人教版 (2019)第2节 染色体变异教案配套ppt课件

这是一份人教版 (2019)第2节 染色体变异教案配套ppt课件，共60页。PPT课件主要包含了生殖细胞内，个别染色体，非同源染色体，二倍体，受精卵，三个或三个以上，秋水仙素，纺锤体，明显缩短育种年限，数目或排列顺序等内容，欢迎下载使用。
【主干知识梳理】一、染色体数目的变异1．染色体变异：生物体的体细胞或 染色体数目或 的变化。2．染色体数目的变异(1)细胞内 的增加或减少；(2)细胞内染色体数目以 为基数成倍地增加或成套地减少。3．染色体组：细胞中的一套 ，在形态和功能上各不相同。
一套完整的非同源染色体
(3)人工诱导多倍体①方法：用 诱发或用 处理。②处理对象： 的种子或幼苗。③原理：能够抑制 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加倍。
二、染色体结构的变异1．将下列染色体变异类型、图示和解释连线。
2．结果(1)使排列在染色体上的基因 发生改变，导致性状的变异。(2)大多数染色体结构变异对生物体是 的，有的甚至会导致生物体死亡。
【教材微点发掘】1．观察下列图示，填出变异类型：(1)甲、乙、丙、丁所示变异类型分别属于 。(2)可在显微镜下观察到的是 。(3)基因数目和排列顺序未变化的是___。
缺失、重复、倒位、基因突变
2．下图表示两种变异类型，据图回答有关问题：(1)图1和图2均发生了某些片段的交换，其交换对象分别是 ____________________________________________________________________________________________。(2)图1和图2发生的变异类型分别是____________________________________________。
染色体间片段的交换，图2发生的是同源染色体上的非姐妹染色单体间相应
染色体结构变异中的“易位”、互换型
教材问题提示(一)问题探讨(教材第87页)1．从上到下依次填写：12、12、11、异常。2．因为香蕉栽培品种体细胞中的染色体数目是33条，减数分裂时染色体发生联会紊乱，不能形成正常的配子，因此无法形成受精卵，进而形成种子。3．能形成种子的植物细胞中，染色体数目一定是偶数吗？香蕉体细胞中的染色体数目不是偶数，它是怎样形成的呢？又是如何繁殖下一代的？(二)探究·实践(教材第89页)秋水仙素与低温都能诱导染色体数目加倍，可能都与抑制纺锤体的形成有关，着丝粒分裂后没有纺锤体的牵引作用，因而不能将染色体拉向细胞的两极，导致细胞中的染色体数目加倍。
新知探究(一)　染色体数目变异【探究·深化】[问题驱动]　如图为果蝇染色体的组成，据图回答问题：
(1)写出图甲中的染色体组： ；图乙中的染色体组： 。(2)不含有同源染色体的一组染色体一定是一个染色体组吗？为什么？提示：不一定。一个染色体组必须是含有本物种生长、发育、遗传和变异的全部遗传信息。(3)单倍体只含有一个染色体组吗？提示：不一定。①二倍体生物形成的单倍体只含一个染色体组。②多倍体生物形成的单倍体中含有两个或两个以上染色体组。
Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X和Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y
Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X和Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X
[重难点拨]　1．染色体组的特点
2．染色体组数的判断方法(1)根据染色体形态判断①依据：细胞中形态相同的染色体有几条，则含有几个染色体组。②实例：如下图所示的细胞中，形态相同的染色体a中有4条，b中有3条，c中两两相同，d中各不相同，则可判定它们分别含4个、3个、2个、1个染色体组。
(2)根据基因型判断①依据：控制同一性状的基因出现几次，就含几个染色体组(每个染色体组内不含等位或相同基因)。②实例：据图可知，e～h中依次含4、2、3、1个染色体组。(3)根据染色体数和形态数的比值判断①依据：染色体数与形态数的比值意味着每种形态染色体数目的多少，每种形态的染色体有几条，即含几个染色体组。②实例：果蝇体内该比值为8条染色体/4种形态＝2，则果蝇含2个染色体组。
3．单倍体、二倍体和多倍体的比较
【典题·例析】[例1]　下列a～h所示的细胞图中，有关它们所含染色体组的叙述，正确的是 (　　)A．细胞中含有一个染色体组的是h图B．细胞中含有两个染色体组的是g、e图C．细胞中含有三个染色体组的是a、b图D．细胞中含有四个染色体组的是f、c图
[解析]　形态、功能各不相同的染色体组成一个染色体组。由图分析可知，a、b图含有三个染色体组；c、h图含有两个染色体组；d图中同音字母仅有一个，所以该图只有一个染色体组；g图中染色体形态各不相同，则含有一个染色体组；e、f图含有四个染色体组。确认单倍体、二倍体、多倍体必须先看发育起点，若由配子发育而来，无论含几个染色体组均属单倍体；若由受精卵发育而来，有几个染色体组即为几倍体。故选C。[答案]　C
[例2]　下列关于染色体组、单倍体和二倍体的叙述，错误的是(　　)A．一个染色体组中不含同源染色体B．由受精卵发育而来的个体，体细胞中含有两个染色体组的叫二倍体C．含一个染色体组的个体是单倍体，单倍体不一定含一个染色体组D．由六倍体普通小麦的花药离体培育出来的个体就是三倍体[解析]　染色体组是指细胞中一组非同源染色体，在形态和功能上各不相同，A正确；由受精卵发育而来的个体，体细胞中含有几个染色体组就是几倍体，而由配子发育而来的个体，体细胞中不管含有几个染色体组都是单倍体，所以由六倍体普通小麦的花药离体培育出来的个体为单倍体，B、C正确，D错误。[答案]　D
易错提醒———————————————————————————对单倍体认识的三个易错点(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。————————————————————————————————
【应用·体验】1． (2020·全国卷Ⅱ)关于高等植物细胞中染色体组的叙述，错误的是(　　)A．二倍体植物的配子只含有一个染色体组B．每个染色体组中的染色体均为非同源染色体C．每个染色体组中都含有常染色体和性染色体D．每个染色体组中各染色体DNA的碱基序列不同解析：一个染色体组是指细胞中的一组非同源染色体，它们在形态和功能上各不相同，但又互相协调，共同控制生物的生长、发育、遗传和变异，B、D正确；二倍体植物的配子是经减数分裂产生的，配子中只含有一个染色体组，A正确；雌雄同体的高等植物，如水稻、豌豆等没有性染色体，C错误。答案：C　
2．蜜蜂种群中雌蜂是二倍体，雄蜂是单倍体。如图是蜜蜂某些细胞分裂示意图(图示为部分染色体)，下列判断错误的是(　　)A．两图所示细胞中都有2个染色体组B．两图所示细胞中的染色单体数分别是8条和4条C．如果图2所示细胞分裂是有丝分裂，则该细胞应来自雄蜂D．基因型为AD的雄蜂不可能是由图1细胞分裂后形成的卵细胞发育来的
解析：两图所示细胞中，每一形态的染色体各有2条，表明都有2个染色体组，A正确；图1、2所示细胞中的染色单体数分别是8条和0条，B错误；雄蜂是单倍体，体细胞中不含同源染色体，而图2所示细胞也不含同源染色体，因此，如果图2所示细胞分裂是有丝分裂，则该细胞应来自雄蜂，C正确；雄蜂是由卵细胞直接发育而来的，图1所示细胞呈现的特点是同源染色体分离，且细胞质进行不均等分裂，为处于减数分裂Ⅰ后期的初级卵母细胞，该初级卵母细胞分裂后最终形成的卵细胞的基因型为ad，因此基因型为AD的雄蜂不可能是由图1细胞分裂后形成的卵细胞发育来的，D正确。答案：B　
新知探究(二)　染色体结构的变异【探究·深化】[问题驱动]　结合染色体结构变异图解分析以下问题：
(1)细胞中基因数目改变的有哪些类型？提示：①缺失和②重复。(2)染色体上基因的数目不变，排列顺序改变的是哪种类型？提示：③倒位。(3)染色体上基因的数目和排列顺序均改变，但细胞中基因数目不变的是哪种类型？提示：④易位。
[重难点拨]　1．染色体易位与互换的比较
2．染色体结构变异与基因突变的比较
【典题·例析】 [例1]　大鼠控制黑眼/红眼的基因和控制黑毛/白化的基因位于同一条染色体上。某个体测交后代表现型及比例为黑眼黑毛∶黑眼白化∶红眼黑毛∶红眼白化＝1∶1∶1∶1。该个体最可能发生了下列哪种染色体结构变异 (　　)
[解析]　分析题意可知：大鼠控制黑眼/红眼的基因和控制黑毛/白化的基因位于同一条染色体上，两对等位基因为连锁关系，正常情况下，测交结果只能出现两种表现型，但题干中某个体测交后代表现型及比例为黑眼黑毛∶黑眼白化∶红眼黑毛∶红眼白化＝1∶1∶1∶1，类似于基因自由组合定律的结果，推测该个体可产生四种数目相等的配子，且控制两对性状的基因遵循自由组合定律，即两对等位基因被易位到两条非同源染色体上，C正确。[答案]　C
[例2]　生物体染色体上的等位基因部位可以进行配对联会，非等位基因部位不能配对。某二倍体生物细胞中分别出现图①至④系列状况，则对图的解释正确的是(　　)A．①为基因突变，②为倒位B．②可能是重复，④为染色体组加倍C．①为易位，③可能是缺失D．②为基因突变，①为染色体结构变异
[解析]　①为染色体结构变异中的易位，②为染色体结构变异中的倒位，③是染色体片段的缺失或重复，④为个别染色体数目增加。 [答案]　C
归纳拓展———————————————————————————从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。————————————————————————————————
【应用·体验】1．下列关于基因突变和染色体结构变异的叙述，正确的是(　　)A．染色体之间发生的片段交换属于染色体结构变异B．基因突变与染色体结构变异通常都用光学显微镜观察C．若某植株的基因型为BB，则该植株产生的突变体的基因型只能为BbD．X射线照射不仅会引起基因突变，也会引起染色体结构变异解析：同源染色体的非姐妹染色单体之间的片段交换属于基因重组，A错误；基因突变在光学显微镜下不能观察到，染色体结构变异可用光学显微镜观察到，B错误；基因突变是不定向的，因此该植株产生的突变体的基因型可能是Bb、Bb1、Bb2等，C错误；X射线照射不仅会引起基因突变，也会引起染色体结构变异，D正确。
2．(2023·湖北高考)DNA探针是能与目的DNA配对的带有标记的一段核苷酸序列，可检测识别区间的任意片段，并形成杂交信号。某探针可以检测果蝇Ⅱ号染色体上特定DNA区间。某果蝇的Ⅱ号染色体中的一条染色体部分区段发生倒位，如下图所示。用上述探针检测细胞有丝分裂中期的染色体(染色体上“­”表示杂交信号)，结果正确的是(　　)
解析：果蝇体内存在两条Ⅱ号染色体，一条发生倒位，另一条没有发生倒位，发生倒位的染色体在间期进行DNA复制时，产生的另一条姐妹染色单体的相应区段也是倒位区段，两条姐妹染色单体上探针识别的区段都位于着丝粒的两侧，而不发生倒位的另一条染色体的姐妹染色单体上探针识别的区段都位于着丝粒同一侧，B符合题意。答案：B　
新知探究(三)　单倍体育种和多倍体育种【探究·深化】[问题驱动]　下图表示用纯种的高秆(D)抗锈病(T)小麦与矮秆(d)易染锈病(t)小麦培育矮秆抗锈病小麦新品种的方法，据图分析：
(1)F1能产生几种雄配子？提示：F1的基因型是DdTt，能产生四种雄配子：DT、dT、Dt、dt。(2)过程③是哪种处理？其原理是什么？提示：过程③是花药离体培养；原理是细胞的全能性。(3)过程④是哪种处理？处理后符合要求的植株占的比例是多少？提示：过程④是用一定浓度的秋水仙素处理单倍体幼苗。处理后符合要求的基因型为ddTT的个体，所占的比例为1/4。
[重难点拨]　1．单倍体育种(1)原理：染色体数目变异。(2)过程用高秆抗病(DDTT)和矮秆不抗病(ddtt)小麦品种，培育矮秆抗病小麦的过程，如下图所示：其中单倍体育种的核心步骤为①花药离体培养、②秋水仙素处理诱导染色体数目加倍。
(3)优点：与杂交育种相比，单倍体育种能明显缩短育种年限，子代均为纯合子，加速育种进程。缺点：技术复杂且需与杂交技术结合使用。
2．多倍体育种(1)原理：染色体数目变异。(2)多倍体育种的过程：
(3)①优点：多倍体和二倍体相比，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。②缺点：多倍体育种适用于植物，在动物方面难以开展，且多倍体植物往往发育迟缓，结实率低。(4)实例：三倍体无子西瓜的培育过程
①过程a传粉是为了杂交得到三倍体种子，过程b传粉是为了提供生长素刺激子房发育成果实。②获取三倍体种子是在第一年四倍体植株上，获取三倍体无子果实则是在第二年的三倍体植株上。③无子的原因：三倍体西瓜进行减数分裂时，由于同源染色体联会紊乱，不能产生正常配子。
【典题·例析】[例1]　下列是无子西瓜培育的过程简图，有关叙述错误的是(　　)A．①过程也可进行低温诱导处理，与秋水仙素的作用原理不同B．三倍体植株不育的原因是在减数分裂过程中联会发生紊乱C．培育得到的无子西瓜与二倍体有子西瓜相比个大、含糖量高D．要得到无子西瓜，需每年制种，很麻烦，所以可用无性繁殖进行快速繁殖[解析]　低温诱导和秋水仙素的作用原理相同，都是通过抑制有丝分裂前期纺锤体的形成，使细胞染色体数目加倍。故选A。
[例2]　如图为利用玉米(2N＝20)的幼苗芽尖细胞(基因型BbTt)进行实验的流程示意图。下列有关分析错误的是 (　　)A．植株a为二倍体，其体细胞内最多有4个染色体组，植株c属于单倍体，其发育起点为配子B．秋水仙素用于培育多倍体的原理是其能够抑制纺锤体的形成C．基因重组发生在图中①过程，过程③中能够在显微镜下看到染色单体的时期是前期和中期D．利用幼苗2进行育种的最大优点是明显缩短育种年限，植株b纯合的概率为100%
[解析]　植株a发育的起点是芽尖细胞，为二倍体，其体细胞在有丝分裂后期时最多有4个染色体组；植株c发育的起点是花药中的配子，先形成单倍体幼苗，再正常发育成单倍体植株，A正确。多倍体育种常用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，原理是秋水仙素能够抑制纺锤体的形成，使得染色体数目加倍，B正确。基因重组发生在图中②的减数分裂过程，过程③中能够在显微镜下看到染色单体的时期是前期和中期，C错误。利用幼苗2进行育种的最大优点是明显缩短育种年限，植株b纯合的概率为100%，D正确。[答案]　C
易错提醒————————————————————————————关于单倍体育种中的两个注意点(1)单倍体育种一般应用于二倍体植物，因为若为四倍体植物，通过单倍体育种形成的个体不一定是纯合子。(2)单倍体育种和多倍体育种中都用到秋水仙素，但单倍体育种中是用秋水仙素处理单倍体幼苗，而多倍体育种中是用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。———————————————————————————————
【应用·体验】1．某农科所通过如图所示的育种过程培育出了高品质的糯小麦(aaBB)。相关叙述正确的是(　　)A．①过程中运用的遗传学原理是基因重组B．②过程需要通过逐代自交来提高纯合率C．①过程需要用秋水仙素处理萌发的种子D．②过程提高了突变率从而缩短了育种年限
解析：据图分析可知，①过程是单倍体育种，利用的原理是染色体数目变异，A错误；②过程是杂交育种，要想获得纯种，需要多代自交纯化，B正确；由二倍体获得的单倍体不可育，没有种子，应用秋水仙素处理单倍体幼苗，C错误；杂交育种依据的原理是基因重组，不能提高突变率和缩短育种年限，D错误。答案：B　
2．果蝇的P元件是一段DNA序列，根据是否含有P元件，果蝇可分为M型品系(野生型)和P型品系(含P元件)。P元件仅在生殖细胞中可发生易位，造成染色体的多种畸变等异常，而导致F1性腺不发育，但F1具有正常的体细胞组织。P元件在细胞质中的翻译产物是一种蛋白因子，抑制P元件的易位。下列杂交中可导致F1不育的是 (　　)A．P型父本×P型母本B．M型父本×P型母本C．P型父本×M型母本D．M型父本×M型母本
解析：由题意分析可知，P型母本产生的卵细胞中含P元件，细胞质中有P元件的翻译产物，抑制了P元件的易位，使得P型父本×P型母本杂交产生的F1可育；P型母本产生的卵细胞中含P元件，细胞质中有P元件的翻译产物，抑制了P元件的易位，使得M型父本×P型母本的F1可育；P型父本产生的精子中含有P元件，且精子几乎没有细胞质，无P元件翻译产物的抑制作用，而M型母本不含P元件，无法抑制P元件的易位，导致F1不育；M型父本与M型母本都不含P元件，M型父本×M型母本杂交产生的F1可育。故选C。答案：C　
科学探究——低温诱导植物细胞染色体数目的变化(一)理清实验基础1．实验流程及结论
2．实验中几种溶液的作用
　　(二)归纳实验通法1．掌握观察类实验操作流程
2．实验材料的生理状态归纳(1)在物质(或结构)的分离、提取或检测实验中，一般要破碎细胞，因此这些实验中的细胞是死的。如检测生物组织中的还原糖、脂肪和蛋白质，绿叶中色素的提取和分离等。(2)在观察植物细胞的有丝分裂、低温诱导植物细胞染色体数目变化的实验中，因为需要解离，所以最初的活细胞在制作临时装片时会被杀死。(3)对于观察细胞(或生物)生命活动的实验，实验材料在整个实验过程中都要保持活性。如观察叶绿体(和细胞质)的流动，探究植物细胞的吸水和失水，探究酵母菌细胞呼吸的方式。
【素养评价】1．关于低温诱导洋葱染色体数目变化的实验，下列描述错误的是(　　)A．处于分裂间期的细胞最多B．在显微镜下可以观察到含有四个染色体组的细胞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．低温诱导染色体数目变化与秋水仙素诱导的原理相似解析：由于分裂间期持续时间最长，故观察细胞有丝分裂时，处于间期的细胞数目最多，A正确；低温可以诱导染色体数目加倍，视野中可以观察到已经被诱导加倍的细胞，细胞内有四个染色体组，B正确；细胞在解离的同时被杀死，在显微镜下不可能看到动态过程，C错误；低温与秋水仙素诱导染色体数目变化的原理都是抑制纺锤体的形成，D正确。
2．(2021·天津南开区高一月考)用质量分数为2%的秋水仙素处理植物分生组织5～6 h，能够诱导细胞内染色体加倍。某生物小组为了探究用一定时间的低温(如4 ℃)处理水培的洋葱根尖是否也能诱导细胞内染色体加倍进行了相关实验设计。下列关于该实验的叙述，错误的是 (　　)A．本实验的假设是用一定时间的低温处理水培的洋葱根尖能够诱导细胞内染色体加倍B．本实验可以在显微镜下观察和比较经过不同处理后根尖细胞内的染色体数目C．本实验需要制作根尖细胞的临时装片，制作步骤是解离→漂洗→染色→制片D．本实验可以看到一个细胞完整的染色体数目加倍的过程
解析：根据题干信息可知，该实验的目的是探究用一定时间的低温(如4 ℃)处理水培的洋葱根尖是否也能诱导细胞内染色体加倍，因此可以提出的实验假设是用一定时间的低温处理水培的洋葱根尖能够诱导细胞内染色体加倍，A正确；根尖细胞内的染色体数目是可以在显微镜下观察到的，B正确；制作根尖细胞临时装片的步骤为解离→漂洗→染色→制片，C正确；由于在装片制作的解离步骤中已经将细胞杀死了，所以用显微镜观察时看不到一个细胞完整的染色体数目加倍的过程，D错误。答案：D　
3．四倍体大蒜的产量比二倍体大蒜高许多，为探究诱导大蒜染色体数目加倍的最佳低温，设计了如下实验。回答下列问题：(1)主要实验材料：大蒜、培养皿、恒温箱、卡诺氏液、体积分数为95%的酒精、显微镜、甲紫溶液。(2)实验步骤：①取五个培养皿，编号并分别加入纱布和适量的水。②将培养皿分别放入－4 ℃、0 ℃、______、________、________的恒温箱中1 h。③_____________________________________________________________。④分别取根尖________cm，放入__________中固定0.5～1 h，然后用____________________冲洗2次。
⑤制作装片：解离→________→________→制片。⑥低倍镜检测，______________________________，并记录结果。(3)实验结果：染色体加倍率最高的一组为最佳低温。(4)实验分析：①设置实验步骤中②的目的是____________________________________________________________________________________________________。②对染色体染色还可以用__________、________等。③除低温外，________也可以诱导染色体数目加倍，原理是________________________________________________________________________。