2024-2025高中生物第1單元第2章第1節(jié)染色體數(shù)目變異對(duì)性狀的影響學(xué)案中圖版必修2

PAGEPAGE13第一節(jié)染色體數(shù)目變異對(duì)性狀的影響1．簡(jiǎn)述染色體組、單倍體、二倍體的概念，了解單倍體的特點(diǎn)及其在育種上的意義。(重難點(diǎn))2．簡(jiǎn)述多倍體的概念、形成緣由及其特點(diǎn)。(重點(diǎn))3．了解人工誘導(dǎo)多倍體在育種上的應(yīng)用和成就。染色體數(shù)目與染色體組1．染色體組(1)形態(tài)和功能互不相同的非同源染色體。(2)含本物種一整套遺傳信息，共同限制生物的生長(zhǎng)和發(fā)育、遺傳和變異。2．二倍體發(fā)育起點(diǎn)受精卵染色體組數(shù)體細(xì)胞中含有兩個(gè)染色體組實(shí)例幾乎全部動(dòng)物和過(guò)半數(shù)的高等植物3.單倍體體細(xì)胞中含有本物種配子染色體數(shù)目的個(gè)體。4．人類染色體組成eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(常染色體：22對(duì),性染色體1對(duì)\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(男性：XY,女性：XX))))[合作探討]探討1：依據(jù)人體的染色體組成，你能推想人類卵細(xì)胞和精子中常染色體及性染色體狀況嗎？提示：卵細(xì)胞：22條常染色體＋X性染色體，精子：22條常染色體＋X(或Y)性染色體。探討2：請(qǐng)你推想孩子的性別取決于父方還是母方？提示：取決于參加受精的精子是含X染色體，還是含Y染色體，前者形成的受精卵為XX，發(fā)育為女孩，后者形成的受精卵為XY，發(fā)育為男孩。探討3：一個(gè)染色體組中有同源染色體嗎？提示：沒(méi)有，一個(gè)染色體組實(shí)質(zhì)是指限制某種生物生長(zhǎng)和發(fā)育、遺傳、變異的一組非同源染色體。[思維升華]1．一個(gè)染色體組所含染色體的三大特點(diǎn)(1)一個(gè)染色體組中不含有同源染色體。(2)一個(gè)染色體組中所含有的染色體形態(tài)、大小和功能各不相同。(3)一個(gè)染色體組中含有限制一種生物性狀的一整套遺傳信息(即含一整套基因)。2．染色體組數(shù)目的三類常用推斷方法(1)據(jù)染色體形態(tài)推斷細(xì)胞內(nèi)形態(tài)相同的染色體有幾條，則含有幾個(gè)染色體組。如下圖所示的細(xì)胞中，形態(tài)相同的染色體a中有4條，b中有3條，c中兩兩相同，d中各不相同，則可判定它們分別含4個(gè)、3個(gè)、2個(gè)、1個(gè)染色體組。(2)依據(jù)染色體數(shù)目和染色體形態(tài)推算含有幾個(gè)染色體組。染色體組數(shù)＝eq\f(染色體數(shù)目,染色體形態(tài)數(shù))。(3)依據(jù)細(xì)胞分裂圖像推斷：以二倍體、生殖細(xì)胞中的染色體數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)，推斷題目圖示中的染色體組數(shù)。如圖所示：①減數(shù)第一次分裂前期，染色體4條，二倍體、生殖細(xì)胞中染色體2條，每個(gè)染色體組有2條染色體，該細(xì)胞中有2個(gè)染色體組。②減數(shù)其次次分裂前期，染色體2條，生殖細(xì)胞中染色體2條，每個(gè)染色體組有2條染色體。該細(xì)胞中有1個(gè)染色體組。③減數(shù)第一次分裂后期，染色體4條，生殖細(xì)胞中染色體2條，每個(gè)染色體組有2條染色體。該細(xì)胞中有2個(gè)染色體組。④有絲分裂后期，染色體8條，生殖細(xì)胞中染色體2條，每個(gè)染色體組有2條染色體，該細(xì)胞中有4個(gè)染色體組。(4)舉例：雄果蠅染色體組成如下1．如圖表示細(xì)胞中所含的染色體，下列敘述不正確的是()A．①代表的生物可能是二倍體，其每個(gè)染色體組含4條染色體B．②代表的生物可能是二倍體，其每個(gè)染色體組含3條染色體C．③代表的生物可能是單倍體，其每個(gè)染色體組含2條染色體D．④代表的生物可能是單倍體，其每個(gè)染色體組含4條染色體【解析】本題考查對(duì)染色體組數(shù)及生物倍性的推斷，意在考查考生的理解實(shí)力及識(shí)圖分析實(shí)力。①所示的細(xì)胞有2個(gè)染色體組，每個(gè)染色體組含4條染色體，若它是由受精卵發(fā)育而來(lái)的個(gè)體的體細(xì)胞，則代表的生物是二倍體；②所示的細(xì)胞有3個(gè)染色體組，每個(gè)染色體組含2條染色體，若它是由受精卵發(fā)育而來(lái)的個(gè)體的體細(xì)胞，則代表的生物是三倍體；③所示的細(xì)胞有4個(gè)染色體組，每個(gè)染色體組含2條染色體，若它是由配子發(fā)育而來(lái)的個(gè)體的體細(xì)胞，則代表的生物是單倍體；④所示的細(xì)胞有1個(gè)染色體組，每個(gè)染色體組含4條染色體，它代表的生物可能是單倍體。【答案】B2．下列均屬于單倍體的一組是()①蜜蜂中的雄蜂②白蟻中的雄蟻③無(wú)子西瓜④具有三個(gè)染色體組的一般小麥⑤具有一個(gè)染色體組的玉米⑥具有兩個(gè)染色體組的豌豆A．①②④⑤ B．②③④⑤C．①③④⑥ D．①②④⑥【解析】本題考查單倍體的相關(guān)學(xué)問(wèn)，意在考查考生的理解實(shí)力。單倍體是指體細(xì)胞中含有本物種配子染色體數(shù)目的個(gè)體。蜜蜂中的雄蜂、白蟻中的雄蟻是由未受精的卵細(xì)胞發(fā)育而成的；無(wú)子西瓜為三倍體；一般小麥為六倍體，其配子中有三個(gè)染色體組；玉米是二倍體，其配子中有一個(gè)染色體組；豌豆是二倍體，其體細(xì)胞中含有兩個(gè)染色體組。【答案】A染色體數(shù)目變異對(duì)性狀的影響1．染色體數(shù)目變異的類型(1)整倍性變更：染色體數(shù)目變更是完整染色體組的變更。(2)非整倍性變更：染色體數(shù)目是增減個(gè)別染色體所致。(3)類型舉例：①整倍性變更eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(單倍體：在二倍體的基礎(chǔ)上削減一個(gè)染色體組,三倍體：在二倍體基礎(chǔ)上增加一個(gè)染色體組,多倍體：含有三個(gè)或三個(gè)以上染色體組的個(gè)體))②非整倍性變更：如單體、缺體、三體、雙三體、四體等。2．多倍體成因及特點(diǎn)(1)染色體組數(shù)：三個(gè)或三個(gè)以上。(2)植株特點(diǎn)①優(yōu)點(diǎn)：莖稈粗大、葉片及其上氣孔明顯增大、種子和果實(shí)等也大一些。②缺點(diǎn)：也有可能出現(xiàn)一些不良反應(yīng)，如葉子皺縮、分蘗削減、生長(zhǎng)緩慢、育性降低等。(3)形成緣由：染色體完成復(fù)制后，由于某種因素(如溫度驟變，某些化學(xué)物質(zhì)影響等)使得染色體不能正常移向兩極，細(xì)胞也不能分裂成兩個(gè)子細(xì)胞，于是就形成染色體數(shù)目加倍的細(xì)胞。3．單倍體成因及特點(diǎn)(1)染色體組數(shù)：一個(gè)或多個(gè)。(2)形成緣由：通常由未受精的卵細(xì)胞或精子發(fā)育而成。(3)特點(diǎn)：?jiǎn)伪扼w植株一般表現(xiàn)出個(gè)體矮小、生活力較弱，高度不育等現(xiàn)象。[合作探討]探討1：三體與三倍體分別含幾個(gè)染色體組？提示：三倍體含三個(gè)染色體組，而三體只含2個(gè)染色體組，只是其中某種形態(tài)的染色體有3條。探討2：?jiǎn)伪扼w確定含1個(gè)染色體組，對(duì)嗎？提示：不對(duì)，只要由配子發(fā)育而來(lái)，不論其含幾個(gè)染色體組均是單倍體。[思維升華]1．單倍體、二倍體和多倍體的比較2.“二看法”推斷單倍體、二倍體與多倍體1．下列關(guān)于染色體組、單倍體和二倍體的敘述中不正確的是()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：73730008】A．一個(gè)染色體組中不含同源染色體B．由受精卵發(fā)育而成的個(gè)體，體細(xì)胞含有兩個(gè)染色體組的叫二倍體C．含一個(gè)染色體組的個(gè)體是單倍體，單倍體不確定含一個(gè)染色體組D．人工誘導(dǎo)多倍體唯一的方法是用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗【解析】除了運(yùn)用秋水仙素之外，還可以在低溫條件下得到多倍體?！敬鸢浮緿2．如圖表示某些植株的體細(xì)胞，請(qǐng)據(jù)圖回答問(wèn)題：(1)確定是單倍體的是________圖，它是由________倍體的生殖細(xì)胞干脆發(fā)育形成的。(2)莖稈較粗大但不能產(chǎn)生種子的是________圖，推斷的理由是_________。(3)假如都不是由生殖細(xì)胞干脆發(fā)育形成，其中確定是二倍體的是____圖。(4)如圖C圖植株是由甲植株的卵細(xì)胞干脆發(fā)育形成的，那么C圖植株是________倍體，形成它的甲植物是________倍體，甲植株有性生殖形成種子時(shí)，發(fā)育中的胚乳細(xì)胞內(nèi)含________個(gè)染色體組?！窘馕觥?1)A、B、C、D四圖中依次含有的染色體組數(shù)是3、2、2、1，含有一個(gè)染色體組的確定是單倍體。(2)染色體組數(shù)大于等于三的植株莖稈較粗大，染色體組數(shù)為奇數(shù)的植物在減數(shù)分裂時(shí)會(huì)聯(lián)會(huì)紊亂，不能產(chǎn)生生殖細(xì)胞，也就不能產(chǎn)生種子。(3)由受精卵發(fā)育而來(lái)的，體細(xì)胞中含有幾個(gè)染色體組就是幾倍體，所以B、C圖表示的是二倍體細(xì)胞。(4)由卵細(xì)胞干脆發(fā)育形成的是單倍體，單倍體細(xì)胞中含有兩個(gè)染色體組，則原體細(xì)胞中含有四個(gè)染色體組，是四倍體。胚乳是由受精極核發(fā)育而來(lái)的，含有六個(gè)染色體組?！敬鸢浮?1)D二(2)A含有三個(gè)染色體組，減數(shù)分裂時(shí)會(huì)發(fā)生聯(lián)會(huì)紊亂而產(chǎn)生不行育的配子，因此，不能產(chǎn)生種子(3)B、C(4)單四六染色體數(shù)目變異在實(shí)踐中的應(yīng)用1．單倍體育種(1)方法：花藥離體培育。(2)過(guò)程：花藥離體培育→單倍體植株→人工誘導(dǎo)染色體加倍→正常生殖的純合體。(3)優(yōu)點(diǎn)：明顯縮短育種年限。2．多倍體育種(1)方法：用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗。(2)優(yōu)點(diǎn)：培育的植株抗逆實(shí)力強(qiáng)、穗大、子粒蛋白含量高，生長(zhǎng)優(yōu)勢(shì)強(qiáng)。[合作探討]探討1：?jiǎn)伪扼w育種是不是等于花藥離體培育？提示：?jiǎn)伪扼w育種不等于花藥離體培育。單倍體育種獲得的幾乎都是純合體，且有幾個(gè)染色體組就是幾倍體，而花藥離體培育得到的都是單倍體，僅是單倍體育種的一個(gè)步驟。探討2：?jiǎn)伪扼w育種時(shí)，常采納哪種方法人工誘導(dǎo)染色體加倍？應(yīng)怎樣處理？提示：?jiǎn)伪扼w育種過(guò)程中，常用秋水仙素人工誘導(dǎo)染色體加倍，處理材料應(yīng)為“幼苗”而不是“萌發(fā)的種子”，因?yàn)閱伪扼w往往不育，不能結(jié)出種子。探討3：人工誘導(dǎo)多倍體為何要處理萌發(fā)的種子或幼苗？提示：萌發(fā)的種子或幼苗的植物細(xì)胞有絲分裂旺盛，易于誘導(dǎo)染色體數(shù)目的加倍。[思維升華]1．單倍體育種流程切不行將“花藥離體培育”看作“單倍體育種”的全部，前者僅是后者的“手段”之一，經(jīng)其處理獲得的“單倍體幼苗”是“高度不育”的，本身在生產(chǎn)上無(wú)價(jià)值，故必需再經(jīng)“人工誘導(dǎo)染色體加倍”(如用秋水仙素處理)后，方可變成“可育”、“純合”的目標(biāo)品種。2．多倍體育種(1)原理：(2)三倍體無(wú)子西瓜的培育過(guò)程(3)留意問(wèn)題①兩次傳粉eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(第一次傳粉是為了進(jìn)行雜交獲得三倍體種子,其次次傳粉是為了供應(yīng)生長(zhǎng)素刺激子房發(fā)育,成果實(shí)))②秋水仙素處理后，新產(chǎn)生的莖、葉、花的染色體數(shù)目加倍，而未處理的根細(xì)胞中仍為兩個(gè)染色體組。③四倍體植株上結(jié)的西瓜，只有胚細(xì)胞內(nèi)含有三個(gè)染色體組。④三倍體西瓜無(wú)子的緣由：三倍體西瓜在減數(shù)分裂過(guò)程中，由于染色體聯(lián)會(huì)紊亂，不能產(chǎn)生正常配子。1．如圖是三倍體無(wú)子西瓜培育過(guò)程的部分圖解，在無(wú)子西瓜的培育過(guò)程中，接受花粉的植株是()A．甲 B．乙C．甲和丙 D．丙【解析】培育無(wú)子西瓜時(shí)，首先用秋水仙素將二倍體母本處理為四倍體(甲植株)，然后授以二倍體的花粉，所得種子為三倍體，三倍體種子種下去即是三倍體植株(丙植株)，由于三倍體植株減數(shù)分裂時(shí)聯(lián)會(huì)紊亂，所以無(wú)法形成正常的配子，但此時(shí)可以授以二倍體的花粉刺激三倍體植株的子房發(fā)育成果實(shí)?！敬鸢浮緾2．三倍體無(wú)子西瓜培育原理及流程如圖所示：(1)無(wú)子西瓜的培育方法叫________，其理論基礎(chǔ)是________。秋水仙素的作用是________________________________________________。(2)四倍體植株授以二倍體西瓜的花粉，所結(jié)果實(shí)各個(gè)部分的染色體組數(shù)目是：果皮________，種皮___________________，胚_(dá)_______，胚乳________。(3)三倍體植株應(yīng)授以二倍體植物成熟的花粉，其目的是_______________。(4)從變異的緣由及變異的種類看，無(wú)子西瓜是________________。(5)三倍體西瓜產(chǎn)量高，果實(shí)無(wú)子，含糖量提高10%左右，這些事實(shí)說(shuō)明染色體組倍增變更的意義在于___________________________。【解析】無(wú)子西瓜的培育是染色體變異的應(yīng)用，是利用秋水仙素抑制紡錘體的形成，從而使細(xì)胞內(nèi)的染色體數(shù)目加倍。利用二倍體給四倍體進(jìn)行授粉，在四倍體上結(jié)出西瓜，此西瓜的果皮和種皮均是由母本體細(xì)胞發(fā)育而成，均有4個(gè)染色體組，胚是受精作用的產(chǎn)物，應(yīng)有3個(gè)染色體組，胚乳是由母本供應(yīng)的兩個(gè)極核，父本供應(yīng)的一個(gè)精子，形成受精極核發(fā)育而來(lái)的，所以共有5個(gè)染色體組?！敬鸢浮?1)多倍體育種染色體變異抑制有絲分裂過(guò)程中紡錘體的出現(xiàn)，從而使染色體數(shù)目加倍(2)4435(3)刺激子房發(fā)育成無(wú)子果實(shí)(4)染色體變異引起的可遺傳變異(5)促使基因效應(yīng)增加制作并觀察根尖染色體加倍的裝片(實(shí)驗(yàn))1．試驗(yàn)原理低溫處理植物分生組織細(xì)胞，能夠抑制紡錘體的形成，染色體不能被拉向兩極，細(xì)胞不能分裂成兩個(gè)子細(xì)胞，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目加倍。2．試驗(yàn)步驟、現(xiàn)象視察eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(先低倍鏡：依據(jù)細(xì)胞特點(diǎn)找到分生區(qū)的細(xì)胞，,找到染色體數(shù)目變異的細(xì)胞,后高倍鏡：視察一個(gè)細(xì)胞中染色體數(shù)目，,比較不同細(xì)胞中的染色體數(shù)目))3．試驗(yàn)結(jié)論適當(dāng)?shù)蜏乜梢哉T導(dǎo)細(xì)胞中染色體數(shù)目加倍。4．低溫誘導(dǎo)的優(yōu)點(diǎn)低溫的作用與秋水仙素的作用基本相像，即作用于細(xì)胞分裂的前期，抑制紡錘體的形成。與秋水仙素相比，低溫條件簡(jiǎn)單創(chuàng)建和限制，成本低，對(duì)人體無(wú)害，易于操作。5．顯微鏡視察的不足由于顯微鏡視察到的是一個(gè)平面，而細(xì)胞是一個(gè)立體結(jié)構(gòu)，視察時(shí)染色體之間可能相互重疊，因此只能視察到染色體數(shù)目的增加，增加的詳細(xì)數(shù)目不簡(jiǎn)單確定。6．其他留意事項(xiàng)(1)根尖分生區(qū)在尖端，剪取根尖不能太長(zhǎng)。(2)加蓋玻片時(shí)，留意防止產(chǎn)生氣泡。(3)用顯微鏡視察時(shí)，要遵循“先低后高”的原則。(4)視察裝片時(shí)，裝片的移動(dòng)方向與物像的移動(dòng)方向相反?？蛇x擇不重疊或重疊較少的部位視察。(5)可以設(shè)置梯度溫度分組進(jìn)行培育，探究不同溫度對(duì)染色體數(shù)目變更的影響。1．下列關(guān)于低溫誘導(dǎo)染色體加倍試驗(yàn)的敘述，正確的是()A．原理：低溫抑制染色體著絲粒分裂，使子染色體不能分別移向兩極B．解離：體積分?jǐn)?shù)為70%的酒精溶液或濃酒精與濃硫酸混合液都可以使洋蔥根尖解離C．染色：龍膽紫染液和醋酸洋紅溶液都可以使染色體著色D．視察：顯微鏡下可以看到大多數(shù)細(xì)胞的染色體數(shù)目發(fā)生變更【解析】低溫誘導(dǎo)染色體加倍的原理：抑制紡錘體的形成，使子染色體不能分別移向兩極；體積分?jǐn)?shù)為70%的酒精為保存液，體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精溶液＋體積分?jǐn)?shù)為98%的濃硫酸溶液(1∶1)為解離固定液。低溫誘導(dǎo)染色體加倍的時(shí)期是前期，大多數(shù)細(xì)胞處于間期；龍膽紫染液和醋酸洋紅溶液都可以用于染色體的染色?！敬鸢浮緾2．探討表明：溫度驟變以及秋水仙素等理化因素都會(huì)使植物細(xì)胞染色體數(shù)目加倍。某同學(xué)為驗(yàn)證低溫能誘導(dǎo)洋蔥(2N＝16)根尖細(xì)胞染色體數(shù)目加倍，開展了相關(guān)的探討。請(qǐng)分析回答：(1)試驗(yàn)原理：低溫處理根尖細(xì)胞，能夠抑制________期________的形成，以致染色體不能移向兩極，細(xì)胞也不分裂。(2)材料用具：洋蔥、冰箱、______(顯微操作器材)，解離液和堿性染料等。(3)方法步驟：①培育洋蔥根尖，待不定根長(zhǎng)至1cm左右時(shí)，在冰箱的低溫室內(nèi)(4℃)誘導(dǎo)培育40h；②制作裝片：解離→保存→________→染色→制片；③顯微視察并繪圖：該同學(xué)用低倍鏡能清晰視察到細(xì)胞，但不能順當(dāng)換上高倍鏡，最可能的緣由是_____________________。(4)計(jì)數(shù)：若常溫下的裝片中，分裂期細(xì)胞占細(xì)胞總數(shù)的10%，細(xì)胞周期總時(shí)間為20h，則分裂間期經(jīng)驗(yàn)______h；該試驗(yàn)中處于分裂中期的細(xì)胞含有_______條染色體?！窘馕觥?1)低溫能抑制紡錘體的形成，洋蔥根尖進(jìn)行有絲分裂，故為有絲分裂的前期。(2)顯微鏡操作的器材不能只考慮顯微鏡，制作臨時(shí)裝片確定要有載玻片、蓋玻片等。(3)步驟②依據(jù)視察植物細(xì)胞有絲分裂試驗(yàn)中裝片制作步驟來(lái)回答。而步驟③，低倍鏡能清晰視察到細(xì)胞，但不能順當(dāng)換上高倍鏡，可見(jiàn)顯微鏡本身沒(méi)有問(wèn)題，可能是裝片的問(wèn)題導(dǎo)致焦距不合適。(4)依據(jù)處于某時(shí)期的細(xì)胞數(shù)與該時(shí)期時(shí)間長(zhǎng)短成正相關(guān)來(lái)計(jì)算。后一問(wèn)要留意的是在4℃下誘導(dǎo)培育40h，不確定每個(gè)細(xì)胞都發(fā)生了染色體數(shù)目的加倍，故染色體數(shù)目有的是16，有的是加倍后的32。假如能看到32條染色體，可能是這個(gè)細(xì)胞第一次分裂過(guò)程中，受到低溫影響，染色體已經(jīng)加倍，加倍后的細(xì)胞(4N＝32)在其次次分裂中期染色體有32條。【答案】(1)有絲分裂前紡錘體(2)顯微鏡、蓋玻片、載玻片(3)漂洗將裝片的蓋玻片放在了下面(4)1816或321．下列關(guān)于染色體組的敘述正確的是()A．染色體組內(nèi)不存在同源染色體B．染色體組只存在于生殖細(xì)胞中C．染色體組只存在于體細(xì)胞D．染色體組在減數(shù)分裂過(guò)程中消逝【解析】依據(jù)染色體組的概念可知，染色體組中無(wú)同源染色體。在減數(shù)分裂的過(guò)程中同源染色體分別，但染色體組不會(huì)消逝?！敬鸢浮緼2．下列各圖為不同細(xì)胞中的染色體示意圖，下列有關(guān)敘述正確的是()A．甲代表的生物確定是二倍體，其每個(gè)染色體組含一條染色體B．乙代表的生物可能是二倍體，其每個(gè)染色體組含兩條染色體C．丙代表的生物確定是二倍體，其每個(gè)染色體組含三條染色體D．丁代表的生物可能是單倍體，其每個(gè)染色體組含四條染色體【解析】甲、丙可能是二倍體，也可能是四倍體生物產(chǎn)生的單倍體。乙代表的生物可能是三倍體，不行能是二倍體，故A、B、C項(xiàng)均錯(cuò)誤?！敬鸢浮緿3．已知一般小麥?zhǔn)橇扼w，含有42條染色體。下列有關(guān)一般小麥的敘述中，不正確的是()A．它的單倍體植株的體細(xì)胞中含有21條染色體B．它的每個(gè)染色體組中含有7條染色體C．它的胚乳中含有3個(gè)染色體組D．離體培育它的花粉，產(chǎn)生的植株表現(xiàn)為高度不育【解析】單倍體雖然有時(shí)會(huì)含有2個(gè)或多個(gè)染色體組，但因?yàn)樗怯膳渥影l(fā)育而來(lái)的，統(tǒng)稱為單倍體。單倍體的染色體數(shù)與該物種的配子中