裂间期起作用的措施是（ ）农作物的诱变育种 用秋水仙素使染色体数目加倍肿瘤的治疗花药离体培养A、 B、 C、 D、5、下列情况引起的变异属于染色体变异的是（ ）A、非同源染色体上非等位基因的自由组合B、染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上C、同源染色体的非姐妹染色单体之间发生局部交换D、DNA分子中发生碱基对的增添、缺失或改变6、在细胞分裂过程中出现了甲、乙两种变异，甲图中英文字母表示染色体片段。下列有关叙述正确的是()甲图中发生了染色体结构变异，增加了生物变异的多样性乙图中出现的这种变异属于染色体变异 甲、乙两图中的变化只会出现在有丝分裂中甲、乙两图中的变异类型都可以用显微镜观察检验A B C D7、如图为普通小麦(异源六倍体)的形成过程示意图。据材料分析有关问题：(1)试分析甲、丁的染色体组数及可育性：甲_、_，丁_、_。(2)在A、C过程(使染色体数目加倍)中常用的方法有：物理方法： _；化学方法： _；生物方法：_。(3)我国育种工作者利用野生黑麦与普通小麦培育出了既高产又适应高原环境的八倍体小黑麦。请判断八倍体小黑麦是否为一个新物种？_，物种形成的三个基本环节是：_ _ 。学案22 染 色 体 变 异课内探究案【探究目标】1、理解染色体结构和数目变异及染色体组的概念和判断2、理解单倍体育种和多倍体育种的过程并会分析设计有关育种过程【探究过程】考点一：染色体结构变异【典例1】下图表示某生物细胞中两条染色体及其上部分基因，下列选项的结果中，不属于染色体变异引起的是（ ）思考：1、典型例题1中C选项的发生属于何种变异？ 2、右图中和表示发生在常染色体上的变异。和所表示的变异类型分别属于（ ） A. 重组和易位 B. 易位和易位C. 易位和重组 D. 重组和重组归纳点拨：1、染色体结构变异与基因突变的区别 2、易位与交叉互换的区别【变式训练1】某些类型的染色体结构和数目的变异，可通过对细胞有丝分裂中期或减数第一次分裂时期的观察来识别。a、b、c、d为某些生物减数第一次分裂时期染色体变异的模式图，它们依次属于（ ）A.三倍体、染色体片段增加、个别染色体数目变异、染色体片段缺失B.三倍体、染色体片段缺失、个别染色体数目变异、染色体片段增加C.个别染色体数目变异、染色体片段增加、三倍体、染色体片段缺失D.染色体片段缺失、个别染色体数目变异、染色体片段增加、三倍体考点二：染色体数目变异及染色体组的判断【典例2】某些类型的染色体数目的变异，可通过对细胞有丝分裂中期或减数第一次分裂时期的观察来识别。下图为某些生物减数第一次分裂时期染色体变异的模式图，它们依次属于( )A、三倍体、三倍体 B、三倍体、染色体片段增加C、三倍体、三倍体 D、个别染色体数目变异、三倍体【典例3】根据如图所示的细胞图，回答下列问题：（1）细胞中含有一个染色体组的是 图。（2）细胞中含有两个染色体组的是 图。（3）细胞中含有三个染色体组的是 图。（4）细胞中含有四个染色体组的是 图。思考与讨论：如何判断一个细胞内有几个染色体组及一组内有几条染色体？归纳点拨： 1、染色体组的特点： （填“含”或“不含”）同源染色体。所含有的染色体形态、大小和功能 相同。 含有控制一种生物性状的 基因，不能重复。2、某生物体细胞中染色体组数目的判断根据同源染色体的条数判断：细胞中同一形状的染色体有几条，细胞内就含有几个染色体组 。如图一，含有 个染色体组。根据基因型判断：控制每一性状的基因出现几次，该次数就等于染色体组数。如图二基因型AAaaBBbb的细胞生物体含有 个染色体组。 根据细胞中染色体总数和染色体形态判断：即染色体组数 如：韭菜的体细胞中有32条染色体，共有8种形态，那么韭菜应该是（ ）A 二倍体 B四倍体 C六倍体 D八倍体【变式训练2】如图表示某高等植物卵细胞的染色体数目和染色体形态模式图。此植物的胚细胞、叶肉细胞的染色体组数目和染色体数目分别是（ ） A12、8和36、24B6、6和24、24C8、8和24、24D8、16和24、48【变式训练3】果蝇的体细胞中有三对常染色体，一对性染色体。因此，果蝇体细胞中的染色体有（ ） A、一个染色体组 B、两个染色体组 C、四个染色体组 D、六个染色体组考点三：二倍体、多倍体、单倍体【典例4】把普通小麦（六倍体）的花粉和一部分体细胞通过组织培养，分别培育出两种小麦植株，它们分别是 （ ）A单倍体、六倍体 B三倍体、六倍体 C单倍体、二倍体 D二倍体、单倍体归纳点拨：单倍体与二倍体、多倍体的判定（1）由 发育而成的个体，含有几个染色体组，就叫几倍体。（2）由 发育而成的个体，不论含几个染色体组，都称为 倍体。如八倍体生物的单倍体含有 个染色体组。（3）二倍体生物的配子中只含有 个染色体组。（4）含奇数倍染色体（如3组染色体的三倍体和单倍体）的个体不能产生正常的配子，原因： 。【变式训练4】下列有关单倍体的叙述中，正确的是 （ ）A.未受精的卵细胞发育成的植株都是单倍体B.普通六倍体小麦花药离体培养所获得的植株不是单倍体C.含有两个染色体组的生物体不可能是单倍体D.含有奇数染色体组的生物体一定是单倍体考点四：多倍体育种和单倍体育种【典例5】已知西瓜的染色体数目2N=22,请根据下面的西瓜育种流程回答有关问题：(1)图中所用的试剂是_，该试剂的作用是_。（2）培育无子西瓜A的育种方法称为_。（3）过程中形成单倍体植株所采用的方法是_。该过程利用了植物细胞的_性。（4）为确认某植株是否为单倍体，应在显微镜下观察根尖分生区细胞的染色体，观察的最佳时期为_。归纳总结：比较多倍体育种和单倍体育种（1）人工诱导多倍体育种方法： 、 （常用）育种原理：当秋水仙素作用于正在分裂的细胞时，能抑制 ，导致染色体不分离，从而引起细胞内染色体数目加倍。过程：有丝分裂 细胞染色体数目加倍多倍体植株 （2）单倍体育种：方法：采用 的方法获得单倍体植株，然后 使染色体加倍，即得到正常植株过程： 特点： 思考：低温诱导多倍体育种和秋水仙素的诱导原理相同吗？（阅读课本88页）【变式训练5】某地区一些玉米植株比一般玉米植株早熟、生长整齐而健壮，果穗大、籽粒多，因此这些植株可能是（ ）A、单倍体 B、三倍体C、四倍体D、杂交种【当堂检测】1、下列关于基因突变和染色体变异的叙述中，正确的是 （ ）A染色体变异是定向的，基因突变是不定向的 B基因突变是指生物基因型的改变C染色体变异是不可遗传的 D基因突变是随机发生的2、香蕉是三倍体，所以它（ ） A无果实、有种子、靠种子繁殖 B无果实、有种子、靠营养繁殖C无果实、无种子、靠营养繁殖 D有果实、无种子、靠营养繁殖3、下列细胞中含有一个染色体组的是 （ ）A人的表皮细胞和神经元 B果蝇的受精卵和果蝇的体细胞C单倍体普通小麦的体细胞和单倍体玉米的体细胞 D人的卵细胞和单倍体玉米体细胞4、为了观察到低温诱导植物染色体数目变化，制作洋葱根尖细胞分裂临时装片的制作程序是（）A选材固定解离漂洗染色制片B选材解离固定漂洗染色制片C选材解离漂洗固定染色制片D选材固定解离染色漂洗制片学案22 染色体变异课后拓展案1进行无性生殖的生物，发生变异的原因不可能是（ ）A基因突变 B基因重组 C染色体变异 D环境条件的改变2. （2013海南理综）某二倍体植物染色体上的基因 B2 是由其等位基因 B1 突变而来的，如不考虑染色体变异，下列叙述错误的是（ ）A该突变可能是碱基对替换或碱基对插入造成的 B基因 B1 和B2 编码的蛋白质可以相同，也可以不同C基因 B1 和B2 指导蛋白质合成时使用同一套遗传密码D基因 B1 和B2 可同时存在于同一个体细胞中或同一个配子中3有关“低温诱导大蒜根尖细胞染色体加倍”的实验，正确的叙述是（ ）A可能出现三倍体细胞 B多倍体细胞形成的比例常达100%C多倍体细胞形成过程无完整的细胞周期 D多倍体形成过程增加了非同源染色体重组的机会4. 下列关于染色体组的叙述，正确的是（ ） 一个体细胞中任意两个染色体组之间染色体的数目、形态一定相同 一个染色体组中必然包含个体生长发育、遗传变异的全部信息 一个染色体组中各条染色体的形态、大小各不相同，互称为非同源染色体 一个体细胞中，如果含有奇数个染色体组，则很可能不能产生正常可育的配子A B C D5性染色体为（a）XY和（b）YY的精子是如何产生的（ ）A（a）减数第一次分裂不分离，（b）减数第一次分裂不分离B（a）减数第二次分裂不分离，（b）减数第二次分裂不分离C（a）减数第一次分裂不分离，（b）减数第二次分裂不分离D（a）减数第二次分裂不分离，（b）减数第一次分裂不分离6.（2013四川理综）大豆植株的体细胞含 40 条染色体。用放射性 60Co 处理大豆种子后，筛选出一株抗花叶病的植株 X，取其花粉经离体培养得到若干单倍体植株，其中抗病植株占 50%。下列叙述正确的是（ ）A.用花粉离体培养获得的抗病植株，其细胞仍具有全能性B.单倍体植株的细胞在有丝分裂后期，共含有 20 条染色体 C.植株 X 连续自交若干代，纯合抗病植株的比例逐代降低 D.放射性 60Co 诱发的基因突变，可以决定大豆的进化方向 7.基因型为AAbb和aaBB的植物杂交得到F1，对其幼苗用适当浓度秋水仙素来处理，该植物的基因型和染色体倍数分别是（）AAAaaBBbb 四倍体 BAaBb 二倍体 CAAbb 二倍体 DAAaaBBbb 八倍体8萝卜（2n=18）与甘蓝（2n=18）杂交，能得到种子，一般是高度不育的，但偶然发现个别种子种下去后能产生可育的后代。出现这种现象的原因是（ ）A基因自由组合 B染色体结构变异 C基因突变 D染色体加倍9、下列有关单倍体的叙述中，正确的是（ ）A含有两个染色体组的生物体，一定不是单倍体 B生物的精子或卵细胞一定都是单倍体C含有奇数染色体组的个体一定是单倍体D未经受精的卵细胞发育成的植物，一定是单倍体10下列关于低温诱导染色体加倍实验的叙述，正确的是（ ）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向两极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C染色：改良苯酚品红溶液和醋酸洋红溶液都可以使染色体着色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11.细胞有丝分裂和减数分裂都可能产生可遗传的变异，其中发生在减数分裂过程的变异是（ ）A.染色体不分离或不能移向两极，导致染色体数目变异B.非同源染色体自由组合，导致基因重组C.染色体复制时受诱变因素影响，导致基因突变D.非同源染色体某片段移接，导致染色体结构变异12.为解决二倍体普通牡蛎在夏季因产卵而出现肉质下降的问题，人们培育出三倍体牡蛎。利用普通牡蛎培育三倍体牡蛎合理的方法是（ ）A.利用水压抑制受精卵的第一次卵裂，然后培育形成新个体B.用被射线破坏了细胞核的精子刺激卵细胞，然后培育形成新个体C.将早期胚胎细胞的细胞核植人去核卵细胞中，然后培育形成新个体D.用化学试剂阻止受精后的次级卵母细胞释放极体，然后培育形成新个体13.如图是果蝇细胞的染色体组成，以下说法正确的是（ ） A染色体1、2、4、5组成果蝇的一个染色体组 B染色体3、6之间的交换属于基因重组 C控制果蝇红眼或白眼的基因位于2号染色体上 D果蝇基因组可由1、2、3、6、7的DNA分子组成14.（多选）在有丝分裂和减数分裂的过程中均可产生的变异是（ ） ADNA复制时发生碱基对的增添、缺失或改变，导致基因突变B非同源染色体之间发生自由组合，导致基因重组C非同源染色体之间交换一部分片段，导致染色体结构变异D着丝点分裂后形成的两条染色体不能移向两极，导致染色体数目变异15.洋葱(2n=16)为二倍体植物。为比较不同处理方法对洋葱根尖细胞分裂指数（即视野内分裂期细胞数占细胞总数的百分比）的影响，某研究性学习小组进行了相关实验，实验步骤如下：将洋葱的老根去除，经水培生根后取出。 将洋葱分组同时转入质量分数为0. 01%、0. 1%秋水仙素溶液中，分别培养24 h、36 h、48 h；秋水仙素处理停止后再转入清水中分别培养0 h、12 h、24 h、36h。 剪取根尖，用Carnoy固定液（用3份无水乙醇、1份冰乙酸混匀）固定8h，然后将根尖浸泡在1 mol/L盐酸溶液中58 min 将根尖取出，放入盛有清水的培养皿中漂洗。用石炭酸品红试剂染色。制片、镜检；计数、拍照。实验结果：不同方法处理后的细胞分裂指数(%)如下表。秋水仙素溶液处理清水培养时间(h)质量分数(%)时间(h)01224360. 0l2410. 7113. 6814. 1914. 46369. 9411. 9913. 5913. 62487. 9810. 0612. 2211. 970.1247. 749. 0911. 0710. 86366. 127. 879. 989. 81485. 976. 687. 988. 56请分析上述实验，回答有关问题：(1)步骤中“将根尖浸泡在1 mol/L盐酸溶液中”的作用是 。(2)步骤为了获得相应的观察视野，镜检时正确的操作方法是 。（3）根据所学的知识推测，碳酸品红试剂是一种 性染料。(4)为了统计数据更加科学，计数时应采取的方法是 。(5)根据上表结果可以得出如下初步结论： 质量分数为 秋水仙素溶液诱导后的细胞分裂指数较高； 本实验的各种处理中，提高细胞分裂指数的最佳方法是 。(6)如图为一位同学在步骤所拍摄的显微照片，形成细胞a的最可能的原因是 16科学家将培育的异源多倍体的抗叶锈病基因转移到普通小麦中，育成了抗叶锈病的小麦，育种过程见图。图中A、B、C、D表示4个不同的染色体组，每组有7条染色体，C染色体组中含携带抗病基因的染色体。请回答下列问题：（1）异源多倍体是由两种植物AABB与CC远缘杂交形成的后代，经 方法培育而成，还可用植物细胞工程中 方法进行培育。（2）杂交后代染色体组的组成为 ，进行减数分裂时形成 个四分体，体细胞中含有 条染色体。（3）杂交后代中C组的染色体减数分裂时易丢失，这是因为减数分裂时这些染色体 。（4）为使杂交后代的抗病基因稳定遗传，常用射线照射花粉，使含抗病基因的染色体片段转接到小麦染色体上，这种变异称为 。学案22 染色体变异答案课前预习案一、 结构 数目二、 A、缺失 B、重复 C、倒位 D、基因突变或重组 基因三、 个别染色体 染色体组四、 非同源染色体 形态 功能 生长 发育 遗传 变异（1）CH （2）BG （3）AF （4）DE五、（1）受精卵 两 （2）受精卵 三个或三个以上 多四三倍体 四倍体 低温 秋水仙素 萌发的种子或幼苗 抑制纺锤体的形成 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多倍体植株器官大，养分多，成熟迟，结实少（3）花药离体培养法 花药离体培养 长的弱小，而且高度不育 花药离体培养 秋水仙素 能明显缩短育种年限 后代无性状分离 六、1、低温处理分生区组织细胞，能够抑制纺锤体的形成，以致影响染色体被拉向两极，细胞也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 2、洋葱根尖培养取材固定制作装片（解离漂洗染色制片）观察3、（1）固定细胞的形态（2）使染色体着色（3）使细胞分散4、适当低温可以诱导染色体数目加倍预习检测答案 1C2.A3.C 这些细胞的染色体组分别是：中有2个,中有4个，中有2个，中有1个,中有2个,中有2个。4.A5.B 6C 解析：甲图中发生的是染色体变异，属于染色体中某一片段位置颠倒，属于结构的变异；乙图中属于在着丝点分裂时，两条姐妹染色单体移向了同一级，使子细胞中染色体多了一条（或少了一条），也属于染色体变异。染色体可以用显微镜中观察到，因此选C。而中乙图只会出现在有丝分裂中，甲图可是减数分裂也可是有丝分裂。7(1)二组不育三组不育(2)低温处理秋水仙素处理细胞融合技术(植物细胞杂交技术)(3)是突变和基因重组、自然选择、隔离(缺一不可)课内探究学案考点一：染色体结构变异【典例1】 C 解析：A为染色体缺失，B为染色体互换，D为染色体颠倒。而C为基因突变。思考1.基因突变 2.A【讨论】参考归纳点拨归纳点拨1. 基因突变是某一位点上基因的改变,基因的数目、排列顺序不变,在光学显微镜下无法直接观察到;染色体变异在光学显微镜下可直接观察到，如基因的数目、排列顺序改变。2. 易位:非同源染色体非姐妹染色单体之间；交叉互换:同源染色体的非姐妹染色单体之间。【变式训练1】 C考点二：染色体数目变异及染色体组的判断【典例2 】 D 【典例3】(1)DG (2)CH (3)AB (4)EF思考与讨论参考归纳点拨归纳点拨1.不含 不 全套2.4 4 染色体总数/染色体形态数 B【变式训练2】B 解析：图中细胞有3个染色体组，每个染色体组中有4条染色体。所以其胚细胞中有6个染色体组、24条染色体，叶肉细胞中也有6个染色体组、24条染色体。【变式训练3】B 考点三：二倍体、多倍体、单倍体【典例4】A 解析：普通小麦的花粉离体培养获得的小麦植株不管含几个染色体组都是单倍体；因普通小麦是六倍体，它的一部分体细胞离体培养获得的小麦植株仍是六倍体。归纳点拨(1)受精卵 (2)配子 单 4 (3)1 (4)减数分裂过程中,染色体联会紊乱【变式训练4】 A 解析：B项花药离体培养获得的植株不管含几个染色体组都是单倍体；C项含有两个染色体组的生物体也有可能是单倍体，如马铃薯的单倍体；D项含奇数染色体组的生物体不一定是单倍体，如三倍体无子西瓜。【典例5】（1）秋水仙素抑制纺锤体的形成，使染色体数目加倍（2）多倍体育种（3）花药离体培养全能（4）有丝分裂中期 归纳总结(1)低温诱导 秋水仙素处理萌发的种子或幼苗 纺锤体的形成(2)花药离体培养 用秋水仙素 明显缩短育种年限【变式训练5】 D 解析：多倍体一般生长健壮，果穗大，籽粒多，但成熟期较晚；单倍体一般是高度不育的。因此对比各选项可知D正确。当堂检测1.D 2.D 3.D 4.A课后拓展案1.B2.D3.C 解析：低温诱导大蒜根尖细胞染色体加倍为四倍体，但不能使所有细胞染色体数目都加倍，根尖细胞的分裂为有丝分裂，非同源染色体重组发生在减数分裂过程中，不能增加重组机会。多倍体细胞形成的原理是抑制纺锤体的形成阻止细胞的分裂，所以细胞周期是不完整的。4.D5.C6.A7. A8.D 解析：萝卜和甘蓝杂交得到的种子长成的植株，在减数分裂过程中，联会紊乱，不能产生正常的生殖细胞，因此是不育的。但如果由于外界原因引起染色体数目加倍，就能产生正常的生殖细胞，也就能产生可育的后代。9.B10.C A项低温是抑制纺锤体的形成，但是着丝点照常会分裂。B项解离液是由15%的盐酸和95%的酒精等体积混合而成，其作用是使细胞分散开来，改变细胞膜通透性；卡诺氏液的作用是固定细胞形态。C项改良苯酚品红和醋酸洋红溶液均可以使用染色体着色D项在显微镜下可以看到大多数细胞处于间期，改良品红苯酚品红和醋酸洋红溶液均可以使染色体着色，看不到染色体，因为间期时间较长；而且只有少数细胞染色体会加倍。11. B12.D13.D14.ACD15(1)使组织中细胞相互分离开来 (2)先在低倍镜下观察，缓慢移动装片，发现理想视野后换用高倍镜 (3)碱 (4)每组装片观察多个视野 (5) 0.01 0.01秋水仙素溶液诱导24 h，再在清水中培养36 h (6)秋水仙素处理发生在上一个细胞周期纺锤体形成之后16.（1）秋水仙素诱导染色体数目加倍植物体细胞杂交（2）AABBCD1442（3）无同源染色体配对（4）染色体结构变异
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