染色体变异和育种

课时2 染色体变异及育种一、高考要求与解读解读：染色体结构的变异是作为了解层次的学习内容，要让学生明了研究染色体结构的变异既可以为生产实践服务，也可以为人类健康服务。

染色体数目的变异中有关概念、在育种上的应用属于重点内容。

综合比较几种育种方法。

二、教材分析教师在教学中要注意处理好抽象概念与形象教学的关系，重视如染色体组、二倍体、多倍体、单倍体等概念的教学，利用直观教学手段突破教学难点。

变异的概念含义及发生原因是本部分内容的重点，教学中可以通过对遗传知识的复习加以演绎归纳得出。

分析2008～2011年江苏高考试题，08年考了1个单选，09年考了1个简答，10年考了两个单选，11年考了1个多选，从考查内容来看，08-10年考的均是育种方式的对比，11年考的是变异的类型及原因，综合来看生物的变异常与育种结合进行考查，并以某一作物育种为背景，综合考查诱变育种、杂交育种、单倍体和多倍体育种、基因工程育种、细胞工程育种的区别与联系。

本部分知识与前面有丝分裂、减数分裂，与同源染色体的概念，与后面生物的育种联系密切，与人类遗传病联系密切。

三、教学设计建议教学中建议选择采用下列教学策略：（1）以识别图形、设置问题、小组讨论等方式理解染色体组的概念要义；（2）通过具体实例、概念的对比辨析，理解单倍体、二倍体和多倍体之间的关系；（3）用事例、图解和图表的形式引导学生学习多倍体育种和单倍体育种。

四、教学过程（一）基础知识回顾1、染色体变异的概念：在自然条件和人为条件改变的情况下，染色体_____的改变和染色体______的增减而导致生物______的变异。

染色体变异常常可以通过观察到。

2、染色体的结构变异主要起因于以及断裂后的片段，包括、、、4种类型。

染色体结构发生的改变，都会使染色体上的基因的或发生改变，从而导致性状的改变。

3、染色体数目的变异可以分为和非整倍性变异是指在正常的染色体组中或了或的染色体。

4、染色体组：细胞中的一组________染色体，它们在_____和______上各不相同，但是携带着控制生物生长发育的_________，这样的一组染色体，叫做一个染色体组。

高中生物常见的七种育种方法和原理1诱变育种(1)原理：基因突变(2)方法：用物理因素(如X射线、γ射线、紫外线、中子、激光、电离辐射等)或化学因素(如亚硝酸、碱基类似物、硫酸二乙酯、秋水仙素等各种化学药剂)或空间诱变育种(用宇宙强辐射、微重力等条件)来处理生物。

（马上点标题下“高中生物”关注可获得更多知识干货，每天更新哟！）(3)发生时期：有丝分裂间期或减数分裂第一次分裂间期(4)优点：能提高变异频率，加速育种进程，可大幅度改良某些性状，创造人类需要的变异类型，从中选择培育出优良的生物品种；变异范围广。

(5)缺点：有利变异少，须大量处理材料；诱变的方向和性质不能控制。

改良数量性状效果较差，具有盲目性。

(6)举例：青霉素高产菌株、太空椒、高产小麦、“彩色小麦”等2杂交育种(1)原理：基因重组(2)方法：连续自交，不断选种。

(不同个体间杂交产生后代，然后连续自交，筛选所需纯合子)(3)发生时期：有性生殖的减数分裂第一次分裂后期或四分体时期(4)优点：使同种生物的不同优良性状集中于同一个个体，具有预见性。

(5)缺点：育种年限长，需连续自交才能选育出需要的优良性状。

(6)举例：矮茎抗锈病小麦等3多倍体育种(1)原理：染色体变异(2)方法：秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。

(3)优点：可培育出自然界中没有的新品种，且培育出的植物器官大，产量高，营养丰富。

(4)缺点：结实率低，发育延迟。

(5)举例：三倍体无子西瓜、八倍体小黑麦4单倍体育种(1)原理：染色体变异(2)方法：花药离体培养获得单倍体植株，再人工诱导染色体数目加倍。

(3)优点：自交后代不发生性状分离，能明显缩短育种年限，加速育种进程。

(4)缺点：技术相当复杂，需与杂交育种结合，其中的花药离体培养过程需要组织培养技术手段的支持，多限于植物。

(5)举例：“京花一号”小麦5基因工程育种(转基因育种)(1)原理：基因重组(2)方法：基因操作(目的基因的获取→基因表达载体的构建→将目的基因导入受体细胞→目的基因的检测与鉴定)(3)优点：目的性强，可以按照人们的意愿定向改造生物；育种周期短。

染色体变异与五种育种方式一、常见的一些关于单倍体与多倍体的问题⑴一倍体一定是单倍体吗？单倍体一定是一倍体吗？⑵二倍体物种所形成的单倍体中，其体细胞中只含有一个染色体组，这种说法对吗？为什么？⑶如果是四倍体、六倍体物种形成的单倍体，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？（4）单倍体中可以只有一个染色体组，但也可以有多个染色体组，对吗？二、多倍体育种方法：三、单倍体育种方法：四、几种育种方式的总结：1、杂交育种（一）概念：将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起，再经过选择和培育，获得新品种的方法。

（二）原理：基因重组。

（三）过程：选择具有不同优良性状的亲本通过杂交获得F1，F1连续自交或杂交，从中筛选获得需要的类型。

（四）应用：改良作物品质，提高农作物单位面积产量；培育优良的家畜、家禽。

2、诱变育种（一）概念：利用物理因素或化学因素处理生物，使生物发生基因突变，从而获得优良变异类型的育种方法。

（二）原理：基因突变。

（三）特点：可以提高突变率，在较短时间内获得更多优良变异类型。

（四）应用：主要用于农作物育种和微生物育种。

五、染色体组数目的判断（1）细胞中同种形态的染色体有几条，细胞内就含有几个染色体组 。

问：图中细胞含有几个染色体组？（图一）（2） 根据基因型判断细胞中的染色体数目，根 据细胞的基本型 确定控制每一性状的基因出现的次数，该次数就等于染色体组数。

问：图中细胞含有几个染色体组？ （图二）（3）根据染色体数目和染色体形态数确定染色体数目。

染色体组数=细胞内染色体数目/染色体形态数。

果蝇的体细胞中含有8条染色体，4对同源染色体，即染色体形态数为4六、三倍体无子西瓜的培育过程图示：注：亲本中要用四倍体植株作为母本，二倍体作为父本，两次使用二倍体花粉的作用是不同的。

单倍体与多倍体的区别二倍体三倍体多倍体(a +b )生物单倍体（N=ax)：单倍体（N=bx)①由合子发育来的个体，细胞中含有几个染色体组，就叫几倍体； ②而由配子直接发育来的,不管含有几个染色组，都只能叫单倍体 。

2021年高考生物一轮复习知识点专题染色体变异与育种综合一、基础知识必备（一）染色体变异1、染色体结构的变异在自然条件或人为因素的影响下,染色体结构的变异主要有以下4种类型,具体分析见表： 类型 遗传效应实例 示意图缺失缺失片段越大,往往对个体影响越大。

轻则影响个体生活力,重则引起个体死亡 猫叫综合征重复通常引起的遗传效应比缺失小,重复部位太大会影响个体生活力果蝇棒状眼倒位形成的配子大多异常,从而影响个体的生育 普通果蝇3号染 色体上某些基因 易位产生部分异常配子,使配子的育性降低或产生有遗传病的后代某种夜来香的染色 体经常发生易位2、染色体数目的变异(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染色体组的形式成倍地增加或减少。

3.染色体组(1)概念:一般地说,细胞中的一组非同源染色体,在形态和功能上各不相同,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,称为一个染色体组。

(2)理解①从本质上看,组成一个染色体组的所有染色体,互为非同源染色体,在一个染色体组中无同源染色体存在; ②从形式上看,一个染色体组中的所有染色体的形态、大小各不相同,可通过观察各染色体的形状、大小来判断是否为一个染色体组;③从功能上看,一个染色体组携带着一种生物生长发育的全部遗传信息;④从物种类型看,每种生物一个染色体组的染色体数目、大小、形态都是一定的,不同种生物染色体组中染色体的数目、大小、形态不同。

4、单倍体、二倍体与多倍体的比较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的个体由受精卵发育而来,体细胞中含有两个染色体组的个体由受精卵发育而来,体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体实例蜜蜂的雄蜂等人、果蝇、玉米等香蕉、马铃薯等发育起点配子受精卵受精卵形成原因自然成因单性生殖正常的有性生殖外界环境条件的剧变人工诱导花药离体培养用秋水仙素处理二倍体的单倍体幼苗用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗5、低温诱导植物染色体数目的变化6、育种（1）多倍体育种和单倍体育种①三倍体无子西瓜的培育过程两次传粉:第一次传粉是杂交得到三倍体种子,第二次传粉是为了刺激子房发育。

高中生物中图版必修二专题四遗传变异和进化《变异与育种》教师姓名：济南市【课题】 专题四第三讲：变异与育种✧ 课标内容1、举例说出基因重组及其意义。

2、举例说明基因突变的特征和原因。

3、简述染色体结构变异和数目变异。

4、搜集生物变异在育种上应用的事例。

5、关注转基因生物和转基因食品的安全性。

✧ 课标分解✧ 教学目标【知识与技能】1、 举例说明可遗传变异的种类并进行比较；2、 掌握可遗传变异在育种中的应用；3、 熟练运用基础知识设计实验，解决实际问题。

【过程与方法】从说明到理解，从比较到运用。

利用自习让学生回顾并掌握基础知识，通过典型习题加深学生的理解，对易混易错知识进行比较，并借助高考经典试题让学生体会知识的运用，从而使学生能力得到提升。

【情感态度与价值观】通过本专题的学习，认识生物科学的价值，认识生物科学和技术的性质，能正确理解科学、技术、社会之间的关系，能够运用生物科学知识和观念参与社会事务的讨论。

✧ 教材分析本专题主要复习可遗传变异的各种形式，变异在育种方面的应用。

对本专题的考查通常以非选择题的形式进行，主要为文字信息题，实验设计题。

基因突变的概念、特点、行为条件 行为程度行为动词 目标要求应用，基因重组与减数分裂和有性生殖的关系，染色体结构变异与基因突变的关系，染色体数变异与遗传育种都是考查的重点。

本专题内容与遗传的物质基础、遗传的基本规律以及生物的可遗传变异等知识密切相关，是遗传和变异的基本原理在生产实践中的应用。

通过复习使学生学会怎样将遗传变异的有关知识应用于生产实践，而且通过该内容的分析学习，可以训练学生分析问题、提取信息、设计实验等各方面能力。

✧教学重难点分析【教学重点】1、回顾复习变异育种的基础知识，比较区分易混易错知识点。

2、正确运用知识解决育种等实验设计的问题。

【教学难点】能运用知识设计实验，解决育种等实际问题。

✧教学建议教师是主导，学生是主体。

第二轮复习，学生对基础知识已基本掌握，但还未形成知识框架，所以借助学案，让学生自主回顾复习基础知识并构建知识框架。

染色体变异和生物育种练习一、选择题1．下列关于生物变异与育种的叙述，正确的是( )A．基因重组只是基因间的重新组合，不会导致生物性状发生改变B．基因突变使DNA序列发生的变化，都能引起生物性状变异C．弱小且高度不育的单倍体植株，进行加倍处理后可用于育种D．多倍体植株染色体组数加倍，产生的配子数加倍，有利于育种2．为有效解决困扰我国牧草产业的种源“卡脖子”问题，2020年11月，嫦娥五号探测器搭载紫花苜蓿和燕麦两大主要牧草种子进行了空间诱变实验。

下列有关说法错误的是( ) A．太空中的某些物理因素可使牧草种子发生基因突变B．通过太空诱变获得的牧草新性状一定能够稳定遗传C．空间诱变实验有利于较短时间内获得更多的变异类型D．空间诱变实验不一定能够获得人们所期望的优良性状3．“杂交水稻之父”袁隆平院士一生致力于杂交水稻技术的研究。

杂交水稻指选用两个在遗传上有一定差异，同时它们的优良性状又能互补的水稻品种进行杂交，生产具有杂种优势的第一代杂交种，就是杂交水稻。

下列有关叙述错误的是( ) A．双亲在遗传上的差异，体现了基因的多样性B．杂交水稻的育种过程，所用的原理是基因重组C．杂交水稻具有双亲的优良性状，且都能将优良性状稳定地遗传给后代D．若要进一步改良杂交水稻的性状，可采用人工诱变的方法进行育种4．油菜中基因G和g控制菜籽的芥酸含量，而芥酸会降低菜籽油的品质。

研究人员拟利用高芥酸油菜品种(gg)和水稻抗病基因R培育低芥酸抗病油菜新品种(GGRR)，育种过程如图所示。

下列有关叙述不正确的是( )A．过程①诱发基因突变，其优点是提高基因突变的频率B．过程②的原理是基因重组，可以克服物种远缘杂交不亲和的障碍C．过程①与过程②操作顺序互换，对育种结果没有影响D．若要缩短育种年限，在过程②后可进行单倍体育种5．下列关于作物育种的相关叙述，正确的是( )A．杂交育种的目的是组合优良性状B．人工诱导多倍体可导致基因重组C．诱变育种的优点是容易获得优良性状D．基因工程育种的优势是能诱导产生新基因6．下列关于生物育种技术的叙述和分析，错误的是( ) A．多倍体育种可以解释进化并非都是渐变式过程B．用秋水仙素处理单倍体植株得到的不一定是纯合子C．操作最简便的育种方法是杂交育种，能明显缩短育种年限的是单倍体育种D．单倍体育种中，需要用适宜浓度的秋水仙素溶液处理单倍体幼苗或萌发的种子7．家蚕的性别决定方式为ZW型，绿茧(A)对白茧(a)为显性。

易错点18染色体变异1.有关“染色体变异及育种过程”(1)染色体变异中的可育、不可育与可遗传界定①单倍体并非都不育。

二倍体的配子发育成的单倍体,表现为高度不育;多倍体的配子如含有偶数个染色体组,则发育成的单倍体含有同源染色体及等位基因,可育并能产生后代。

②“可遗传”≠可育。

三倍体无子西瓜、骡子、二倍体的单倍体等均表现“不育”,但它们均属于可遗传变异。

(2)单倍体育种与多倍体育种分析①单倍体育种包括花药离体培养和秋水仙素处理等过程,花药离体培养只是单倍体育种的一个操作步骤。

②两种育种方式都出现了染色体加倍情况:单倍体育种操作对象是单倍体幼苗,通过植物组织培养,得到的植株是纯合子;多倍体育种的操作对象是正常萌发的种子或幼苗。

2.有关“育种方式”(1)杂交育种是最简捷的方法,而单倍体育种是最快获得纯合子的方法,可显著缩短育种年限。

(2)让染色体加倍可以用秋水仙素等进行处理,也可采用细胞融合的方法,且此方法能在两个不同物种之间进行。

(3)原核生物不能进行减数分裂,所以不能运用杂交的方法进行育种,一般采用的方法是诱变育种。

(4)若要培育隐性性状个体,则可用自交或杂交的方法,只要出现该性状即可稳定遗传。

(5)有些植物如小麦、水稻等,杂交实验较难操作,则最简便的方法是自交。

(6)若实验植物为营养繁殖类如马铃薯等,则只要出现所需性状即可,不需要培育出纯种。

1．下列关于变异和育种的叙述错误的是（）A．果蝇棒眼性状的出现是X染色体片段重复导致的B．单倍体育种过程中发生的变异类型有染色体数目的变异C．进行有性生殖的高等生物，发生基因重组和基因突变的概率都比较大D．同源染色体片段互换可导致非等位基因重新组合，进而实现基因重组2．有关生物变异的叙述，正确的是（）A．有性生殖产生的后代之间的差异主要源于基因重组B．若某基因缺失了单个碱基对，则该基因编码的肽链长度就会变短C．控制不同性状的两对等位基因的遗传都遵循自由组合定律D．三倍体无籽西瓜不能通过种子繁殖后代，属于不可遗传的变异3．下列关于单倍体、二倍体、三倍体和多倍体的叙述，错误的是（）A．单倍体生物体细胞中不一定只含有一个染色体组B．三倍体减数分裂时出现联会紊乱，一般不能形成可育的配子C．在自然条件下，玉米和番茄等高等植物不会出现单倍体植株D．与二倍体相比，多倍体的植株常常是茎秆粗壮、果实较大4．如图所示细胞中所含染色体，下列叙述正确的是A．图a含4个染色体组，图b含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代表由受精卵发育而成的生物的体细胞，则该生物一定是六倍体D．图d代表的生物一定是由卵细胞发育而成的，是单倍体5．研究人员用普通小麦与黑麦培育小黑麦，过程如下图。

染色体变异与育种1、(2021·浙江省高三模拟)如图表示某对常染色体的结构对比，其中字母表示染色体片段，该染色体的结构变异属于( )A．缺失 B．重复 C．倒位 D．易位【答案】C【解析】根据题干中的两条染色体为同源染色体，相同位置应携带等位基因(相同基因)，经分析得出染色体的g、h基因所在片段与同一条染色体a基因所在的片段发生了交换而导致的如图所示的变异，属于染色体倒位。

2、(2020·山东高考模拟)果蝇的性别决定是XY型，性染色体数目异常会影响果蝇的性别特征甚至使果蝇死亡，如性染色体组成为XO的个体为雄性，XXX、OY的个体胚胎致死(O表示缺失染色体)。

果蝇红眼和白眼分别由基因R和r控制。

某同学发现一只异常果蝇，该果蝇左半侧表现为白眼雄性，右半侧表现为红眼雌性。

若产生该果蝇的受精卵染色体组成正常，且第一次分裂形成的两个细胞核中只有一个细胞核发生变异，则该受精卵的基因型及变异细胞核产生的原因可能是( )A．X R X r；含基因R的X染色体丢失B．X r X r；含基因r的X染色体丢失C．X R X r；含基因r的X染色体结构变异D．X R X R；含基因R的X染色体结构变异【答案】A【解析】由题意可知，该果蝇一半为白眼雄性，可能的基因型为XrY或XrO；另一半为红眼雌性，基因型可能为XRXR或XRXr。

而该果蝇受精卵正常，第一次分裂产生的一个细胞异常。

若受精卵为XrY或XrO，则不会出现一半的红眼雌性；若受精卵为XRXR，则不会出现一半的白眼雄性；受精卵只有为XRXr且XR丢失后，才可能出现一半白眼雄性(XrO)，一半红眼雌性(XRXr)。

故选A。

3、(2020·江苏省高三三模)下列关于染色体变异的叙述，正确的是( )A．染色体结构变异可导致染色体上基因的数目或排列顺序发生改变B．同源染色体的非姐妹染色单体之间交换片段导致染色体结构变异C．染色体组成倍地增加或减少不改变基因的种类和数量D．染色体结构和数目的变异不会增加生物的多样性【答案】A【解析】同源染色体的非姐妹染色单体之间交换片段为基因重组，B错误；染色体组成倍地增加或减少不改变基因的种类，但是改变基因的数量，C错误；染色体结构和数目的变异是突变的一种情况，为生物进化提供原材料，会增加生物的多样性，D错误。

第三节染色体变异在育种上的应用撰写人：陈晓东审定人：卢华香编号：12 2010-4-16学习目标：说明多倍体育种的原理；说明单倍体育种的原理学习重难点：能设计多倍体植株的育种路线；运用单倍体育种的原理进行育种过程设计；秋水仙素的作用机理学习过程：一、复习巩固提问：1.染色体结构变异有哪几种类型？2.如何判断一株植物是否是单倍体？3.单倍体一定只含有一个染色体组吗？如果不是，请举出实例说明。

4.什么是染色体组？二、新课引入夏季即将来临，西瓜也将上市，市场上有一种没有种子的无籽西瓜，那么为什么会有无籽西瓜，它又是怎样形成的呢？阅读课文内容，回答下列问题:1.秋水仙素处理二倍体西瓜幼苗的目的是什么？2.第一年收获得西瓜，果皮是由母本的子房壁发育来的，是___倍体，种皮是___倍体，种子内部的胚是___倍体。

3.为什么第二年的三倍体西瓜没有种子呢？绝对无籽吗？4.每年制种麻烦，有无替代方法？三、单倍体育种1.单倍体植株与正常植株相比，植株弱小，且_______.2.单倍体育种的过程：一般先采用_________________的方法获得单倍体植株，再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数目。

3.单倍体育种与杂交育种相比优点是时间上_______________四、多倍体育种1.多倍体植株的获得方法：1)_________处理萌发的种子或幼苗。

（最常用、最有效）2）___________2.用秋水仙素获得多倍体：1）秋水仙素的作用机理当秋水仙素作用于正在分裂的细胞，能够抑制___________的形成，导致染色体不分离，从而引起细胞内___________加倍。

2)秋水仙素的作用时期：细胞分裂的_______期五、拓展视野小黑麦有____个染色体组，是_____倍体；小黑麦形成的花粉细胞有____个染色体组，是_____倍体课堂练习1.下面有关单倍体的叙述中，不相符的是[ ]A．由未受精的卵细胞发育而成的个体B．花药经过离体培养而形成的个体C．凡是体细胞中含有奇数染色体组的个体D．普通小麦含6个染色体组，42条染色体，它的单倍体含3个染色体组，21条染色体2.普通小麦的受精卵有6个染色体组，用这种小麦的花药进行离体组织培养，发育而成的植株是 [ ] A．六倍体 B．三倍体 C．二倍体 D．单倍体用这种小麦的胚芽细胞进行离体组织培养呢?3.单倍体经一次秋水仙素处理，可得[ ]①一定是二倍体②一定是多倍体③二倍体或多倍体④可能是杂合体⑤一定是纯合体A．①④B．②⑤C．③⑤D．③④4.用花药离体培养出马铃薯单倍体植株，当它进行减数分裂时，观察到染色体两两配对，形成12对，据此现象可推知产生花药的马铃薯是[ ]A．二倍体 B．三倍体C．四倍体D．六倍体5. 在三倍体无籽西瓜的培育过程中，将二倍体普通西瓜幼苗用秋水仙素处理，待植株成熟后接受普通二倍体西瓜的正常花粉，所结果实的果皮、种皮、胚芽、胚乳细胞的染色体组数依次为[ ] A．4、2、2、4 B．4、4、3、6 C．3、3、3、4 D．4、4、3、5。