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第5章 基因突变及其他变异第2节 染色体变异学习导航 1.结合图5－5，阐明染色体结构变异的类型和结果。
2.结合教材实例，简述二倍体、多倍体和单倍体的概念。
3.通过教材实验，了解多倍体育种的原理和操作过程。
重难点击 1.理解染色体组的概念。
2.理解二倍体、多倍体和单倍体的概念。
3.单倍体育种和多倍体育种的原理和过程。
课堂导入舟舟， 1978年4月1日出生在中国的武汉。
他是个先天性愚型患者，智力只相当于几岁的小孩子。
舟舟从小偏爱指挥，当音乐响起时，舟舟就会拿起指挥棒，挥动短短的手臂，惟妙惟肖地做出标准的指挥动作，直到曲终。
研究表明舟舟身材矮小、智力低下的根本原因是：第21号染色体比常人多了1条。
那么染色体都有哪些变异，对生物有什么影响呢？本节课我们来学习染色体变异。
内容索引一、染色体结构的变异二、染色体数目的变异三、低温诱导植物染色体数目的变化及育种当堂检测一、染色体结构的变异基础梳理1.含义染色体结构的改变，会使排列在染色体上的基因的 或 发生改变，而导致 的变异。
2.类型图解变化名称举例染色体b 片段______缺失猫叫综合征；果蝇缺刻翅数目排列顺序性状丢失染色体b片段____重复果蝇的棒状眼染色体断裂的片段(d、g)移接到另一条_____________上易位人慢性粒细胞白血病同一条染色体上某一片段(ab) 了倒位略增加非同源染色体位置颠倒3.结果不利大多数染色体结构变异对生物体是的，有的甚至会导致生物体死亡。
下图①②③④分别表示不同的变异类型，其中图③中的基因2由基因1变异而来。
据此分析：答案 图①发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间，属于基因重组；图②发生在非同源染色体之间，属于染色体结构变异中的易位。
问题探究1.图①和图②的变异分别发生在哪种染色体之间？属于哪类变异？答案 图②是易位，会使排列在染色体上的基因的数目或排列顺序发生改变；图③是基因突变，只是改变基因的结构，不改变染色体上的基因的数目或排列顺序。
↓重点知识：1、染色体变异：光学显微镜下可见染色体结构的变异或者染色体数目变异。
2、染色体结构的变异：指细胞内一个或几个染色体发生片段的缺失(染色体的某一片段消失)、增添(染色体增加了某一片段)、颠倒(染色体的某一片段颠倒了180o)或易位(染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上)等改变3、染色体数目的变异：指细胞内染色体数目增添或缺失的改变。
4、染色体组：一般的，生殖细胞中形态、大小不相同的一组染色体，就叫做一个染色体组。
细胞内形态相同的染色体有几条就说明有几个染色体组。
5、二倍体：凡是体细胞中含有两个染色体组的个体，就叫～。
如.人果，蝇，玉米.绝大部分的动物和高等植物都是二倍体.6、多倍体：凡是体细胞中含有三个以上染色体组的个体，就叫～。
如：马铃薯含四个染色体组叫四倍体，普通小麦含六个染色体组叫六倍体(普通小麦体细胞6n，42条染色体，一个染色体组3n，21条染色体。
)，7、一倍体：凡是体细胞中含有一个染色体组的个体，就叫～。
8、单倍体：是指体细胞含有本物种配子染色体数目的个体。
9、花药离体培养法：具有不同优点的品种杂交，取F1的花药用组织培养的方法进行离体培养，形成单倍体植株，用秋水仙素使单倍体染色体加倍，选取符合要求的个体作种。
1、染色体变异包括染色体结构的变异(染色体上的基因的数目和排列顺序发生改变)，染色体数目变异。
2、多倍体育种：a、成因：细胞有丝分裂过程中，在染色体已经复制后，由于外界条件的剧变，使细胞分裂停止，细胞内的染色体数目成倍增加。
(当细胞有丝分裂进行到后期时破坏纺锤体，细胞就可以不经过末期而返回间期，从而使细胞内的染色体数目加倍。
)b、特点：营养物质的含量高;但发育延迟，结实率低。
c、人工诱导多倍体在育种上的应用：常用方法---用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗;秋水仙素的作用---秋水仙素抑制纺锤体的形成;实例：三倍体无籽西瓜(用秋水仙素处理二倍体西瓜幼苗得到四倍体西瓜;用二倍体西瓜与四倍体西瓜杂交，得到三倍体的西瓜种子。
205神州教育“染色体变异(第1课时)”教学设计马营辽宁省兴城市高级中学一、教材分析“染色体变异”是高中生物(人教版)必修2第5章“遗传和变异”中的第2节内容，这节课包括染色体结构和染色体数目两方面内容，其中涉及的相关概念有染色体组、二倍体、多倍体、单倍体等。
其中染色体数目变异是本节课重点内容，也是学习难点，在实际生产和生活实践中应用颇多。
2、教材地位本节课内容与必修1学习的有丝分裂、必修2前面学习的减数分裂与受精作用等有着密切的联系，与实际生活和人类疾病与健康息息相关，因此，学习本节课内容，能激发学生对生物科学的学习兴趣。
二、教学目标1、知识目标(1)能区分染色体结构变异的四种类型，说出染色体变异对生物的影响(2)理解染色体组、二倍体、多倍体及单倍体的概念2、能力目标(1)培养分析能力和综合归纳能力(2)培养合作意识和动手能力3、情感态度与价值观理解生物界的这种可遗传变异，感知生命的奥秘三、教学重点与难点1、教学重点(1)染色体结构变异的四种类型(2)染色体组、二倍体、多倍体和单倍体的概念2、教学难点染色体组、二倍体、多倍体和单倍体的概念四、设计理念和思路根据“高中生物学课程标准”的基本理念，依据探究性学习、概念学习的原则，我在教学设计过程中采用了主体性教学模式。
提倡自主、合作、探究的学习方法，注重学生的观察、交流、合作、归纳等能力的培养，设计问题情境，在原有知识的基础上建构新概念。
五、教学方法引导法、讲授法、讨论法、演示法等六、教学过程(一)设计情境，导入新课展示实物：有子西瓜和无子西瓜进行对比，提出无子西瓜是怎样形成的？师：在某些因素影响下，染色体的结构或数目可能会发生改变，从而引起生物性状的改变，这种变异就叫做染色体变异。
(板书：第2节 染色体变异)我们先来学习染色体结构变异。
(板书：一、染色体结构变异)(二)讨论交流，学习新知1、染色体结构变异多媒体播放猫街综合征患儿的录像，患儿具有什么样的症状？哭声轻、音调高，像猫叫，两眼较低，存在严重智力障碍病因是什么？5号染色体部分缺失师：同学们再思考一下除了这种染色体部分丢失引起的染色体结构变化外，还有没有其他类型？生：阅读教材相关内容，分小组讨论四种结构变异类型的差别，然后每小组派出一名代表报告小组讨论结果(通过讨论能基本完成目标)师：在某些特定条件下，染色体的数目也会发生变化，接下来我们学习染色体数目变异染色体数目变异可分为两种类型：一是细胞内个别染色体的增加或减少，例如：21三体综合征(展示21三体综合征患照片)；二是细胞内的染色体以染色体组的形式成倍的增加或减少。
第1课时 染色体结构变异与染色体数目变异(一)1．阐明染色体结构变异的类型和结果。
2．理解染色体组、二倍体和多倍体的概念及特点。
一、染色体结构变异1．概念：染色体较大范围的结构改变，叫做染色体结构变异。
2．类型：重复、缺失、倒位、易位。
其中阻碍基因交换的是倒位，造成染色体间基因重排的是易位。
3．遗传效应(1)染色体结构的改变，会使排列在染色体上的基因的数目和排列顺序发生改变，而导致性状的变异。
(2)大多数染色体结构变异对生物是不利的。
二、染色体数目变异1．类型：整倍性变异和非整倍性变异。
2．染色体组(1)概念：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，但是携带着控制这种生物生长发育、遗传和变异的全部信息。
(2)举例：图中的雄果蝇体细胞染色体中X 、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ或Y 、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ就代表一个染色体组，与其精子中的染色体相同。
3．整倍性变异(1)含义：细胞内的染色体数目以染色体组为单位成倍增加或减少。
(2)二倍体、多倍体①二倍体：体细胞中含有两个染色体组的个体。
②多倍体：体细胞中含有三个或三个以上的染色体组。
③多倍体的形成a ．原理：细胞核中染色体正常分裂而细胞分裂受阻。
b ．方式⎩⎪⎨⎪⎧发生于配子形成时产生二倍体配子发生于体细胞有丝分裂过程，产生多倍体植株④多倍体的特点茎秆粗壮，叶片、果实和种子较大，糖类和蛋白质等营养物质的含量有所增加，成熟延迟，结实率低。
判一判(1)果蝇的棒状眼是基因重复造成的。
(√)(2)倒位会导致染色体上基因的重排。
(√)(3)易位是基因重组的一种。
(×)(4)果蝇的一个染色体组包括两对染色体。
(×)(5)二倍体生物的生殖细胞中的所有染色体就是一个染色体组。
(√)染色体结构变异的类型及遗传效应类型原因遗传效应图解实例缺失一条正常染色体断裂后丢失一个片段；同源染色体配对时可形成缺失环缺失片段越大，对个体影响越大。
轻则影响个体生活力，重则引起死亡玉米白化苗和褐色中脉重复染色体上增加了相同的某个区段引起的遗传效应比缺失小，重复部分太大会影响个体生活力果蝇的棒状眼倒位一条染色体片段断裂后倒转180°后重新接到原位形成的配子大多异常，从而影响个体的生育易位一条染色体臂的一段移接到另一条非同源染色体的臂上的结构变异产生部分异常配子，使配子的可育性降低或产生有遗传病的后代人慢性粒细胞白血病(1)从变异的范围看基因内部个别碱基对的增添、缺失和替换⇒基因突变，即改变发生于“基因内部”，从而改变了基因结构；“基因”数目或排列顺序的改变⇒染色体结构变异，即改变发生于基因数目或排序，不曾深入基因内部。
(2)从变异的结果看⎩⎪⎨⎪⎧染色体上基因的数量和位置不改变⇒基因突变基因的数量和排列顺序改变⇒染色体结构变异 (3)从镜检的结果看：基因突变在显微镜下观察不到，而染色体结构变异可通过显微镜观察到。
2．易位与交叉互换的比较染色体易位交叉互换图 解区 别发生于非同源染色体之间发生于同源染色体的非姐妹染色单体间属于染色体结构变异 属于基因重组 可在显微镜下观察到在显微镜下观察不到1．在减数第一次分裂前的间期，某些原因导致果蝇Ⅱ号染色体上的DNA 分子：(1)缺失了一个基因，(2)缺失了一对碱基。
它们分别属于( )A ．染色体变异、基因突变B ．基因突变、染色体变异C ．染色体变异、染色体变异D ．基因突变、基因突变解析：选A 。
基因突变改变的是基因的内部分子结构，不改变基因的数目和位置；染色体结构变异可改变基因的数目和排列顺序。
2．如图①②③④分别表示不同的变异类型，其中图③中的基因2由基因1变异而来。
下列有关说法正确的是( )A ．①②都表示易位，发生在减数分裂的四分体时期B ．③中的变异属于染色体结构变异中的缺失C ．④中的变异属于染色体结构变异中的缺失或重复D ．图中4种变异能够遗传的是①③解析：选C 。
①表示基因重组中的交叉互换，因为其发生在同源染色体之间；②表示染色体结构变异中的易位，因为其发生在非同源染色体之间；③表示基因突变中碱基对的缺失；④表示染色体的缺失或重复。
图中4种变异都是可遗传的变异。
染色体结构变异的两个错误认识(1)错误1：染色体变异对生物体都是不利的。
染色体结构变异并不都是不利的，有的是中性的，极少数是有利的。
(2)错误2：染色体结构变异和基因突变都属于分子层次的变异。
前者属于细胞层次，后者属于分子层次。
染色体组与二倍体和多倍体1．对染色体组概念的理解(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的存在。
(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。
可依此来判断染色体组的数目。
(3)从功能上看，一个染色体组携带着一种生物生长发育、遗传和变异的全部遗传信息。
(4)从物种类型上看，每种生物染色体组都是固定的。
2．染色体组数的判断(1)结合染色体的形态判断：细胞内某形态染色体共有几条，则含有几个染色体组，如图细胞有四个染色体组。
(2)结合基因型判断：在细胞或生物体中，控制同一性状的基因出现几次，则有几个染色体组，如图细胞含有四个染色体组。
(3)结合染色体数目和染色体形态数判断：染色体组的数目＝染色体数/染色体形态数，如图所示共有8条染色体，染色体形态数为4，所以染色体组数为2。
3．二倍体和多倍体的比较比较项目二倍体多倍体发育起点受精卵受精卵染色体组数含有两个染色体组含有三个或三个以上的染色体组自然成因配子正常受精发育而来环境条件突然恶化，纺锤体形成受阻植株特点正常形态特征茎秆粗壮，叶片、叶片上的细胞、气孔和果实都比较大，糖类和蛋白质等营养物质的含量比较高可育性可育，结实率高可育，结实率低1．如图为果蝇体细胞染色体组成示意图，以下说法正确的是( )A．果蝇的一个染色体组含有的染色体是Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X、YB．X染色体上的基因控制的性状遗传，均表现为性别差异C．果蝇体内的细胞，除生殖细胞外都只含有两个染色体组D．Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X(或Y)四条染色体携带了控制果蝇生长发育所需的全部遗传信息解析：选D。
一个染色体组是没有同源染色体的，而X与Y为一对同源染色体。
X染色体与Y染色体具有同源区段，此区段上基因控制的性状无性别差异。
果蝇体内的细胞有的处于有丝分裂状态，此过程后期的细胞含有四个染色体组。
一个染色体组中含有发育成个体的全套遗传信息。
2．如图表示某植物正常体细胞的染色体组成，Aa、Bb、Cc、Dd代表四对同源染色体。
下列各选项中，可能是该植物染色体组成的是( )A．ABCd B．AaaaC．AaBbCcDd D．AaaBbb解析：选B。
由图可以看出，同源染色体出现了四次，该植物属于四倍体，故染色体组成可能是Aaaa。
核心知识小结[要点回眸] [规范答题]1．染色体结构变异包括缺失．．、重复．．、倒．位和易位．．．．等几种类型。
2．染色体结构变异可改变染色体上的基．因的数目或排列顺序．．．．．．．．．，可在显微镜下观察到。
3．二倍体生物正常配子中．．．．．．．．．．的一组染色体是一个染色体组。
4．由受精卵．．．发育而来的个体，体细胞中含几个染色体组，就是几倍体。
[随堂检测]1．已知某物种一条染色体上依次排列着A、B、C、D、E五个基因，下面列出的几种改变情况中，未发生染色体结构改变的是( )解析：选D。
已知染色体上含A、B、C、D、E五个基因，A选项中缺失了D、E基因；B 选项中增加了E基因；C选项中基因E、D颠倒，上述三种情况分别为染色体结构变异中的缺失、重复、倒位；D选项中属于基因突变。
2．某男子表现型正常，但其一条14号和一条21号染色体相互连接形成一条异常染色体，如图甲。
减数分裂时异常染色体的联会如图乙，配对的三条染色体中，任意配对的两条染色体分离时，另一条染色体随机移向细胞任一极。
下列叙述正确的是( )A．图甲所示的变异属于基因重组B．观察异常染色体应选择处于分裂间期的细胞C．如不考虑其他染色体，理论上该男子产生的精子类型有8种D．该男子与正常女子婚配能生育染色体组成正常的后代解析：选D。
由题意可知，一条14号染色体和一条21号染色体相互连接形成一条异常染色体，并丢失一个小片段，此变异属于染色体变异，A项错误；分裂中期染色体螺旋化程度最高，该时期是观察异常染色体的最佳时期，B项错误；若不考虑其他染色体，根据染色体分离的不同情况，该男子产生的精子类型有6种，即仅具有异常染色体、同时具有14号和21号染色体、同时具有异常染色体＋14号染色体、仅具有21号染色体、同时具有异常染色体＋21号染色体、仅具有14号染色体，C项错误；因该男子可产生同时具有14号和21号染色体的正常精子，故与正常女子婚配能生育染色体组成正常的后代，D项正确。
3．某生物正常体细胞的染色体数目为8条，如图能表示有一个染色体组的是( )解析：选C。
图中含有一个染色体组的为B和C，其中B中每个染色体组含有3条染色体，体细胞中不可能为8条染色体，因此B错误。
4．一株同源四倍体玉米的基因型为Aaaa，其异常联会形成的部分配子也可受精形成子代。
下列相关叙述正确的是( )A．上图表示的过程发生在减数第一次分裂后期B．自交后代会出现染色体数目变异的个体C．该玉米单穗上的籽粒基因型相同D．该植株花药培养加倍后的个体均为纯合子解析：选B。
图示的联会过程发生在减数第一次分裂前期，A项错误；由异常联会图示可知，同源染色体中的三条染色体可移到一个细胞中，而另一条染色体可移到另一个细胞中，因此，减数分裂后形成的配子中有的染色体数目异常，自交后代会出现染色体数目变异的个体，B项正确；该玉米单穗上的籽粒可由不同基因型的配子结合形成，因此基因型可能不同，C项错误；该植株形成的配子中有的基因型为Aa，含这种配子的花药培养加倍后形成的个体是杂合子，D项错误。
5．在某基因型为AA的二倍体水稻根尖中，发现一个如图所示的细胞(图中Ⅰ、Ⅱ表示该细胞中部分染色体，其他染色体均正常)，以下分析合理的是( )A．a基因产生的原因可能是其亲代产生配子时发生了基因突变B．该细胞一定发生了染色体变异，一定没有发生基因自由组合C．该细胞产生的各项变异均可在光学显微镜下直接进行观察D．该细胞的变异均为可遗传变异，都可通过有性生殖传给后代解析：选B。
水稻根尖细胞进行有丝分裂，可能是该过程中发生了基因突变， A错误；细胞中Ⅱ号染色体是3条，一定发生了染色体变异，基因的自由组合发生在减数分裂过程中，B正确；基因突变不能用光学显微镜直接进行观察，C错误；水稻根尖细胞是体细胞，发生的变异不能通过有性生殖传给后代，D错误。
6．如图是果蝇的染色体图解，请据图回答有关问题：(1)写出与性别有关的染色体的名称：________。
