2019-2020年高中生物 第四章 生物的變異 第一節(jié) 生物變異的來源 第2課時教學案 浙科版必修2.doc

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2019-2020年高中生物 第四章 生物的變異 第一節(jié) 生物變異的來源 第2課時教學案 浙科版必修2 知識內容 必考要求 加試要求 染色體畸變 a a 染色體組 a a 二倍體、多倍體和單倍體 a a 課時要求 1.結合教材圖4－4，舉例說明染色體畸變是如何引起生物變異的，并列舉生物變異的類型。2.在闡明染色體組概念的基礎上，進一步讓學生理解二倍體、多倍體和單倍體的概念。 (3)結果：使位于染色體上的基因的數(shù)目和排列順序發(fā)生改變。 (4)影響：大多數(shù)的染色體結構變異對生物體是不利的，甚至會導致生物體的死亡。 下圖①②③④分別表示不同的變異類型，其中圖③中的基因2由基因1變異而來。據此分析： 1．圖①和圖②的變異分別發(fā)生在哪種染色體之間？屬于哪類變異？ 答案　圖①發(fā)生在同源染色體的非姐妹染色單體之間，屬于基因重組；圖②發(fā)生在非同源染色體之間，屬于染色體結構變異中的易位。 2．圖②和圖③相比，二者對染色體上基因的數(shù)目或排列順序的影響有什么不同？ 答案　圖②是易位，會使排列在染色體上的基因的數(shù)目或排列順序發(fā)生改變；圖③是基因突變，只是改變基因的結構，不改變染色體上的基因的數(shù)目或排列順序。 3．圖①②③中能在光學顯微鏡下觀察到的是哪種？ 答案　能在光學顯微鏡下觀察到的是②。 4．能確定圖④中的變異具體屬于哪種染色體結構變異嗎？ 答案　不能。若染色體3正常，染色體4則發(fā)生染色體結構變異中的缺失，若染色體4正常，染色體3則發(fā)生染色體結構變異中的重復。 知識整合　同源染色體的非姐妹染色單體間的片段交換屬于基因重組，非同源染色體之間的片段交換屬于染色體結構變異中的易位；基因突變在光學顯微鏡下都觀察不到，不改變染色體上的基因的數(shù)目或排列順序；染色體畸變可以在光學顯微鏡下觀察到，會使排列在染色體上的基因的數(shù)目或排列順序發(fā)生改變。 1．如圖表示某生物細胞中兩條染色體及其部分基因。下列四種情況的產生不屬于該細胞染色體結構變異的是(　　) A．① B．② C．③ D．④ 答案　C 解析　染色體結構變異指的是染色體某一片段的缺失、重復、倒位和易位等。③是基因突變或減數(shù)分裂四分體時期發(fā)生交叉互換所致。 2．下列關于染色體畸變和基因突變的主要區(qū)別的敘述，錯誤的是(　　) A．染色體結構變異是染色體的一個片段缺失、重復、倒位或易位等，而基因突變則是DNA分子中堿基對的缺失、增加或替換 B．原核生物與真核生物均可以發(fā)生基因突變，但只有真核生物能發(fā)生染色體畸變 C．基因突變一般是微小突變，其對生物體影響較小，而染色體結構變異是較大的變異，其對生物體影響較大 D．多數(shù)染色體結構變異可通過顯微鏡觀察進行鑒別，而基因突變則不能 答案　C 解析　基因突變是分子水平上的變異，只涉及基因中一個或幾個堿基對的改變，在光學顯微鏡下觀察不到，原核生物和真核生物都可以發(fā)生；染色體結構變異是染色體的一個片段的變化，只有真核生物可以發(fā)生?；蛲蛔兒腿旧w結構變異都可能對生物的性狀產生較大影響。 題后歸納　四個方面區(qū)分三種變異 (1)“互換”方面：同源染色體上的非姐妹染色單體之間的交叉互換，屬于基因重組；非同源染色體之間的交叉互換，屬于染色體結構變異中的易位。 (2)“缺失” 方面：DNA分子上若干基因的缺失屬于染色體畸變；DNA分子上若干堿基對的缺失，屬于基因突變。 (3)變異的水平方面：基因突變、基因重組屬于分子水平的變化，在光學顯微鏡下觀察不到；染色體畸變屬于亞細胞水平的變化，在光學顯微鏡下可以觀察到。 (4)變異的“質”和“量” 方面：基因突變改變基因的質，不改變基因的量；基因重組不改變基因的質，一般也不改變基因的量；染色體畸變不改變基因的質，但會改變基因的量或改變基因的排列順序。 二、染色體數(shù)目變異 1．概念：是指生物細胞中染色體數(shù)目的增加或減少。 2．染色體組 (1)雄果蠅體細胞中共有4對同源染色體，其中3對是常染色體，1對是性染色體。 (2)雄果蠅減數(shù)分裂產生精子的過程中，同源染色體分離，因此配子中的染色體的組成為Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y，它們是一組非同源染色體。 (3)雄果蠅精子中的染色體雖然形態(tài)結構、功能各不相同，但卻攜帶有控制該生物生長發(fā)育的全部遺傳信息，它們互相協(xié)調、共同控制生物正常的生命活動，這樣的一組染色體，叫做一個染色體組。 3．整倍體變異 體細胞中的染色體數(shù)目以染色體組的形式成倍地增加或減少，如： (1)一倍體：只有一個染色體組的細胞或體細胞中含單個染色體組的個體。 (2)單倍體：由配子發(fā)育而來，體細胞中含有本物種配子染色體數(shù)目的個體。 (3)二倍體：由受精卵發(fā)育而來，具有兩個染色體組的細胞或體細胞中含兩個染色體組的個體。 (4)多倍體：由受精卵發(fā)育而來，體細胞中所含染色體組數(shù)超過兩個的生物。 4．非整倍體變異 體細胞中個別染色體的增加或減少，如先天愚型(2n＋1)、人類的卵巢發(fā)育不全癥(2n－1)。 下面甲表示細胞染色體圖，乙表示細胞基因型，據圖分析： 1．甲生物細胞內有幾個染色體組？判斷依據是什么？ 答案　4個。細胞內同一種形態(tài)的染色體有4條。 2．乙生物細胞內有幾個染色體組？判斷依據是什么？ 答案　4個。在乙的基因型中，控制同一性狀的基因出現(xiàn)了4次。 3．若丙生物的體細胞含32條染色體，有8種形態(tài)，丙生物細胞中含有幾個染色體組？ 答案　4個。 4．單倍體是不是一定只含有一個染色體組？如何區(qū)分單倍體和多倍體？ 答案　單倍體不一定只含有一個染色體組，如四倍體的單倍體含有2個染色體組，因此判斷單倍體和多倍體時，首先看發(fā)育的起點，如果生物體是由生殖細胞——卵細胞或花粉直接發(fā)育而成的，不論細胞內含有幾個染色體組都是單倍體。如果生物體是由受精卵或合子發(fā)育形成的，生物體細胞內有幾個染色體組就稱為幾倍體。 3．下列關于單倍體的表述，正確的是(　　) A．單倍體生物的體細胞內都無同源染色體 B．單倍體生物的體細胞中只有一個染色體組 C．單倍體生物的體細胞與本物種配子中染色體數(shù)目相同 D．單倍體植株是由受精卵發(fā)育而來的 答案　C 解析　單倍體生物的體細胞內可能有二個染色體組、三個染色體組，所以可能有同源染色體，A錯誤；由生殖細胞直接發(fā)育成的個體都屬于單倍體，不一定只有一個染色體組，如四倍體的單倍體有二個染色體組，B錯誤；單倍體生物由配子發(fā)育而來，所以其體細胞與本物種配子中染色體數(shù)目相同，C正確；單倍體植株是由未受精的卵細胞或精子發(fā)育而來的，D錯誤。 4．根據圖中A～H所示的細胞圖回答下列問題： (1)細胞中含有一個染色體組的是________圖。 (2)細胞中含有兩個染色體組的是________圖。 (3)細胞中含有三個染色體組的是________圖，它________(一定，不一定)是三倍體。 (4)細胞中含有四個染色體組的是________圖，它________(可能，不可能)是單倍體。 答案　(1)D、G　(2)C、H　(3)A、B　不一定　(4)E、F　可能 解析　在細胞內，形態(tài)相同的染色體有幾條，就含有幾個染色體組。在細胞內，含有幾個同音字母，就是含有幾個染色體組。確認是否為單倍體需看發(fā)育起點。 方法鏈接　染色體組數(shù)的判斷方法 (1)根據染色體形態(tài)判斷：細胞內形態(tài)相同的染色體有幾條，則含有幾個染色體組。 (2)根據基因型判斷：控制同一性狀的基因出現(xiàn)幾次，就含幾個染色體組。 (3)根據染色體數(shù)與形態(tài)數(shù)的比值判斷：染色體數(shù)與形態(tài)數(shù)比值意味著每種形態(tài)染色體數(shù)目的多少，每種形態(tài)染色體有幾條，即含幾個染色體組。 1．下列關于染色體結構變異的敘述，不正確的是(　　) A．外界因素可提高染色體斷裂的頻率 B．染色體缺失了某段，可導致生物性狀發(fā)生改變 C．一條染色體某一片段顛倒180后，生物性狀一定不發(fā)生改變 D．染色體結構變異一般可用顯微鏡直接檢驗 答案　C 解析　染色體畸變是由于某些自然條件或人工因素造成的，這些變化可以導致生物性狀發(fā)生相應的改變。倒位是某段染色體的位置顛倒，造成了其中的基因位置發(fā)生了改變，也可導致生物性狀發(fā)生改變。 2．如圖為一對同源染色體在減數(shù)分裂時的配對行為，表明該細胞發(fā)生了(　　) A．基因突變 B．染色體畸變 C．基因重組 D．堿基互補配對 答案　B 解析　根據圖示推測其產生的過程為： 這是染色體倒位發(fā)生后引起的變化，屬于染色體結構變異。 3．下列關于染色體組的敘述，正確的是(　　) A．體細胞中的一半染色體是一個染色體組 B．配子中的全部染色體是一個染色體組 C．本物種配子中一半染色體是一個染色體組 D．二倍體生物的配子中的全部染色體是一個染色體組 答案　D 解析　一個染色體組內各條染色體的大小、形態(tài)各不相同，是一組非同源染色體。只有二倍體產生的配子中含有一套非同源染色體，才是一個染色體組。 4．下列關于植物染色體畸變的敘述，正確的是(　　) A．染色體組整倍性變化必然導致基因種類的增加 B．染色體組非整倍性變化必然導致新基因的產生 C．染色體片段的缺失和重復必然導致基因種類的變化 D．染色體片段的倒位和易位必然導致基因排列順序的變化 答案　D 解析　染色體畸變不會產生新基因，基因種類不會改變，但會改變基因的數(shù)量或排列順序。 5．下圖表示某些植物的體細胞，請據圖回答下列問題： (1)肯定是單倍體的是________圖，它是由________倍體的生殖細胞直接發(fā)育形成的。 (2)莖稈較粗壯但不能產生種子的是________圖，判斷的理由是_____________________ ________________________________________________________________________。 (3)如果都不是由生殖細胞直接發(fā)育形成，其中肯定是二倍體的是________圖。 (4)如果C圖中的植株是由某植物的卵細胞直接發(fā)育形成的，那么它是________倍體。形成它的那個植物是________倍體，原來植物有性生殖形成種子時，發(fā)育中的胚乳細胞內含________個染色體組。 答案　(1)D　二　(2)A　含有三個染色體組，減數(shù)分裂時會發(fā)生聯(lián)會紊亂而不能形成生殖細胞，不能產生種子 (3)B、C　(4)單　四　6 課時作業(yè) [學考達標] 1．由于種種原因，某生物體內某條染色體上多了或少了幾個基因，這種遺傳物質的變化屬于(　　) A．基因內部結構的改變 B．染色體結構變異 C．染色體數(shù)目變異 D．染色單體的交叉互換 答案　B 解析　某條染色體上多了或少了幾個基因是由染色體結構變異中的缺失或重復所致。 2．果蠅的一條染色體上，正?；虻呐帕许樞驗?23－456789，“—”代表著絲粒，表中表示了由該正常染色體發(fā)生變異后基因順序變化的情況。有關敘述錯誤的是(　　) 染色體 基因順序變化 a 123－476589 b 123－4789 c 1654－32789 d 123－45676789 A.a是染色體某一片段位置顛倒引起的 B．b是染色體某一片段缺失引起的 C．c是染色體著絲粒改變引起的 D．d是染色體增加了某一片段引起的 答案　C 解析　a中567基因發(fā)生顛倒成了765；b缺失了56基因；d染色體增加了67基因片段；c由原來的23－456變成了654－32，發(fā)生了顛倒，不是由著絲粒改變引起的。 3．基因突變和染色體畸變的一個重要的區(qū)別是(　　) A．基因突變在光學顯微鏡下看不見 B．染色體畸變是定向的，而基因突變是不定向的 C．基因突變是可以遺傳的 D．染色體畸變是不能遺傳的 答案　A 解析　基因突變是DNA分子中發(fā)生堿基對的缺失、增加或替換，而引起的基因結構的改變，屬于分子水平的變化，光學顯微鏡下觀察不到。染色體畸變可在光學顯微鏡下直接觀察到；生物的變異是多方向的；基因突變和染色體畸變其遺傳物質均發(fā)生改變，都是可遺傳的變異。 4．下列關于單倍體的敘述，不正確的是(　　) A．未受精的卵細胞發(fā)育成的新個體 B．單倍體的體細胞中只有一個染色體組，也稱一倍體 C．由二倍體的一個配子發(fā)育成的植株是單倍體 D．體細胞中含有本物種配子染色體數(shù)目的個體 答案　B 解析　單倍體是體細胞中含有本物種配子染色體數(shù)目的個體，其形成是由未受精的配子(精子或卵細胞)直接發(fā)育而來的。因此，A、C、D項都正確。而B項，體細胞中只含一個染色體組的個體是二倍體生物的配子形成的單倍體，此時，該單倍體也稱一倍體。但單倍體也可以是多倍體的配子發(fā)育而成，此時單倍體體細胞不止含一個染色體組。 5．普通小麥是六倍體，有42條染色體，科學家們用小麥的花藥進行組織培養(yǎng)培育出的幼苗是(　　) A．三倍體、21條染色體 B．單倍體、21條染色體 C．三倍體、三個染色體組 D．單倍體、一個染色體組 答案　B 解析　花藥中的花粉是經過減數(shù)分裂發(fā)育而成的，由其培育出的幼苗比普通小麥的染色體數(shù)減少了一半，含有三個染色體組，而體細胞中含有本物種配子染色體數(shù)目的個體叫單倍體。 6．下列有關生物變異的敘述，正確的是(　　) A．三倍體植株可由受精卵發(fā)育而來 B．生物的變異都可以遺傳給后代 C．染色體結構變異不改變基因數(shù)目 D．基因重組過程中能產生新的基因 答案　A 解析　三倍體植株可由受精卵發(fā)育而來，如四倍體西瓜與二倍體西瓜雜交得到的種子發(fā)育成的西瓜是三倍體植株，A正確；生物的變異包括可遺傳的變異和不遺傳的變異，因而有的不可以遺傳給后代，B錯誤；染色體結構變異可改變基因數(shù)目，比如重復，C錯誤；基因重組過程中能產生新的基因型，但不能產生新的基因，D錯誤。 [高考提能] 7．如圖是某生物細胞減數(shù)分裂時，兩對聯(lián)會的染色體之間出現(xiàn)異常的“十”字型結構現(xiàn)象，圖中字母表示染色體上的基因。據此所作推斷中錯誤的是(　　) A．此種異常源于染色體結構的變異 B．該生物產生的異常配子很可能有HAa或hBb C．該生物基因型為HhAaBb，一定屬于二倍體生物 D．此種異?？赡軙е律锏纳衬芰ο陆? 答案　C 解析　此圖表示的是減數(shù)分裂過程中的聯(lián)會，根據同源染色體兩兩配對的關系可知，H和h所在的染色體為一對同源染色體，剩余的兩條染色體為另一對同源染色體，而A和b或B和a的互換導致上述結果，上述互換是發(fā)生在非同源染色體之間的，屬于染色體結構的變異；在減數(shù)第一次分裂的后期同源染色體分離，非同源染色體自由組合，所形成的配子有HAa、hBb或HAb、hBa；該個體含有兩個染色體組，有可能為二倍體也有可能為單倍體；染色體畸變大多數(shù)是有害的，有可能導致生物的生殖能力下降。 8．據圖分析下列關于染色體交叉互換與染色體易位的敘述中，不正確的是(　　) A．圖甲是交叉互換，圖乙是染色體易位 B．交叉互換發(fā)生于同源染色體之間，染色體易位發(fā)生于非同源染色體之間 C．交叉互換屬于基因重組，染色體易位屬于染色體結構變異 D．交叉互換與染色體易位在顯微鏡下都觀察不到 答案　D 解析　圖甲是同源染色體的非姐妹染色單體之間交換部分片段，在四分體時期發(fā)生，屬于基因重組；染色體易位指染色體的某一片段移接到另一非同源染色體上的現(xiàn)象，屬于染色體結構變異；交叉互換在顯微鏡下觀察不到，而染色體易位在顯微鏡下能觀察到。 9．某些類型的染色體結構和數(shù)目的變異，可通過對細胞分裂時期的觀察來識別。圖中a、b、c、d為某些生物減數(shù)第一次分裂時期染色體畸變的模式圖，它們依次屬于(　　) A．三倍體、染色體片段重復、三體、染色體片段缺失 B．三倍體、染色體片段缺失、三體、染色體片段重復 C．三體、染色體片段重復、三倍體、染色體片段缺失 D．染色體片段缺失、三體、染色體片段重復、三倍體 答案　C 解析　a圖是染色體數(shù)目變異中個別染色體的增加，屬于三體；b圖為染色體結構變異中4號染色體片段的重復；c圖細胞中含三個染色體組，可能為三倍體；d圖為染色體結構變異中染色體片段3和4的缺失。 10．下面是四種生物的體細胞示意圖，A、B圖中的字母代表細胞中染色體上的基因，C、D圖代表細胞中染色體情況，那么最可能屬于多倍體的細胞是(　　) 答案　D 解析　根據題圖可推知，A、B、C、D中分別具有4個、1個、2個、4個染色體組，則A、D有可能為多倍體，但有絲分裂過程的前期和中期，每條染色體上含有兩條姐妹染色單體，而姐妹染色單體上含有相同的基因，則一對同源染色體可能具有相應的4個基因，如A圖。故最可能屬于多倍體的細胞是D。 11．下圖為某果蠅體細胞染色體模式圖，請回答： (1)該圖表示的是________性果蠅，常染色體是____________________。 (2)經減數(shù)分裂后，在配子中染色體的組合可能是(　　) A．1,3,5,7 B．1,4,6,8 C．2,6,3,7 D．以上都有可能 (3)配子中的染色體總稱為________________。 (4)B、b稱________基因，其分開符合________定律。 (5)若該果蠅共產生100個配子，其中含bX的配子是________個。 答案　(1)雄　1、2、3、4、5、6　(2)D　(3)一個染色體組 (4)等位　分離　(5)25 12．番茄是二倍體植物(染色體2n＝24)。有一種三體番茄，其第6號染色體有三條，三體在減數(shù)分裂過程中聯(lián)會時2條隨機配對，另1條不能配對。如圖所示，回答下列問題： (1)設三體番茄的基因型為AABBb，則花粉的基因型為_____________________，根尖分生區(qū)細胞連續(xù)分裂2次所得子細胞的基因型為________。 (2)從變異的角度分析，三體形成屬于________________。 (3)與正常的番茄雜交，形成正常個體的概率為________。 答案　(1)ABB、Ab、ABb、AB　AABBb　(2)染色體數(shù)目變異　(3) 解析　(1)三條6號染色體在減數(shù)分裂形成的配子中，一半有兩條6號染色體，一半有一條6號染色體。A基因所在的兩條染色體平均分配，所以形成的花粉的基因型是ABB、Ab、ABb、AB。(2)三體的形成屬于染色體數(shù)目變異。(3)三體形成正常配子的概率是，與正常的番茄雜交，形成正常個體的概率是。 13．玉米胚乳由有色(C)對無色(c)、透明(Wx)對不透明(wx)兩對相對性狀控制，且都位于玉米第9號染色體上。進行雜交實驗(如圖所示)時，其中雌性親本9號染色體上有一個“紐結”并且還有部分來自8號染色體的“片段”，而正常的9號染色體沒有“紐結”和“片段”。請回答相關問題： (1)8號染色體片段移接到9號染色體上的現(xiàn)象稱為________。 (2)兩親本雜交，如果F1有________種不同于親本的表現(xiàn)型，則說明雌性親本發(fā)生了__________________________，從而導致了基因重組現(xiàn)象的發(fā)生。若要在顯微鏡下觀察該種基因重組現(xiàn)象，需將F1新類型的組織細胞制成____________。利用染色體上對C和Wx的標記，觀察到______________________的染色體，則說明可能發(fā)生了基因重組。 答案　(1)易位　(2)2　同源染色體非姐妹染色單體間的交叉互換　臨時裝片　只有“紐結”或只有“片段”(有“紐結”無“片段”或有“片段”無“紐結”) 解析　(1)一條染色體上的片段移接到另一條非同源染色體上的現(xiàn)象稱為易位。(2)兩親本雜交，若雌性親本不發(fā)生交叉互換，雜交后代有有色透明、無色不透明兩種性狀，若雌性親本發(fā)生交叉互換，雜交后代出現(xiàn)有色透明、有色不透明、無色透明、無色不透明四種性狀；基因重組一般無法利用顯微鏡觀察，但雌性親本9號染色體上同時存在的“紐結”和“片段”可以通過顯微鏡觀察，利用染色體上對C和Wx的標記，當觀察到染色體上只存在“紐結”或“片段”時，可確定染色體發(fā)生了交叉互換，出現(xiàn)基因重組。 [真題體驗] 14．(xx江蘇，10)甲、乙為兩種果蠅(2n)，下圖為這兩種果蠅的各一個染色體組，下列敘述正確的是(　　) A．甲、乙雜交產生的F1減數(shù)分裂都正常 B．甲發(fā)生染色體交叉互換形成了乙 C．甲、乙1號染色體上的基因排列順序相同 D．圖示染色體結構變異可為生物進化提供原材料 答案　D 解析　A項，根據題干信息可知，甲、乙是兩種果蠅，甲、乙雜交產生的F1雖然含有2個染色體組，但是因為來自甲、乙中的1號染色體不能正常聯(lián)會配對，所以F1不能進行正常的減數(shù)分裂。B項，根據題圖，甲中1號染色體發(fā)生倒位形成了乙中的1號染色體。C項，染色體中某一片段倒位會改變基因的排列順序。D項，可遺傳變異如基因突變、基因重組和染色體畸變都能為生物進化提供原材料。 15．(xx海南，21)關于基因突變和染色體結構變異的敘述，正確的是(　　) A．基因突變都會導致染色體結構變異 B．基因突變與染色體結構變異都導致個體表現(xiàn)型改變 C．基因突變與染色體結構變異都導致堿基序列的改變 D．基因突變與染色體結構變異通常都能用光學顯微鏡觀察 答案　C 解析　基因突變只是基因中個別堿基對的缺失、增加或替換，而染色體結構變異是關于染色體中某個片段的缺失、重復、倒位、易位的情況，所以基因突變不會導致染色體結構變異，A錯誤；基因突變中若發(fā)生堿基對的替換，可能因為密碼子的簡并性，不會改變氨基酸的種類，進而表現(xiàn)型也不會改變，若突變個體之前為一個顯性純合子AA，突變成為Aa，個體的表現(xiàn)型也可能不改變，B錯誤；基因突變中無論是堿基對的缺失、增加或替換，都會引起基因中堿基序列發(fā)生改變，染色體結構變異中染色體某個片段的缺失、重復、倒位、易位的情況也會導致染色體中堿基序列發(fā)生改變，C正確；基因突變是染色體的某個位點上基因的改變，這種改變在光學顯微鏡下是無法直接觀察到的，而染色體結構變異是可以用顯微鏡直接觀察到的，D錯誤。