第2節染色體變異第2節染色體變異課程標準要求核心素養對接學業質量水平舉例說明染色體結構和數量的變異都可能導致生物性狀的改變甚至死亡。1.生命觀念——利用結構與功能觀，理解染色體缺失、重復、倒位和易位可以引起染色體上基因的數目或排列順序的改變，進而導致生物性狀的改變甚至死亡。水平二2.科學思維——準確理解染色體組的概念，并能運用染色體組的概念結合發育的起點區別單倍體與二(多)倍體。水平一3.社會責任——理解單倍體育種和多倍體育種利用了染色體數目變異的原理，并通過與雜交育種的比較，認同單倍體育種可以明顯縮短育種的年限。水平二課程標準要求核心素養對接學業質量水平舉例說明染色體結構和數量染色體數目的變異———————————————自主梳理———————————————非同源染色體形態和功能染色體數目的變異———————————————自主梳理———體細胞三三三聯會紊亂四四復制分離兩正在分裂紡錘體體細胞三三三聯會紊亂四四復制分離兩正在分裂紡錘體弱小高度不育花藥(花粉)離體培養單倍體

染色體數目加倍育種年限純合子弱小高度不育花藥(花粉)單倍體染色體育種[典例1]

用馬鈴薯的花粉在一定的條件下直接培養形成馬鈴薯植株。該馬鈴薯植株的某些細胞進行減數分裂時，觀察到染色體正常聯會，此時細胞內共有15個四分體。據此推測，馬鈴薯正常個體的體細胞中共含有的染色體組數目為(

) A.2個

B.3個 C.4個

D.5個

解析在減數分裂形成花粉過程中，同源染色體分離，那么花粉直接培養形成的馬鈴薯植株，其染色體數目減半，染色體組數目也減半。而用花粉直接培養形成的馬鈴薯植株細胞進行減數分裂時，觀察到染色體正常聯會，并形成15個四分體，說明其含有2個染色體組，所以馬鈴薯正常個體的體細胞中共含有的染色體組數目為4個。

答案

C[典例1]用馬鈴薯的花粉在一定的條件下直接培養形成馬鈴薯植[對點練1]

下圖表示細胞中所含的染色體，①②③④的基因型可以表示為(

)A.①：AABb

②：AAABBb

③：ABCD

④：AB.①：Aabb

②：AaBbCc

③：AAAaBBbb

④：ABC.①：AaBb

②：AaaBbb

③：AAaaBBbb

④：AbD.①：AABB

②：AaBbCc

③：AaBbCcDd

④：ABCD[對點練1]下圖表示細胞中所含的染色體，①②③④的基因型可解析根據細胞中所含的染色體的類型判斷，①含有兩個染色體組，②含有三個染色體組，③含有四個染色體組，④含有一個染色體組。答案

C解析根據細胞中所含的染色體的類型判斷，①含有兩個染色體組，———————————————素養提升———————————————單倍體育種與多倍體育種的比較[典例2]

如圖表示無子西瓜的培育過程：根據圖解，結合你學過的生物學知識，判斷下列敘述錯誤的是(

)A.秋水仙素處理二倍體西瓜幼苗的莖尖，主要是抑制有絲分裂前期紡錘體的形成B.四倍體植株所結的西瓜，果皮細胞內含有4個染色體組C.無子西瓜既沒有種皮，也沒有胚D.四倍體西瓜的根細胞中含有2個染色體組———————————————素養提升———————————解析秋水仙素抑制紡錘體的形成，是在有絲分裂的前期；四倍體西瓜的果皮是由子房壁發育而成的，來自母本，應含有4個染色體組；無子西瓜由于不能產生正常配子，所以不能形成受精卵，而種皮來自于母本，所以有種皮，而沒有胚；由于植株的地下部分沒有經秋水仙素處理，四倍體西瓜的根細胞中仍含有2個染色體組。答案

C解析秋水仙素抑制紡錘體的形成，是在有絲分裂的前期；四倍體西[對點練2]

下圖表示兩種育種方式，請據圖思考下列問題：[對點練2]下圖表示兩種育種方式，請據圖思考下列問題：(1)甲圖表示的育種方式為________，乙圖表示的育種方式為________，二者的育種原理分別為________________和________________。(2)甲圖和乙圖中都有秋水仙素誘導染色體組加倍，其原理是____________________________。甲圖中用秋水仙素處理的目的是_____________________________________________________________。(3)乙圖中獲得無子西瓜至少需要________年。圖乙中有兩次傳粉過程，它們的目的分別是________________和____________________。(4)甲圖中所示育種方式的優點是____________________，原因是因為____________________________。(1)甲圖表示的育種方式為________，乙圖表示的育種方答案(1)單倍體育種多倍體育種染色體數目的變異染色體數目的變異(2)秋水仙素能夠抑制紡錘體的形成，從而誘導染色體組加倍使染色體組加倍，從而變得可育(3)兩得到三倍體種子刺激三倍體的子房發育成果實(4)能明顯縮短育種年限秋水仙素處理單倍體幼苗直接得到純合體答案(1)單倍體育種多倍體育種染色體數目的變異染色體【歸納總結】

多倍體育種單倍體育種原理染色體組成倍增加染色體組成倍減少，再加倍后得到純種(指每對染色體上成對的基因都是純合的)常用方法秋水仙素處理萌發的種子或幼苗花藥離體培養后，人工誘導染色體數目加倍優點操作簡單明顯縮短育種年限缺點適用于植物，在動物方面難以操作技術復雜一些，需與雜交育種配合【歸納總結】

多倍體育種單倍體育種原理染色體組成倍增加染色體聯想質疑★染色體變異能用顯微鏡觀察到，基因突變無法用顯微鏡觀察。聯想質疑★染色體變異能用顯微鏡觀察到，基因突變無法用顯微鏡觀★21三體綜合征的核型★21三體綜合征的核型★三倍體無子西瓜★三倍體無子西瓜★蜂王、雄蜂與工蜂★蜂王、雄蜂與工蜂★單倍體發育的起點是配子★單倍體發育的起點是配子【方法歸納】染色體組數目的判斷方法(1)根據染色體的形態判斷：在細胞內任選一條染色體，細胞內與該染色體形態相同的染色體共有幾條，則含有幾個染色體組，如圖甲中含有4個染色體組。(2)根據基因型判斷：在生物體的基因型中，控制同一性狀的基因出現幾次(發同一個音的字母出現幾次)，則有幾個染色體組，如圖乙含有4個染色體組。【方法歸納】染色體組數目的判斷方法(1)根據染色體的形態判———————————————自主梳理———————————————1.實驗原理

用低溫處理植物的

細胞，能夠抑制

的形成，以致影響細胞有絲分裂中染色體被拉向兩極，導致細胞不能分裂成兩個子細胞，于是，植物細胞的染色體數目發生變化。低溫誘導植物細胞染色體數目的變化(選學)分生組織紡錘體———————————————自主梳理———————————2.方法步驟 (1)培養、誘導：將長出約1cm長不定根的洋蔥整個放入冰箱的冷藏室內(

℃)，誘導培養48～72h。 (2)固定、漂洗：剪取誘導處理的根尖0.5～1cm，放入

中浸泡0.5～1h，以

，然后用

沖洗2次。 (3)制片、觀察：包括解離、

、

和制片4個步驟；先用

倍鏡尋找染色體形態較好的分裂象。確認某個細胞發生染色體數目變化后，再用

倍鏡觀察。4卡諾氏液固定細胞的形態體積分數為95%的酒精漂洗染色低高2.方法步驟4卡諾氏液固定細胞的形態體積分數為95%的酒精漂[典例3]

下列關于低溫誘導染色體數目變化實驗操作的相關敘述，錯誤的是(

)A.剪取的根尖用卡諾氏液處理的目的是固定細胞的形態B.卡諾氏液處理后應用清水漂洗兩次C.制片時應先解離、漂洗，再染色、制片D.觀察時應先用低倍鏡尋找到染色體形態較好的分裂象解析卡諾氏液固定后應用95%的酒精漂洗兩次，故選B。答案

B[典例3]下列關于低溫誘導染色體數目變化實驗操作的相關敘述[對點練3]

下列關于低溫誘導染色體數目變化實驗中制片操作的相關敘述，錯誤的是(

)A.解離的目的是為了讓組織細胞彼此分離B.可用清水對解離后的根尖進行漂洗C.染色所用的改良苯酚品紅染液是一種堿性染料D.制片時的操作順序為解離→染色→漂洗→制片解析制片時的操作順序為解離→漂洗→染色→制片，故選D。答案

D[對點練3]下列關于低溫誘導染色體數目變化實驗中制片操作的聯想質疑【歸納總結】(1)低溫和秋水仙素誘導染色體數目加倍的原理：有絲分裂前期，低溫和秋水仙素都能抑制紡錘體的形成；后期，著絲粒分裂后染色體數目加倍；末期，由于沒有紡錘體，染色體不能被牽拉到細胞兩極，細胞無法實現一分為二，從而使得細胞內的染色體數目加倍。當溫度恢復正常或秋水仙素被細胞代謝消耗完全之后，染色體數目加倍的細胞又通過正常的有絲分裂產生更多的染色體數目加倍的子代細胞。聯想質疑【歸納總結】(2)兩次漂洗的對比：①時間不同：第一次漂洗在固定之后解離之前，第二次漂洗在解離之后染色之前；②試劑不同：第一次用95%酒精漂洗，第二次用清水漂洗；③目的不同：第一次是為了洗去多余的卡諾氏液，第二次是為了洗去多余的解離液。(2)兩次漂洗的對比：①時間不同：第一次漂洗在固定之后解離之1.類型(連線)染色體結構的變異———————————————自主梳理———————————————光學顯微鏡下對染色體形態大小進行觀察可以檢測1.類型(連線)染色體結構的變異——————————————染色體變異_基因突變及其他變異課件2.結果

排列在染色體上的基因

發生改變，導致

。3.對生物體的影響

大多數對生物體是

，有的甚至會導致生物體

。數目或排列順序性狀的變異不利的死亡2.結果數目或排列順序性狀的變異不利的死亡[典例4]

(2018·海南卷，14)雜合體雌果蠅在形成配子時，同源染色體的非姐妹染色單體間的相應片段發生對等交換，導致新的配子類型出現，其原因是在配子形成過程中發生了(

) A.基因重組

B.染色體重復

C.染色體易位

D.染色體倒位

解析在減數分裂過程中，同源染色體上的非姐妹染色單體間的相應片段發生對等交換導致基因重組；在減數分裂Ⅰ后期，非同源染色體的自由組合也能導致基因重組。染色體重復、染色體易位、染色體倒位屬于染色體變異。

答案

A[典例4](2018·海南卷，14)雜合體雌果蠅在形成配子[對點練4]

導致遺傳物質變化的原因有很多，下圖字母代表不同基因，其中變異類型①和②依次是(

)A.突變和倒位

B.重組和倒位

C.重組和易位

D.易位和倒位[對點練4]導致遺傳物質變化的原因有很多，下圖字母代表不同解析染色體的結構變異包括缺失、重復、易位和倒位，①a、b基因的位置出現新的j基因，則只能為易位(染色體的某一片段移接到另一條非同源染色體上)；②染色體臂上的c基因和d、e基因發生了倒位(染色體中某一片段位置顛倒)，D正確。答案

D解析染色體的結構變異包括缺失、重復、易位和倒位，①a、b基【歸納總結】易位與交叉互換的區別

易位交叉互換圖示區別位置發生于非同源染色體之間發生于同源染色體的非姐妹染色單體之間原理染色體結構變異基因重組觀察可用光學顯微鏡直接觀察光學顯微鏡下無法直接觀察【歸納總結】易位與交叉互換的區別

易位交叉互換圖示區別位置聯想質疑請分析以上各屬于哪種變異？1.

2.

3.

4.

缺失重復倒位易位聯想質疑請分析以上各屬于哪種變異？缺失重復倒位易位課堂小結缺失重復倒位易位個別染色體組單倍體多倍體課堂小結缺失重復倒位易位個別染色體組單倍體多倍體1.能簡述家的含義、家庭關系的確立方式、家庭的功能；2.能總結中華文化中“家”的意味；3.能明確“孝”是中國家庭文化中重要的精神內涵，能舉例如何孝親敬長。4．學習書本知識更重要，只有學好更多的知識，才能為社會作出更大的貢獻5．實踐更重要，沒有實踐經驗，書本知識學再多也沒有用，青少年要勇于探索和實踐；6．空談的人都是有智慧的人，實干的都是些頭腦不靈活的人，實干不如巧干；7．青少年是祖國的未來，熱愛勞動、奉獻社會是大學畢業以后的事；8.我們要樹立和增強危機意識和防范意識。面對不太平的世界，我們要對危害國家利益、威脅國家生存和發展的行為時刻保持警惕；1.能簡述家的含義、家庭關系的確立方式、家庭的功能；第2節染色體變異第2節染色體變異課程標準要求核心素養對接學業質量水平舉例說明染色體結構和數量的變異都可能導致生物性狀的改變甚至死亡。1.生命觀念——利用結構與功能觀，理解染色體缺失、重復、倒位和易位可以引起染色體上基因的數目或排列順序的改變，進而導致生物性狀的改變甚至死亡。水平二2.科學思維——準確理解染色體組的概念，并能運用染色體組的概念結合發育的起點區別單倍體與二(多)倍體。水平一3.社會責任——理解單倍體育種和多倍體育種利用了染色體數目變異的原理，并通過與雜交育種的比較，認同單倍體育種可以明顯縮短育種的年限。水平二課程標準要求核心素養對接學業質量水平舉例說明染色體結構和數量染色體數目的變異———————————————自主梳理———————————————非同源染色體形態和功能染色體數目的變異———————————————自主梳理———體細胞三三三聯會紊亂四四復制分離兩正在分裂紡錘體體細胞三三三聯會紊亂四四復制分離兩正在分裂紡錘體弱小高度不育花藥(花粉)離體培養單倍體

染色體數目加倍育種年限純合子弱小高度不育花藥(花粉)單倍體染色體育種[典例1]

用馬鈴薯的花粉在一定的條件下直接培養形成馬鈴薯植株。該馬鈴薯植株的某些細胞進行減數分裂時，觀察到染色體正常聯會，此時細胞內共有15個四分體。據此推測，馬鈴薯正常個體的體細胞中共含有的染色體組數目為(

) A.2個

B.3個 C.4個

D.5個

解析在減數分裂形成花粉過程中，同源染色體分離，那么花粉直接培養形成的馬鈴薯植株，其染色體數目減半，染色體組數目也減半。而用花粉直接培養形成的馬鈴薯植株細胞進行減數分裂時，觀察到染色體正常聯會，并形成15個四分體，說明其含有2個染色體組，所以馬鈴薯正常個體的體細胞中共含有的染色體組數目為4個。

答案

C[典例1]用馬鈴薯的花粉在一定的條件下直接培養形成馬鈴薯植[對點練1]

下圖表示細胞中所含的染色體，①②③④的基因型可以表示為(

)A.①：AABb

②：AAABBb

③：ABCD

④：AB.①：Aabb

②：AaBbCc

③：AAAaBBbb

④：ABC.①：AaBb

②：AaaBbb

③：AAaaBBbb

④：AbD.①：AABB

②：AaBbCc

③：AaBbCcDd

④：ABCD[對點練1]下圖表示細胞中所含的染色體，①②③④的基因型可解析根據細胞中所含的染色體的類型判斷，①含有兩個染色體組，②含有三個染色體組，③含有四個染色體組，④含有一個染色體組。答案

C解析根據細胞中所含的染色體的類型判斷，①含有兩個染色體組，———————————————素養提升———————————————單倍體育種與多倍體育種的比較[典例2]

如圖表示無子西瓜的培育過程：根據圖解，結合你學過的生物學知識，判斷下列敘述錯誤的是(

)A.秋水仙素處理二倍體西瓜幼苗的莖尖，主要是抑制有絲分裂前期紡錘體的形成B.四倍體植株所結的西瓜，果皮細胞內含有4個染色體組C.無子西瓜既沒有種皮，也沒有胚D.四倍體西瓜的根細胞中含有2個染色體組———————————————素養提升———————————解析秋水仙素抑制紡錘體的形成，是在有絲分裂的前期；四倍體西瓜的果皮是由子房壁發育而成的，來自母本，應含有4個染色體組；無子西瓜由于不能產生正常配子，所以不能形成受精卵，而種皮來自于母本，所以有種皮，而沒有胚；由于植株的地下部分沒有經秋水仙素處理，四倍體西瓜的根細胞中仍含有2個染色體組。答案

C解析秋水仙素抑制紡錘體的形成，是在有絲分裂的前期；四倍體西[對點練2]

下圖表示兩種育種方式，請據圖思考下列問題：[對點練2]下圖表示兩種育種方式，請據圖思考下列問題：(1)甲圖表示的育種方式為________，乙圖表示的育種方式為________，二者的育種原理分別為________________和________________。(2)甲圖和乙圖中都有秋水仙素誘導染色體組加倍，其原理是____________________________。甲圖中用秋水仙素處理的目的是_____________________________________________________________。(3)乙圖中獲得無子西瓜至少需要________年。圖乙中有兩次傳粉過程，它們的目的分別是________________和____________________。(4)甲圖中所示育種方式的優點是____________________，原因是因為____________________________。(1)甲圖表示的育種方式為________，乙圖表示的育種方答案(1)單倍體育種多倍體育種染色體數目的變異染色體數目的變異(2)秋水仙素能夠抑制紡錘體的形成，從而誘導染色體組加倍使染色體組加倍，從而變得可育(3)兩得到三倍體種子刺激三倍體的子房發育成果實(4)能明顯縮短育種年限秋水仙素處理單倍體幼苗直接得到純合體答案(1)單倍體育種多倍體育種染色體數目的變異染色體【歸納總結】

多倍體育種單倍體育種原理染色體組成倍增加染色體組成倍減少，再加倍后得到純種(指每對染色體上成對的基因都是純合的)常用方法秋水仙素處理萌發的種子或幼苗花藥離體培養后，人工誘導染色體數目加倍優點操作簡單明顯縮短育種年限缺點適用于植物，在動物方面難以操作技術復雜一些，需與雜交育種配合【歸納總結】

多倍體育種單倍體育種原理染色體組成倍增加染色體聯想質疑★染色體變異能用顯微鏡觀察到，基因突變無法用顯微鏡觀察。聯想質疑★染色體變異能用顯微鏡觀察到，基因突變無法用顯微鏡觀★21三體綜合征的核型★21三體綜合征的核型★三倍體無子西瓜★三倍體無子西瓜★蜂王、雄蜂與工蜂★蜂王、雄蜂與工蜂★單倍體發育的起點是配子★單倍體發育的起點是配子【方法歸納】染色體組數目的判斷方法(1)根據染色體的形態判斷：在細胞內任選一條染色體，細胞內與該染色體形態相同的染色體共有幾條，則含有幾個染色體組，如圖甲中含有4個染色體組。(2)根據基因型判斷：在生物體的基因型中，控制同一性狀的基因出現幾次(發同一個音的字母出現幾次)，則有幾個染色體組，如圖乙含有4個染色體組。【方法歸納】染色體組數目的判斷方法(1)根據染色體的形態判———————————————自主梳理———————————————1.實驗原理

用低溫處理植物的

細胞，能夠抑制

的形成，以致影響細胞有絲分裂中染色體被拉向兩極，導致細胞不能分裂成兩個子細胞，于是，植物細胞的染色體數目發生變化。低溫誘導植物細胞染色體數目的變化(選學)分生組織紡錘體———————————————自主梳理———————————2.方法步驟 (1)培養、誘導：將長出約1cm長不定根的洋蔥整個放入冰箱的冷藏室內(

℃)，誘導培養48～72h。 (2)固定、漂洗：剪取誘導處理的根尖0.5～1cm，放入

中浸泡0.5～1h，以

，然后用

沖洗2次。 (3)制片、觀察：包括解離、

、

和制片4個步驟；先用

倍鏡尋找染色體形態較好的分裂象。確認某個細胞發生染色體數目變化后，再用

倍鏡觀察。4卡諾氏液固定細胞的形態體積分數為95%的酒精漂洗染色低高2.方法步驟4卡諾氏液固定細胞的形態體積分數為95%的酒精漂[典例3]

下列關于低溫誘導染色體數目變化實驗操作的相關敘述，錯誤的是(

)A.剪取的根尖用卡諾氏液處理的目的是固定細胞的形態B.卡諾氏液處理后應用清水漂洗兩次C.制片時應先解離、漂洗，再染色、制片D.觀察時應先用低倍鏡尋找到染色體形態較好的分裂象解析卡諾氏液固定后應用95%的酒精漂洗兩次，故選B。答案

B[典例3]下列關于低溫誘導染色體數目變化實驗操作的相關敘述[對點練3]

下列關于低溫誘導染色體數目變化實驗中制片操作的相關敘述，錯誤的是(

)A.解離的目的是為了讓組織細胞彼此分離B.可用清水對解離后的根尖進行漂洗C.染色所用的改良苯酚品紅染液是一種堿性染料D.制片時的操作順序為解離→染色→漂洗→制片解析制片時的操作順序為解離→漂洗→染色→制片，故選D。答案

D[對點練3]下列關于低溫誘導染色體數目變化實驗中制片操作的聯想質疑【歸納總結】(1)低溫和秋水仙素誘導染色體數目加倍的原理：有絲分裂前期，低溫和秋水仙素都能抑制紡錘體的形成；后期，著絲粒分裂后染色體數目加倍；末期，由于沒有紡錘體，染色體不能被牽拉到細胞兩極，細胞無法實現一分為二，從而使得細胞內的染色體數目加倍。當溫度恢復正常或秋水仙素被細胞代謝消耗完全之后，染色體數目加倍的細胞又通過正常的有絲分裂產生更多的染色體數目加倍的子代細胞。聯想質疑【歸納總結】(2)兩次漂洗的對比：①時間不同：第一次漂洗在固定之后解離之前，第二次漂洗在解離之后染色之前；②試劑不同：第一次用95%酒精漂洗，第二次用清水漂洗；③目的不同：第一次是為了洗去多余的卡諾氏液，第二次是為了洗去多余的解離液。(2)兩次漂洗的對比：①時間不同：第一次漂洗在固定之后解離之1.類型(連線)染色體結構的變異———————————————自主梳理———————————————光學顯微鏡下對染色體形態大小進行觀察可以檢測1.類型(連線)染色體結構的變異——————————————染色體變異_基因突變及其他變異課件2.結果

排列在染色體上的基因

發生改變，導致

。3.對生物體的影響

大多數對生物體是

，有的甚至會導致生物體

。數目或排列順序性狀的變異不利的死亡2.結果數目或排列順序性狀的變異不利的死亡[典例4]

(2018·海南卷，14)雜合體雌果蠅在形成配子時，同源染色體的非姐妹染色單體間的相應片段發生對等交換，導致新的配子類型出現，其原因是在配子形成過