高中生物第6章染色體變異全套導(dǎo)學(xué)案新人教版必修1

1、 染色體變異【課前復(fù)習(xí)】在學(xué)習(xí)新課程前必須復(fù)習(xí)有關(guān)減數(shù)分裂、有絲分裂中染色體行為變化規(guī)律、減數(shù)分裂和受精作用的意義以及染色體、基因之間的關(guān)系等知識(shí)，這樣既有利于掌握新知識(shí)，又便于將新知識(shí)納入知識(shí)系統(tǒng)中。溫故會(huì)做了，學(xué)習(xí)新課才能有保障1水稻的體細(xì)胞中有24條染色體，在一般正常情況下，它的初級精母細(xì)胞、次級精母細(xì)胞和精子中染色體數(shù)目，分別依次是a24、12、12b24、24、12c24、48、12d48、24、12解析：在減數(shù)分裂過程中初級精母細(xì)胞、次級精母細(xì)胞和精子中染色體數(shù)目的變化規(guī)律為2nnn，水稻體細(xì)胞染色體2n24條，依照這一變化規(guī)律就可得出正確答案。答案：a2在細(xì)胞分裂中染色

2、體數(shù)目加倍是在有絲分裂的a分裂間期b分裂前期c分裂中期d分裂后期答案：d3對于進(jìn)行有性生殖的生物來說，減數(shù)分裂和受精作用對于維持每種生物_體細(xì)胞中_的恒定性，對于生物的_，都是十分重要的。答案：前后代染色體數(shù)目遺傳和變異4基因與染色體的關(guān)系是：一條染色體上有許多_，染色體是基因的主要_，基因在染色體上呈_排列。答案：基因載體直線知新先看書，再來做一做1基因突變和染色體變異的區(qū)別（1）基因突變只是染色體上的_的改變，而染色體變異改變的是一些基因的_。（2）基因突變是分子水平的變異，在光學(xué)顯微鏡下是_的，而染色體變異是細(xì)胞水平的變異，在光學(xué)顯微鏡下是_的。2染色體結(jié)構(gòu)的變異（1）實(shí)例：_，是人的_

3、染色體部分缺失而引起的遺傳病。（2）概念：由染色體_的改變而引起的變異。（3）種類缺失：染色體中_的缺失。重復(fù)：染色體中增加了_。倒位：染色體中_的位置_。易位：染色體的_移接到_染色體上。（4）結(jié)果：使排列在染色體上的基因的_發(fā)生改變，從而導(dǎo)致性狀的變異。3染色體數(shù)目的變異（1）概念：染色體_的改變而引起的變異。（2）種類個(gè)別染色體的_而引起的變異。染色體組成倍地_而引起的變異。（3）染色體組細(xì)胞中的一組_染色體，它們在形態(tài)和功能上_相同，但是攜帶者控制一種生物生長發(fā)育、遺傳和變異的_，這樣的一組染色體叫一個(gè)染色體組。（4）二倍體由_發(fā)育而成的個(gè)體，體細(xì)胞中含有_個(gè)染色體組的個(gè)體。（5）多倍

4、體概念：由_發(fā)育而成的個(gè)體，體細(xì)胞中含有_染色體組的個(gè)體。成因：多倍體產(chǎn)生的主要原因，是體細(xì)胞在有絲分裂的過程中，染色體完成了復(fù)制，但是細(xì)胞受到_劇烈變化或_的干擾，_的形成受到破壞，以致染色體不能被拉向兩極，細(xì)胞也不能分裂成兩個(gè)子細(xì)胞，于是就形成了染色體數(shù)目_的細(xì)胞。這種染色體_的細(xì)胞，繼續(xù)進(jìn)行正常的有絲分裂，就可以發(fā)育成染色體_的組織或個(gè)體。多倍體育種：常用方法：_。育種原理：_。（6）單倍體概念：體細(xì)胞中含有本物種_染色體數(shù)目的個(gè)體。特點(diǎn)：_。成因：自然成因是_發(fā)育而來；人為成因通常是_離體培養(yǎng)。育種：方法：常采用_的方法獲得單倍體植株，再用_處理使染色體加倍為正常植株。特點(diǎn)：所得的后代

5、都是_體。 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1識(shí)記染色體變異的概念及種類。2識(shí)記染色體組的概念及其實(shí)例。3識(shí)記單倍體、二倍體、多倍體的概念。4識(shí)記單倍體、多倍體產(chǎn)生的原因及特點(diǎn)。5識(shí)記單倍體育種過程及優(yōu)點(diǎn)。 【基礎(chǔ)知識(shí)精講】課文全解：每種生物的染色體，無論結(jié)構(gòu)或數(shù)目都是相對恒定的。但是，在自然條件或人為條件的影響下，染色體的結(jié)構(gòu)和數(shù)目都可以發(fā)生變化，從而導(dǎo)致其上的基因數(shù)量、排列順序發(fā)生改變從而引起生物的性狀發(fā)生變異。1染色體變異的概念染色體變異是指生物細(xì)胞的染色體結(jié)構(gòu)、數(shù)目等發(fā)生改變從而引起生物性狀的變異。主要包括染色體結(jié)構(gòu)的變異和染色體數(shù)目的變異兩類。2基因突變和染色體變異的區(qū)別（1）由于染

6、色體是基因的主要載體，基因在染色體上呈直線排列，因此基因突變只是染色體上的某一位點(diǎn)上基因的改變，有可能產(chǎn)生新的基因，而染色體變異改變的是一些基因的數(shù)量、排列順序。（2）基因突變是分子水平的變異，在光學(xué)顯微鏡下是觀察不到的，而染色體變異是細(xì)胞水平的變異，在光學(xué)顯微鏡下是可以觀察到的。3染色體結(jié)構(gòu)的變異在自然條件或人工誘導(dǎo)下，染色體在某些部位可以發(fā)生斷裂。絕大多數(shù)的斷裂通過修復(fù)過程在原處愈合，也有少數(shù)斷裂的重接出現(xiàn)差錯(cuò)，或者斷裂端保持游離狀態(tài)，結(jié)果產(chǎn)生染色體結(jié)構(gòu)變異。（1）實(shí)例：貓叫綜合征，是人的第五號染色體部分缺失而引起的遺傳病。（2）概念：在自然條件或人為因素的影響下，染色體結(jié)構(gòu)發(fā)生改變而引起

7、的變異。（3）種類：缺失：染色體中某一片段的缺失。重復(fù)：染色體中增加了某一片段。倒位：染色體中某一片段的位置顛倒了180°。易位：染色體的某一片段移接到另一條非同源染色體上。（4）結(jié)果：使排列在染色體上的基因的數(shù)目和排列順序發(fā)生改變，從而導(dǎo)致性狀的變異。4染色體數(shù)目的變異圖6111（1）概念：染色體數(shù)目的改變而引起的變異。（2）種類個(gè)別染色體的增加或減少而引起的變異。染色體組成倍地增加或減少而引起的變異。（3）染色體組概念：細(xì)胞中的一組非同源染色體，它們在形態(tài)和功能上各不相同，但是攜帶著控制一種生物生長發(fā)育、遺傳和變異的全部信息，這樣的一組染色體叫一個(gè)染色體組。實(shí)例：雄果蠅的染色體組

8、，如圖6111。果蠅的體細(xì)胞中含有8個(gè)染色體。這8個(gè)染色體，包括3對常染色體（、）和1對性染色體（雌果蠅為xx，雄果蠅為xy），因此共有4對，每對是一對同源染色體。這8個(gè)染色體可以分成兩組。就雄果蠅來說，其中的一組包括x、，另一組包括y、。在精子形成的過程中，經(jīng)過減數(shù)分裂，染色體的數(shù)目減半，所以雄果蠅的精子中只含有一組染色體（x、或y、），這一組染色體中的4個(gè)染色體，形狀和大小各不相同。不同種的生物，每個(gè)染色體組所包括的染色體在數(shù)目、形態(tài)和大小方面是不同的。（4）二倍體由受精卵發(fā)育而成的個(gè)體，體細(xì)胞中含有兩個(gè)染色體組的個(gè)體。（5）多倍體概念：由受精卵發(fā)育而成的個(gè)體，體細(xì)胞中含有三個(gè)或三個(gè)以上染

9、色體組的個(gè)體。成因：多倍體產(chǎn)生的主要原因，是體細(xì)胞在有絲分裂的過程中，染色體完成了復(fù)制，但是細(xì)胞受到外界環(huán)境條件劇烈變化或生物內(nèi)部因素的干擾，紡錘體的形成受到破壞，以致染色體不能被拉向兩極，細(xì)胞也不能分裂成兩個(gè)子細(xì)胞，于是就形成了染色體數(shù)目加倍的細(xì)胞。這種染色體加倍的細(xì)胞，繼續(xù)進(jìn)行正常的有絲分裂，就可以發(fā)育成染色體加倍的組織或個(gè)體。染色體數(shù)目加倍也可以發(fā)生在配子形成的減數(shù)分裂過程中，這樣就會(huì)產(chǎn)生染色體加倍的配子，染色體加倍的配子在受精以后也會(huì)發(fā)育成多倍體。例如，帕米爾高原的高山植物，其中有65%是多倍體。特點(diǎn)：由于染色體數(shù)目的增加，多倍體植株與二倍體植株在性狀上有很大的差別。多倍體植株一般表現(xiàn)

10、為莖稈粗壯，葉片、果實(shí)和種子都比較大，糖類和蛋白質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)的含量都有所增高。例如，四倍體葡萄的果實(shí)比二倍體品種大得多，四倍體番茄的維生素c的含量比二倍體品種幾乎增加了一倍。多倍體育種常用方法：用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗。育種原理：當(dāng)秋水仙素作用于正在分裂的細(xì)胞時(shí)，能夠抑制紡錘體的形成，導(dǎo)致染色體不分離，從而引起染色體數(shù)目加倍。染色體數(shù)目加倍的細(xì)胞繼續(xù)進(jìn)行正常的有絲分裂，將來就可以發(fā)育成多倍體植株。實(shí)例：三倍體無籽西瓜培育過程（見發(fā)散遷移）。（6）單倍體概念：體細(xì)胞中含有本物種配子染色體數(shù)目的個(gè)體。實(shí)例：蜂王和工蜂都是由受精卵發(fā)育而來，體細(xì)胞含有32條染色體，而雄蜂是由未受精的卵細(xì)胞發(fā)育而

11、來，體細(xì)胞中含有16條染色體。特點(diǎn)：單倍體的植株弱小，且高度不育。育種方法：常采用花藥離體培養(yǎng)的方法獲得單倍體植株，再用秋水仙素處理使染色體加倍為正常植株，用這種方法育種所得的后代都是純合體。問題全解：68什么是染色體變異？有哪些類型？ 見“課文全解1”。69染色體變異與基因突變的區(qū)別是什么？見“課文全解2”。70染色體結(jié)構(gòu)變異的種類有哪些？見“課文全解3（3）”。71什么是染色體數(shù)目變異？都包括哪些類型？分別見“課文全解4（1）（2）”。72什么是染色體組？染色體組定義的實(shí)質(zhì)是什么？染色體組的概念見“課文全解4（3）”。染色體組定義的實(shí)質(zhì)是，它攜帶著控制一種生物生長發(fā)育、遺傳和變異的全部信息

12、。73何為二倍體？何為多倍體？ 分別見“課文全解4（4）（5）”。74多倍體產(chǎn)生的原因是什么？多倍體生物有何特點(diǎn)？有何應(yīng)用？分別見“課文全解4（5）”。75什么樣的多倍體能產(chǎn)生無籽果實(shí)？體細(xì)胞中染色體組數(shù)為奇數(shù)的多倍體，在減數(shù)分裂過程中會(huì)造成染色體配對紊亂，不能正常地形成生殖細(xì)胞，因此這樣的多倍體是高度不育的。例如香蕉，由于不能正常地形成生殖細(xì)胞，因此香蕉是沒有種子的，它只能依靠無性繁殖來繁殖后代。76為什么多倍體在動(dòng)物界比較少見？多倍體在動(dòng)物界比較少見，這是因?yàn)閯?dòng)物大多數(shù)是雌雄異體的，雌雄配子的染色體稍有不平衡就會(huì)導(dǎo)致不育，甚至使個(gè)體不能存活。少數(shù)多倍體動(dòng)物，如甲殼類四倍體豐年蟲，通常只能依

13、靠無性繁殖產(chǎn)生后代。77什么是單倍體？單倍體的體細(xì)胞中是否都含有一個(gè)染色體組？單倍體的概念見“課文全解4（6）”。單倍體的體細(xì)胞中不一定含有一個(gè)染色體組。單倍體是體細(xì)胞中含有本物種配子染色體數(shù)目的個(gè)體，與染色體組的數(shù)目無關(guān)。78單倍體生物產(chǎn)生的原因是什么？有何特點(diǎn)？其高度不育的原因是什么？自然界中的單倍體是由未受精的卵細(xì)胞發(fā)育而來的，人工誘導(dǎo)的單倍體往往是通過花藥離體培養(yǎng)而來的。單倍體生物的特點(diǎn)見“課文全解4（6）”。單倍體高度不育的原因是減數(shù)分裂過程中染色體不能正常配對，從而不能正常地形成生殖細(xì)胞，導(dǎo)致不育。79單倍體育種常見的方法是什么？其意義是什么？在單倍體育種上，常采用花藥離體培養(yǎng)的方

14、法先獲得單倍體，也就是通過花粉粒直接培養(yǎng)出單倍體植株。培養(yǎng)出的單倍體植株再經(jīng)過人工誘導(dǎo)，使它的染色體數(shù)目加倍。這樣，它的體細(xì)胞中不僅含有正常植株體細(xì)胞中的染色體數(shù)，而且每對染色體上的成對的基因都是純合的。這樣的植株自交以后產(chǎn)生的后代，就不會(huì)發(fā)生性狀分離。因此，利用單倍體植株培育新品種，可以明顯地縮短育種年限。例如，通常的雜交育種，由于雜交后代不斷地發(fā)生分離，需要幾年的時(shí)間進(jìn)行選擇純優(yōu)、淘汰雜劣的工作，才能獲得一個(gè)穩(wěn)定的優(yōu)良品種，而采用單倍體育種方法，只需要兩年的時(shí)間就能育成合乎要求的新品種。80常見的育種方法有哪些？各自依據(jù)的原理是什么？見下表。 雜交育種誘變育種多倍體育種單倍體育種

15、處理雜交用射線、激光、化學(xué)藥品處理生物用秋水仙素處理種子或幼苗花藥離體培養(yǎng)，秋水仙素處理原理通過基因重組，把兩親本的優(yōu)良性狀組合在同一后代中用人工方法誘發(fā)基因突變，產(chǎn)生新性狀，創(chuàng)造新品種或新類型抑制細(xì)胞分裂中紡錘體的形成，使染色體數(shù)加倍后不能形成兩個(gè)細(xì)胞誘導(dǎo)花藥直接發(fā)育成植株，再用秋水仙素加倍成純合體優(yōu)點(diǎn)方法較簡便提高突變頻率，創(chuàng)造需要的變異類型，選擇、培育出優(yōu)良品種器官較大，營養(yǎng)物質(zhì)含量高縮短育種的年限例子高稈抗病與矮稈染病小麥雜交產(chǎn)生矮稈抗病品種高產(chǎn)量、高油量的“黑農(nóng)5號”大豆的育成三倍體無籽西瓜和甜菜，八倍體小黑麥抗病植株的育成 【學(xué)習(xí)方法指導(dǎo)】1聯(lián)系實(shí)例理解染色體組的概念。染

16、色體組的概念是學(xué)習(xí)二倍體、多倍體內(nèi)容的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。學(xué)習(xí)時(shí)應(yīng)聯(lián)系果蠅細(xì)胞中的染色體組充分理解概念，掌握這一概念的本質(zhì)。染色體組所包括的染色體，實(shí)際上是在某物種的每種同源染色體之中任意選取一條組成的一組染色體；也就是說，在一個(gè)染色體組中，不存在大小和形狀等方面都相同的同源染色體對。2從發(fā)育起點(diǎn)上理解單倍體的概念。一般地說，體細(xì)胞含一個(gè)染色體組的個(gè)體是單倍體，但單倍體個(gè)體的體細(xì)胞不一定都含有一個(gè)染色體組，實(shí)際上，它與染色體組數(shù)無關(guān)，主要看是否由配子直接發(fā)育來，由配子不經(jīng)受精直接形成的個(gè)體不管體細(xì)胞中含有幾個(gè)染色體組，均為單倍體。3從發(fā)育起點(diǎn)和染色體組數(shù)上正確區(qū)分二倍體、多倍體和單倍體。二倍體和多倍體

17、發(fā)育的起點(diǎn)是受精卵，而單倍體發(fā)育的起點(diǎn)是配子。由受精卵發(fā)育而來的、體細(xì)胞含有兩個(gè)染色體組的個(gè)體為二倍體，體細(xì)胞含有三個(gè)以上染色體組的個(gè)體為多倍體。 【知識(shí)拓展】1多倍體的類型及特點(diǎn)根據(jù)染色體組的起源不同，可以將多倍體分為同源多倍體和異源多倍體。若染色體來源于同一物種的稱為同源多倍體，如三倍體無籽西瓜；馬鈴薯則是同源四倍體。天然的同源多倍體不僅在動(dòng)物中極為罕見，就是在植物界中也不多見。若染色體組來源于不同的物種，則稱為異源多倍體。這樣的多倍體包含著若干個(gè)祖先種（基本種）的染色體組，即細(xì)胞中染色體的來源不同。祖先種（基本種）的染色體組稱為基本染色體組，以x表示。相應(yīng)地把包含若干祖先種的染

18、色體組的物種稱為異源多倍體物種，它的體細(xì)胞中的染色體組數(shù)為2n=2x。例如，普通小麥的染色體組包含三個(gè)祖先種的基本染色體組，其體細(xì)胞中染色體組數(shù)為2n=2x1+2x2+2x3=6x。因此，普通小麥?zhǔn)钱愒戳扼w植物。高等顯花植物中約有一半為異源多倍體。與二倍體相比，同源多倍體有下列特點(diǎn)：（1）巨型性，即整個(gè)植株及其各種器官都有增大趨勢。如四倍體水稻的千粒重比二倍體水稻大一倍。（2）生理代謝活性增強(qiáng)、糖類、蛋白質(zhì)及其他產(chǎn)物的含量增高。（3）生長和開花一般延遲，如四倍體玉米可能為二年生或多年生（類似竹類）。（4）結(jié)實(shí)率一般降低，如一個(gè)二倍體番茄果實(shí)內(nèi)平均種子數(shù)為100170粒，而四倍體番茄果實(shí)的平均

19、種子數(shù)只有1030粒。（5）抗逆性強(qiáng)，如四倍體番茄抗立枯病。2三倍體無籽西瓜人們平常食用的西瓜是二倍體，在二倍體西瓜的幼苗期，用秋水仙素處理，可以得到四倍體植株。然后，用四倍體植株作母本，用二倍體植株作父本，進(jìn)行雜交，在四倍體植株上結(jié)種子，得到的種子胚細(xì)胞中有三個(gè)染色體組。把這些種子種下去，就會(huì)得到三倍體的植株。由于三倍體的植株在減數(shù)分裂的過程中，染色體的聯(lián)會(huì)發(fā)生紊亂，因而不能形成正常的生殖細(xì)胞。當(dāng)三倍體的植株開花時(shí)，需要授給普通西瓜（二倍體）成熟的花粉，刺激子房發(fā)育而成為果實(shí)（西瓜）。因?yàn)榕咧椴⒉话l(fā)育成為種子，所以這種西瓜叫做無籽西瓜。3八倍體小黑麥八倍體小黑麥?zhǔn)瞧胀ㄐ←湥扼w）與黑麥（二

20、倍體）雜交所產(chǎn)生的新種。黑麥和普通小麥在植物分類學(xué)上屬于不同的屬，二者的親緣關(guān)系較遠(yuǎn)，它們的雜交后代完全不育。中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院的科學(xué)工作者，運(yùn)用先進(jìn)的育種方法和技術(shù)，使上述的雜種能夠生育，并且對雜種的后代進(jìn)行選育，從中培育出適于在高寒地區(qū)種植的良種。它的優(yōu)點(diǎn)是：耐瘠薄的土壤和寒冷的氣候，面粉白，蛋白質(zhì)含量高，產(chǎn)量比在高寒地區(qū)種植的普通小麥和黑麥都高，莖稈可以作青飼料。 【同步達(dá)綱訓(xùn)練】1以下情況下，屬于染色體變異的是唐氏綜合征患者細(xì)胞中的第21號染色體有3條姐妹染色體單體的分開染色體數(shù)目增加或減少染色單體部分缺失后而形成的精子非同源染色體之間的自由組合染色體上dna堿基對的增添缺失abcd2某生物正常體細(xì)胞的染色體數(shù)目為8條，下圖表示含有一個(gè)染色體組的細(xì)胞是3下列關(guān)于染色體組的正確敘述是a染色體組內(nèi)不存在同源染色體b染色體組只存在于生殖細(xì)胞中c染色體組只存在于體細(xì)胞中d染色體組在減數(shù)分裂過程中消失4染色體數(shù)目異常的基礎(chǔ)主要是a染色體復(fù)制b染色體斷裂c染色體易位d染色體不分離5對于一個(gè)染色體組成為xxy的色覺正常的男孩，其雙親可能有如下幾種情況色盲的母親和正常的父親色盲的父親和正常的母親(不攜帶色盲基因)則以上兩種情況中，染色體畸變分別發(fā)生于什么之中a精子，精子b精子，卵細(xì)胞c卵細(xì)胞，卵細(xì)胞d精子，精子或卵