人教版高中生物人教版必修二教材第5章第2节《染色体变异》
教学目标：
通过分析三倍体无子西瓜的培育过程，了解多倍体育种在农业生产上的应用，认同遗传学知识在现实生活中的价值。（生命观念、科学思维、社会责任）通过观察比较二倍体、三倍体、四倍体西瓜的核型，阐明染色体组、二倍体、多倍体、染色体数目变异等概念。通过秋水仙素在多倍体育种中的作用推出单倍体育种的过程，并阐明单倍体的概念。（科学思维）观察比较果蝇染色体结构变异的图解说出染色体结构变异的特点，并搜集资料举例说出染色体变异造成的人类疾病。（科学思维、社会责任）
教学内容
教师行为
学生预期活动
教学意图
环节1导入并引出染色体变异的概念及分类（3
min）
通过一则社会新闻报道引入正题：染色体变异。并引导学生思考染色体变异和基因突变相比哪个对生物体伤害更大？引出染色体变异的概念及分类。
思考并回答：染色体变异对生物体的伤害更大。
激活先期知识，引发学生思考
环节2染色体结构变异（缺失、重复、倒位、易位）（12min）
引导学生阅读并理解缺失、重复、倒位、易位的概念，并指导学生完成示意图。
认真听讲并思考。小组合作完成缺失、重复、倒位、易位的结构示意图，并上台给同学们展示，同学们欣赏并判断展示的是否正确。
了解染色体结构变异对生物性状的影响。
环节3区分交叉互换和易位（3
min）
学生阅读教材中染色体变异对果蝇性状的影响，通过图示辨析交叉互换和易位的区别在于是否为同源染色体上的基因片段替换。
认真阅读并回答：染色体缺失导致果蝇的缺刻翅；染色体增加导致果蝇的棒状眼；染色体易位导致果蝇的花斑眼；染色体倒位导致果蝇的卷翅。
了解染色体结构变异对生物性状的影响，区分染色体交叉互换和易位。
环节4练习巩固(2min)
练习巩固染色体结构变异
做练习
巩固
环节4
染色体数目变异（20min）
通过实例引入染色体数目变异，然后着重讲解染色体组的概念。2.教师展示果蝇的染色体组成，分析并用填空题的方式引导学生理解染色体组是一套完整的非同源染色体，包含了该种生物的一整套遗传物质。并通过练习题的方式帮助学生辨清一个细胞中的染色体组数。3.让学生掌握如何去判断一个细胞中的染色体组数，并通过通过展示三倍体、四倍体的染色体组成帮助学生理解三倍体、四倍体、多倍体的概念，并明确是对于体细胞中含有的染色体组数来称呼个体的。并说明多倍体植株的优点：植株、果实、种子等粗大，营养物质含量高；缺点：生长发育延迟、结实率低。4.PPT辅助展示并讲解多倍体育种中三倍体无子西瓜的培育过程说明秋水仙素在细胞分裂中可以抑制纺锤体的形成，因而细胞不能够正常进行分裂，从而细胞内染色体数量加倍。
同时指出三倍体西瓜不能产生配子的原因在于联会紊乱，用三组非同源染色体进行举例说明联会紊乱的发生。5.染色体组可以成倍增加，也可以成倍减少，通过蜜蜂中雄峰的例子说明单倍体的概念以及辨析单倍体与一倍体的区别在于一倍体是体细胞中含有一个染色组的个体，而单倍体是体细胞中的染色体数目与本物种配子染色体数目相同的个体，所以单倍体体细胞中所含有的染色体组数不一定只有一个。
学生上台展示自己制作的一个染色体组，以更加深入理解染色体组的概念。观察、思考并回答：一个染色体组中不含有同源染色体，染色体形态、功能各不相同，且包含控制一种生物全部性状的一整套遗传信息。认真听讲并思考。单倍体所包含的染色体数目是配子中染色体的数目，不一定只有一个染色体组。
引导学生对资料进行整合分析，在观察比较中明确染色体组、二倍体、三倍体、四倍体、多倍体、单倍体的概念。区分整倍体变异和非整倍体变异。
环节5课堂小结及练习（5min）
分析总结本节课内容，并提出问题，引发学生课后思考
认真听讲并思考，完成课后练习题。
巩固第5章 基因突变及其他变异
第2节 染色体变异
学习目标
1.说出染色体结构变异的基本类型。
2.说出染色体数目的变异。
3.使学生理解染色体组、二倍体、多倍体、单倍体的概念。
4.使学生了解人工诱导多倍体在育种上的应用及单倍体在育种上的意义。
染色体数目变异的类型:
一类是
;?
另一类是
。?
[自主学习1]
阅读教材P86染色体数目的变异部分,思考回答下列问题。
下图为男性体细胞中染色体图解,看图并思考下列问题,以小组为单位进行讨论。
(1)人的体细胞有多少对染色体?多少对常染色体? 、 ?。
(2)1号的两条染色体是什么关系?1号和2号染色体之间是什么关系? 、 ?。
(3)男性的精子中有多少条染色体?这些染色体在形态、大小和功能上有什么特点?这些染色体之间是什么关系?它们是否携带着控制生物生长发育的全部遗传信息?
(4)如果将精子中的染色体看成一组,那么体细胞中有几组染色体? ?。
[自主总结1]
(1)染色体组的概念
细胞中的一组 ,在形态和功能上 ,携带着控制生物生长、发育的全部遗传信息,这样的一组染色体,叫做一个 。?
(2)确认染色体组的条件:
。
[自主学习2]
阅读教材P87有关二倍体、多倍体及单倍体的内容,回答下列问题。
(1)一倍体一定是单倍体吗?单倍体一定是一倍体吗? 、 ?。
(2)二倍体物种所形成的单倍体生物中,其体细胞中只含有一个染色体组,这种说法对吗?为什么?
(3)如果是四倍体、六倍体物种形成的单倍体生物,其体细胞中就含有两个或三个染色体组,我们可以称它为二倍体或三倍体,这种说法对吗?为什么?
[自主总结2]
(1)二倍体:由 发育而来的个体,体细胞中有 个染色体组的个体叫做二倍体(例如:人、果蝇、玉米等多数高等动植物)。?
(2)三倍体:由 发育而来的个体,体细胞中含有 个染色体组的个体叫做三倍体(例如:香蕉等)。?
(3)多倍体:由 发育而来的个体,体细胞中含 染色体组的个体叫做多倍体。多倍体在 中很常见,在 中极少见。?
(4)体细胞中含有本物种 染色体数目的个体,叫做单倍体。即单倍体可由本物种的 发育而来的个体,例如蜜蜂中的雄蜂。?
(5)一个个体是单倍体还是几倍体,关键看它是由受精卵、还是由配子发育而成。
①如果该生物体由受精卵发育而成,生物体细胞内有几个染色体组就叫几倍体。
②如果该生物体是由配子直接发育而成,无论细胞内含有几个染色体组,都叫单倍体。
[合作探究2]
请阅读下列资料,回答下列问题。
A:四倍体小麦的千粒重量是二倍体小麦的两倍,蛋白质含量提高5%~15%,但每穗粒数稍有降低,单位面积增产达50%以上。
B:四倍体葡萄的果实比二倍体品种的大得多。
(1)请分析多倍体植物的特点。
(2)人工诱导多倍体形成的常用方法有哪些?
(3)秋水仙素处理法的具体做法是什么?原理又是什么?
(4)为什么要处理萌发的种子或幼苗,处理成熟的植株可以吗?
?
[自主学习3]
阅读教材P88,总结单倍体育种的关键步骤,写出单倍体育种的流程图。
[自主总结3]
(1)多倍体的特点:
①优点:与二倍体相比,多倍体植株常常 , 、 和种子都比较大,糖类和 等营养物质的含量都有所增加。?
②缺点:发育 ,结实率低。?
(2)人工诱导多倍体的方法:
①低温处理
②用 处理 的种子或幼苗。?
(3)单倍体植株的特点:
。?
(4)获得单倍体常用的方法是：
?。
(5)单倍体育种的优点是：?
。
探究二:染色体结构的变异
[合作探究3]
请阅读下列材料总结染色体结构变异的类型。
材料1:人的第5号染色体部分缺失,会患猫叫综合征,因患病儿童哭声轻、音调高,很像猫叫而得名。患者生长发育迟缓,而且存在严重的智力障碍。
材料2:果蝇X染色体上某一片段的重复,可使正常的卵圆形眼变为棒状眼。
材料3:女性的第9号染色体上两个片段位置颠倒会导致习惯性流产。
材料4:人的第22号染色体上的某一片段移接到第14号染色体上,会使人患惯性粒细胞白血病。
总结:(1)染色体结构变异的四种类型分别为:
① ;② ;③ ;④ 。?
(2)结构变异的结果:染色体结构的改变会使排列在染色体上的 发生改变,而导致性状的变异。多数变异对生物体 ,有的甚至会导致生物体死亡。?
(3)思考与讨论:染色体结构变异中的易位与基因重组中交叉互换的区别。
?
课时检测
1.一个染色体组应是( )
A.配子中的全部染色体 B.二倍体生物配子中的全部染色体
C.体细胞中染色体数的一半
D.来自父方或母方的全部染色体
2.由于种种原因,某生物体内某条染色体上多了几个或少了几个基因,这种变化属于( )
A.基因内部结构的改变
B.染色体数目的变异
C.染色体结构的变异
D.染色单体的交叉互换
3.在二倍体生物中,可能含有一个染色体组的细胞是( )
A.子房壁细胞
B.珠被细胞
C.花粉细胞
D.柱头细胞
4.从理论上分析下列各项,其中错误的是( )
A.二倍体×四倍体→三倍体
B.二倍体×二倍体→二倍体
C.三倍体×三倍体→三倍体
D.二倍体×六倍体→四倍体
5.关于单倍体的叙述正确的是( )
①单倍体只含有一个染色体组 ②单倍体只含有一条染色体 ③单倍体是含有本物种配子染色体数目的个体 ④单倍体体细胞中只含有一对染色体 ⑤未经受精作用的配子发育成的个体一般是单倍体
A.③⑤
B.④⑤
C.①②
D.①⑤
6.用亲本基因型为DD和dd的植株进行杂交,对其子一代的幼苗用秋水仙素处理产生了多倍体,其基因型是( )
A.DDDD
B.DDdd
C.dddd
D.DDDd
7.下列说法错误的是( )
A.一个染色体组中没有同源染色体
B.一个染色体组中无等位基因
C.一个染色体组中有完成个体发育所需的全套基因
D.每一对同源染色体为一个染色体组
8.用秋水仙素处理幼苗可诱导形成多倍体植物,秋水仙素的作用是( )
A.使染色体再次复制
B.使染色体着丝点不分裂
C.抑制纺锤体的形成
D.使细胞稳定在间期阶段
9.大麦的一个染色体组有7条染色体。那么,在四倍体大麦根尖细胞有丝分裂后期的细胞内存在的染色体数目、染色单体数目及染色体组数各是( )
A.7 7 4
B.56 0 8
C.28 56 4
D.14 0 4
10.用基因型为AaBbCc(3对基因位于3对同源染色体上)的水稻植株的花药培养出来的单倍体幼苗,经染色体加倍后,可培育出多少纯合体植株?( )
A.2种
B.4种
C.6种
D.8种
11.已知一株玉米基因型为AaBb,两对等位基因是自由组合的,经过花粉离体培养,获得N株幼苗,其中基因型为ab的个体为( )
A.N/4
B.N/6
C.N/10
D.0
12.下面是两个实验:(1)用适当浓度的生长素溶液处理未被传粉的番茄花蕾,其子房就发育成无子果实;(2)用四倍体西瓜(雌)与二倍体西瓜(雄)杂交,获得三倍体西瓜种子,种子萌发并长成植株后,用二倍体西瓜的花粉进行人工授粉,能形成无子西瓜。请根据实验回答下列问题。
(1)番茄果实的无子这一变异 遗传。如果用这株番茄的枝条进行扦插,长成的植株上所结的果实为 果实。?
(2)三倍体西瓜的无子这一变异 遗传。如果用这株西瓜的枝条进行扦插,在长成的植株上,子房壁细胞含有 个染色体组。?
13.有两个纯种小麦,一个是高秆抗锈病(DDTT),另一个是矮秆易染锈病(ddtt),现有实验三组:
第一组是:DDTT×ddtt→F1(自交) →F2。
第二组是:DDTT×ddtt→F1,并将F1的花药进行离体培养,然后人工诱导染色体数目加倍。
第三组是:DDTT进行X射线、紫外线综合处理。
实验结果发现:三组实验中都出现了矮秆抗锈病品种。
(1)第一组F2出现矮秆抗锈病的概率是 ,能稳定遗传的矮秆抗锈病占总数的 。?
(2)利用第二组方法培育新品种的一个显著特点是 。?
(3)第三组方法出现ddTT后代是偶然的、个别的,它是DDTT通过 来实现的。?
14.有两个小麦品种:一种是高秆抗锈病(DDTT);另一种是矮秆不抗锈病(ddtt)。请回答下列问题。
(1)请设计一种快速方法培育出合乎要求的矮秆抗锈病品种。写出主要步骤或用遗传图解表示过程。
(2)快速育种方法叫 育种。?
(3)若用高秆抗锈病的普通小麦(DdTt)的花粉离体培养,然后用秋水仙素处理,所得植株有 种表现型,其中基因型为 的个体表现为矮秆抗锈病,它的体细胞中含有 个染色体组,我们可以采用 的方法,鉴定出其中的抗病植株。?
参考答案
课时检测
1.B 2.C 3.C 4.C 5.A 6.B 7.D 8.C 9.B 10.D 11.A
12.(1)不能 有子 (2)能 3
13.(1)3/16 1/16 (2)可以缩短育种年限 (3)基因突变
14.(1)①DDTT×ddtt→DdTt ②取DdTt的花粉进行离体培养,得到单倍体植株。③用秋水仙素处理单倍体植株,获得纯合体小麦 ④选出符合要求的品种。
遗传图解如下:
最后从中筛选矮秆抗病的植株
(2)单倍体 (3)4 ddTT 6 病原体感染(共32张PPT)
染色体变异
高二生物
必修2
人教版
染色体变异
染色体的某一片段消失
消 失
例如：猫叫综合征
基因数目减少
结果：
人的第5号染色体部分缺失
症状：
患儿哭声轻,音调高,像猫叫
病因：
（1）缺失
2.类型：
染色体增加了某一片段
例如
:
果蝇的棒状眼
基因数目增加
结果
：
正常眼
棒状眼
（2）重复
重复
染色体的某一片段颠倒了180o
基因排列顺序变化
结果
：
颠
倒
断
裂
连
接
（3）倒位
染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上
移 接
（4）易位
基因排列顺序变化
结果
：
思考:
染色体结构变异的易位与减数第一次分裂前期的交叉互换是一回事吗？
交叉互换
不是！
易位发生在非同源染色体之间,属于染色体变异
交叉互换发生在同源染色体之间，属于基因重组
请讨论：
Q1：染色体结构变异对生物体都是有害的吗？
Q2：染色体变异与基因突变相比，哪一种变异引起的性状变化较大一些？为什么？
每条染色体上含有许多个基因，染色体变异会引起多个基因的变化，所以引起的性状变化较大一些。
大多数染色体结构变异对生物体有害，有的甚至会导致生物体死亡。
Q3:染色体变异和基因突变中能直接用显微镜观察到的是哪一种？
染色体变异。
【例1】(2015?全国卷Ⅱ)下列关于人类猫叫综合征
的叙述,正确的是 ( )
A.该病是由于特定的染色体片段缺失造成的
B.该病是由于特定染色体的数目增加造成的
C.该病是由于染色体组数目成倍增加造成的
D.该病是由于染色体中增加某一片段引起的
A
【例2】下图表示某种生物的部分染色体发生了两种变
异的示意图，图中①和②，③和④互为同源染色体，
则图a、图b所示的变异（
）
A.均为染色体结构变异
B.均可发生在有丝分裂过程中
C.生物的性状不一定都发生改变
D.基因的数目和排列顺序均发生改变
C
二、染色体数目的变异
1.个别染色体数目增加或减少
先天性愚型（21三体综合征）
45条＋XY（47条）
性腺发育不良
44条＋XO
探究活动二：1.请阅读教材86-87页相关内容，在模型构建二活动纸上用彩纸构建该细胞的一个染色体组模型。
2.找出二倍体、多倍体的概念
探究
2.以染色体组的形式成倍地增加或减少
以雄果蝇为例：体细胞
有
对共___
条染色
体，可分为
组，每一
组中含
条非同源染
色体
4
8
2
4
体细胞含2个染色体组
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，但是携带着控制一种生物生长发育、遗传和变异的全部信息，这样的一组染色体，叫做一个染色体组。
甲中含有
个染色体组；乙中含有
个染色体组。
4
3
（1）一组非同源染色体（无同源染色体）
（2）形态大小及功能不同
（3）携带有全套遗传信息（不可多也不可少）
染色体组的三个特点
①据染色体形态判定。
其判断依据是：形态相同的染色体有几条，则含有几个染色体组。
2个
2个
3个
(2)判断染色体组数目的方法
如图：基因型为Aaaabbbb
的细胞中有
个
染色体组
基因型为AAabbb
的细胞中有
个
染色体组
A
a
a
a
b
b
b
b
A
a
A
b
b
b
②在细胞或生物体的基因型中，控制同一性状的等位基因或相同基因有几个，则含有几个
染色体组。
4
3
A
a
a
a
b
b
b
b
A
a
A
b
b
b
A
a
a
a
b
b
b
b
A
a
A
b
b
b
A
a
a
a
b
b
b
b
A
a
A
b
b
b
A
a
a
a
b
b
b
b
a
a
A
a
b
b
b
b
a
A
A
b
b
b
跟踪练习：
分析对照图，从A、B、C、D中确认出表示含
一个染色体组的细胞，是图中的（
）
B
A
B
C
D
对照图
（4）多倍体
①概念：体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体。
②实例：香蕉（三倍体）、马铃薯（四倍体）、普通小麦（六倍体）。
（3）二倍体
概念：体细胞中含有两个染色体组的个体叫二倍体，如果蝇。
③
特点：
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。
多倍体育种
请根据给定的材料构建无子西瓜培育过程，并回答以下问题：
1.无子西瓜是几倍体？
2.如何诱导多倍体的形成?原理是什么？
3.
获得的无子西瓜为何没有种子？
二、染色体变异在育种中的应用
探究活动三
4个染色体
8个染色体
无纺锤体形成
染色体复制
着丝点分裂
无纺锤丝牵引
若继续进行正常的有丝分裂
染色体加倍的组织或个体
多倍体成因
1.可否人工诱导多倍体呢？
常用方法有哪些？
低温和秋水仙素处理
2.秋水仙素处理的具体做法是什么？原理又是什么？
方法：用秋水仙素处理____________或_______。
原理：当秋水仙素作用于正在______的细胞时，能够抑
制________的形成，导致________不能_____________，
从而引起细胞内染色体__________。染色体数目加
倍的细胞继续进行_______分裂，将来就可能发育成
_________植株。
3.为什么要处理萌发的种子或幼苗，处理成熟的植株可以吗？
不行，秋水仙素的作用对象是正在分裂的细胞，成熟的植株大多细胞不进行有丝分裂。
萌发的种子
幼苗
分裂
纺锤体
染色体
移向细胞两极
数目加倍
有丝
多倍体
可以
单倍体
阅读课本87页单倍体的相关知识，回答问题：
1.蜂王和工蜂是几倍体？雄蜂是几倍体？
2.单倍体的概念是什么？单倍体植株有什么特点？
3.
育种工作者如何获得单倍体植株？
二、染色体变异在育种中的应用
探究活动四
（5）单倍体
①概念：体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体。
②成因
a.自然成因：由配子直接发育成的新个体，如蜜蜂的雄蜂。
b.人工成因：花药花粉的离体培养。
③特点：植株长得弱小，高度不育。但是，利用单倍体植株培育新品种却能明显缩短育种年限。
④应用：单倍体育种
基因型题：染色体组数＝某一种字母的总数（包括大写
字母和小写字母）
图形题：染色体组数＝某一组同源染色体的条数
若由配子发育而来，则为单倍体。
若由受精卵发育而来，则其倍体数＝染色体组数。
怎样判断几倍体？
怎样判断染色体组数
染色体变异
二倍体
概念
特点
概念
特征
多倍体
单倍体
分类
数目
变异
成倍
增减
缺失、
重复、倒位、
易位
结构变异：
单体（2n-1)：性腺发育不良
三体(2n+1)：21三体综合征
个别增减
染色体组
1．导致遗传物质变化的原因有很
多,图中字母代表不同基因,其中变异类型①和②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
2．某生物正常体细胞的染色体数目为8条，下图中，表示含有一个染色体组的细胞是（
）
A
课
外
延
伸
1.无子西瓜是否完全无种子？
2.有多少种育种方法？都是怎么操作的
课后请查阅资料，并结合所学知识解决以下问题：
