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1、第三节染色体畸变可能引起性状改变课标内容要求核心素养对接举例说明染色体结构和数量的变异都可能导致生物性状的改变甚至死亡。1.通过讨论能够判断染色体畸变的类型及染色体组。(生命观念)2能够设计实验论证三种可遗传变异的来源。(科学思维、科学探究)3能够理清单倍体育种、多倍体育种的实验程序。(生命观念、社会责任)一、染色体畸变1概念染色体畸变是指生物细胞中染色体在数目和结构上发生的变化，也称为染色体变异。2形成原因每种生物的染色体数目与结构是相对恒定的，但在自然条件或人工因素的影响下，染色体可能发生数目与结构的变化，从而导致生物的变异。3分类染色体畸变包括染色体数目变异和染色体结构变异。4与基因突变
2、的区别基因突变是染色体的某一个位点上基因的改变，这种改变在光学显微镜下是无法直接观察到的。而染色体畸变是可以用显微镜直接观察到的。二、染色体结构变异可能导致生物性状的改变1概念染色体结构变异是指染色体发生断裂后，在断裂处发生错误连接而导致染色体结构不正常的变异。2类型根据染色体断裂后片段连接的方式，染色体的结构变异分为如下4种类型：(1)缺失：染色体片段的丢失，引起片段上所带基因也随之丢失的现象。(2)重复：染色体上增加了某个相同片段的现象。(3)倒位：一个染色体上的某个片段的正常排列顺序发生180颠倒的现象。(4)易位：染色体的某一片段移接到另一非同源染色体上的现象。3遗传效应染色体结构的变
3、异，使位于染色体上的基因的数目和排列顺序也发生改变。大多数的染色体结构变异对生物体是不利的，甚至会导致生物体的死亡。4诱发染色体结构变异的因素经研究表明，凡是能诱发基因突变的因素，都可能引起染色体结构变异。三、染色体数目变异能导致生物性状的改变1染色体数目变异的概念、类型(1)概念染色体数目变异是指生物细胞中染色体数目的增加或减少。(2)类型可分为：整倍体变异，体细胞中的染色体数目是以染色体组的形式成倍增加或减少的。非整倍体变异，体细胞中个别染色体的增加或减少。2染色体组(1)概念一般将二倍体生物的一个配子中的全部染色体称为染色体组。(2)特点包含了该种生物的一整套遗传物质；染色体的形态结构、
4、功能各不相同；互相协调、共同控制生物正常的生命活动。3二倍体、多倍体、单倍体(1)二倍体概念由体细胞发育而来，具有两个染色体组的个体称为二倍体。类型在自然界中，绝大多数的动物和半数以上的高等植物都是二倍体。在常见的植物中，如水稻、玉米就是二倍体。哺乳类(包括人类)也属二倍体。(2)多倍体概念通常把体细胞中所含染色体组数超过两个的生物称为多倍体。类型多倍体普遍存在于植物界，已知被子植物中有1/3或更多的物种是多倍体植物。产生多倍体常是二倍体祖先经过染色体数加倍或种间杂交产生的。(3)单倍体概念由配子不经受精，直接发育而来，其体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体称为单倍体。类型昆虫中的雄蜂、雄蚁
5、等就是正常的单倍体生物，它们是由未受精的卵发育而成。相对于动物，植物的单倍体较为多见。4非整倍体变异(1)遗传效应体细胞中个别染色体的增加或减少，也会引起生物性状的改变。(2)产生原因个别染色体的增加或减少往往是减数分裂过程中染色体的不正常分离引发的。四、染色体变异可应用于单倍体育种和多倍体育种1单倍体育种(1)单倍体的植株特点单倍体的植株小而弱，而且高度不育。(2)单倍体育种的概念利用单倍体作为中间环节产生具有优良性状的可育纯合子的育种方法称为单倍体育种。(3)单倍体育种的主要特点第一，缩短育种年限。第二，能排除显隐性干扰，提高效率。(4)单倍体育种程序包括：用杂交方法获得杂种F1。将F1的
6、花药放在人工培养基上进行离体培养，花粉细胞经多次分裂形成愈伤组织，诱导愈伤组织分化成幼苗。用秋水仙素处理幼苗，染色体加倍后成为可育的纯合植株。2多倍体育种(1)多倍体的植株特点多倍体主要存在于植物界。多倍体的细胞通常比二倍体的细胞大，细胞内有机物的含量高、抗逆性强，在生产上具有很高的经济价值。(2)人工诱导培育多倍体人们利用物理、化学因素来诱导多倍体的产生，目前效果较好的方法是用秋水仙素处理萌发的种子、幼苗等，使它们的染色体加倍。因为秋水仙素能抑制细胞分裂时纺锤体的形成，因此染色体虽已复制，但不能分离，最终导致染色体数目加倍。(3)三倍体西瓜无籽西瓜的培育一般西瓜是二倍体，在二倍体西瓜的苗期用
7、秋水仙素处理，使染色体加倍，得到四倍体西瓜。将四倍体作为母本，二倍体作为父本，杂交后在四倍体的植株上可结出三倍体的种子。种子种下后长成三倍体植株，但它高度不育，采用与二倍体西瓜间作栽培的方法，在开花时将二倍体的花粉传到三倍体植株的雌花上，可以刺激子房发育成无籽西瓜。五、生物变异的分类生物的变异可分为不遗传的变异和可遗传的变异。引起生物变异的原因主要有三种：一是环境条件的改变引起的，不涉及遗传物质的变化，其变异只限当代的表型改变，属不遗传变异。二是在强烈的物理、化学因素影响下发生的基因突变和染色体畸变。三是有性生殖过程中形成配子时，由于非同源染色体的自由组合和同源染色体的非姐妹染色单体间的片段交
8、换而引起的基因重组。后两种变异属可遗传的变异，只有这两种变异的产物才能成为生物进化和培育新品种的材料。判断对错(正确的打“”，错误的打“”)1染色体之间发生的片段交换属于染色体结构变异。()提示：发生在非同源染色体之间的片段交换属于染色体结构变异。2果蝇的复眼由正常的椭圆形变成条形的“棒眼”，属于染色体缺失。()提示：属于果蝇X染色体上某个片段发生重复。3X射线可引起基因突变，也可引起染色体变异。()提示：4果蝇的一个染色体组含有体细胞中8条染色体中的任意4条。()提示：果蝇的体细胞中有8条染色体，包含两个染色体组，每组染色体含有每对染色体中的一条染色体，其中3条为常染色体、1条为性染色体。5
9、利用单倍体育种则可缩短为2年。()提示：染色体结构的变异1染色体结构的变异项目变化图解实例缺失缺失某一片段猫叫综合征重复增加某一片段果蝇的棒状眼倒位某一片段位置颠倒人类9号染色体长臂倒位可导致习惯性流产易位某一片段移接到另一条非同源染色体上某种夜来香的染色体经常发生易位结果使排列在染色体上的基因的数目或排列顺序发生改变，从而导致性状的变异2.染色体易位与交叉互换的比较项目染色体易位交叉互换图解位置发生于非同源染色体之间发生于同源染色体的非姐妹染色单体之间原理染色体结构变异基因重组观察可在显微镜下观察到在显微镜下观察不到合作探究：据图分析相关变异的原因及类型甲乙丙(1)图甲、图乙均发生了某些片段
10、的交换，其交换对象分别是什么？它们属于何类变异？提示：图甲发生了非同源染色体间片段的交换，图乙发生了同源染色体非姐妹染色单体间相应片段的交换，前者属染色体结构变异中的“易位”，后者则属于交叉互换型基因重组。(2)图丙的结果中哪些是由染色体变异引起的？它们分别属于何类变异？能在光学显微镜下观察到的是_。提示：与图中两条染色体上的基因相比推知：为染色体片段缺失，为染色体片段的易位，为基因突变，为染色体中片段倒位。均为染色体变异，可在光学显微镜下观察到，为基因突变，不能在显微镜下观察到。(3)图丙中哪类变异没有改变染色体上基因的数量和排列顺序？提示：图丙中的基因突变只是产生了新基因，即改变基因的质，
11、并未改变基因的量，故染色体上基因的数量和排列顺序均未发生改变。1杂合体雌果蝇在形成配子时，同源染色体的非姐妹染色单体间的相应片段发生对等交换，导致新的配子类型出现，其原因是在配子形成过程中发生了()A基因重组B染色体重复C染色体易位 D染色体倒位A在减数分裂过程中，同源染色体上的非姐妹染色单体间的相应片段发生对等交换导致基因重组；在减数分裂后期，非同源染色体的自由组合也能导致基因重组。染色体重复、染色体易位、染色体倒位属于染色体变异。2导致遗传物质变化的原因有很多，下图字母代表不同基因，其中变异类型和依次是()A突变和倒位 B重组和倒位C重组和易位 D易位和倒位D染色体的结构变异包括缺失、重复
12、、易位和倒位，a、b基因的位置出现新的j基因，则只能为易位(染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上)；染色体臂上的c基因和d、e基因发生了倒位(染色体中某一片段位置颠倒)，D正确。染色体数目的变异1三种方法确定染色体组数量(1)染色体形态法同一形态的染色体有几条就有几组。如图中有4个染色体组。(2)等位基因个数法控制同一性状的等位基因有几个就有几组。如AAabbb个体中有3个染色体组。(3)公式法染色体组数，如图中有4个染色体组。2单体体、二倍体和多倍体的比较项目单倍体二倍体多倍体发育起点配子受精卵受精卵特点(1)植株弱小(2)高度不育(1)茎秆粗壮(2)叶、果实、种子较大(3)营养物质含
13、量丰富体细胞染色体组数1或多个2个3个3.单倍体育种与多倍体育种的比较多倍体育种单倍体育种原理染色体组成倍增加染色体组成倍减少，再加倍后得到纯种(指每对染色体上成对的基因都是纯合的)常用方法秋水仙素处理萌发的种子或幼苗花药离体培养后，人工诱导染色体数目加倍优点操作简单明显缩短育种年限缺点适用于植物，在动物方面难以操作技术复杂一些，需与杂交育种配合合作探究：下图中丁是某二倍体生物体细胞染色体模式图，戊、己、庚是发生变异后的不同个体的体细胞中的染色体组成模式图，据图回答：丁 戊己 庚(1)若果蝇的某细胞在减数第一次分裂后期X染色体和Y染色体没有分离，最终形成的精子中含有的是不是一个染色体组？为什么
14、？提示：不是，因为X染色体和Y染色体是同源染色体，一个染色体组中的染色体都是非同源染色体。(2)上图中戊所示个体减数分裂产生的配子种类及比例如何？图己所示个体在减数分裂联会时，3条同源染色体中的任意2条配对联会，另1条同源染色体不能配对，减数第一次分裂的后期配对的同源染色体正常分离，而不能配对的1条染色体随机移向细胞的任意一极，则其减数分裂时可产生的配子种类和比例如何？提示：bBabaB1111；aBabABAbAaBAabAABAAb11222211。(3)读上图辨析“三体”等于“三倍体”吗？提示：三体是二倍体(含两个染色体组)，只是其中某形态的染色体“多出了一条”，其余染色体均为两两相同(如上图己)；三倍体则是指由受精卵发育而来的体细胞中含三个染色体组的个体，其每种形态的染色体为“三三相同”(如图庚)。1如图所示细胞中所含的染色体，下列有关叙述正确的是()abc dA图a含有2个染色体组，图b含有3个染色体组B如果图b表示体细胞，则图b代表的生物一定是三倍体C如果图c代表由受精卵发育成的生物的体细胞，
