染色体数目改变

⾼中⽣物_《染⾊体变异—染⾊体数⽬变异》教学设计学情分析教材分析课后反思《染⾊体变异——染⾊体数⽬变异》教学设计⼀、教学⽬标的确定《普通⾼中⽣物学课程标准（2017年最新修订版）》中有关本节的内容规定如下：举例说明染⾊体数量的变异可能导致⽣物性状的改变。

《普通⾼中⽣物课程标准（2017版）解读》对这部分内容的说明如下：“举例说明染⾊体数量的改变可导致⽣物性状的变异，形成染⾊体变异的概念。

以果蝇或⼈类染⾊体组型等为例，解释染⾊体组的概念，简述多倍体和单倍体的特征和来源，举例说明多倍体育种和单倍体育种在实践中的应⽤。

”有关核⼼素养⽅⾯的要求如下：1.树⽴⽣命观念，能运⽤遗传和变异的观点，解释常规遗传学技术在育种等⽣产⽣活中的应⽤。

2.发展科学探究，探究简单的遗传、变异、⽣物适应性形成等问题。

3.增强社会责任，关注遗传学的研究进展，关注其研究成果在⽣活和⽣产实践中的应⽤。

从教材编写的特点来看，本节内容从染⾊体数⽬变异的类型⼊⼿，以果蝇染⾊体为例，展开对染⾊体组概念的探讨。

将⼆倍体、多倍体和单倍体进⾏对⽐，给出三者的概念，多倍体、单倍体⽣物的特点，获得多倍体和单倍体的⽅法及在⽣产⽣活中的应⽤。

教材通过⽂字介绍、图⽰等让学⽣通过主动学习和交流探讨树⽴核⼼素养。

本节内容学习⽬标如下：1.通过分析单倍体、⼆倍体和多倍体的异同，培养归纳、概括能⼒和批判性思维能⼒。

（科学探究）2．通过分析讨论染⾊体变异对⽣物性状产⽣的影响，建⽴进化与适应的观点。

（⽣命观念）3.通过分析讨论染⾊体变异在育种⽅⾯应⽤的事例，培养学⽣将来服务社会的责任感。

（社会责任）⼆、教学设计思路三、教学实施的程序《染⾊体变异—染⾊体数⽬变异》学情分析学⽣已经学过有丝分裂、减数分裂、同源染⾊体、⾮同源染⾊体和基因在染⾊体上等概念，为染⾊体组等新概念的建构奠定了认知基础。

通过初中⽣物的学习和学农实践活动，学⽣对植物杂交、植物激素在农业⽣产上的应⽤有了初步了解。

实验十四低温诱导植物细胞染色体数目的变化知识总结材料用具蒜或洋葱（均为二倍体，体细胞中的染色体数目为16），培养皿，滤纸，纱布，烧杯，镊子，剪刀，显微镜，载玻片，盖玻片，冰箱，卡诺氏液，质量浓度为0.01g/mL的甲紫（旧称龙胆紫）溶液，质量分数为15%的盐酸，体积分数为95%的酒精。

方法步骤（1）将蒜（或洋葱）在冰箱冷藏室内（4℃）放置一周。

取出后，将蒜放在装满清水的容器上方，让蒜的底部接触水面，于室温（约25℃）进行培养。

待蒜长出约1cm长的不定根时，将整个装置放入冰箱冷藏室内，诱导培养48～72h。

（2）剪取诱导处理的根尖0.5～1cm，放入卡诺氏液中浸泡0.5～1h，以固定细胞的形态，然后用体积分数为95%的酒精冲洗2次。

（3）制作装片，包括解离、漂洗、染色和制片4个步骤，具体操作方法与观察植物细胞有丝分裂的实验相同。

（4）先用低倍镜寻找染色体形态较好的分裂图象。

视野中既有正常的二倍体细胞，也有染色体数目发生改变的细胞。

确认某个细胞发生染色体数目变化后，再用高倍镜观察。

注意事项（1）细胞已经被盐酸杀死，观察到的均为死细胞。

（2）选取分生区细胞。

（3）卡诺氏液用于固定细胞形态，维持染色体结构的完整性。

习题训练1．在某些真核细胞中，微管以中心体为核心组装延伸形成细胞骨架和纺锤体等结构，细胞内许多膜性细胞器和囊泡通过与微管结合从而分布在特定的空间或沿特定方向运动。

微管由微管蛋白构成，秋水仙素可以抑制微管的组装。

下列说法正确的是（）A．中心体由两个中心粒构成，是合成微管蛋白的细胞器B．中心体在洋葱根尖细胞有丝分裂前期参与形成纺锤体C．若用秋水仙素处理洋葱鳞片叶表皮可能会诱导细胞染色体数目加倍D．若用秋水仙素处理动物细胞，细胞的分泌、运动、分化会出现紊乱2．下列实验操作中不需要使用酒精的是（）A．提取叶绿体中的色素B．用花生子叶切片进行脂肪鉴定时，洗去浮色C．低温诱导植物染色体数目的变化实验中，冲洗卡诺氏液D．观察根尖分生区细胞有丝分裂的实验中，洗去解离液3．下列关于酒精的作用的描述，错误的是（）A．低温诱导植物细胞染色体数目变化实验中，用95%的酒精洗去卡诺氏液B．观察植物细胞有丝分裂需用体积分数为95%的酒精和质量分数为15%盐酸混合液进行解离C．用体积分数为95%的酒精和无水碳酸钠提取叶绿体中光合色素D．酵母菌无氧呼吸产生的酒精可用溴麝香草酚蓝溶液进行检测4．下图表示以某种作物中的℃和℃两个品种分别培育出℃℃℃三个新品种的过程，相关叙述正确的是（）A．用℃和℃培育成℃的过程中所采用的方法I和℃分别称为杂交和测交B．用℃培育出℃常用的方法℃是花药离体培养C．℃培育出℃常用的是化学或物理的方法进行诱变处理D．图中培育出℃所依据的原理是基因突变和基因重组5．紫色洋葱鳞片叶富含还原糖，鳞片叶外表皮呈紫色，内表皮无色透明，而管状叶呈绿色。

【备考2024】生物高考一轮复习第21讲染色体变异[课标要求] 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。

[核心素养] (教师用书独具)1.通过染色体变异基本原理及其在生物学中意义的理解，建立起进化与适应的观点。

(生命观念)2．通过三种可遗传变异的比较及育种方法的比较，培养归纳与概括的能力。

(科学思维)3．通过低温诱导植物染色体数目的变化、生物变异类型的判断与实验探究以及育种方案的选择与设计，培养实验设计及结果分析的能力。

(科学探究)考点1染色体变异1．染色体数目的变异(1)染色体数目变异的类型①细胞内个别染色体的增加或减少。

②细胞内染色体数目以一套完整的非同源染色体为基数成倍地增加或成套地减少。

(2)染色体组①概念在大多数生物的体细胞中，染色体都是两两成对的，也就是说含有两套非同源染色体，其中每套非同源染色体称为一个染色体组。

②举例野生马铃薯的染色体组：12条形态和功能不同的非同源染色体(3)单倍体、二倍体和多倍体项目单倍体二倍体多倍体概念体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体体细胞中含有两个染色体组的个体体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体发育起点配子受精卵(通常是)受精卵(通常是)植株特点①植株弱小；②高度不育正常可育①茎秆粗壮；②叶片、果实和种子较大；③营养物质含量都有所增加体细胞染色体组数≥1 2 ≥3三倍体和四倍体形成过程形成原因自然原因单性生殖正常的有性生殖外界环境条件剧变(如低温)人工诱导花药离体培养秋水仙素处理单倍体幼苗秋水仙素处理萌发的种子或幼苗(1)变异类型、图解及实例(连线)提示：①—c—Ⅰ②—d—Ⅱ③—a—Ⅳ④—b—Ⅲ(2)结果：使排列在染色体上的基因数目或排列顺序发生改变，导致性状的变异。

(3)对生物体的影响：大多数对生物体是不利的，有的甚至会导致生物体死亡。

1．DNA分子中发生三个碱基的缺失不会导致染色体结构变异。

(√) 2．染色体易位不改变基因数量，对个体性状不会产生影响。

人体染色体畸变的各种医学标识一、染色体的数目畸变正常人的体细胞具有46条染色体（2n），配子细胞（精子和卵）具有23条染色（n）,前者称为二倍体，后者称为单位体。

染色偏离正常数目称为染色体数目异常或数目畸变。

1．多倍体和多倍性体细胞染色体倍数超过2倍，即是3n=69,4n=92等时，这些细胞称为多倍体细胞，而这种状态称为多倍性（polyploidy）。

在人类，全身三倍性是致死的，因而极为罕见，但三倍性在流产胎儿中较常见，是流产的重要原因之一。

全身三倍性可能是由于参加受精卵细胞为二倍体而非单倍体，或由于双精子受精所致。

全身四倍性更多罕。

但四倍体和其它高倍细胞在一些组织发肝、子宫内膜、骨髓细胞、瘤组织和培养细胞中并不罕见。

其产生的原因是，如果细胞在分裂之前再复制一次，或由于纺锤体的缺陷或缺如，细胞未能分裂，都会使染色体数目倍增。

2．异倍性或非整倍性（aneupoloidy）细胞的染色体数不是23的整倍时，称为异倍体细胞，如细胞具有44，45，48，67，90条染色体时都是异倍体细胞，44和45略少于46，故可称为亚二倍体；47，48略多于46，称为超二倍体。

同理，67可称为亚三倍体等。

异倍体细胞在肿瘤组织十分常见。

发生的原因是染色的丢失，某些染色体的核内复制（endoredplication）或染色体的不分离。

3．三体性和单体性体细胞在减数分裂时如发生某号染色不分离，则导致该染色体增多一条（三体性，trisomy）或减少一条（单体性，monosomy）。

除21、13、18、和22三体性外，其它三体性多导致流产（嵌合状态者除外，如嵌合性的8、9、10号三体性等）。

性染色体三体性常见一些。

常染色体的单体性严重破坏基因平衡，因而是致死的。

但X染色体单体的女性还可见于儿童或成人。

（表2－1）表2－1 1863例染色体异常的自发流产儿中各种异常的频率染色体数目异常的机理：在细胞分裂时，如果某一染色体的两条单体在分开后的期不能正常地分开而同时进入某一子细胞，则必然导致该子细胞增多一条染色体而另一子细胞缺少一条染色体，这称为染色体不分离（nondisjunction）。

实验03 低温诱导植物细胞染色体数目的变化目的要求通过观察低温诱导植物染色体数目的变化，了解自然界出现多倍体的原因实验原理用低温处理植物分生组织细胞，能够抑制纺锤体的形成，以致影响染色体被拉向两极，使细胞也不能正常分裂。

结果，植物细胞染色体数目发生变化。

材料用具洋葱或大葱、蒜均为二倍体，卡诺氏液，改良苯酚品红染液，盐酸溶液，体积分数为95%的酒精溶液载玻片、盖玻片培养皿、滤纸、纱布、烧杯、镊子、剪刀实验步骤1）培养根尖：将洋葱放在装满清水的广口瓶，让洋葱的根尖接触水面。

（2）低温诱导：待洋葱长出1cm左右的不定根时，将整个装置放入冰箱的低温室（4℃），诱导培养36小时。

（3）固定细胞形态：剪去诱导处理的根尖约0.51cm，放入卡诺氏液中浸泡0.51小时，以固定细胞形态，然后用体积分数约95％的酒精冲洗2次。

（4）制作装片：取固定好的根尖，进行解离、漂洗、染色和制片4个步骤，具体操作方法与“观察根尖有丝分裂”实验相同。

（5）观察装片：先用低倍镜寻找染色体形态较好的分裂相。

视野中既有正常的二倍体细胞，也有染色体数目发生改变的细胞，发生染色体数目变化的细胞中染色体数目可能为正常细胞的二倍。

确认某个细胞发生染色体数目变化后、再用高倍镜观察。

(1)低温和秋水仙素诱导染色体数目加倍的原理：有丝分裂前期，低温和秋水仙素都能抑制纺锤体的形成；后期，着丝粒分裂后染色体数目加倍；末期，由于没有纺锤体，染色体不能被牵拉到细胞两极，细胞无法实现一分为二，从而使得细胞内的染色体数目加倍。

当温度恢复正常或秋水仙素被细胞代谢消耗完全之后，染色体数目加倍的细胞又通过正常的有丝分裂产生更多的染色体数目加倍的子代细胞。

(2)两次漂洗的对比：①时间不同：第一次漂洗在固定之后解离之前，第二次漂洗在解离之后染色之前；②试剂不同：第一次用95%酒精漂洗，第二次用清水漂洗；③目的不同：第一次是为了洗去多余的卡诺氏液，第二次是为了洗去多余的解离液。

第2课时染色体变异课标要求举例说明染色体结构和数目的变异都可能导致生物性状的改变甚至死亡。

考点一染色体数目的变异1．染色体数目变异的类型(1)细胞内个别染色体的增加或减少。

(2)细胞内染色体数目以一套完整的非同源染色体为基数成倍地增加或成套地减少。

2．染色体组(1)如图中雄果蝇体细胞染色体中的一个染色体组可表示为：Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y。

(2)组成特点①形态上：细胞中的一套非同源染色体，在形态上各不相同。

②功能上：控制生物生长、发育、遗传和变异的一套染色体，在功能上各不相同。

(3)染色体组数目的判定①根据染色体形态判定：细胞内形态相同的染色体有几条，则含有几个染色体组。

②根据基因型判定：在细胞或生物体的基因型中，控制同一性状的基因(包括同一字母的大、小写)出现几次，则含有几个染色体组。

3．单倍体、二倍体和多倍体项目单倍体二倍体多倍体概念体细胞中染色体数目与本物种配子染色体数目相同的个体体细胞中含有两个染色体组的个体体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体发育起点配子受精卵(通常是)受精卵(通常是)植株特点①植株弱小；②高度不育正常可育①茎秆粗壮；②叶片、果实和种子较大；③营养物质含量丰富体细胞染色体组数≥1 2 ≥3三倍体和四倍体形成过程形成原因自然原因单性生殖正常的有性生殖外界环境条件剧变(如低温) 人工诱导花药离体培养秋水仙素处理单倍体幼苗秋水仙素处理萌发的种子或幼苗举例蜜蜂的雄蜂几乎全部的动物和过半数的高等植物香蕉(三倍体)；马铃薯(四倍体)；八倍体小黑麦辨析下图中甲是某二倍体生物体细胞染色体组成模式图，乙、丙、丁、戊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，请据图辨析属于三体、三倍体、单体和单倍体的分别是哪一个？提示乙为单倍体，丙为单体，丁为三体，戊为三倍体。

源于P88“相关信息”(1)被子植物中，约有33%的物种是多倍体。

例如，普通小麦、棉、烟草、菊、水仙等都是多倍体。

低温诱导植物染色体数目的变化【摘要】本文介绍了在植物的染色体的研究中的几个重要的问题：有丝分裂、减数分裂、多倍体诱发和染色体畸变。

具体包括以下四个实验：第一，大蒜根尖细胞有丝分裂的制片与观察；第二，玉米花粉母细胞减数分裂制片与观察；第三，大蒜根尖细胞多倍体诱发；第四，玉簪花染色体结构变异的观察。

细胞增殖是生物体的重要生命特征，细胞以分裂的方式进行增殖。

细胞增殖是生物体生长、发育繁殖的基础。

真核细胞的分裂方式有三种：有丝分裂、无丝分裂和减数分裂。

本实验主要介绍有丝分裂和减数分裂。

在大蒜根尖细胞有丝分裂实验中，通过将生长旺盛的大蒜根尖分生组织进行取材、固定、解离、染色和压片，我们可以清楚地在显微镜下观察到有丝分裂前期、中期、后期和末期；在玉米花粉母细胞减数分裂的实验中，我们可以清楚地看到减数分裂各个时期的不同特点。

多倍体是指细胞核内具有三个或三个以上染色体组，如3n、4n、6n等的植物。

多倍体广泛地存在于自然界中，例如，小麦是异源六倍体，棉花是4倍体等。

我们同样可以利用人工的方法进行多倍体诱发。

通过用秋水仙素处理大蒜的根尖细胞，进行多倍体诱发，我们可以在光学显微镜下清楚地数出大蒜四倍体细胞的染色体数目——4n=32。

染色体畸变也叫染色体变异，指染色体数目的改变和结构的改变。

染色体结构变异是自然界中存在的一种生物进化和新物种形成的重要因素之一。

染色体结构变异主要有缺失、重复、倒位、易位四种。

这些改变一般可在显微镜下看到。

在对紫萼玉簪花的花粉母细胞的减数分裂的观察中，我们能够看到：染色体桥、落后的断片、微核等。

【关键词】有丝分裂减数分裂秋水仙素染色体畸变微核染色体桥生命体的遗传信息是通过细胞的有丝分裂和减数分裂向下一代传递的，有丝分裂和减数分裂是遗传的基础。

有丝分裂是将亲代细胞的染色体经过复制后，精确地平均分配到两个子细胞中去。

由于染色体上有遗传物质，因而在生物的亲代和子代之间保持了遗传物质的稳定性。

细胞的有丝分裂对于生物的遗传有重要的意义。