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第二节染色体变异
一、教学目标：
（一）知识技能
掌握染色体变异的概念，特点，应用。
区分染色体组和同源染色体，并能够正确理解单倍体。
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。
（二）过程方法
在学生预习的基础上，结合多媒体技术，合理设计问题串，充分发掘学生的想象力。
注重学生的日常生活中的信息体验。
（三）情感态度价值观
二、教材分析
这部分的教学任务主要体现在知识、能力、情感态度、价值观等方面。
在知识教学目标方面，主要体现为以下几点：其一，染色体结构变异的四种类型；其二，染色体组、单倍体、多倍体和二倍体的概念；其三，单倍体和多倍体的特点、形成原因及其在育种上的意义；
三、重难点分析
其一，染色体组数目的判断。
一般来说，在细胞内形态相同的染色体有几条，则含几个染色体组，在细胞或生物体的基因型中，同一种基因出现几次，则有几个染色体组。
在教学过程中可将已学习过的同源染色体的概念和染色体组的概念作对比。
其二，三倍体无籽西瓜的培育。
三倍体植株在减数分裂过程中，染色体的联会发生紊乱，因而不能形成正常的生物细胞。
这时需要授给普通西瓜二倍体成熟的花粉，刺激子房发育而成为果实。
因为胚珠并不能发育成为种子，所以这种西瓜叫做无籽西瓜。
教学过程中可依托多媒体技术使学生对该方法的过程一目了然，较深刻的理解。
第2节染色体变异一、染色体结构的变异1．染色体结构变异的类型[连线]2．染色体结构变异的结果(1)染色体上基因的数目或排列顺序发生改变，而导致性状的变异。
(2)大多数对生物体是不利的，有的甚至会导致生物体死亡。
二、染色体数目变异1．变异类型和实例(1)组成写出上图雄果蝇体细胞中一个染色体组所含的染色体：Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y 。
(2)组成特点4．多倍体(1)概念⎩⎨⎧起点：受精卵染色体组数：三个或三个以上染色体组实例：三倍体香蕉、四倍体马铃薯(2)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。
(3)人工诱导(多倍体育种)(1)概念：体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体。
(2)特点⎩⎨⎧植株长得弱小高度不育(3)应用：单倍体育种。
①方法：花药――→离体培养单倍体幼苗――→人工诱导用秋水仙素处理染色体数目加倍得到正常纯合子②优点：明显缩短育种年限。
三、低温诱导植物染色体的数目变化 1．实验原理2．实验流程及结论根尖的培养及诱导⎩⎪⎪⎨⎪⎪⎧①培养方法：将洋葱放在装满清水的广口瓶上，让洋葱的底部接触水面②诱导时机：待洋葱长出 1 cm 左右的不定根时③诱导措施：将整个装置放入冰箱的低温室内（4 ℃），诱导培养36 h↓取材及固定⎩⎨⎧①取材：剪取诱导处理的根尖 0.5～1 cm②固定：放入卡诺氏液中浸泡0.5～1 h ， 以固定细胞的形态③冲洗：用体积分数为95%的酒精冲洗2次↓制作装片⎩⎨⎧⎭⎬⎫①解离②漂洗③染色：使用改良苯酚品红染液④制片同“观察植物细胞的有丝分裂”↓观察：先用低倍镜观察，找到变异细胞，再换用高倍镜观察↓结论：低温能诱导植物染色体数目加倍判断对错(正确的打“√”，错误的打“×”)1．猫叫综合征是人的第5号染色体部分缺失引起的。
() 2．基因突变、基因重组、染色体变异在光学显微镜下都可以观察到。
() 3．染色体片段的缺失和重复必然导致基因种类的变化。
第2节染色体变异1、什么叫染色体变异？生物体的体细胞或生殖细胞内染色体数目或结构的变化，称为染色体变异。
2、染色体变异分为哪两类？（1）一类是细胞内个别染色体的增加或减少。
如：21三体综合征，是第21号染色体多了一条；唐纳氏综合症，也叫XO，是性染色体少了一条。
（2）另一类是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的增加或成套的减少。
如：四倍体无籽西瓜，多了两个染色体组；雄蜂，少了一个染色体组。
3、什么叫一个染色体组？什么叫二倍体？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。
体细胞中含有两个染色体组的个体叫做二倍体。
4、什么叫多倍体？产生多倍体的原因是什么？（1）体细胞中含有三个或三个以上的染色体组的个体，统称为多倍体。
（2）①二倍体减数分裂出现错误，形成含有两个染色体组的配子。
这样的配子与正常配子结合后发育的个体就是三倍体；两个含有两个染色体组的配子结合发育成的个体就是四倍体。
②二倍体在胚或幼苗时期受到某种因素影响，体细胞在进行有丝分裂时染色体只复制未分离，也会形成四倍体。
5、三倍体高度不育的原因是什么？三倍体因为原始生殖细胞中有三套非同源染色体，减数分裂时出现联会紊乱，因此不能形成可遇的配子，所以三倍体高度不育。
6、多倍体有什么优点？茎杆粗壮，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。
7、人工诱导多倍体的方法有哪些？原理是什么？（1）低温诱导。
（2）秋水仙素处理——这是目前最常用、且最有效的方法。
用低温或秋水仙素来处理萌发的种子或幼苗，若细胞正在分裂，低温或秋水仙素能够抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞的两极，从而引起细胞内染色体数目加倍。
染色体数目加倍的细胞继续进行有丝分裂，就可能发育成多倍体植株。
8、什么叫单倍体？有什么缺点？（1）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，叫做单倍体。
![人教版高中生物必修二第5章第2节 染色体变异 课件(共18张PPT)[优秀课件资料]](https://uimg.taocdn.com/52676c3bfd0a79563d1e7220.webp)
(新教材）统编人教版高中生物必修2第五章第2节《染色体变异》优质说课稿今天我说课的内容是统编人教版高中生物必修二第五章第2节《染色体变异》。
第五章讲述基因突变及其他变异。
什么是基因突变?基因突变是怎样发生的?基因突变对生物的生存是有利的还是有害的?除基因突变外，染色体的数目和结构会不会发生改变呢?人类的遗传病是怎样产生的?又该怎样检测和预防呢?通过本章学习，会明白这一系列问题的答案。
同时本章也使学生认识到遗传造就生命延续的根基，变异激起进化的层层涟漪。
研究遗传变异的分子机制，为人类健康增添新的助力。
本章内容包括三节:第1节《基因突变和基因重组》、第2节《染色体变异》和第3节《人类遗传病》。
本节课在前一节的基础上，阐明染色体变异，承载着实现本章教学目标的任务。
为了更好地实现教学目标，下面我将从课程标准、教材分析、教学目标和学科素养、教学重难点、学情分析、教学方法、教学准备、教学过程等环节进行说课。
一、说课程标准。
普通高中生物课程标准（2017版2020年修订）“内容要求”:“3.3.5 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”。
二、教材分析。
本节教材内容主要包括“什么是染色体变异、染色体数目的变异、染色体结构的变异”三部分内容构成。
染色体数目的变异有哪些类型?什么是单倍体、二倍体和多倍体?染色体结构的变异有哪些类型?本节课将聚焦这一系列问题。
教材先阐释什么是染色体变异。
接下来教材详细阐释了染色体数目的变异，并安排“探究•实践”活动形式让学生探究染色体数目的变异。
最后阐释染色的结构的变异及其危害。
本节教材图文并茂，设了多种活动，目的是引导学生的探究性学习，提高学生的学科核心素养。
三、教学目标与核心素养。
(一)教学目标1.能概述染色体变异的含义；2.能概述染色体数目变异的类型及重要意义；3.能概述染色体结构变异的类型及后果。
4.通过“探究•实践”活动，培养学生的探究精神和创造性思维。
优化练人教版（2019）高一必修2第5章第2节染色体变异学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题1．下列关于染色体组的叙述不正确的是A．一个染色体组各染色体大小、形状各不相同B．雄果蝇一个染色体组由三条不同的常染色体和X、Y染色体组成C．一个染色体组该物种生长发育所需要的全部遗传信息D．染色体组成倍增加或减少导致的变异都属于可遗传变异2．下列关于多倍体的叙述，错误的是A．在植物中多倍体很常见，在动物中多倍体很少见B．多倍体草莓的果实一般长得比二倍体草莓的大C．利用三倍体无子西瓜不能培育出三倍体的无子西瓜D．经低温处理得到的多倍体，不是所有细胞的染色体数目都加倍3．秋水仙素诱导多倍体形成的原因是（）A．诱导染色体多次复制B．抑制细胞有丝分裂时纺锤体的形成C．促进染色体单体分开，形成染色体D．促进细胞融合4．下列有关单倍体的叙述，最恰当的是A．体细胞中只含有一个染色体组的个体B．体细胞中染色体的数目为奇数的个体C．体细胞中含有奇数个染色体组的个体D．由本物种生殖细胞直接发育成的个体5．下列关于“低温诱导植物染色体数目的变化”实验的叙述，错误的是A．用盐酸和酒精混合液解离根尖后即可染色B．染色常用的染液为改良的苯酚品红，也可用醋酸洋红替代C．最好选用分裂中期的细胞进行观察，此时染色体形态最清晰D．低温处理与观察不能同时进行6．下列有关“低温诱导植物染色体数目的变化”实验的分析，错误的是A．有利于细胞分散开来的两个关键步骤是解离和压片B．视野中染色体数目已加倍的细胞占多数C．用卡诺氏液浸泡洋葱根尖的目的是固定细胞的形态D．染色体数目变化的原因是低温抑制了纺锤体的形成7．如图为三倍体无子西瓜的培育过程。
有关分析错误的是（ ）A ．无子西瓜是由四倍体植株和二倍体植株杂交产生的B ．三倍体无子西瓜培育的原理是染色体数目变异C ．三倍体植株不能进行细胞分裂，不能形成种子D ．秋水仙素能抑制有丝分裂过程中纺锤体的形成8．小麦的高茎（A ）对矮茎（a ）为显性，抗病（T ）对易感病（t ）为显性。
如下表示培育矮茎抗病优良品种的流程，其中高茎抗病亲本植株为纯合子。
下列相关叙述，错误的是（ ）高茎抗病→F 1−−→①花粉−−→②幼苗→③可育植株−−→④矮茎抗病优良品种 A ．图中①过程可能会出现两种基因重组B ．图中②过程的原理是植物体细胞的全能性C ．图中③过程常使用秋水仙素处理幼苗D ．图中④过程淘汰的个体也能稳定遗传9．如图①为某染色体的结构示意图，在②～⑤中，由于重复引起染色体结构变异的是A ．②B ．③C ．④D ．⑤10．下列关于染色体结构变异的叙述，正确的是A ．染色体之间的交换属于染色体结构变异B ．只有在有丝分裂过程中才能发生染色体结构变异C ．猫叫综合征是5号染色体部分缺失引起的一种遗传病D ．染色体结构变异对生物都是不利的，甚至会导致生物死亡11．下列关于染色体变异的叙述，正确的是A ．染色体结构变异和数目变异都可在有丝分裂和减数分裂过程中发生B．染色体结构变异能改变细胞中基因数量，数目变异不改变基因数量C．染色体结构变异导致生物性状发生改变，数目变异不改变生物性状D．染色体结构变异通常用光学显微镜可以观察到，数目变异观察不到12．下列关于染色体数目和染色体组数目的叙述，错误的是A．染色体数目变异产生的后代可能是不育的B．四倍体植株的卵细胞中含有2个染色体组C．单倍体植株的染色体组数目是本物种正常植株的一半D．染色体组数目的变化必然会导致基因种类的增多13．下列关于单倍体、二倍体、三倍体和八倍体的叙述，正确的是A．八倍体小麦的单倍体有四个染色体组B．六倍体小麦花药离体培养所得个体是三倍体C．体细胞中只有一个染色体组的个体才是单倍体D．体细胞中含有两个染色体组的个体一定是二倍体14．下列是对a～g所示的生物体细胞图中各含有几个染色体组的叙述，正确的是（）A．细胞中含有一个染色体组的是g图，该个体未必是单倍体B．细胞中含有两个染色体组的是c、d图，该个体是二倍体C．细胞中含有三个染色体组的是a、b图，但该个体未必是三倍体D．细胞中含有四个染色体组的是e、f图，该个体一定是四倍体15．下图是用基因型为AaBb（两对基因独立遗传）植物产生的花粉进行单倍体育种的示意图，叙述错误的是A．过程①是花药离体培养，②是秋水仙素B．植株A高度不育，有4种基因型C．植株A的基因型为aaBB的可能性为0D．植株B为二倍体，既有纯合子，又有杂合子16．通常四倍体青蒿中青蒿素的含量高于野生型青蒿(2N=18).现有一株四倍体青蒿的基因型为Aaaa（不考虑基因突变），下列叙述正确的是A．该植株花药离体培养并加倍后的个体均为纯合子B．用秋水仙素处理野生型青蒿即可获得四倍体青蒿C．该植株与野生型青蒿杂交后可获得染色体数为27的单倍体D．在该植株正在分裂的细胞中含a基因的染色体最多可达6条17．小鼠(2N=40）胚胎期某细胞发生如图所示的异常分裂（未绘出的染色体均正常），其中A为抑癌基因，a为A的突变基因。
下列说法正确的是A．该分裂过程中形成20个四分体B．该分裂产生Aa或aa子细胞的概率均为1/2C．子细胞aa在适宜条件下可能无限增殖D．图中的染色体异常分离属于染色体结构变异18．番茄(2N＝24)种群中偶尔会出现一种三体植株(6号染色体有3条)，在减数分裂过程中，这3条染色体的任意两条向细胞一极移动，剩余一条移向细胞另一极(含一条或两条6号染色体的配子成活率相同)，细胞中其他染色体正常分离。
下列关于三体番茄的叙述，正确的是A．该三体番茄细胞中含有3个染色体组B．该三体番茄的形成过程中发生了染色体数目变异C．该三体番茄植株与正常番茄植株杂交，子代三体的概率为1/4D．该三体番茄植株在进行细胞分裂时，体细胞中最多出现49条染色体19．科学家发现一类具有优先传递效应的外源染色体，即“杀配子染色体”，它通过诱导普通六倍体小麦（6n=42）发生染色体结构变异，以实现优先遗传，其作用机理如图所示。
下列相关叙述错误的是A．导入“杀配子染色体”后小麦发生的变异属于可遗传的变异B．图中可育配子①与正常小麦配子受精后，发育成的个体有43条染色体C．为观察染色体数目和结构，可选择处于有丝分裂中期的细胞D．由图中可育配子直接发育成的个体的体细胞中含有3个染色体组，为三倍体二、综合题20．已知水稻抗病（R）对感病（r）为显性，有芒（B）对无芒（b）为显性，两对基因自由组合，体细胞染色体数为24条。
现用单倍体育种方法选育抗病、有芒水稻新品种。
（1）诱导4种性状单倍体所用的花药，应取自基因型为__________的植株。
（2）为获得上述植株，应采用基因型为__________和__________的两亲本进行杂交。
（3）在培养过程中，一部分花药壁细胞能发育成植株，该花药壁细胞植株表现为__________（填“可育”或“不育”），体细胞染色体数为__________，结实性为__________（填“结实”或“不结实”）。
（4）在培养过程中，单倍体有一部分能自然加倍成为二倍体植株，该二倍体植株表现为__________（填“可育”或“不育”），体细胞染色体数为__________，结实性为__________（填“结实”或“不结实”）。
（5）自然加倍植株和花药壁植株中都存在抗病、有芒的表现型，为获得稳定遗传的抗病、有芒新品种，本实验应选以上两种植株中的__________植株，因为自然加倍植株__________，花药壁植株__________。
（6）鉴别上述自然加倍植株与花药壁植株的方法是______________________________。
三、实验题21．果蝇是经典的遗传学实验材料，其染色体组成如下图所示。
Ⅳ号常染色体是最小的一对，Ⅳ号染色体的单体型和三体型在多种性状表现上与正常型不同，减数分裂时，单体型的一条Ⅳ号染色体以及三体型多余的一条Ⅳ号染色体随机地移向两极，均为可育。
无眼基因(e)位于Ⅳ号染色体上。
请据图回答：（1）实验一:正常型无眼雌果蝇与单体型有眼雄果蝇（基因型为E)交配，孵化出来一些F1个体。
无眼雌果蝇的基因型是____，后代眼的表现型有____种；F1中____________ 果蝇的出现，证实了无眼基因在Ⅳ号染色体上。
（2）上述实验Fi中某些个体不能完成孵化，它们均为无眼型，其基因型是____，不能成活的原因可能是________。
（3）实验二:三体型有眼雄果蝇(基因型表示为EEE)与无眼雌果蝇交配，三条Ⅳ号染色体在减数分裂时形成的精子的基因组成是________, F1中三体型果蝇所占的比例是________F1的表现型是________ F1雌雄交配,F2中将________ (填“有”或“没有”）无眼果蝇出现。
参考答案1．B【解析】【分析】（1）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；（2）染色体组的特点是不含同源染色体，不含等位基因。
【详解】染色体组是一组非同源染色体，即在一个染色体组中不存在同源染色体，因而一个染色体组中染色体的形态、大小各不相同，A正确；雄果蝇的染色体组成是3对常染色体+X+Y染色体，故雄果蝇一个染色体组由3条不同的常染色体+X或3条不同的常染色体+Y染色体组成，B错误；据染色体组的定义可知，一个染色体组该物种生长发育所需要的全部遗传信息，C 正确；染色体组成倍增加或减少为染色体数目变异，属于可遗传变异，D正确。
【点睛】正确区分果蝇的基因组与染色体组构成：（1）基因组:3条常染色体+X+Y；（2）染色体组：3条常染色体+X或3条常染色体+Y。
2．C【分析】自然界中，几乎全部动物和过半数高等植物都是二倍体。
多倍体在植物中很常见，在动物中极少见。
与二倍体植株相比，多倍体植株常常是茎秆粗壮，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。
三倍体植物在减数分裂过程中，同源染色体联会紊乱，不能产生可育的配子，因此不能产生后代。
低温诱导形成多倍体的机理是：作用于正在分裂的细胞，能够抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞两极，从而引起细胞内染色体数目加倍。
【详解】A、多倍体在植物中很常见，在动物中很少见，A正确；B、多倍体草莓的果实一般长得比二倍体草莓的大，B正确；C、三倍体无子西瓜在减数分裂过程中，同源染色体联会紊乱，不能产生可育的配子，因此利用三倍体无子西瓜，不能通过有性生殖的方式培育出三倍体的无子西瓜，但可以通过植物组织培养等无性生殖的方式培育出三倍体的无子西瓜，C错误；D、低温只有作用于正在分裂的细胞，才能够通过抑制纺锤体的形成而导致细胞内的染色体数目加倍，所以经低温处理得到的多倍体，不是所有细胞的染色体数目都加倍，D正确。
