2-3-3-1 第三节 染色体变异及其应用

染色体变异及其应用在真核生物的体内，染色体是遗传物质DNA的载体。

当染色体的数目发生改变时（缺少，增多）或者染色体的结构发生改变时，遗传信息就随之改变，带来的就是生物体的后代性状的改变，这就是染色体变异。

它是可遗传变异的一种。

根据产生变异的原因，它可以分为结构变异和数量变异两大类。

一、染色体结构变异染色体结构变异最早是在果蝇中发现的。

遗传学家在1917年发现染色体缺失,1919年发现染色体重复,1923年发现染色体易位,1926年发现染色体倒位。

人们在果蝇幼虫唾腺染色体上,对各种染色体结构变异进行了详细的遗传学研究。

染色体结构变异的发生是内因和外因共同作用的结果,外因有各种射线、化学药剂、温度的剧变等, 内因有生物体内代谢过程的失调、衰老等。

在这些因素的作用下, 染色体可能发生断裂,断裂端具有愈合与重接的能力。

当染色体在不同区段发生断裂后,在同一条染色体内或不同的染色体之间以不同的方式重接时,就会导致各种结构变异的出现。

下面分别介绍这几种结构变异的情况。

1. 缺失。

缺失是指染色体上某一区段及其带有的基因一起丢失,从而引起变异的现象。

缺失的断片如系染色体臂的外端区段,则称顶端缺失；如系染色体臂的中间区段,则称中间缺失。

缺失的纯合体可能引起致死或表型异常。

在杂合体中如携有显性等位基因的染色体区段缺失，则隐性等位基因得以实现其表型效应，出现所谓假显性。

在缺失杂合体中,由于缺失的染色体不能和它的正常同源染色体完全相应地配对,所以当同源染色体联会时,可以看到正常的一条染色体多出了一段(顶端缺失),或者形成一个拱形的结构(中间缺失),这条正常染色体上多出的一段或者一个结,正是缺失染色体上相应失去的部分。

缺失引起的遗传效应随着缺失片段大小和细胞所处发育时期的不同而不同。

在个体发育中,缺失发生得越早,影响越大缺失的片段越大,对个体的影响也越严重,重则引起个体死亡, 轻则影响个体的生活力。

在人类遗传中,染色体缺失常会引起较严重的遗传性疾病,如猫叫综合征等。

生物必修2复习提纲（必修）第二章减数分裂和有性生殖第一节减数分裂一、减数分裂的概念减数分裂(meiosis)是进行有性生殖的生物形成生殖细胞过程中所特有的细胞分裂方式。

在减数分裂过程中，染色体只复制一次，而细胞连续分裂两次，新产生的生殖细胞中的染色体数目比体细胞减少一半。

（注：体细胞主要通过有丝分裂产生，有丝分裂过程中，染色体复制一次，细胞分裂一次，新产生的细胞中的染色体数目与体细胞相同。

）二、减数分裂的过程1、精子的形成过程：精巢（哺乳动物称睾丸）减数第一次分裂间期：染色体复制(包括DNA复制和蛋白质的合成)。

前期：同源染色体两两配对（称联会），形成四分体。

四分体中的非姐妹染色单体之间常常发生对等片段的互换。

中期：同源染色体成对排列在赤道板上（两侧）。

后期：同源染色体分离；非同源染色体自由组合。

末期：细胞质分裂，形成2个子细胞。

减数第二次分裂（无同源染色体．．．．．．）前期：染色体排列散乱。

中期：每条染色体的着丝粒都排列在细胞中央的赤道板上。

后期：姐妹染色单体分开，成为两条子染色体。

并分别移向细胞两极。

末期：细胞质分裂，每个细胞形成2个子细胞，最终共形成4个子细胞。

2、卵细胞的形成过程：卵巢三、精子与卵细胞的形成过程的比较精子的形成卵细胞的形成不同点形成部位精巢（哺乳动物称睾丸）卵巢过程有变形期无变形期子细胞数一个精原细胞形成4个精子一个卵原细胞形成1个卵细胞+3个极体相同点精子和卵细胞中染色体数目都是体细胞的一半四、注意：（1）同源染色体①形态、大小基本相同；②一条来自父方，一条来自母方。

（2）精原细胞和卵原细胞的染色体数目与体细胞相同。

因此，它们属于体细胞，通过有丝分裂 的方式增殖，但它们又可以进行减数分裂形成生殖细胞。

（3）减数分裂过程中染色体数目减半发生在减数第一次分裂．．．．．．．，原因是同源染色体分离并进入不同的．．．．．．．．．．．．．子细胞．．．。

所以减数第二次分裂过程中无同源染色体．．．．．．。

第三章遗传和染色体第5课时染色体变异及其应用考纲要求考点梳理1 染色体结构的变异(1)概念:染色体结构的改变,使排列在染色体上的基因的和发生改变,从而导致性状的变异。

(2)类型:包括染色体的、重复、、倒位。

(3)特点①一般可以在下观察到。

②绝大多数变异对生物,有的甚至可导致死亡。

2 染色体数目的变异(1)概念:染色体数目的成倍,或者个别染色体的等。

(2)类型:包括非整倍性变异、一倍性变异、多倍性变异。

①以染色体条数为单位的增加或缺失而引起的变异21三体综合征:患者细胞中有三条染色体。

②以染色体组为单位的倍增或倍减而引起的变异a.单倍体: 中含有本物种配子染色体数目的个体,即由配子发育来的生物体。

举例:花粉发育成的植物体、蜜蜂中的雄蜂。

b.二倍体:经受精卵发育的个体,体细胞中有染色体组。

举例:人等绝大多数动物、过半数的植物。

c.多倍体:经受精卵发育的个体,体细胞中有染色体组。

举例:香蕉(3n)、马铃薯(4n)、小麦(6n)。

3 染色体变异在育种上的应用(1)单倍体育种植株特点: 、。

①原理:采用的方法来获得单倍体植株,然后经过人工诱导使染色体数目加倍重新恢复到正常植株的染色体的数目。

②育种优点:获得的品种都是,自交后产生的后代性状不会发生分离,可以明显。

(2)多倍体育种植株特点:植株茎秆粗壮,叶片、果实和种子都比较大, 等营养物质的含量高。

①原理:用处理,适当浓度的秋水仙素能在不影响细胞活力的条件下抑制生成,导致染色体复制且着丝粒分裂后不能分配到两个细胞中,从而使细胞内的染色体数目加倍。

②育种优点:器官大,提高产量和营养成分。

基础过关1 将二倍体玉米的幼苗用秋水仙素处理,待其长成后用其花药进行离体培养得到了新的植株,下列有关新植株的叙述正确的一组是( )①是单倍体②体细胞内没有同源染色体③不能形成可育的配子④体细胞内有同源染色体⑤能形成可育的配子⑥可能是纯合子也有可能是杂合子 ⑦一定是纯合子⑧是二倍体A ④⑤⑦⑧B ①④⑤⑥C ①②③⑥D ①④⑤⑦2 下列关于低温诱导染色体加倍实验的叙述,正确的是( )A 原理:低温抑制染色体着丝粒分裂,使子染色体不能分别移向两极B 解离:盐酸酒精混合液和卡诺氏液都可以使洋葱根尖解离C 染色:改良苯酚品红溶液和醋酸洋红溶液都可以使染色体着色D 观察:显微镜下可以看到大多数细胞的染色体数目发生改变3 改良缺乏某种抗病性的水稻品种,不宜采用的方法是( )A 诱变育种B 单倍体育种C 基因工程育种D 杂交育种4 下列关于多倍体和单倍体的成因叙述中,错误的是… ( )A 多倍体:染色体已经分裂,但细胞分裂受阻B 单倍体:未受精的卵细胞发育而成C 多倍体、单倍体:染色体结构发生改变D 单倍体:花药离体培养的结果5 培育矮秆抗锈病小麦新品种的方法如下:下列有关该育种方法的叙述中,正确的是( ) A 过程①②③是杂交B 过程④必须使用生长素处理C 过程③必须经过受精作用D 过程②是减数分裂6 用纯合的二倍体水稻品种高秆抗锈病(DDTT)和矮秆不抗锈病(ddtt)进行育种时,一种方法是杂交得到11F F 再自交得2F ;另一种方法是用1F 的花药进行离体培养,再用秋水仙素处理幼苗得到相应植株。

班级： 姓名：评价: 花药离体培养 秋水仙素处理 人工选择 秋水仙素处理 人工选择人工选择自交 自交第三章 第三节 染色体变异及其应用（课时2）（当堂检测）1、普通小麦是六倍体，其花粉离体培养成的植株是（ ）A.单倍体B.二倍体C.三倍体D.六倍体2、下列各项中，正确的是（ ）①六倍体的单倍体含有3个染色体组②单倍体的体细胞中含有本物种配子数目染色体③单倍体都只含有一个染色体组④体细胞只含有一个染色体组的个体一定是单倍体A.①②③B.②③④C.①②④D.①③④3、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.DDDDB.DDddC.ddddD.DDDd4、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、将基因型为AA 和aa 的两个植株杂交,得到F 1植株再进一步作如下图解所示的处理,请分析回答:（1）甲植株的基因型为 。

（2）乙植株的基因型是 ,属于 倍体。

（3）用乙植株的花粉直接培育出的后代属于 倍体。

（4）丙植株的体细胞中有 个染色体组，属于 倍体。

6、农业上常用的三种方法如下：a.甲品种×乙品种 F 1 F 2 性状稳定遗传的新品种b.甲品种×乙品种→F 1 幼苗 若干植株 新品种c.正常幼苗 植株 新品种 （1）a 育种方法称之为 育种。

选种往往在F 2，原因是 。

（2）b 育种方法称之为 育种，该育种方法与a 方法相比，最突出的优点 是 。

（3）c 育种方法称之为 育种，育种中使用的秋水仙素的生理作用是 。

高一生物导学提纲(13)课题：染色体变异及其应用（2）学习目标：1.简述多倍体育种的原理、方法和特点2.简述单倍体育种的原理、方法和特点课前导学：染色体变异在育种上的应用1、单倍体育种：（1）原理：采用的方法来获得，然后经过人工诱导使染色体数目重新恢复到正常植株的染色体的数目。

（2）育种优点：获得的品种都是的，自交后产生的后代性状不会发生分离，可以明显。

（3）育种过程：（左图）2、多倍体育种：（1）原理：用（药液）处理或，该药液能在不影响细胞活力的条件下抑制生成。

导致染色体复制且着丝点分裂后不能分配到两个细胞中，从而使细胞内的染色体数目。

（2）育种优点：器官大，提高产量和营养成分。

（3）过程：三倍体西瓜：（右图）质疑探究：假设水稻抗病（R）对感病（r）为显性，高秆（T）对矮秆（t）为显性。

现有纯合的抗病高秆水稻和感病矮秆水稻。

为了在较短的年限内培育出稳定遗传的抗病矮秆水稻，可采取以下步骤：⑴将纯合的抗病高秆水稻和感病矮秆水稻杂交，得到杂交种子。

播种这些种子，长出的植株可产生基因型为_____________________的花粉。

其产生的原因。

⑵采用____________________________的方法得到单倍体幼苗。

⑶用_____________________处理单倍体幼苗，使染色体加倍。

⑷采用相应的病原体感染的方法，鉴定出其中的植株。

⑸从后代中选择表现抗病的矮秆植株，其基因型应是______________。

例题精讲：1.在自然界中，多倍体形成过程的顺序是（）①减数分裂过程受到阻碍②细胞核内染色体数目加倍③形成染色体数目加倍的生殖细胞④有丝分裂过程受到阻碍⑤形成染色体数目加倍的合子⑥染色体复制过程受到阻碍A.①②⑤③B.④⑤③⑥C.⑥②③⑤D.④②③⑤2.右图为果蝇的原始生殖细胞示意图。

图中1、1'，......，4、4’表示染色体；B、b，V、v，W、w分别表示控制不同性状的基因。

第三节染色体变异及其应用第月第课时编写人：审批：______班_____组姓名：___________ 组评：__________ 师评：_________ 【使用说明】1、认真阅读教材P43-46页的知识完成自主学习内容。

2、合作探究时先自己思考一定时间，再在组长的组织下交流讨论。

【学习目标】1、简述染色体结构变异的基本类型及影响因素。

2、简述染色体数目的变异，数目变异的类型。

【学习重难点】理解染色体组、二倍体、多倍体和单倍体的概念【自主学习】一、染色体结构的变异1、染色体结构的变异主要起因于______________以及_______________。

染色体结构的改变会使排列在染色体上的_______________或____________发生改变，从而导致________的变异。

大多数染色体结构变异对生物体是______________ 。

2、类型:①__________:染色体某一片段的缺少。

如_______________（填什么遗传病）。

②__________:染色体重复（增加）了某一片段。

③__________:染色体的某一段的位置颠倒了180°④__________:染色体的某一片段移接到另一条__________染色体上或者同一条染色体的不同区域。

3、正常情况下，染色体发生断裂的频率是______的，而当细胞受到________、___________或_______________诱导时，染色体机构变异的机会增加。

二、染色体数目的变异1、染色体组：细胞中的一组____________，在________上各不相同，携带着控制生物________的全部遗传信息，这样的一组染色体就叫做一个染色体组。

2、染色体数目的变异可以分为两类：一类是细胞内________________的增加或减少,也叫做。

一类是以___________的形式成倍的增加或减少，也叫做，这种方式又分为和。

第三节染色体变异及其应用1.染色体结构的变异(1)定义：染色体结构的改变，都会使排列在染色体上的基因的数目或排列顺序发生改变，从而导致生物性状的变异。

(2)类型：①缺失：染色体某一片段的缺少。

由于一部分遗传物质的丢失，往往会造成生物个体生活力下降甚至死亡。

不致死的缺失往往引起不寻常的性状，如人的第5号染色体部分缺失表现出猫叫综合征。

②重复：染色体增加了某一片段。

造成一条染色体上有两个重复的片段，而另一条上则出现缺失，如果蝇棒状眼的形成。

③倒位：染色体某一段的位置颠倒了180o，一般发生在同一条染色体上，造成畸变后的染色体上的基因顺序颠倒，以致生物产生不良的性状。

④易位：染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上。

易位发生在非同源染色体之间，而交叉互换发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间。

(3)对性状的影响①染色体结构的变异往往会导致性状发生改变，一般会引起异常性状的出现．例猫叫综合症②染色体某些区域的重复可以产生特定的效应③染色体结构变异对生物往往是不利的．有的甚至会导致生物体死亡。

（4）染色体结构变异的机制就染色体结构变异发生过程来看，一方面是外因的作用，如各种射线、化学药剂、温度的剧变等影响；另一方面是生物体内代谢过程的失调、衰老等，在这些因素的作用下，都会导致染色体结构变异。

【画龙点睛】：①每个物种染色体的大小、形态和结构都是相对稳定的。

②生物体内的代谢产物、x射线、γ射线或者某些化学药品等可以增加染色体结构变异的频率。

③人的染色体断裂与致癌作用和衰老有关。

【例1】细胞的有丝分裂和减数分裂都可能产生可遗传的变异，其中仅发生在减数分裂过程的变异是A.染色体不分离或不能移向两极，导致染色体数目变异B.非同源染色体自由组合，导致基因重组C.染色体复制时受诱变因素影响，导致基因突变D.非同源染色体某片段移接，导致染色体结构变异解析：有丝分裂和减数分裂都可以发生染色体不分离或不能移向两极，从而导致染色体数目变异；非同源染色体自由组合，导致基因重组只能发生在减数分裂过程中；有丝分裂和减数分裂的间期都发生染色体复制，受诱变因素影响，可导致基因突变；非同源染色体某片段移接，导致染色体结构变异可发生在有丝分裂和减数分裂过程中。

3.3 染色体变异及其应用一、教学目的：1、使学生明确掌握染色体组、单倍体、二倍体的概念，单倍体的特点及其在育种上的意义。

2、使学生明确多倍体的概念，形成原因及其特点。

3、使学生了解人工诱导多倍体在育种上的应用和成就。

4、染色体结构变异的的形式5、染色体结构变异对生物性状的影响6、染色体结构变异在生产中的应用二、教学重点、难点：教学重点：多倍体育种原理及在生产上的应用。

染色体结构变异对生物性状的影响教学难点：区分单倍体和二倍体或多倍体划分的依据。

染色体结构变异在生产中的应用三、板书设计：一、染色体数目变异1、整倍性2、非整倍性二、染色体组概念三、应用四、染色体形态结构及变异1、染色体形态2、变异五、结构变异对性状的影响六、在育种上的应用四、教学过程：引言：记得我们在第一章学习细胞有丝分裂时，根据有丝分裂的特点，明确每一种生物都含有一定数目的染色体，这样就保证了染色体上的遗传物质在亲子两代间的连续性，从而表现出遗传性状的相对稳定性。

然而，一切事物都是变化的，染色体也不例外。

当自然或人为条件发生改变时，会使一些生物的染色体在数目和结构上也发生变化，从而引起生物性状发生改变，我们把这种变异叫做染色体变异。

讲述：一般来说，生物体细胞中染色体数目能保持稳定，但在某些特殊情况下，如受到外界环境条件或生物内部因素如自然和人为因素等，生物体细胞中的染色体数目会发生改变，从而产生可遗传的变异。

染色体数目变异非整倍体：细胞内个别染色体增加或减少。

讲述：这种个别染色体数目的增减会打破原有遗传物质的平衡，从而影响生物体正常的生长发育：如①先天性愚型（21三体综合症）②性腺发育不良（X0）③单发性小睾丸症（XXY）例题1（投影）整倍体：细胞内的染色体数目以染色体组的形式成倍地增加或减少。

⑴染色体组讲述：生物体细胞中的染色体通常是成对存在的，如人23对，果蝇4对投影：雌雄果蝇体细胞染色体组成示意图提问：●果蝇体细胞中有多少对同源染色体？●其中常染体有多少对？性染色体有多少对？分别是哪几对？投影：雌雄染色体组图解讲述：观察雄果蝇精子中一组染色体，不难发现，其中的每条染色体在形状、大小上各不相同，是一套完整的非同源染色体，这一组染色体就是一个染色体组。

典题精讲例1 用基因型为DdTt的植株所产生的花粉粒经分别离体培养成幼苗，再用秋水仙素处理使其成为二倍体,这些幼苗成熟后自交后代( )A.全部为纯合子B。

全部为杂合子C。

1/4为纯合子D.1/16为纯合子思路解析:考查单倍体育种.先经花粉离体培养得到单倍体，单倍体再经染色体加倍得到二倍体的纯合子,纯合子自交不会出现性状分离（仍为纯合子）.所以本题只要求出DdTt产生配子的种类及其比例即可，依基因分离定律和自由组合定律得4种纯合子（各占1/4）.答案:A黑色陷阱:把单倍体育种误认为是杂交育种，根据DdTt自交产生后代来分析，容易误选选项C。

变式训练1 将一粒花粉培育成幼苗，将它的茎尖用秋水仙素处理,长大后该植物正常开花结果.与该幼苗染色体数目相同的是（)A.根细胞B。

叶细胞C.茎细胞D.子房壁细胞思路解析：幼苗属于单倍体，植物体根没有经过秋水仙素处理，染色体不变。

答案：A变式训练2 下图表示AaBb的水稻单倍体育种过程，下列说法不正确的是( )A。

图示花粉培育成的二倍体水稻的基因型为aaBBB.单倍体育种比杂交育种时间短C. AaBb水稻经单倍体育种可育出两种二倍体水稻D。

未经秋水仙素处理的试管苗长成的植株高度不育思路解析:AaBb水稻可以产生四种配子（花粉），经单倍体育种可育出四种二倍体水稻。

答案：C例2 双子叶植物大麻（2N=20）为雌雄异株,性别决定方式为XY型。

若将其花药离体培养，再将幼苗用秋水仙素处理，所得植株的染色体组成应是（）A.18+XYB。

18+XXC。

18+XX或YYD。

18+XX或XY思路解析：雄性大麻的染色体组成是18＋XY，经减数分裂后发育成的花粉的染色体组成有2种:9＋X或9＋Y。

用花药离体培养成的单倍体幼苗的染色体组成也有2种:9+X或9＋Y。

这样的单倍体幼苗用秋水仙素处理后，染色体数目加倍的结果是：18+XX或18+YY。

答案：C绿色通道：要确定单倍体的基因型，先要确定亲代产生的配子类型。