高中生物必修2 3.3染色体变异及其应用
2018年苏教版生物必修2 第3章 第3节 染色体变异及其应用
第三节染色体变异及其应用1．简述染色体的结构变异和数目变异。
(重难点)2．了解染色体变异在育种上的应用，收集染色体变异在育种上的应用实例。
(重点)3．单倍体育种和多倍体育种在方法、原理上的异同，比较它们的优缺点，了解三倍体无子西瓜的培育过程。
(难点)1．主要起因染色体断裂以及断裂后的片段不正常的重新连接。
2．遗传效应染色体上基因的数目或排列顺序发生改变，从而导致性状的变异。
3．影响因素电离辐射、病毒感染或一些化学物质诱导。
4．对生物影响大多数染色体结构变异对生物体是不利的，有时甚至会导致生物体死亡。
5．实例猫叫综合征，是人的第5号染色体的部分缺失造成的。
6．类型(连线)[合作探讨]下图是染色体之间发生的变化，分析图片探究下面的问题：探讨1：图甲中的两条染色体是什么关系？【提示】非同源染色体。
探讨2：图乙中交换后染色体的结构是否发生改变？【提示】图乙是同源染色体，交换后染色体结构没有改变。
探讨3：图甲、图乙的变异分别属于何种类型的变异？【提示】甲是染色体结构变异中的易位，乙是交叉互换属于基因重组。
[思维升华]1．染色体结构变异中易位与交叉互换的比较染色体结构变异的两个认识误区(1)误认为染色体结构变异对生物体都是有害的：染色体结构变异有的是中性的，极少数是有利的。
(2)误认为染色体结构变异属于分子层次的变异：染色体结构的变异是细胞中染色体的结构发生改变，属于细胞层次。
1．下列关于人类猫叫综合征的叙述，正确的是( )A ．该病是由于特定的染色体片段缺失造成的B ．该病是由于特定染色体的数目增加造成的C ．该病是由于染色体组数目成倍增加造成的D ．该病是由于染色体中增加某一片段引起的【解析】 猫叫综合征是人的第5号染色体部分缺失引起的遗传病，是常见的染色体异常遗传病，因为患病儿童哭声轻、音调高，很像猫叫而得名，A 项正确。
【答案】 A2．染色体之间的交叉互换可能导致染色体的结构或基因序列的变化。
下列图中甲、乙两图分别表示两种染色体之间的交叉互换模式，丙、丁、戊图表示某染色体变化的三种情形。
2018学年高中生物必修二配套课件：3.3染色体变异及其应用
染色体的某一片段连 易位 接到另一条_非__同__源__染_
_色__体__上__
人第9号染色体长臂内 倒位可导致女性习惯性 流产
人慢性粒细胞白血病
答案
2.影响因素 电离辐射、 病毒感染 或一些 化学物质 的诱导。 3.对性状的影响 使排列在染色体上的基因的 数目 或 排列顺序 发 生改变，从而导致性 状的变异。大多数染色体结构的变异对生物体是 不利的 ，有时甚至导 致生物体死亡。
5.下图表示某些植物的体细胞，请据图回答下列问题：
12345
(1)肯定是单倍体的是__D___图，它是由__二___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__A__图，判断的理由是_含__有__三__个__染__色__ _体__组__，__减__数__分__裂__时__会__发__生__联__会__紊__乱__而__不__能__形__成__生__殖__细__胞__，__不__能__产__生__种__子_。
内容索引
一、染色体结构的变异 二、染色体数目的变异 三、低温诱导染色体数目加倍、染色体变异在育种上的应用 当堂检测
一、染色体结构的变异
1.染色体结构变异的类型
类型
含义
图解
染色体缺失某一片段， 缺失
导致该片段基因丢失
染色体 重复增加 某一 重复
片段
知识梳理
实例 猫叫综合征
果蝇棒状眼
答案
染色体某一片段断裂 倒位 后 倒转180°又重新
②低温处理：当蚕豆幼根长至1.0～1.5 cm时，将其中的两个培养皿放入
冰箱的低温室内， 4 ℃下诱导培养36小时。
答案
(3)固定：剪取诱导处理的根尖5 mm左右，放入卡诺氏 固定液中浸泡 0.5～1 h，固定细胞的形态，然后用体积分数为95%的 乙醇 溶液冲洗 2～3次。 (4)制作装片：具体操作方法与实验“观察植物细胞的有丝分裂”相同。 (5)观察：先用 低倍 镜观察，找到视野中染色体形态较好的分裂相，注 意视野中有染色体数目发生改变的细胞，再换高倍 镜继续观察。
3.3 染色体变异及其应用
1、实例：
•21三体综合征（多1条21号染色体） •性腺发育不全综合征（XO） •先天性睾丸发育不全综合征（ XXY） •XYY综合征
2、形成原因：
（1）减Ⅰ分裂后期，个别同源染色体没有分开。 （2）减Ⅱ分裂后期，个别姐妹染色单体分开后移 向细胞同一极。
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（二）以染色体组的形式成倍增加或减少：
1、染色体组：
雄果蝇
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雌果蝇
减数 分裂
二倍体
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1、染色体组： 二倍体生物配子中所具有的全部染 （1）概念： 色体组成一个染色体组。 （2）特点：
①一个染色体染色体组携带着控制生物生长的全部 遗传信息。 （3）染色体组数的判断：
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2N
传粉
果皮、种 皮：4N
2N
4N
♀
胚: 3N
种植
♂
种植
2N
第一年 第二年
传粉刺激 果实发育
3N
染色体联会紊乱 无生殖细胞形成
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2N 3N 返回
八倍体小黑麦的培育 普通小麦 6N × 黑麦 2N
（异源多倍体，不育） F1 3N+N 秋水仙素处理
小黑麦 （异源多倍体，可育） 6N+2N
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返回
离体 培养 花粉
人工诱导 染色体加倍
单倍体
纯合二倍体
选择 优良品种
生物必修2
返回
例：在水稻中，高杆(D)对矮杆(d)是显性，抗病(R)对不抗 病(r)是显性。现有纯合矮杆不抗病水稻ddrr和纯合高杆抗病水 稻DDRR两个品种,要想得到能够稳定遗传的矮杆抗病水稻 ddRR ，应该怎么做？ P DDRR × ddrr
• 实例： 三倍体无子西瓜的培育 • 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 。 • 缺点：结实率低，成熟迟（晚熟） • 原理：染色体变异
2019-2020年高中生物苏教版必修2教学案：第三章 第三节 染色体变异及其应用(含答案)
2019-2020年高中生物苏教版必修2教学案：第三章第三节染色体变异及其应用(含答案)一、染色体结构的变异1．特点：染色体结构变异一般可通过光学显微镜直接观察。
2．类型：包括缺失、重复、倒位和易位四种。
3．染色体结构变异导致性状变异的原因：染色体结构变异都会使染色体上的基因的数目或排列顺序发生改变，从而导致性状的变异。
4．结果：大多数染色体结构的变异对生物体是不利的，甚至会导致生物体死亡。
5．影响因素：电离辐射、病毒感染或一些化学物质诱导。
二、染色体数目变异1．概念和类型(1)概念：染色体数目以染色体组的方式成倍增加或减少，个别染色体的增加或减少，都称为染色体数目的变异。
(2)类型：2．染色体组(1)概念：细胞中形态和功能各不相同，但互相协调、共同控制生物的生长、发育、遗传和变异的一组非同源染色体，称为一个染色体组。
(2)实例：人的精子或卵细胞中含有一个染色体组，体细胞中含有两个染色体组。
(3)单倍体、二倍体与多倍体：①单倍体是指体细胞中含有配子染色体组的个体。
②由受精卵发育成的个体，体细胞内含有两个染色体组的称为二倍体，含有三个或三个以上染色体组的叫多倍体。
3．低温诱导染色体数目加倍(1)原理：用低温处理或化学因素刺激植物分生组织细胞，有可能抑制纺锤体的形成，导致细胞内染色体数目加倍。
(2)实验步骤：①培养根尖：将一些蚕豆或豌豆种子放入培养皿，加入适量的清水浸泡，在培养皿上覆盖2～3层潮湿的纱布。
②低温诱导：在蚕豆幼根长至 1.0～1.5 cm左右的不定根时，将其中的两个培养装置放入冰箱的低温室内(4 ℃)，诱导培养36 h。
③固定细胞形态：剪取诱导处理的根尖约5 mm，放入卡诺氏固定液中固定0.5～1 h，以固定细胞的形态，然后用体积分数为95%的乙醇溶液冲洗2～3次。
④XXX装片：取固定好的根尖，进行解离→漂洗→染色→制片4个步骤。
⑤观察装片：先用低倍镜寻找染色体形态较好的分裂相，确认某个细胞发生染色体数目变化后，再换用高倍镜观察。
高中生物备课参考 染色体变异及其应用
第三节染色体变异及其应用1.染色体结构的变异(1)定义：染色体结构的改变，都会使排列在染色体上的基因的数目或排列顺序发生改变，从而导致生物性状的变异。
(2)类型：①缺失：染色体某一片段的缺少。
由于一部分遗传物质的丢失，往往会造成生物个体生活力下降甚至死亡。
不致死的缺失往往引起不寻常的性状，如人的第5号染色体部分缺失表现出猫叫综合征。
②重复：染色体增加了某一片段。
造成一条染色体上有两个重复的片段，而另一条上则出现缺失，如果蝇棒状眼的形成。
③倒位：染色体某一段的位置颠倒了180o，一般发生在同一条染色体上，造成畸变后的染色体上的基因顺序颠倒，以致生物产生不良的性状。
④易位：染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上。
易位发生在非同源染色体之间，而交叉互换发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间。
(3)对性状的影响①染色体结构的变异往往会导致性状发生改变，一般会引起异常性状的出现．例猫叫综合症②染色体某些区域的重复可以产生特定的效应③染色体结构变异对生物往往是不利的．有的甚至会导致生物体死亡。
（4）染色体结构变异的机制就染色体结构变异发生过程来看，一方面是外因的作用，如各种射线、化学药剂、温度的剧变等影响；另一方面是生物体内代谢过程的失调、衰老等，在这些因素的作用下，都会导致染色体结构变异。
【画龙点睛】：①每个物种染色体的大小、形态和结构都是相对稳定的。
②生物体内的代谢产物、x射线、γ射线或者某些化学药品等可以增加染色体结构变异的频率。
③人的染色体断裂与致癌作用和衰老有关。
【例1】细胞的有丝分裂和减数分裂都可能产生可遗传的变异，其中仅发生在减数分裂过程的变异是A.染色体不分离或不能移向两极，导致染色体数目变异B.非同源染色体自由组合，导致基因重组C.染色体复制时受诱变因素影响，导致基因突变D.非同源染色体某片段移接，导致染色体结构变异解析：有丝分裂和减数分裂都可以发生染色体不分离或不能移向两极，从而导致染色体数目变异；非同源染色体自由组合，导致基因重组只能发生在减数分裂过程中；有丝分裂和减数分裂的间期都发生染色体复制，受诱变因素影响，可导致基因突变；非同源染色体某片段移接，导致染色体结构变异可发生在有丝分裂和减数分裂过程中。
3.3染色体变异及其应用高中生物精品资源
二. 染色体数目变异 1.非整倍性变异
性腺发育不良（XO） （特纳氏综合症）
症状：表现为女性，患者生殖器官和第二性征均发 育不良，智力低下。
二. 染色体数目变异
2.整倍性变异
染色体数目以染色体组的方式成倍地增加或减少，个别 染色体的增加或减少，称为染色体数目的变异。
一. 染色体结构变异
猫叫综合征，是人的5号染色体部分缺失引起的遗传病， 病儿生长发育迟缓，头部畸形，哭声奇特，皮纹改变等特 点，并有智能障碍，而其最明显的特征是哭声类似猫叫。
一. 染色体结构变异
重复
染色体增加了某一片段
重复
结果 ：基因数目增加 例如 : 果蝇的棒状眼
正常眼
棒状眼
一. 染色体结构变异
二. 染色体数目变异
雄果蝇染色体组图解
Ⅱ
Ⅲ
ⅣⅣ
Ⅱ
Ⅲ
X
Y
如果果蝇把的精果子蝇中的有精 子哪中几的条染染色色体体？看 成Ⅱ一、Ⅲ组、，Ⅳ那、么X果 蝇几或组的Ⅱ、染体Ⅲ细色、胞体Ⅳ？中、有Y
两组
Ⅱ
Ⅳ
ⅢⅢ Ⅳ ⅡX来自Y二. 染色体数目变异
雌果蝇染色体组图解
Ⅱ
Ⅲ
ⅣⅣ
Ⅱ
Ⅲ
X
X
如果果蝇把的果卵细蝇胞的中卵 细有胞哪中几的条染染色色体体？
YyRr
AABBDD
二个染色体组 二个染色体组
Aaa
ABCD
三个染色体组 一个染色体组
二. 染色体数目变异
（1）染色体组
2. 整倍性变异
2、已知某物种的一条染色体上依次排列着A、B、C、 D、E五个基因，下面列出的若干种变化中，未发生 染色体结构变化的是 （ ）
高一生物必修二教学案：第三章_第三节_染色体变异及其应用
[教材梳理]一、染色体结构的变异1．染色体结构变异的特点染色体结构变异能(选填“能”或“不能”)通过显微镜直接观察到。
2．染色体结构变异的原因、类型及结果二、染色体数目的变异1．染色体组细胞中形态和功能各不相同，但互相协调，共同控制生物的生长、发育、遗传和变异的一组非同源染色体，称为一个染色体组。
2．染色体数目的变异染色体数目以染色体组的方式成倍地增加或减少，个别染色体的增加或减少等，都称为染色体数目的变异。
分类如下：(1)非整倍性变异：指在正常的染色体组中，丢失或添加了一条或几条完整的染色体。
(2)整倍性变异①单倍性变异：体细胞含有的染色体数等于配子染色体数的变异。
②多倍性变异：指与正常的二倍体细胞相比，具有更多染色体组的变异。
三、染色体变异在育种上的应用 1．单倍体育种 (1)方法：花粉――→离体培养单倍体――→人工诱导染色体加倍纯合二(或多)倍体――→人工选择优良品种 (2)优点：①后代是纯合子，自交后代不会发生性状分离；②能明显缩短育种年限。
2．多倍体育种 (1)方法(2)优点：多倍体植株的茎秆粗壮，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也有所增加。
(3)人工诱导①方法：用秋水仙素处理或用低温处理。
②处理对象：萌发的种子或幼苗。
③原理：能够抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞的两极，从而使染色体数目加倍。
(4)实例：三倍体无子西瓜的培育。
[牛刀小试]一、染色体结构的变异1．仔细阅读教材，结合如图，探究下列问题：(1)图示过程发生在哪类染色体之间？属于哪类变异？提示：发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间；属于基因重组。
(2)发生易位的两条染色体是同源染色体吗？ 提示：不是同源染色体，而是非同源染色体。
2．判断正误(1)染色体是DNA 的主要载体。
(√)(2)一对同源染色体之间染色体片断的互换是染色体结构变异中的易位。
(×) (3)染色体结构变异对生物体往往是有利的。
高中生物必修2《遗传与进化》第三章第三节染色体变异及其应用 染色体变异(共38张PPT)
色体的行为特征是 姐妹染色体单体分。开
XXY原因推断:
1.若母亲减数分裂异常 减数第一次分裂 同源染色体XX未分离 减数第二次分裂 姐妹染色体单体XX未分离
2.若父亲减数分裂异常
减数第一次分裂 同源染色体XY未分离
三、染色体数目的变异
（一）概念： 在某些特定的环境条件下，生物体的染色体数 目会发生改变，从而产生的可遗传的变异。
巩固习题
缺失
重复
倒位
【温故】
染色体数目变异
下图是某生物（2n=8）的细胞分裂图 像，请据图回顾
【知新】
1.甲细胞内有 4 对同源染色体,每一
极分到染色体 4 条，该细胞内染色
体的行为特征是 同源染色体分离 ，
非同源染色体自由组合
。
2. 乙细胞内有 0 对同源染色体，其
子细胞内有 4 条染色体，该细胞染
（2）如何获得三倍体种子？
四倍体西瓜与二倍体西瓜杂交
（3）三倍体植株体细胞内同源染色体有 几条，能不能正常进行减数分裂？
3条 同源染色体联会紊乱，减数分裂 无法正常进行，无法正常形成配子。
四、单倍体
1.概念 配子 发育
个体 ，体细胞内含有本物种配子染色体数目
思2.考单：倍体植株的特点
1与.二正倍常体植的株配相子比发，育单成倍的体个植体株体长细得胞弱内小有且同高源度染不色育体吗？
后、如特性殊腺面发容育、不生良长发育障碍和多发畸形。如眼距宽，鼻 根 胖（低，染平 常色，伸体眼出数裂口为小外：， ，44眼流+X外涎）侧多上。斜身，材有矮内小眦，赘头皮围，小外于耳正小常，，舌头 前、后径短，枕部平呈扁头。
单体（2n-1)
性腺发育不良
（三）染色体组：（以果蝇为例）
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② 染色体组数 =基因型中控制同一性状的基因个数 基因型中控制同一性状的基因个数
（1）一倍体
体细胞中含有一个染色体组的个体叫一倍体。 体细胞中含有一个染色体组的个体叫一倍体。 中含有一个染色体组的个体叫一倍体
（2）二倍体
由受精卵发育的个体，体细胞中含有两个染色体 由受精卵发育的个体，体细胞中含有两个染色体 中含有 的个体叫二倍体。记作2N（ 表示一个染色体组所 组的个体叫二倍体。记作 （N表示一个染色体组所 包含的染色体数目）。 包含的染色体数目）。 人：2N=46 果蝇： 果蝇：2N=8 水稻： 水稻：2N=24
3个 个
2个 个
5个 个
1个 个
4个 个
① 染色体组数 =细胞中任意一种染色体条数 细胞中任意一种染色体条数
例2：以下基因型所代表的生物染色体组数分 ： 别是多少? 别是多少 2个 个 （1）Aa ______ ） （2）AaBb _______ ） 2个 个 （3）AAa _______ ） 3个 个 （4）AaaBbb _______ ） 3个 个 （5）AAAaBBbb _______ ） 4个 个 （6）ABCD ______ ） 1个 个
实例： 实例：雄果蝇的染色体组
1、染色体组： 、染色体组： （1）特点： ）特点： ①一个染色体组中无同源染色体，形态和功 能各不相同； ②一个染色体组携带着控制生物生长发育的 全部遗传信息。 组数的判断： （2）染色体组数的判断： ）染色体组数的判断
例1：以下各图中，各有几个染色体组？ ：以下各图中，各有几个染色体组？
二、染色体数目的变异
1.个别染色体数目的增加或减少 1.个别染色体数目的增加或减少
如：21三体综合征、性腺发育不良 21三体综合征、 三体综合征
2.以染色体组的形式成倍地增加或减 2.以染色体组的形式成倍地增加或减 少染色体数目
如：单倍体、多倍体 单倍体、
染色体组
细胞中的一组非同源染色体， 细胞中的一组非同源染色体，在形 非同源染色体 态和功能上各不相同， 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， 生长发育的全部遗传信息，这样的一组 染色体，叫做一个染色体组。 染色体，叫做一个染色体组。
21三体综合征（ 21三体综合征（先天愚 三体综合征 ），患者比正常人多一条 型），患者比正常人多一条 染色体------21号染色体是三 ------21 染色体------21号染色体是三 其症状表现为智力低下， 条，其症状表现为智力低下， 身体发育缓慢等。 身体发育缓慢等。
性腺发育不良 （ Turner 综 合 征 ） ， 女 性患者少了一条X染色体， 性患者少了一条X染色体， 外观表现为女性 ， 但性 腺发育不良 ， 没有生育 能力。 能力。
（3）多倍体
由受精卵发育的个体，体细胞中含有三个或三个以上染 由受精卵发育的个体，体细胞中含有三个或三个以上染 中含有三个或三个以上 色体组的个体叫多倍体。 色体组的个体叫多倍体。 香蕉： 马铃薯： 普通小麦： 香蕉：三倍体 马铃薯：四倍体 普通小麦：六倍体
（4）单倍体 体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体 体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体 本物种配子染色体数目 成因： 成因：由配子直接发育成的个体（单性生殖） 由配子直接发育成的个体（单性生殖）
染色体结构变异类型
1、缺失
染色体中某一片段缺失引起的变异。 染色体中某一片段缺失引起的变异。 如：猫叫综合征
消 失
２、重复:
染色体增加了相同的某一片段引 起的变异。 果蝇棒状眼的形成。 起的变异。如，果蝇棒状眼的形成。
重 复
果蝇的正常眼和棒状眼
正常眼
棒状眼
３、倒位: 倒位:ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
染色体的某一片段颠倒了180 染色体的某一片段颠倒了180o 断 裂
染色体结构的变异 染色体数目的变异
一、染色体结构的变异
起因： 起因： 染色体断裂及断裂后的片段不正 常地重新连接 类型： 缺失、重复、倒位、易位 类型： 缺失、重复、倒位、 结果：使染色体上 结果：使染色体上基因的数目和排列顺序 改变，导致生物性状的变异 生物性状的变异， 改变，导致生物性状的变异，甚至 死亡
1、下列变异中，不属于染色体结构变异的是 、下列变异中， （ C） A 非同源染色体之间相互交换片段 B 染色体缺失片段 C 染色体中DNA的一个碱基发生改变 的一个碱基发生改变 染色体中 D 染色体增加片段 2、 四倍体的曼佗罗有 条染色体，该植物细胞 、 四倍体的曼佗罗有48条染色体 条染色体， 中的每个染色体组的染色体数目为（ C ） 中的每个染色体组的染色体数目为（ A 48 B 24 C 12 D 4
颠 倒 连 接
４、易位: 易位
染色体的某一片段移接到另一条 非同源染色体上引起的变异 上引起的变异。 非同源染色体上引起的变异。
移 接
染色体结构变异
结果：使染色体上 结果：使染色体上基因的数目和排列顺序 改变，导致生物性状的变异 生物性状的变异， 改变，导致生物性状的变异，甚至 死亡
诱导因素： 诱导因素： 化学物质、电离辐射、 化学物质、电离辐射、病 毒感染 特点：正常情况下，频率很低。 特点：正常情况下，频率很低。
第3节 染色体变异及其应用
资料分析
猫叫综合征
症状： 两眼距离较远， 症状： 两眼距离较远， 耳位低下， 耳位低下，生长发育缓 慢，存在着严重的智力 障碍。患儿哭声轻， 障碍。患儿哭声轻，音 调高，很像猫叫。 调高，很像猫叫。 病因：人的第 号染色体短臂缺失 病因：人的第5号染色体短臂缺失
思考： 思考： 染色体变异包括哪些类型？ 染色体变异包括哪些类型？
例：
动物： 动物：蜜蜂中的雄蜂 植物：自然条件下，玉米、高粱、 植物：自然条件下，玉米、高粱、 水稻、 水稻、番茄等偶尔会出现
注意： 注意：单倍体和多倍体的判断 1、如果生物体由受精卵发育而来，体细胞有几 如果生物体由受精卵发育而来， 个染色体组就叫几倍体。 个染色体组就叫几倍体。 2、如果生物体由生殖细胞发育而来，无论细 、如果生物体由生殖细胞发育而来， 胞中有几个染色体组，只能叫单倍体。 胞中有几个染色体组，只能叫单倍体。 3、一倍体属于单倍体,单倍体不一定就是一倍体 、一倍体属于单倍体 单倍体不一定就是一倍体