5.2染色体变异的学案

5.2染色体变异学案
【学习目标】
1.科学思维：通过比较染色体组、二倍体、多倍体、单倍体的区别，提升归纳总结的能力。
2.科学探究：通过“低温诱导植物染色体数目的变化”实验，提高实验操作能力。
【学习重难点】
1、教学重点
（1）染色体变异的类型及应用。。
（2）染色体组、二倍体、多倍体、单倍体的判断
2、教学难点
（1）染色体组、二倍体、多倍体、单倍体的判断
（2）染色体变异的类型。
【预习新知】
染色体数目的变异
1．类型
(1)细胞内________的增加或减少。实例：21三体综合征。
(2)细胞内染色体数目以________的形式成倍增加或减少。实例：雄蜂的形成。
2．染色体组
(1)概念：细胞中的一组____________，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、________和________的一组染色体。
(2)写出图中的染色体组：______________。
3.二倍体、多倍体
(1)概念辨析
项目
起点
体细胞染色体组数
实例
二倍体
______
______
几乎全部______和过半数的______
多倍体
______
3个或3个以上
三倍体香蕉和四倍体马铃薯
(2)植株特点：与二倍体植株相比，多倍体植株常常是________，叶片、________都比较大；________等营养物质的含量都有所增加。
(3)人工诱导多倍体
①方法
②原理：秋水仙素能够抑制________的形成，导致染色体不分离，引起细胞内________________加倍。
4．单倍体
(1)概念：体细胞中含有__________染色体数目的个体。
(2)特点(以植物为例)：与正常植株相比，植株长得弱小，且__________。
(3)实践应用：利用单倍体植株培育新品种。
①方法
②优点：____________。
染色体结构的变异
1.猫叫综合征：猫叫综合征是人的5号染色体部分??????????引起的遗传病，因为患儿哭声轻，音调高，很像猫叫而得名。猫叫综合征患者的生长发育迟缓，而且存在严重的??????????。
2.类型
（1）染色体某一片段????????引起的变异（如：果蝇缺刻翅的形成）
（2）染色体中????????某一片段引起的变异（如：果蝇棒状眼的形成）
（3）染色体????????????????????????????????引起变异（如：果蝇花斑眼的形成）
（4）染色体的????????????????????????引起的变异（如：果蝇卷翅的形成）
3.染色体结构变异的结果：??????????????????????????????????????????????????????。
4.染色体结构变异对生物性状的影响：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????????。
【易错提示】
(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。
【巩固训练】
1.某动物一对染色体上部分基因及其位置如图甲所示，图乙表示通过减数分裂形成的精子类型。下列有关叙述正确的是( )
A.图乙中精子的形成属于可遗传变异，且都与同源染色体的染色体互换有关
B.若精子①⑥来自同一个初级精母细胞，则其形成的原因为基因突变
C.精子②④⑤的形成属于染色体结构变异
D.精子③形成的原因是基因重组，一定存在基因中碱基序列的改变
2.如图表示无子西瓜的培育过程，结合生物学知识，判断下列叙述错误的是( )
A.过程①只能用秋水仙素处理，它的作用主要是抑制细胞有丝分裂前期纺锤体的形成
B.四倍体植株所结的西瓜，果皮细胞内含有4个染色体组
C.用此方法培育无子西瓜应用的原理是染色体变异
D.培育无子西瓜通常需要年年制种，用植物组织培养技术可以快速进行无性繁殖
3.某二倍体植物出现一株三体,基因型为AaBbb,某次细胞分裂部分图像如图,假设该三体形成的各个配子可育性相同。下列叙述错误的是( ? )
A.该变异属于染色体变异,可用光学显微镜观察
B.图中细胞处在Ⅰ前期
C.该三体能产生6种基因型的配子
D.若该三体自交,后代出现AABB的概率是1/144
4.用适宜浓度秋水仙素处理萌发的番茄种子，可获得染色体数目加倍的四倍体番茄，这种变异类型属于( )
A.碱基错配 B.染色体变异 C.基因重组 D.不可遗传变异
5.几种性染色体异常果蝇的性别、育性等如图所示。
（1）图示果蝇发生的变异类型是___________。
（2）白眼雌果蝇（XrXrY）最多能产生Xr、XrXr、___________和___________四种类型的配子，该果蝇与红眼雄果蝇（XRY）杂交，子代中红眼雌果蝇的基因型为___________。
（3）用黑身白眼雌果蝇（aaXrXr）与灰身红眼雄果蝇（AAXRY）杂交，F1雌果蝇表现为灰身红眼，雄果蝇表现为灰身白眼，F2中灰身红眼与黑身白眼果蝇的比例为___________，从F2灰身红眼雌果蝇和灰身白眼雄果蝇中各随机选取一只杂交，子代中出现黑身白眼果蝇的概率为___________。
（4）用红眼雌果蝇（XRXR）与白眼雄果蝇（XrY）为亲本杂交，在F1体中发现一白眼雄果蝇（记为“M”）。M果蝇出现的原因有三种可能：第一种是环境改变引起表型变化，但基因型未变；第二种是亲本果蝇发生基因突变；第三种是亲本雄果蝇在减数分裂时X染色体不分离。请设计简便的杂交实验，确定M果蝇的出现是由哪一种原因引起的。
实验步骤：___________。
结果预测：
I.若___________，则是第一种
II.若___________，则是第二种；
III.若___________，则是第三种。
参考答案
1.答案：C
解析：图乙中，①⑥既可能是基因突变也可能是同源染色体的非姐妹染色单体片段互换导致的基因重组，②属于染色体结构变异中的缺失，③属于基因突变或基因突变和染色体互换，④属于染色体结构变异中的重复，⑤属于染色体结构变异中的倒位，故六种情况并非都与同源染色体的染色体互换有关，A错误；若精子①⑥来自同一个初级精母细胞，形成的原因可能是B、b所在的染色体片段发生了互换或A、a所在的染色体片段发生了互换，属于基因重组，B错误；根据上述分析可知，②④⑤变异类型分别是染色体片段的缺失、重复、倒位，都属于染色体结构变异，C正确；精子③形成的原因可能是基因突变，也可能是发生了基因突变和基因重组，一定存在基因中碱基序列的改变，D错误。
2.答案：A
解析：过程①也可以进行低温诱导处理使染色体数目加倍，A错误；果皮是由子房壁发育来的，其细胞中的染色体数目与母本细胞中的染色体数目相同，所以四倍体植株所结的西瓜，果皮细胞内含有4个染色体组，B正确；无子西瓜的形成过程中应用的原理是染色体数目的变异，C正确；由于无子西瓜是三倍体，没有种子，因此通常需要年年制种，用植物组织培养技术可以快速进行无性繁殖，D正确。
3.答案：C
解析：三体比正常植株多了一条染色体,属于染色体数目变异,可用光学显微镜观察,A正确;图中细胞同源染色体发生联会,细胞处在减数分裂Ⅰ前期,B正确;基因型为AaBbb的三体经减数分裂,Aa产生的配子及比例为A：a=1：1,Bbb产生的配子及比例为B：bb：b：Bb=1：1：2：2,配子种类数=2×4=8,C错误;要形成AABB,必须是2个AB配子组合。A配子概率为1/2,B配子的概率为1/6,所以AB配子的概率是1/2×1/6=1/12,后代为AABB的概率是1/12×1/12=1/144,D正确。
4.答案：B
解析：A、基因突变是指DNA分子中发生碱基对的替换、増添和缺失，而引起的基因结构的改变。题中没有发生碱基错配，A错误;B、染色体变异可分为染色体结构变异和染色体数目变异，题中是发生了染色体组成倍增加，B正确;C、控制不同性状的非等位基因进行重新组合叫做基因重组，基因重组包括减数分裂中发生的自由组合型和交叉互换型，还包括基因工程中发生的基因重组，题中没有发生基因重组，C错误;D、不可遗传变异是指仅仅由环境引起的变异，题中遗传物质已经改变，是可遗传变异，D错误。
5.答案：（1）染色体数目变异
（2）XrY；Y；XRXr、XRXrY
（3）3∶1；1/18
（4）M果蝇与正常白眼雌果蝇杂交，分析子代的表现型；①子代出现红眼（雌）果蝇；②子代表现型全部为白眼；③无子代产生
解析：（1）据题图可知，XXY个体多了一条X染色体，XO个体少了一条性染色体，XXX个体多了一条X染色体，OY个体少了一条性染色体，上述果蝇中染色体数目多了一条或者少了一条，属于染色体数目变异。
（2）正常的果蝇为二倍体生物,在减数第一次分裂后期果蝇细胞中,含有4对即8条染色体,含有16个核DNA分子,含两个染色体组;在果蝇细胞减数第二次分裂后期,由于着丝点分裂而导致染色体及染色体组数目短暂加倍,此时细胞内的染色体数和体细胞相同即8条,含两个染色体组数。
在减数分裂的过程中,同源染色体分离,非同源染色体自由组合,最后产生了染色体数目减半的配子。通过减数分裂可推知,XrXrY个体会产生Xr、XrY、XrXr和Y四种卵子;XrXrY与红眼雄果蝇(XRY)杂交,子代的基因型共有XRXr、XRXrY、XRXrXr、XRY、XrY、XrYY、XrXrY、YY,其中能存活的红眼雌果蝇的基因型为XRXr?或XRXrY。
（3）aaXrXr×AAXRY→AaXRXr、AaXrY,分别表现为雌性灰身红眼,雄性为灰身白眼,子二代中灰身红眼的基因型及比例是A_XRXr+A_XRY=3/4×1/4+=3/4×1/4=3/8,黑身白眼果蝇的基因型及比例aaXrXr+aaXrY=1/4×1/4+1/4×1/4=1/8,因此灰身红眼与黑身白眼果蝇的比例为3:1;子二代中灰身红眼雌果蝇的基因型为AAXRXr或者是AaXRXr,前者占1/3,后者占2/3;灰身白眼雄果蝇AAXrY或者是AaXrY,前者占1/3,后者占2/3,子代中出现黑身白眼果蝇的概率为aaXrXr+aaXrY=2/3×2/3×1/4×1/2=1/18。
（4）分析题干可知，三种可能情况下，M果蝇基因型分别为XRY、XrY、XrO。因此，本实验可以用M果蝇与多只白眼雌果蝇（XrXr）杂交，统计子代果蝇的眼色。若子代雕果蝇全部为红眼，雄果蝇全部为白眼，则M为XRY，是环境改变引起的表型改变；若子代全部是白眼，则M为XrY，是基因突变引起的表型改变；由题图可知，XrO不育，因此若没有子代产生，则M为雌果蝇减数分裂时X染色体没有分离导致的。