高中生物第1单元第2章第1节染色体数目变异对性状的影响学案中图版Word文件下载.docx

高中生物第1单元第2章第1节染色体数目变异对性状的影响学案中图版Word文件下载.docx

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探讨2：

请你推测孩子的性别取决于父方还是母方？

取决于参与受精的精子是含X染色体，还是含Y染色体，前者形成的受精卵为XX，发育为女孩，后者形成的受精卵为XY，发育为男孩。

探讨3：

一个染色体组中有同源染色体吗？

没有，一个染色体组实质是指控制某种生物生长和发育、遗传、变异的一组非同源染色体。

[思维升华]

1．一个染色体组所含染色体的三大特点

（1）一个染色体组中不含有同源染色体。

（2）一个染色体组中所含有的染色体形态、大小和功能各不相同。

（3）一个染色体组中含有控制一种生物性状的一整套遗传信息（即含一整套基因）。

2．染色体组数目的三类常用判断方法

（1）据染色体形态判断

细胞内形态相同的染色体有几条，则含有几个染色体组。

如下图所示的细胞中，形态相同的染色体a中有4条，b中有3条，c中两两相同，d中各不相同，则可判定它们分别含4个、3个、2个、1个染色体组。

（2）根据染色体数目和染色体形态推算含有几个染色体组。

染色体组数＝

。

（3）根据细胞分裂图像判断：

以二倍体、生殖细胞中的染色体数为标准，判断题目图示中的染色体组数。

如图所示：

①减数第一次分裂前期，染色体4条，二倍体、生殖细胞中染色体2条，每个染色体组有2条染色体，该细胞中有2个染色体组。

②减数第二次分裂前期，染色体2条，生殖细胞中染色体2条，每个染色体组有2条染色体。

该细胞中有1个染色体组。

③减数第一次分裂后期，染色体4条，生殖细胞中染色体2条，每个染色体组有2条染色体。

该细胞中有2个染色体组。

④有丝分裂后期，染色体8条，生殖细胞中染色体2条，每个染色体组有2条染色体，该细胞中有4个染色体组。

（4）举例：

雄果蝇染色体组成如下

1．如图表示细胞中所含的染色体，下列叙述不正确的是（　　）

A．①代表的生物可能是二倍体，其每个染色体组含4条染色体

B．②代表的生物可能是二倍体，其每个染色体组含3条染色体

C．③代表的生物可能是单倍体，其每个染色体组含2条染色体

D．④代表的生物可能是单倍体，其每个染色体组含4条染色体

【解析】　本题考查对染色体组数及生物倍性的判断，意在考查考生的理解能力及识图分析能力。

①所示的细胞有2个染色体组，每个染色体组含4条染色体，若它是由受精卵发育而来的个体的体细胞，则代表的生物是二倍体；

②所示的细胞有3个染色体组，每个染色体组含2条染色体，若它是由受精卵发育而来的个体的体细胞，则代表的生物是三倍体；

③所示的细胞有4个染色体组，每个染色体组含2条染色体，若它是由配子发育而来的个体的体细胞，则代表的生物是单倍体；

④所示的细胞有1个染色体组，每个染色体组含4条染色体，它代表的生物可能是单倍体。

【答案】　B

2．下列均属于单倍体的一组是（　　）

①蜜蜂中的雄蜂　②白蚁中的雄蚁　③无子西瓜

④具有三个染色体组的普通小麦　⑤具有一个染色体组的玉米　⑥具有两个染色体组的豌豆

A．①②④⑤B．②③④⑤

C．①③④⑥D．①②④⑥

【解析】　本题考查单倍体的相关知识，意在考查考生的理解能力。

单倍体是指体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体。

蜜蜂中的雄蜂、白蚁中的雄蚁是由未受精的卵细胞发育而成的；

无子西瓜为三倍体；

普通小麦为六倍体，其配子中有三个染色体组；

玉米是二倍体，其配子中有一个染色体组；

豌豆是二倍体，其体细胞中含有两个染色体组。

【答案】　A

染色体数目变异对性状的影响

1．染色体数目变异的类型

（1）整倍性改变：

染色体数目变化是完整染色体组的改变。

（2）非整倍性改变：

染色体数目是增减个别染色体所致。

（3）类型举例：

①整倍性改变

②非整倍性改变：

如单体、缺体、三体、双三体、四体等。

2．多倍体成因及特点

（1）染色体组数：

三个或三个以上。

（2）植株特点

①优点：

茎秆粗壮、叶片及其上气孔明显增大、种子和果实等也大一些。

②缺点：

也有可能出现一些不良反应，如叶子皱缩、分蘖减少、生长缓慢、育性降低等。

（3）形成原因：

染色体完成复制后，由于某种因素（如温度骤变，某些化学物质影响等）使得染色体不能正常移向两极，细胞也不能分裂成两个子细胞，于是就形成染色体数目加倍的细胞。

3．单倍体成因及特点

一个或多个。

（2）形成原因：

通常由未受精的卵细胞或精子发育而成。

（3）特点：

单倍体植株一般表现出个体矮小、生活力较弱，高度不育等现象。

三体与三倍体分别含几个染色体组？

三倍体含三个染色体组，而三体只含2个染色体组，只是其中某种形态的染色体有3条。

单倍体一定含1个染色体组，对吗？

不对，只要由配子发育而来，不论其含几个染色体组均是单倍体。

1．单倍体、二倍体和多倍体的比较

2.“二看法”判断单倍体、二倍体与多倍体

1．下列关于染色体组、单倍体和二倍体的叙述中不正确的是（　　）

【导学号：

73730008】

A．一个染色体组中不含同源染色体

B．由受精卵发育而成的个体，体细胞含有两个染色体组的叫二倍体

C．含一个染色体组的个体是单倍体，单倍体不一定含一个染色体组

D．人工诱导多倍体唯一的方法是用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗

【解析】　除了使用秋水仙素之外，还可以在低温条件下得到多倍体。

【答案】　D

2．如图表示某些植株的体细胞，请据图回答问题：

（1）肯定是单倍体的是________图，它是由________倍体的生殖细胞直接发育形成的。

（2）茎秆较粗壮但不能产生种子的是________图，判断的理由是_________。

（3）如果都不是由生殖细胞直接发育形成，其中肯定是二倍体的是____图。

（4）如图C图植株是由甲植株的卵细胞直接发育形成的，那么C图植株是________倍体，形成它的甲植物是________倍体，甲植株有性生殖形成种子时，发育中的胚乳细胞内含________个染色体组。

【解析】　

（1）A、B、C、D四图中依次含有的染色体组数是3、2、2、1，含有一个染色体组的一定是单倍体。

（2）染色体组数大于等于三的植株茎秆较粗壮，染色体组数为奇数的植物在减数分裂时会联会紊乱，不能产生生殖细胞，也就不能产生种子。

（3）由受精卵发育而来的，体细胞中含有几个染色体组就是几倍体，所以B、C图表示的是二倍体细胞。

（4）由卵细胞直接发育形成的是单倍体，单倍体细胞中含有两个染色体组，则原体细胞中含有四个染色体组，是四倍体。

胚乳是由受精极核发育而来的，含有六个染色体组。

【答案】　

（1）D　二　

（2）A　含有三个染色体组，减数分裂时会发生联会紊乱而产生不可育的配子，因此，不能产生种子　（3）B、C　（4）单　四　六

染色体数目变异在实践中的应用

1．单倍体育种

（1）方法：

花药离体培养。

（2）过程：

花药离体培养→单倍体植株→人工诱导染色体加倍→正常生殖的纯合体。

（3）优点：

明显缩短育种年限。

2．多倍体育种

用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。

（2）优点：

培育的植株抗逆能力强、穗大、子粒蛋白含量高，生长优势强。

单倍体育种是不是等于花药离体培养？

单倍体育种不等于花药离体培养。

单倍体育种获得的几乎都是纯合体，且有几个染色体组就是几倍体，而花药离体培养得到的都是单倍体，仅是单倍体育种的一个步骤。

单倍体育种时，常采用哪种方法人工诱导染色体加倍？

应怎样处理？

单倍体育种过程中，常用秋水仙素人工诱导染色体加倍，处理材料应为“幼苗”而不是“萌发的种子”，因为单倍体往往不育，不能结出种子。

人工诱导多倍体为何要处理萌发的种子或幼苗？

萌发的种子或幼苗的植物细胞有丝分裂旺盛，易于诱导染色体数目的加倍。

1．单倍体育种流程

切不可将“花药离体培养”看作“单倍体育种”的全部，前者仅是后者的“手段”之一，经其处理获得的“单倍体幼苗”是“高度不育”的，本身在生产上无价值，故必须再经“人工诱导染色体加倍”（如用秋水仙素处理）后，方可变成“可育”、“纯合”的目标品种。

（1）原理：

（2）三倍体无子西瓜的培育过程

（3）注意问题

①两次传粉

②秋水仙素处理后，新产生的茎、叶、花的染色体数目加倍，而未处理的根细胞中仍为两个染色体组。

③四倍体植株上结的西瓜，只有胚细胞内含有三个染色体组。

④三倍体西瓜无子的原因：

三倍体西瓜在减数分裂过程中，由于染色体联会紊乱，不能产生正常配子。

1．如图是三倍体无子西瓜培育过程的部分图解，在无子西瓜的培育过程中，接受花粉的植株是（　　）

A．甲　　　　　　　B．乙

C．甲和丙D．丙

【解析】　培育无子西瓜时，首先用秋水仙素将二倍体母本处理为四倍体（甲植株），然后授以二倍体的花粉，所得种子为三倍体，三倍体种子种下去即是三倍体植株（丙植株），由于三倍体植株减数分裂时联会紊乱，所以无法形成正常的配子，但此时可以授以二倍体的花粉刺激三倍体植株的子房发育成果实。

【答案】　C

2．三倍体无子西瓜培育原理及流程如图所示：

（1）无子西瓜的培育方法叫________，其理论基础是________。

秋水仙素的作用是________________________________________________。

（2）四倍体植株授以二倍体西瓜的花粉，所结果实各个部分的染色体组数目是：

果皮________，种皮___________________，胚________，胚乳________。

（3）三倍体植株应授以二倍体植物成熟的花粉，其目的是_______________。

（4）从变异的原因及变异的种类看，无子西瓜是________________。

（5）三倍体西瓜产量高，果实无子，含糖量提高10%左右，这些事实说明染色体组倍增变化的意义在于___________________________。

【解析】　无子西瓜的培育是染色体变异的应用，是利用秋水仙素抑制纺锤体的形成，从而使细胞内的染色体数目加倍。

利用二倍体给四倍体进行授粉，在四倍体上结出西瓜，此西瓜的果皮和种皮均是由母本体细胞发育而成，均有4个染色体组，胚是受精作用的产物，应有3个染色体组，胚乳是由母本提供的两个极核，父本提供的一个精子，形成受精极核发育而来的，所以共有5个染色体组。

【答案】　

（1）多倍体育种　染色体变异　抑制有丝分裂过程中纺锤体的出现，从而使染色体数目加倍

（2）4　4　3　5　（3）刺激子房发育成无子果实

（4）染色体变异引起的可遗传变异

（5）促使基因效应增强

制作并观察根尖染色体加倍的装片（实验）

1．实验原理

低温处理植物分生组织细胞，能够抑制纺锤体的形成，染色体不能被拉向两极，细胞不能分裂成两个子细胞，导致细胞内染色体数目加倍。

2．实验步骤、现象

观察

3．实验结论

适当低温可以诱导细胞中染色体数目加倍。

4．低温诱导的优点

低温的作用与秋水仙素的作用基本相似，即作用于细胞分裂的前期，抑制纺锤体的形成。

与秋水仙素相比，低温条件容易创造和控制，成本低，对人体无害，易于操作。

5．显微镜观察的不足

由于显微镜观察到的是一个平面，而细胞是一个立体结构，观察时染色体之间可能相互重叠，因此只能观察到染色体数目的增加，增加的具体数目不容易确定。

6．其他注意事项

（1）根尖分生区在尖端，剪取根尖不能太长。

（2）加盖玻片时，注意防止产生气泡。

（3）用显微镜观察时，要遵循“先低后高”的原则。

（4）观察装片时，装片的移动方向与物像的移动方向相反。

可选择不重叠或重叠较少的部位观察。

（5）可以设置梯度温度分组进行培养，探究不同温度对染色体数目变化的影响。

1．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：

体积分数为70%的酒精溶液或浓酒精与浓硫酸混合液都可以使洋葱根尖解离

C．染色：

龙胆紫染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

【解析】　低温诱导染色体加倍的原理：

抑制纺锤体的形成，使子染色体不能分别移向两极；

体积分数为70%的酒精为保存液，体积分数为95%的酒精溶液＋体积分数为98%的浓硫酸溶液（1∶1）为解离固定液。

低温诱导染色体加倍的时期是前期，大多数细胞处于

间期；

龙胆紫染液和醋酸洋红溶液都可以用于染色体的染色。

2．研究表明：

温度骤变以及秋水仙素等理化因素都会使植物细胞染色体数目加倍。

某同学为验证低温能诱导洋葱（2N＝16）根尖细胞染色体数目加倍，开展了相关的研究。

请分析回答：

（1）实验原理：

低温处理根尖细胞，能够抑制________期________的形成，以致染色体不能移向两极，细胞也不分裂。

（2）材料用具：

洋葱、冰箱、______（显微操作器材），解离液和碱性染料等。

（3）方法步骤：

①培养洋葱根尖，待不定根长至1cm左右时，在冰箱的低温室内（4℃）诱导培养40h；

②制作装片：

解离→保存→________→染色→制片；

③显微观察并绘图：

该同学用低倍镜能清楚观察到细胞，但不能顺利换上高倍镜，最可能的原因是_____________________。

（4）计数：

若常温下的装片中，分裂期细胞占细胞总数的10%，细胞周期总时间为20h，则分裂间期经历______h；

该实验中处于分裂中期的细胞含有_______条染色体。

【解析】　

（1）低温能抑制纺锤体的形成，洋葱根尖进行有丝分裂，故为有丝分裂的前期。

（2）显微镜操作的器材不能只考虑显微镜，制作临时装片一定要有载玻片、盖玻片等。

（3）步骤②依据观察植物细胞有丝分裂实验中装片制作步骤来回答。

而步骤③，低倍镜能清楚观察到细胞，但不能顺利换上高倍镜，可见显微镜本身没有问题，可能是装片的问题导致焦距不合适。

（4）依据处于某时期的细胞数与该时期时间长短成正相关来计算。

后一问要注意的是在4℃下诱导培养40h，不一定每个细胞都发生了染色体数目的加倍，故染色体数目有的是16，有的是加倍后的32。

如果能看到32条染色体，可能是这个细胞第一次分裂过程中，受到低温影响，染色体已经加倍，加倍后的细胞（4N＝32）在第二次分裂中期染色体有32条。

【答案】　

（1）有丝分裂前　纺锤体　

（2）显微镜、盖玻片、载玻片　（3）漂洗　将装片的盖玻片放在了下面　（4）18　16或32

1．下列关于染色体组的叙述正确的是（　　）

A．染色体组内不存在同源染色体

B．染色体组只存在于生殖细胞中

C．染色体组只存在于体细胞

D．染色体组在减数分裂过程中消失

【解析】　根据染色体组的概念可知，染色体组中无同源染色体。

在减数分裂的过程中同源染色体分离，但染色体组不会消失。

2．下列各图为不同细胞中的染色体示意图，下列有关叙述正确的是（　　）

A．甲代表的生物一定是二倍体，其每个染色体组含一条染色体

B．乙代表的生物可能是二倍体，其每个染色体组含两条染色体

C．丙代表的生物一定是二倍体，其每个染色体组含三条染色体

D．丁代表的生物可能是单倍体，其每个染色体组含四条染色体

【解析】　甲、丙可能是二倍体，也可能是四倍体生物产生的单倍体。

乙代表的生物可能是三倍体，不可能是二倍体，故A、B、C项均错误。

3．已知普通小麦是六倍体，含有42条染色体。

下列有关普通小麦的叙述中，不正确的是（　　）

A．它的单倍体植株的体细胞中含有21条染色体

B．它的每个染色体组中含有7条染色体

C．它的胚乳中含有3个染色体组

D．离体培养它的花粉，产生的植株表现为高度不育

【解析】　单倍体虽然有时会含有2个或多个染色体组，但因为它是由配子发育而来的，统称为单倍体。

单倍体的染色体数与该物种的配子中的染色体数相同，即21条。

每个染色体组的染色体数目为42÷

6＝7（条）。

胚乳所含的染色体组数为配子中染色体组数的3倍，即9个染色体组。

离体培养它的花粉，所得到的植株含有3个染色体组，因此高度不育。

4．普通小麦的卵细胞中有三个染色体组。

用这种小麦的胚芽细胞、花粉分别进行离体培养，发育成的植株分别是（　　）

73730009】

A．六倍体、单倍体　　　B．六倍体、三倍体

C．二倍体、三倍体D．二倍体、单倍体

【解析】　胚芽细胞为体细胞，培育成的个体为六倍体，花粉细胞为生殖细胞，培育成的个体为单倍体。

本题极易将该花粉植株当作三倍体而误选B。

5．如图表示一些细胞中所含的染色体，据图完成下列问题。

（1）图A所示是含________个染色体组的体细胞。

每个染色体组有________条染色体。

（2）图C所示细胞为体细胞，则其所在的生物是________________倍体，其中含有________对同源染色体。

（3）图D表示一个有性生殖细胞，这是由______倍体生物经减数分裂产生的，内含______个染色体组。

（4）图B若表示一个有性生殖细胞，它是由________倍体生物经减数分裂产生的，由该生殖细胞直接发育成的个体是______倍体。

每个染色体组含________条染色体。

（5）图A细胞在有丝分裂的后期包含________个染色体组。

【解析】　图A中染色体是两两相同的，故含有两个染色体组，并且每个染色体组中有两条染色体；

图B中染色体每三条是相同的，故含有三个染色体组；

由配子直接发育成的生物个体，称为单倍体；

图C中染色体两两相同，故有两个染色体组，每个染色体组中有三条染色体，共有三对同源染色体；

图D中染色体形态、大小各不相同，则只有一个染色体组。

【答案】　

（1）两　两　

（2）二或单　三　（3）二　一　（4）六　单　三　（5）四