舉例說(shuō)明染色體結(jié)構(gòu)和數(shù)目的變異都可能導(dǎo)致生物性狀的改變甚至死亡
素養(yǎng)達(dá)成
1.認(rèn)同染色體變異的原理，形成進(jìn)化與適應(yīng)的觀點(diǎn)。(生命觀念)
2．通過(guò)歸納與概括，比較染色體結(jié)構(gòu)變異與數(shù)目變異；闡明染色體變異導(dǎo)致遺傳物質(zhì)變化，可能導(dǎo)致生物性狀的改變甚至死亡。(科學(xué)思維)
3．通過(guò)低溫誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍的實(shí)驗(yàn)，闡釋低溫可引起可遺傳變異。(科學(xué)探究)
4．根據(jù)染色體變異原理，結(jié)合案例，分析染色體變異在育種上的應(yīng)用，設(shè)計(jì)育種方案，指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。(社會(huì)責(zé)任)
野生香蕉是二倍體，通常有大量的硬子，無(wú)法食用。但在大約1萬(wàn)年前的東南亞，人們發(fā)現(xiàn)一種很少見(jiàn)的香蕉品種，這種香蕉無(wú)子，是世界上第一種可食用的香蕉，后來(lái)人們發(fā)現(xiàn)這種無(wú)子香蕉是三倍體。請(qǐng)思考問(wèn)題：
(1)什么是二倍體和三倍體？
(2)染色體變異在生產(chǎn)中有哪些應(yīng)用？
學(xué)習(xí)主題一 染色體數(shù)目的變異
任務(wù)一 根據(jù)圖示判斷甲、乙生物細(xì)胞中染色體組數(shù)并說(shuō)明判斷依據(jù)。
1．甲生物細(xì)胞內(nèi)有幾個(gè)染色體組？
2．乙生物細(xì)胞內(nèi)有幾個(gè)染色體組？
任務(wù)二 根據(jù)單倍體、二倍體和多倍體的概念判斷下列說(shuō)法是否正確，并說(shuō)明理由。
1．二倍體物種所形成的單倍體中，其體細(xì)胞中只含有一個(gè)染色體組。
2．由四倍體、六倍體生物形成的單倍體，其體細(xì)胞中含有兩個(gè)或三個(gè)染色體組，可稱為二倍體或三倍體。
任務(wù)三 閱讀教材P87～88內(nèi)容，思考回答下列問(wèn)題：
1．如果某個(gè)體是由受精卵發(fā)育而來(lái)，則可能是幾倍體？如果是由配子發(fā)育而來(lái)呢？
2．從來(lái)源和染色體組的數(shù)目分析，二倍體和多倍體的相同點(diǎn)和不同點(diǎn)分別是什么？
3．體細(xì)胞中有一個(gè)染色體組的是否一定是單倍體？單倍體細(xì)胞中可能會(huì)有兩個(gè)染色體組嗎？
4．體細(xì)胞中有一個(gè)染色體組或三個(gè)染色體組的個(gè)體都是不育的，其原因分別是什么？
1.染色體組數(shù)的判斷方法
(1)根據(jù)染色體形態(tài)判斷
①依據(jù)：細(xì)胞內(nèi)形態(tài)相同的染色體有幾條，則含有幾個(gè)染色體組。
②實(shí)例：如圖所示的細(xì)胞中，形態(tài)相同的染色體a中有4條，b中有3條，c中兩兩相同，d中各不相同，則可判定它們分別含4個(gè)、3個(gè)、2個(gè)、1個(gè)染色體組。
(2)根據(jù)基因型判斷
①依據(jù)：控制同一性狀的基因出現(xiàn)幾次，就含幾個(gè)染色體組(每個(gè)染色體組內(nèi)不含等位基因或相同基因)。
②實(shí)例：據(jù)圖可知，e～h中依次含4、2、3、1個(gè)染色體組。
(3)根據(jù)染色體數(shù)和形態(tài)數(shù)的比值判斷
①依據(jù)：染色體數(shù)與形態(tài)數(shù)的比值意味著每種形態(tài)染色體數(shù)目的多少，每種形態(tài)的染色體有幾條，即含幾個(gè)染色體組。
②實(shí)例：果蠅體內(nèi)該比值(8條/4種形態(tài))為2，則果蠅含2個(gè)染色體組。
2．單倍體、二倍體和多倍體
(1)如果生物體由受精卵(或合子)發(fā)育而成，體細(xì)胞中含有幾個(gè)染色體組，該生物就稱為幾倍體。
(2)如果生物體是由生殖細(xì)胞——卵細(xì)胞或花粉直接發(fā)育而成，無(wú)論體細(xì)胞中含有幾個(gè)染色體組，都稱為單倍體。
3．對(duì)單倍體高度不育的理解
(1)體細(xì)胞中染色體組為奇數(shù)的單倍體高度不育，原因是同源染色體聯(lián)會(huì)紊亂，不能進(jìn)行正常的減數(shù)分裂，不能產(chǎn)生配子，所以不能進(jìn)行有性生殖，即高度不育。
(2)體細(xì)胞中染色體組為偶數(shù)的單倍體能進(jìn)行正常的減數(shù)分裂，是可育的。
4．無(wú)子西瓜培育過(guò)程中父本和母本的選擇及結(jié)果分析
(1)如果用二倍體西瓜作母本，用四倍體西瓜作父本，二者雜交得到的種子中種皮含兩個(gè)染色體組，胚含三個(gè)染色體組，當(dāng)胚發(fā)育成熟時(shí)，種皮已過(guò)度發(fā)育，非常堅(jiān)硬，使種子難以萌發(fā)。而且，實(shí)踐證明，用二倍體作母本得到的三倍體的種子即使能萌發(fā)長(zhǎng)成植株，其結(jié)出的果實(shí)中珠被發(fā)育成堅(jiān)硬的種皮，也會(huì)導(dǎo)致西瓜口感不好。
(2)四倍體植株(母本)上結(jié)四倍體西瓜，四倍體西瓜的種子細(xì)胞中含有3個(gè)染色體組，其果肉、種皮細(xì)胞中含有4個(gè)染色體組。
5．多倍體育種與單倍體育種比較
【重點(diǎn)筆記】
易錯(cuò)提醒
1．關(guān)于單倍體的三個(gè)易錯(cuò)點(diǎn)
(1)單倍體的體細(xì)胞中并不一定只有一個(gè)染色體組，如四倍體的配子形成的單倍體的體細(xì)胞中含有兩個(gè)染色體組。
(2)單倍體并非都不育：二倍體的配子發(fā)育成的單倍體，表現(xiàn)為高度不育；多倍體的配子如含有偶數(shù)個(gè)染色體組，則發(fā)育成的單倍體含有同源染色體及等位基因，可育并能產(chǎn)生后代。
(3)單倍體是生物個(gè)體，而不是配子：精子和卵細(xì)胞屬于配子，但不是單倍體。
2．單倍體育種易錯(cuò)歸納
(1)單倍體育種一般應(yīng)用于二倍體植物，因?yàn)槿魹樗谋扼w植物，通過(guò)單倍體育種形成的個(gè)體不一定是純合子。
(2)單倍體育種和多倍體育種中都用到秋水仙素，但單倍體育種中是用秋水仙素處理單倍體幼苗，而多倍體育種中是用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗。

1．(合格考)下列關(guān)于染色體組的敘述，正確的是( )
A．染色體組內(nèi)不存在同源染色體
B．體細(xì)胞中的一半染色體是一個(gè)染色體組
C．配子中的全部染色體是一個(gè)染色體組
D．染色體組在減數(shù)分裂過(guò)程中消失
2．(合格考)普通小麥?zhǔn)橇扼w，有42條染色體，科學(xué)家們用花藥離體培養(yǎng)培育出的小麥幼苗是( )
A．三倍體、21條染色體
B．單倍體、21條染色體
C．三倍體、三個(gè)染色體組
D．單倍體、一個(gè)染色體組
3．(合格考)下列關(guān)于單倍體、二倍體、多倍體及染色體組的表述，正確的是( )
A．單倍體生物的體細(xì)胞中都沒(méi)有同源染色體
B．唐氏綜合征患者的體細(xì)胞中有三個(gè)染色體組
C．多倍體生物的體細(xì)胞中含有三個(gè)或三個(gè)以上的染色體組
D．單倍體植株都不育，多倍體植株長(zhǎng)得較粗壯
4．(等級(jí)考)如圖所示為雄果蠅染色體圖，據(jù)圖能得到的結(jié)論是( )
①其配子的染色體組是Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y
②有絲分裂后期有四個(gè)染色體組，染色體有5種不同形態(tài)
③減數(shù)分裂Ⅱ后期有兩個(gè)染色體組，染色體有5種不同形態(tài)
④該生物進(jìn)行基因測(cè)序應(yīng)選擇5條染色體
A．①②③④ B．①②③
C．①②④D．②③④
5．(等級(jí)考)(不定項(xiàng))如圖表示不同的育種途徑，下列相關(guān)敘述正確的是( )
A．a(chǎn)過(guò)程可以用秋水仙素處理幼苗來(lái)獲得二倍體植株
B．b過(guò)程可以通過(guò)自交的方法來(lái)獲得目的植株
C．c過(guò)程得到的植株是可育的，是因?yàn)槠溆袃蓚€(gè)染色體組
D．a(chǎn)、c育種途徑都運(yùn)用了染色體數(shù)目變異的原理
6．（等級(jí)考）（不定項(xiàng)）普通西瓜（二倍體）每個(gè)細(xì)胞中含22條染色體。如圖所示為一個(gè)三倍體無(wú)子西瓜的剖面圖。下列敘述不正確的是（ ）
A.培育無(wú)子番茄與培育無(wú)子西瓜所利用的原理相同
B.①的細(xì)胞中含有22條染色體，②的細(xì)胞中含有33條染色體
C．秋水仙素能抑制著絲粒的分裂，從而誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍
D．圖中西瓜不能形成種子的原因是減數(shù)分裂過(guò)程中染色體聯(lián)會(huì)紊亂
學(xué)習(xí)主題二 低溫誘導(dǎo)植物細(xì)胞染色體數(shù)目的變化
任務(wù)一 據(jù)實(shí)驗(yàn)原理思考回答下列問(wèn)題：
1．在顯微鏡下觀察到的是死細(xì)胞，還是活細(xì)胞？為什么？
2．本實(shí)驗(yàn)處理中，可低溫處理植物體的任何部位的細(xì)胞嗎？為什么？
3．著絲粒分裂是紡錘絲牽引的結(jié)果嗎？
任務(wù)二 據(jù)實(shí)驗(yàn)過(guò)程思考回答下列問(wèn)題：
1．本實(shí)驗(yàn)是否溫度越低效果越顯著？
2．觀察時(shí)是否所有細(xì)胞中染色體均已加倍？
3．與秋水仙素相比，該實(shí)驗(yàn)用低溫誘導(dǎo)染色體加倍有哪些優(yōu)點(diǎn)？
【重點(diǎn)筆記】
1．低溫處理的理解誤區(qū)
誤認(rèn)為低溫處理時(shí)間越長(zhǎng)越好。低溫處理的目的只是抑制紡錘體形成，使染色體不能被拉向兩極。如果低溫持續(xù)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，會(huì)影響細(xì)胞的各項(xiàng)功能，甚至死亡。
2．名師提醒
（1）抑制紡錘體形成≠著絲粒不分裂。低溫條件下不能形成紡錘體，但著絲粒正常分裂，結(jié)果是染色體無(wú)法移向細(xì)胞兩極。
（2）低溫處理分生組織細(xì)胞 ≠低溫處理任何細(xì)胞。分生組織細(xì)胞分裂旺盛，其他細(xì)胞不分裂或分裂速度較慢。
3．警示
卡諾氏液是一種固定液，其作用是固定細(xì)胞形態(tài)以及細(xì)胞內(nèi)的各種結(jié)構(gòu)，固定之后，細(xì)胞死亡并定型，不再發(fā)生變化。
1.實(shí)驗(yàn)中幾種試劑的作用
2．制作裝片

1．（合格考）下列關(guān)于低溫誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目變化實(shí)驗(yàn)的敘述，不正確的是（ ）
A.固定后要用體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精進(jìn)行沖洗2次
B.使用卡諾氏液浸泡，不讓細(xì)胞的形態(tài)發(fā)生改變
C.經(jīng)過(guò)低溫處理后的根尖只有部分細(xì)胞染色體數(shù)目發(fā)生改變
D.取根尖約0.5～1 cm，放入冰箱的低溫室內(nèi)（4 ℃），進(jìn)行低溫誘導(dǎo)
2．（合格考）關(guān)于“低溫誘導(dǎo)植物細(xì)胞染色體數(shù)目變化”的實(shí)驗(yàn)，下列描述錯(cuò)誤的是（ ）
A.處于分裂間期的細(xì)胞最多
B.在顯微鏡下可以觀察到含有四個(gè)染色體組的細(xì)胞
C.在高倍顯微鏡下可以觀察到細(xì)胞從二倍體變?yōu)樗谋扼w的過(guò)程
D.低溫誘導(dǎo)染色體數(shù)目變化與秋水仙素誘導(dǎo)的原理相似
3．（等級(jí)考）下列有關(guān)“低溫誘導(dǎo)大蒜（2n＝16）根尖細(xì)胞染色體加倍”實(shí)驗(yàn)的敘述，不正確的是（ ）
A.低溫處理后的實(shí)驗(yàn)材料要先用卡諾氏液固定再用酒精沖洗
B.在顯微鏡視野內(nèi)可能觀察到染色體數(shù)為16、32和64的細(xì)胞
C.用高倍顯微鏡觀察不到根尖細(xì)胞染色體加倍的過(guò)程
D.低溫通過(guò)促進(jìn)著絲粒分裂導(dǎo)致染色體數(shù)目加倍
4．（等級(jí)考）用秋水仙素處理某二倍體植物的愈傷組織，從獲得的再生植株中篩選四倍體植株，預(yù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表，正式實(shí)驗(yàn)時(shí)秋水仙素濃度設(shè)計(jì)最合理的是（ ）
A．2、3、4、5、6 B．4、5、6、7、8
C.6、7、8、9、10 D．3、6、9、12、15
5．（等級(jí)考）（不定項(xiàng)）下列關(guān)于“低溫誘導(dǎo)植物細(xì)胞染色體數(shù)目的變化”實(shí)驗(yàn)中制片操作的相關(guān)敘述，錯(cuò)誤的是（ ）
A.解離的目的是為了讓組織細(xì)胞彼此分離
B.可用清水對(duì)固定后的根尖進(jìn)行漂洗
C.染色所用的甲紫溶液是一種堿性染料
D.制片時(shí)的操作順序?yàn)榻怆x→染色→漂洗→制片
學(xué)習(xí)主題三 染色體結(jié)構(gòu)的變異
任務(wù)一 仔細(xì)觀察教材P90圖5－7，結(jié)合下圖，探究下列問(wèn)題：
下圖①②③④分別表示不同的變異類型，其中圖③中的基因2由基因1變異而來(lái)。據(jù)此分析：

1．圖①和圖②的變異分別發(fā)生在哪種染色體之間？屬于哪類變異？
2．圖②和圖③相比，二者對(duì)染色體上基因的數(shù)目或排列順序的影響有什么不同？
3．圖①②③中能在光學(xué)顯微鏡下觀察到的是哪種？
4．能確定圖④中的變異具體屬于哪種染色體結(jié)構(gòu)變異嗎？
任務(wù)二 結(jié)合基因突變，思考染色體結(jié)構(gòu)變異與基因突變有哪些區(qū)別？
任務(wù)三 觀察下列圖示，填出變異類型并回答相關(guān)問(wèn)題：
已知的染色體：，
變異后的染色體如下圖所示：
1．圖中A、B、C、D分別是哪種變異？
2．圖中哪些變異可以在顯微鏡下觀察到？
3．圖中哪種變異沒(méi)導(dǎo)致基因數(shù)目或排列順序發(fā)生變化？
1.染色體結(jié)構(gòu)變異的類型及相關(guān)實(shí)例
（1）缺失：染色體的某一片段缺失引起變異。例如，果蠅缺刻翅的形成。
（2）重復(fù)：染色體中增加某一片段引起變異。例如，果蠅棒狀眼的形成。
（3）易位：染色體的某一片段移接到另一條非同源染色體上引起變異。例如，果蠅花斑眼的形成。
（4）倒位：染色體的某一片段位置顛倒也可引起變異。例如，果蠅卷翅的形成。
2．染色體結(jié)構(gòu)變異對(duì)染色體上基因的數(shù)目和排列順序的影響
缺失和重復(fù)導(dǎo)致染色體上的基因數(shù)目或排列順序改變，細(xì)胞中基因數(shù)目改變；倒位未改變?nèi)旧w上基因的數(shù)目，但基因排列順序改變；易位導(dǎo)致染色體上基因的數(shù)目和排列順序均改變，但細(xì)胞中基因數(shù)目不變。
3．染色體缺失、重復(fù)與基因突變的區(qū)別
4.染色體易位與互換的區(qū)別
【重點(diǎn)筆記】
四個(gè)方面區(qū)分三種變異
（1）“互換”方面：同源染色體上的非姐妹染色單體之間的互換，屬于基因重組；非同源染色體之間的互換，屬于染色體結(jié)構(gòu)變異中的易位。
（2）“缺失”方面：DNA分子上若干基因的缺失屬于染色體結(jié)構(gòu)變異；DNA分子的基因片段中若干堿基對(duì)的缺失，屬于基因突變。
（3）變異的水平方面：基因突變、基因重組屬于分子水平的變化，光學(xué)顯微鏡下觀察不到；染色體變異屬于細(xì)胞水平的變化，光學(xué)顯微鏡下可以觀察到。
（4）變異的“質(zhì)”和“量”方面：基因突變改變基因的質(zhì)，不改變基因的量；基因重組不改變基因的質(zhì)，一般也不改變基因的量；染色體變異不改變基因的質(zhì)，但會(huì)改變基因的量或基因的排列順序。

1．（合格考）下列關(guān)于基因突變和染色體結(jié)構(gòu)變異的敘述，正確的是（ ）
A.染色體之間發(fā)生的片段交換屬于染色體結(jié)構(gòu)變異
B.基因突變與染色體結(jié)構(gòu)變異通常都能用光學(xué)顯微鏡觀察到
C.若某植株的基因型為BB，則該植株產(chǎn)生的突變體的基因型只能為Bb
D.X射線照射不僅會(huì)引起基因突變，也會(huì)引起染色體結(jié)構(gòu)變異
2．（合格考）生物體染色體上的等位基因部位可以進(jìn)行配對(duì)聯(lián)會(huì)，非等位基因部位不能配對(duì)。某二倍體生物細(xì)胞中分別出現(xiàn)圖①至圖④系列狀況，則對(duì)圖的解釋正確的是（ ）
A.①為基因突變，②為倒位
B.②可能是重復(fù)，④為染色體組加倍
C.①為易位，③可能是缺失
D.②為基因突變，①為染色體結(jié)構(gòu)變異
3．（等級(jí)考）（不定項(xiàng)）生物的某些變異可通過(guò)細(xì)胞分裂過(guò)程中某一時(shí)期染色體的行為來(lái)識(shí)別。甲、乙兩模式圖分別表示細(xì)胞減數(shù)分裂過(guò)程中出現(xiàn)的“環(huán)形圈”“十字形結(jié)構(gòu)”現(xiàn)象，圖中字母表示染色體上的基因。下列有關(guān)敘述，不正確的是（ ）
A.甲、乙兩圖中兩種變異類型分別屬于染色體結(jié)構(gòu)變異、基因重組
B.甲圖是個(gè)別堿基的增添或缺失導(dǎo)致染色體上基因數(shù)目改變的結(jié)果
C.乙圖是四分體時(shí)期同源染色體的非姐妹染色單體之間發(fā)生互換的結(jié)果
D.甲、乙兩圖所示現(xiàn)象常出現(xiàn)在減數(shù)分裂Ⅰ前期，染色體數(shù)與核DNA數(shù)之比為1∶2
4．（等級(jí)考）（不定項(xiàng)）如圖中甲、乙兩個(gè)體的一對(duì)同源染色體中各有一條發(fā)生變異（字母表示基因），下列敘述正確的是（ ）
A.個(gè)體甲的變異對(duì)表型無(wú)影響
B.個(gè)體乙的細(xì)胞在減數(shù)分裂時(shí)形成的四分體異常
C.個(gè)體甲自交的后代，子代性狀分離比為3∶1
D.個(gè)體乙染色體沒(méi)有基因缺失，但表型可能異常

1．基因突變和染色體變異的一個(gè)重要的區(qū)別是（ ）
A．基因突變?cè)诠鈱W(xué)顯微鏡下看不見(jiàn)
B．染色體變異是定向的，而基因突變是不定向的
C．基因突變是可以遺傳的
D．染色體變異是不能遺傳的
2．洋蔥是二倍體植物，體細(xì)胞中有16條染色體，某同學(xué)用低溫誘導(dǎo)洋蔥根尖細(xì)胞染色體加倍獲得成功。下列相關(guān)敘述不正確的是（ ）
A．該同學(xué)不會(huì)觀察到染色體加倍的過(guò)程
B．低溫誘導(dǎo)細(xì)胞染色體加倍時(shí)不可能發(fā)生基因重組
C．分生組織同時(shí)存在染色體數(shù)為8、16、32、64的細(xì)胞
D．低溫誘導(dǎo)染色體加倍的原理是抑制紡錘體的形成
3．下列變異中，不屬于染色體結(jié)構(gòu)變異的是（ ）
A．染色體缺失了某一片段
B．染色體增加了某一片段
C．染色體中DNA的一個(gè)堿基發(fā)生了改變
D．染色體某一片段位置顛倒了180°
4．在植物體細(xì)胞有絲分裂的過(guò)程中，可能引起的可遺傳變異是（ ）
①基因突變 ②基因重組 ③染色體變異
A．①② B．①③
C．②③ D．①②③
5．二倍體西瓜幼苗（基因型Aa）經(jīng)低溫處理后得到四倍體西瓜，下列有關(guān)此四倍體西瓜的說(shuō)法正確的是（ ）
A．四倍體西瓜在減數(shù)分裂過(guò)程中，細(xì)胞里最多含有八個(gè)染色體組
B．將四倍體西瓜產(chǎn)生的花粉進(jìn)行離體培養(yǎng)，獲得的植株都是純合子
C．低溫與秋水仙素作用原理相同，都能使細(xì)胞中的染色體數(shù)目加倍
D．此四倍體西瓜自交后代不發(fā)生性狀分離，不能為進(jìn)化提供原材料
6．如圖表示一些細(xì)胞中所含的染色體，據(jù)圖完成下列問(wèn)題：
（1）圖A所示是含 個(gè)染色體組的體細(xì)胞。每個(gè)染色體組有 條染色體。
（2）若圖C所示細(xì)胞為體細(xì)胞，則其所在的生物是 倍體，其中含有 對(duì)同源染色體。
（3）圖D表示一個(gè)生殖細(xì)胞，這是由 倍體生物經(jīng)減數(shù)分裂產(chǎn)生的，內(nèi)含 個(gè)染色體組。
（4）圖B若表示一個(gè)生殖細(xì)胞，它是由 倍體生物經(jīng)減數(shù)分裂產(chǎn)生的，由該生殖細(xì)胞直接發(fā)育成的個(gè)體是 倍體。每個(gè)染色體組含 條染色體。
（5）圖A細(xì)胞在有絲分裂的后期包括 個(gè)染色體組。
教材第87頁(yè)?【問(wèn)題探討】
1．馬鈴薯和香蕉的染色體數(shù)目表
2.平時(shí)吃的香蕉是栽培品種，體細(xì)胞中含有3套非同源染色體，即三個(gè)染色體組在進(jìn)行減數(shù)分裂時(shí)，染色體聯(lián)會(huì)紊亂，不能產(chǎn)生正常配子。
3．開(kāi)放性問(wèn)題，答案合理即可。
教材第89頁(yè)?【探究·實(shí)踐】
兩者都是通過(guò)抑制有絲分裂時(shí)細(xì)胞內(nèi)紡錘體的形成，使染色體不能被拉向細(xì)胞兩極，而引起細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目加倍。
教材第91頁(yè)?【練習(xí)與應(yīng)用】
一、概念檢測(cè)
1．（1）× 體細(xì)胞中的染色體數(shù)目或結(jié)構(gòu)的變化也屬于染色體變異。
（2）× 如果是由受精卵發(fā)育而成的，體細(xì)胞中含兩個(gè)染色體組的個(gè)體是二倍體；如果是由配子發(fā)育而成的，體細(xì)胞中含有兩個(gè)染色體組的個(gè)體是單倍體。
（3）× 單倍體植株不一定只含一個(gè)染色體組，所以用秋水仙素處理后得到的不一定是二倍體。
2．D 秋水仙素抑制紡錘體的形成，當(dāng)著絲粒分裂后，因?yàn)闆](méi)有紡錘絲的牽引，染色體不能平均移向兩極，導(dǎo)致染色體數(shù)目加倍，形成多倍體。
3．C 非同源染色體之間互換片段屬于染色體結(jié)構(gòu)變異。
4．配子中的染色體數(shù)目是體細(xì)胞中染色體數(shù)目的1/2，配子中的染色體組數(shù)目也是體細(xì)胞中染色體組數(shù)目的1/2，判斷生物屬于幾倍體的依據(jù)是看受精卵發(fā)育成的個(gè)體體細(xì)胞中染色體組的數(shù)目為多少，有幾組就是幾倍體。
二、拓展應(yīng)用
1．單倍體是由配子直接發(fā)育而來(lái)的。二倍體的單倍體只含1個(gè)染色體組，不能產(chǎn)生正常配子，故不能產(chǎn)生后代。
2．（1）西瓜幼苗的芽尖是有絲分裂旺盛的地方，用秋水仙素處理有利于抑制細(xì)胞有絲分裂時(shí)紡錘體的形成，從而形成四倍體西瓜植株。
（2）四倍體西瓜與二倍體西瓜雜交可以獲得三倍體種子。多倍體產(chǎn)生的基本途徑：
（3）三倍體西瓜的植株在進(jìn)行減數(shù)分裂時(shí)，也有可能形成正常的雌配子。
（4）有其他的方法可以替代。如進(jìn)行無(wú)性繁殖。將三倍體西瓜植株進(jìn)行組織培養(yǎng)獲取大量的組培苗，再進(jìn)行移栽。
第2節(jié) 染色體變異
夯基提能·分層突破
學(xué)習(xí)主題一
【任務(wù)驅(qū)動(dòng)】
任務(wù)一
1．提示：4個(gè)。細(xì)胞內(nèi)同一種形態(tài)的染色體有4條。
2．提示：4個(gè)。在乙生物體的基因型中，控制同一性狀的基因出現(xiàn)4次。
任務(wù)二
1．提示：正確。二倍體的體細(xì)胞中含有兩個(gè)染色體組，在體細(xì)胞進(jìn)行減數(shù)分裂形成配子時(shí)，同源染色體分開(kāi)，導(dǎo)致染色體數(shù)目減半。
2．提示：錯(cuò)誤。盡管其體細(xì)胞中含有兩個(gè)或三個(gè)染色體組，但因?yàn)槭怯晌词芫呐渥铀纬傻膫€(gè)體，因此，只能稱為單倍體。
任務(wù)三
1．提示：二倍體或多倍體；單倍體。
2．提示：相同點(diǎn)：都是由受精卵發(fā)育而來(lái)；不同點(diǎn)：染色體組數(shù)不同，二倍體有兩個(gè)染色體組，多倍體有三個(gè)或三個(gè)以上染色體組。
3．提示：體細(xì)胞中有一個(gè)染色體組的一定是單倍體；單倍體細(xì)胞中也可能含有兩個(gè)染色體組，例如四倍體的花粉培養(yǎng)成的單倍體中就含有兩個(gè)染色體組。
4．提示：細(xì)胞中只有一個(gè)染色體組的個(gè)體，進(jìn)行減數(shù)分裂時(shí)無(wú)法聯(lián)會(huì)，所以不能完成減數(shù)分裂，導(dǎo)致不能形成正常可育的配子；細(xì)胞中有三個(gè)染色體組的個(gè)體，減數(shù)分裂過(guò)程中聯(lián)會(huì)紊亂，也可導(dǎo)致不能形成正常可育的配子。
【過(guò)程評(píng)價(jià)】
1．解析：染色體組內(nèi)的染色體在形態(tài)和功能上各不相同，不存在同源染色體，A正確；四倍體生物的體細(xì)胞中的一半染色體是兩個(gè)染色體組，B錯(cuò)誤；一般情況下，配子中的全部染色體是體細(xì)胞中染色體數(shù)目的一半，但不一定是一個(gè)染色體組，C錯(cuò)誤；染色體組在有絲分裂和減數(shù)分裂過(guò)程中都不會(huì)消失，D錯(cuò)誤。
答案：A
2．解析：花藥中的花粉是經(jīng)過(guò)減數(shù)分裂發(fā)育而成的，由其培育出的幼苗比普通小麥的染色體數(shù)減少了一半，含有三個(gè)染色體組，體細(xì)胞中的染色體數(shù)目與本物種配子染色體數(shù)目相同的個(gè)體叫單倍體。
答案：B
3．解析：多倍體生物形成的單倍體生物的體細(xì)胞中存在同源染色體，A錯(cuò)誤；唐氏綜合征患者的體細(xì)胞中有2個(gè)染色體組，B錯(cuò)誤；多倍體生物的體細(xì)胞中含有三個(gè)或三個(gè)以上的染色體組，C正確；單倍體植株一般不育，但四倍體植株的單倍體植株可育，D錯(cuò)誤。
答案：C
4．解析：該圖為雄果蠅染色體圖，減數(shù)分裂Ⅰ產(chǎn)生的子細(xì)胞含有4條形態(tài)不同的染色體（Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y）。減數(shù)分裂Ⅱ后期含兩個(gè)染色體組，染色體只有4種不同形態(tài)。
答案：C
5．解析：a過(guò)程是單倍體育種，可以用秋水仙素處理單倍體幼苗來(lái)獲得二倍體植株，A正確；b過(guò)程可以通過(guò)自交的方法來(lái)獲得目的植株，且要進(jìn)行不斷的自交并篩選來(lái)提高純合率，B正確；c過(guò)程得到的植株是可育的，是因?yàn)槠溆兴膫€(gè)染色體組，C錯(cuò)誤；a、c育種途徑都運(yùn)用了染色體數(shù)目變異的原理，D正確。
答案：ABD
6．解析：培育三倍體無(wú)子西瓜的原理是染色體數(shù)目變異，培育無(wú)子番茄的原理是生長(zhǎng)素能夠促進(jìn)果實(shí)發(fā)育，未改變其遺傳物質(zhì)，兩者原理不同，A錯(cuò)誤；根據(jù)題干信息，如圖所示為一個(gè)三倍體無(wú)子西瓜的剖面圖，①是三倍體的部分，染色體數(shù)目是33條，B錯(cuò)誤；秋水仙素的作用是抑制紡錘體形成，使染色體數(shù)目加倍，C錯(cuò)誤；由于三倍體減數(shù)分裂聯(lián)會(huì)紊亂，不能形成正常的生殖細(xì)胞，因此不能形成種子，D正確。
答案：ABC
學(xué)習(xí)主題二
【任務(wù)驅(qū)動(dòng)】
任務(wù)一
1．提示：顯微鏡下觀察到的是死細(xì)胞；植物細(xì)胞經(jīng)解離后細(xì)胞死亡。
2．提示：不可以，應(yīng)低溫處理分生組織細(xì)胞。因?yàn)槿旧w數(shù)目變化發(fā)生在細(xì)胞分裂時(shí)，處理其他細(xì)胞不會(huì)出現(xiàn)染色體加倍的情況。
3．提示：著絲粒分裂不是紡錘絲牽引的結(jié)果：著絲粒是自動(dòng)分裂，不需要紡錘絲牽引。紡錘絲牽引的作用是將染色體拉向兩極。
任務(wù)二
1．提示：不是，必須為“適當(dāng)?shù)蜏亍?，以防止溫度過(guò)低對(duì)根尖細(xì)胞造成傷害。
2．提示：不是，只有少部分細(xì)胞實(shí)現(xiàn)“染色體加倍”，大部分細(xì)胞仍為二倍體狀態(tài)。
3．提示：低溫條件容易創(chuàng)造和控制，成本低、對(duì)人體無(wú)害、易于操作。
【過(guò)程評(píng)價(jià)】
1．解析：固定后用體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精溶液進(jìn)行沖洗2次，A正確；使用卡諾氏液浸泡，不讓細(xì)胞的形態(tài)發(fā)生改變，達(dá)到定形的目的，B正確；經(jīng)過(guò)處理后的根尖只有部分細(xì)胞染色體數(shù)目發(fā)生改變，C正確；取根尖約0.5～1 cm，放入卡諾氏液浸泡0.5～1 h，以固定細(xì)胞形態(tài)；低溫誘導(dǎo)是將整個(gè)培養(yǎng)裝置放入冰箱冷藏室內(nèi)誘導(dǎo)培養(yǎng)48～72 h，D錯(cuò)誤。
答案：D
2．解析：細(xì)胞在固定的同時(shí)被殺死，在顯微鏡下不可能看到動(dòng)態(tài)過(guò)程，C錯(cuò)誤。
答案：C
3．解析：低溫通過(guò)抑制紡錘體形成導(dǎo)致染色體不能移向細(xì)胞的兩極，從而引起細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目加倍，D錯(cuò)誤。
答案：D
4．解析：預(yù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明用濃度為6 g/L的秋水仙素處理愈傷組織，誘導(dǎo)形成的四倍體植株數(shù)目最多，誘導(dǎo)率最高，所以正式實(shí)驗(yàn)時(shí)秋水仙素濃度設(shè)計(jì)最合理的是4、5、6、7、8 g/L。
答案：B
5．解析：卡諾氏液固定細(xì)胞后，應(yīng)用體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精沖洗2次；制片時(shí)的正確操作順序?yàn)榻怆x→漂洗→染色→制片。
答案：BD
學(xué)習(xí)主題三
【任務(wù)驅(qū)動(dòng)】
任務(wù)一
1．提示：圖①發(fā)生在同源染色體的非姐妹染色單體之間，屬于基因重組；圖②發(fā)生在非同源染色體之間，屬于染色體結(jié)構(gòu)變異中的易位。
2．提示：圖②是易位，會(huì)使排列在染色體上的基因的數(shù)目或排列順序發(fā)生改變；圖③是基因突變，只是改變基因的結(jié)構(gòu)，不改變?nèi)旧w上的基因的數(shù)目或排列順序。
3．提示：能在光學(xué)顯微鏡下觀察到的是②。
4．提示：不能。若染色體3正常，則4發(fā)生染色體結(jié)構(gòu)變異中的缺失；若染色體4正常，則3發(fā)生染色體結(jié)構(gòu)變異中的重復(fù)。
任務(wù)二
①染色體片段 ②堿基 ③1個(gè)或多個(gè) ④細(xì)胞
⑤分子 ⑥可見(jiàn)
任務(wù)三
1．提示：A是缺失，B是重復(fù)，C是倒位，D是基因突變。
2．提示：A、B、C。
3．提示：D。
【過(guò)程評(píng)價(jià)】
1．解析：同源染色體的非姐妹染色單體之間的片段交換屬于基因重組，A錯(cuò)誤；用光學(xué)顯微鏡觀察不到基因突變，B錯(cuò)誤；基因突變是不定向的，因此突變體的基因型可能是Bb、Bb1、Bb2等，C錯(cuò)誤；X射線照射不僅會(huì)引起基因突變，也會(huì)引起染色體結(jié)構(gòu)變異，D正確。
答案：D
2．解析：①為染色體結(jié)構(gòu)變異（易位），②為染色體結(jié)構(gòu)變異（倒位），③是缺失或重復(fù)，④為個(gè)別染色體數(shù)目增加。
答案：C
3．解析：甲圖變異屬于染色體結(jié)構(gòu)變異中的缺失或重復(fù)，乙圖變異類型屬于染色體結(jié)構(gòu)變異中的易位，A、B錯(cuò)誤；四分體時(shí)期同源染色體非姐妹染色單體之間發(fā)生互換屬于基因重組，而乙圖是易位，只發(fā)生在非同源染色體之間，C錯(cuò)誤。
答案：ABC
4．解析：個(gè)體甲的變異為染色體結(jié)構(gòu)變異中的缺失，缺失了e基因?qū)Ρ硇涂赡苡杏绊?，A錯(cuò)誤；個(gè)體乙的變異為染色體結(jié)構(gòu)變異中的倒位，變異后個(gè)體乙的細(xì)胞在減數(shù)分裂時(shí)同源染色體聯(lián)會(huì)形成的四分體異常，B正確；若E、e基因與其他基因共同控制某種性狀，則個(gè)體甲自交的后代中性狀分離比不一定為3∶1，C錯(cuò)誤；個(gè)體乙雖然染色體沒(méi)有基因缺失，但是基因的排列順序發(fā)生改變，可能引起性狀的改變，D正確。
答案：BD
高效課堂·實(shí)踐運(yùn)用
1．解析：基因突變是DNA分子中發(fā)生堿基的替換、增添或缺失，而引起的基因堿基序列的變化，屬于分子水平的變化，光學(xué)顯微鏡下觀察不到。染色體的變異可在光學(xué)顯微鏡下直接觀察到。生物的變異是不定向的，基因突變和染色體變異均使遺傳物質(zhì)發(fā)生改變，都是可遺傳的變異。
答案：A
2．解析：制片時(shí)經(jīng)過(guò)解離的細(xì)胞已經(jīng)死亡，不會(huì)觀察到染色體加倍的過(guò)程，A正確；低溫誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍發(fā)生在有絲分裂過(guò)程中，基因重組發(fā)生在減數(shù)分裂過(guò)程中，B正確；分生組織的細(xì)胞有的含16條染色體，有的含32條染色體，有的含64條染色體，但不可能出現(xiàn)8條染色體的情況，因?yàn)楦獠贿M(jìn)行減數(shù)分裂，C錯(cuò)誤；低溫誘導(dǎo)染色體加倍的原理是抑制紡錘體的形成，染色體不能移向細(xì)胞兩極，導(dǎo)致染色體數(shù)目加倍，D正確。
答案：C
3．解析：DNA中的一個(gè)堿基發(fā)生改變，屬于基因突變，選項(xiàng)A、B、D依次屬于染色體結(jié)構(gòu)變異中的缺失、重復(fù)和倒位。
答案：C
4．解析：基因重組主要發(fā)生在減數(shù)分裂形成配子的過(guò)程中，基因突變和染色體變異可發(fā)生在個(gè)體發(fā)育的任何時(shí)期。
答案：B
5．解析：四倍體西瓜在減數(shù)分裂過(guò)程中，細(xì)胞里最多含有四個(gè)染色體組，在有絲分裂過(guò)程中，細(xì)胞里最多含有八個(gè)染色體組，A錯(cuò)誤；四倍體西瓜產(chǎn)生的花粉進(jìn)行離體培養(yǎng)，獲得的植株AA∶Aa∶aa＝1∶4∶1，不一定是純合子，B錯(cuò)誤；低溫與秋水仙素作用原理相同，均能抑制紡錘體的形成，都能使細(xì)胞中的染色體數(shù)目加倍，C正確；四倍體西瓜的基因型為AAaa，自交后代發(fā)生性狀分離，D錯(cuò)誤。
答案：C
6．解析：（1）圖A中染色體是兩兩相同的，故含有兩個(gè)染色體組，并且每個(gè)染色體組中有2條染色體。（2）圖C中染色體兩兩相同，故有兩個(gè)染色體組，如果是由受精卵發(fā)育而來(lái)，則該生物為二倍體，如果是由配子發(fā)育而來(lái)，則該生物是單倍體。圖C所示細(xì)胞中，每個(gè)染色體組中有3條染色體，共有3對(duì)同源染色體。（3）圖D中染色體形態(tài)、大小各不相同，則只有一個(gè)染色體組。（4）圖B中染色體每3條是相同的，故含三個(gè)染色體組，由配子直接發(fā)育成的生物個(gè)體，都稱為單倍體。（5）圖A細(xì)胞在有絲分裂后期染色體暫時(shí)加倍含有四個(gè)染色體組。
答案：（1）兩 2 （2）二或單 3 （3）二 一 （4）六 單 3 （5）四
多倍體育種
單倍體育種
原理
染色體變異
染色體變異
方法
秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗
花藥離體培養(yǎng)后的幼苗用秋水仙素處理
優(yōu)點(diǎn)
器官大、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量高
縮短育種年限
缺點(diǎn)
動(dòng)物中難以開(kāi)展
技術(shù)含量較高
試劑
使用方法
作用
卡諾氏液
將根尖放入卡諾氏液中浸泡0.5～1 h
固定細(xì)
胞形態(tài)
體積分?jǐn)?shù)為
95%的酒精
沖洗用卡諾氏液處理的根尖
洗去卡
諾氏液
與質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的鹽酸等體積混合，浸泡經(jīng)固定的根尖
解離根
尖細(xì)胞
質(zhì)量分?jǐn)?shù)為
15%的鹽酸
與體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精等體積混合，作為解離液
解離根
尖細(xì)胞
清水
浸泡解離后的根尖約10 min
漂洗根
尖，去除
解離液
甲紫溶液
把漂洗干凈的根尖放進(jìn)盛有甲紫溶液的玻璃皿中染色
使染色
體著色
秋水仙素濃度（g/L）
再生植株（棵）
四倍體植株（棵）
0
48
0
2
44
4
4
37
8
6
28
11
8
18
5
10
9
2
項(xiàng)目
染色體結(jié)構(gòu)變異
基因突變
本質(zhì)
① 的缺失、重復(fù)、易位或倒位
② 的替換、增添或缺失
基因數(shù)
目變化
③
1個(gè)
變異
水平
④
⑤
光鏡
檢測(cè)
⑥
不可見(jiàn)
項(xiàng)目
染色體缺失、重復(fù)
基因突變
實(shí)質(zhì)
染色體上基因的缺失或重復(fù)
堿基的替換、增添或缺失
對(duì)象
基因
堿基對(duì)
結(jié)果
基因數(shù)目或排列順序改變
堿基對(duì)的數(shù)目或排列順序改變
是否
可見(jiàn)
光學(xué)顯微鏡下可觀察到
分子水平、光學(xué)顯微鏡下觀察不到
項(xiàng)目
染色體易位
互換
圖解
區(qū)別
發(fā)生于非同源染色體之間
發(fā)生于同源染色體的非姐妹染色單體之間
屬于染色體結(jié)構(gòu)變異
屬于基因重組
可在顯微鏡下觀察到
在顯微鏡下觀察不到
可發(fā)生于有絲分裂和減數(shù)分裂過(guò)程中
只發(fā)生于減數(shù)分裂Ⅰ的四分體時(shí)期
網(wǎng)
絡(luò)
建
構(gòu)
主
干
落
實(shí)
1.染色體結(jié)構(gòu)變異包括缺失、重復(fù)、倒位和易位等幾種類型。
2．染色體結(jié)構(gòu)變異可改變?nèi)旧w上基因的數(shù)目或排列順序，在顯微鏡下可以觀察到。
3．二倍體生物正常配子中的一組染色體是一個(gè)染色體組。
4．由受精卵發(fā)育而來(lái)的個(gè)體，體細(xì)胞中含幾個(gè)染色體組，就是幾倍體。
5．單倍體并不一定只含一個(gè)染色體組。
6．單倍體育種包括花藥離體培養(yǎng)和秋水仙素處理幼苗等階段，能明顯縮短育種年限。
7．秋水仙素或低溫能抑制紡錘體的形成，從而導(dǎo)致染色體數(shù)目加倍。
生物種類
體細(xì)胞染
色體數(shù)/條
體細(xì)胞非同
源染色體/套
配子染色
體數(shù)/條
馬鈴薯
野生祖先種
24
2
12
栽培品種
48
4
24
香蕉
野生祖先種
22
2
11
栽培品種
33
3
異常
生物種類
豌豆
普通小麥
小黑麥
體細(xì)胞中的染色體數(shù)/條
14
42
56
配子中的染色體數(shù)/條
7
21
28
體細(xì)胞中的染色體組數(shù)
2
6
8
配子中的染色體組數(shù)
1
3
4
屬于幾倍體生物
二倍體
六倍體
八倍體

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人教版 (2019)必修2《遺傳與進(jìn)化》第5章 基因突變及其他變異第2節(jié) 染色體變異導(dǎo)學(xué)案

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高中生物人教版 (2019)必修2《遺傳與進(jìn)化》電子課本

第2節(jié) 染色體變異

版本： 人教版 (2019)

年級(jí)： 必修2《遺傳與進(jìn)化》

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