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第5章
第2节　染色体变异
基因突变及其他变异
第2课时　低温诱导植物细胞染色体数目的变化、
染色体结构的变异
知识目标 素养目标
1．概述染色体变异的类型； 2．低温诱导植物细胞染色体数目变化的实验(难点) 生命观念：概述染色体结构变异的四种类型和影响；
科学探究：通过“低温诱导植物细胞染色体数目变化的实验”，主动探寻答案，同时锻炼制作装片、观察、分析比较的能力
新知导学
目标一　实验：低温诱导植物细胞染色体数目的变化
1．实验原理：低温________纺锤体形成，使染色体数目加倍。
2．实验材料：洋葱或蒜根尖(分生组织细胞分裂旺盛，易达到实验效果)。
3．实验中几种溶液的作用[连线]
抑制
4．实验流程：根尖培养及________诱导→固定细胞形态(卡诺氏液浸泡0.5～1 h；再用体积分数为95%的酒精冲洗2次)→制作装片(解离→________→________→制片)→观察、比较(先低倍镜后高倍镜观察)。
[思考]
(1) 低温诱导后，显微镜观察到的所有细胞染色体数目都加倍吗？
__________________________________________________________________________________________________________________
(2) 该实验与必修一观察有丝分裂的实验操作有什么不同？
观察有丝分裂实验：培养→解离→漂洗→染色→制片→观察。
低温诱导植物染色体数加倍实验：低温诱导→固定→解离→漂洗→染色→制片→观察。
低温
漂洗
染色
不是，有正常的二倍体细胞，也有染色体数目发生改变的细胞。只有部分细胞染色体数加倍，也可能有少数加倍几次的细胞。
易错提醒
(1) 处理时，温度不是越低越好，温度过低会对根尖细胞造成伤害。
(2) 并不是所有细胞中染色体均已加倍：只有少部分细胞实现“染色体加倍”。
(3) 经固定、解离，显微镜下观察到的细胞是死亡的细胞。
(4) 着丝粒分裂与纺锤体无关：着丝粒在有丝分裂后期即分裂，无需纺锤丝牵引。
C
下列关于“低温诱导洋葱(2n＝16)细胞染色体数目的变化”实验的说法，正确的是 (　 )
A．将洋葱放在装满清水的容器上方，于冰箱冷藏室内放置培养一周，诱导长出1 cm的不定根
B．该实验临时装片制作的程序为：选材→固定→解离→染色→漂洗→制片
C．若以洋葱幼苗为实验材料，该幼苗长成植物体后只是部分细胞染色体数目加倍
D．若观察到含有32条染色体的细胞，说明低温成功诱导染色体数目加倍
1
解析：低温处理应在根尖生长后进行，而非在冷藏室诱导生根。冷藏温度不利于根尖生长，正确做法是室温下培养根尖至适宜长度后再低温处理，A错误；实验中装片制作的步骤应为选材→固定→解离→漂洗→染色→制片，B错误；低温仅使根尖分生区正在分裂的细胞染色体数目加倍，这些细胞发育成的组织染色体数目加倍，而植株其他部分细胞仍为正常数目，C正确；正常细胞有丝分裂后期染色体数目也为32条，不能据此判断低温诱导成功，还需观察处于其他时期的细胞是否加倍(如中期为32条)，D错误。
如果要探究诱导染色体数目变化的最适温度，请写出简要的设计思路：________________________________________________。
设置不同温度梯度的实验组，观察并比较实验结果
实例1:猫叫综合征，人类第5号染色体短臂部分缺失
实例2:果蝇缺刻翅，因翅膀后端边缘缺刻而得名，具有纯合致死效应。经科学家镜检，X染色体片段缺失
a
b
c
d
e
f
a
b
c
d
e
f
1．染色体结构变异的类型
(1) 缺失：染色体的某一片段缺失——染色体上
基因数量变少
实例：猫叫综合征、果蝇缺刻翅
目标二　染色体结构变异有哪些类型
正常眼 棒眼
实例:果蝇棒眼：昆虫的视野和成像清晰度与复眼数目密切相关。窄棒眼的视野很小,清晰度很低，基本只能感知光线强弱。研究发现，该性状是由于X染色体上16A区段重复导致，重复基因越多，棒眼的表现越明显
a
b
c
d
e
f
b
a
b
c
d
e
f
(2) 重复：染色体增加了某一片段——染色体上基因数量变多
实例：果蝇棒眼
目标二　染色体结构变异有哪些类型
实例1:慢性粒细胞白血病，患者9号染色体上C-ABL原癌基因所在区段移位至22号染色体，与22号染色体断端的断裂点连接，由此产生一种蛋白质，促使骨髓产生异常白细胞
a
b
c
d
e
f
g
h
i
j
k
a
b
c
d
e
f
g
h
i
j
k
或
(3) 易位：染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上——染色体上基因数量、排列顺序改变
实例：慢性粒细胞白血病、果蝇花斑眼
目标二　染色体结构变异有哪些类型
←正常眼
花斑眼→
实例2:果蝇花斑眼
(4) 倒位：染色体的某一片段颠倒了180°
——染色体上基因排列顺序改变
实例：果蝇卷翅、习惯性流产
目标二　染色体结构变异有哪些类型
c
d
e
f
a
a
b
c
d
e
正常翅
卷翅
实例2:习惯性流产：9号染色体是两次断裂形成的片段倒180°后重接而成
实例1:
果蝇卷翅
b
f
总结：
[连线]
2．染色体结构的变异与其他变异类型辨析
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：
(1) 图①～④的变异类型分别属于______________________________________。
(2) 图②和图③相比，二者对染色体上基因的数目或排列顺序的影响有什么不同？
__________________________________________________________________________________________________________________________________________。
基因重组，易位，基因突变，缺失或重复
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
染色体结构变异后出现的联会异常分析：
缺失
重复
若一对同源染色体中有一条染色体发生结构变异，减数分裂四分体时期会有怎样的表现？
倒位
易位
染色体结构变异后出现的联会异常分析：
D
解析：图示变异属于染色体结构变异中的易位，A错误；易位是非同源染色体交换片段，不会导致果蝇的染色体数目减少，也不会导致基因数目的改变，B错误，D正确；生物变异的根本来源是基因突变，C错误。
果蝇出现红白嵌合的花斑眼是由于染色体发生下图所示变化，图中字母表示染色体中的不同片段。下列叙述正确的是 (　 　)
A．图示变异属于染色体变异中的缺失
B．图示变异会导致果蝇的染色体数目减少
C．图示变异是生物变异的根本来源
D．图示变异没有导致基因数目的改变
2
随堂内化
一、 知识构建评价
纺锤体
解离
重复
易位
二、 概念诊断评价
(1) 染色体增加某一片段可提高基因表达水平，是有利变异。 (　 )
(2) 染色体缺失有利于隐性基因表达，可提高个体的生存能力。 (　 )
(3) 染色体易位不改变基因数量，对个体性状不会产生影响。 (　 )
(4) 染色体上某个基因的丢失属于基因突变。 (　 )
(5) DNA分子中发生三个碱基对的缺失导致染色体结构变异。 (　 )
(6) 非同源染色体某片段移接，仅发生在减数分裂过程中。 (　 )
(7) 基因突变、基因重组、染色体变异在光学显微镜下都可以观察到。 (　 )
(8) 低温诱导染色体加倍实验中，温度越低，效果越显著。 (　 )
(9) 卡诺氏液和解离液的作用一样。 (　 )
×
×
×
×
×
×
×
×
×
C
解析：将家蚕常染色体的某一片段移接到一条性染色体上，这种发生在非同源染色体之间的片段移动属于染色体结构变异中的易位。　
三、 学情随堂评价
1．将家蚕常染色体的某一片段移接到一条性染色体上，使受精卵在发育成幼蚕前即可通过颜色区分性别。这种变异属于 (　 )
A．基因突变 B．基因重组
C．染色体结构变异 D．染色体数目变异
C
2．果蝇发育早期，X射线可诱发控制红色素合成的R基因从染色质浓缩程度低的区域更换到同一条染色质浓缩程度高的区域，导致眼睛呈现红白嵌合的花斑。下列推测正确的是 (　 )
A．X射线使R基因的碱基序列发生变化
B．果蝇部分细胞发生了染色体易位
C．花斑眼表型是R基因表达程度差异所致
D．控制白色的基因在上述染色质浓缩程度低的区域
解析：X射线在此过程中未改变R基因的碱基序列，而是导致其位置变化，属于染色体结构变异，而非基因突变，A错误；染色体易位指染色体片段移至非同源染色体，而题干中R基因在同一条染色体上移动，属于倒位，B错误；R基因移至浓缩程度高的区域(异染色质)后表达受抑制，部分细胞中R基因沉默(白色)，部分正常表达(红色)，形成花斑眼，C正确；白色表型是因为R基因无法表达而不是存在控制白色的基因，D错误。
A
解析：低温诱导植物细胞染色体数目加倍实验的原理是低温抑制纺锤体的形成，使染色体在着丝粒分裂之后不能被牵引至细胞两极，从而使染色体数目发生变化。
3． 下列关于利用洋葱(2n＝16)根尖为材料进行低温诱导染色体数目变化实验的叙述，错误的是 (　 )
A．原理：低温抑制着丝粒分裂，使染色单体不能移向两极
B．解离：用酒精冲洗卡诺氏液后，用盐酸酒精混合液浸泡洋葱根尖
C．染色：甲紫溶液和醋酸洋红液都可以使染色体染成深色
D．观察：在显微镜视野中可观察到染色体数为16或32或64的细胞第2课时　低温诱导植物细胞染色体数目的变化、
染色体结构的变异
1．某株玉米白化苗的产生是由于控制叶绿素合成的基因所在染色体缺失了一段，导致该基因不能正常表达，无法合成叶绿素。该种变异类型属于(　　)
A．染色体数目变异 B．基因突变
C．染色体结构变异 D．基因重组
2．下图中①②③④分别表示不同的染色体变异类型，下列叙述错误的是(　　)
A．①中发生染色体结构的缺失或重复
B．②中发生染色体易位
C．③中含有3个染色体组，每组有4条染色体
D．④细胞减数分裂可能产生正常的配子
3．染色体端粒断裂后，姐妹染色单体的末端会相互融合；随着细胞分裂的进行，着丝粒断裂后染色体又随机断裂，如下图所示。断裂片段形成的两条子染色体会分配到两个子细胞中，或者发生染色体丢失。子细胞发生的染色体变异类型可能是(　　)
①染色体片段缺失　②染色体片段增加　③染色体移接到其他非同源染色体　④染色体数目减少
A．①②③ B．①③④
C．①②④ D．②③④
4．下图是某精原细胞内两对同源染色体发生的结构变化，染色体上的字母表示基因。下列叙述正确的是(　　)
A．染色体结构改变后，N基因和b基因的表达不会受到影响
B．图中所示的染色体结构改变，会涉及DNA分子的断裂和连接
C．染色体结构改变后，B基因和N基因在同源染色体相同位置上，是等位基因
D．染色体结构改变后，该细胞形成精子时，等位基因N和n一定发生分离
5．下图为细胞中几种染色体变异的模式图，阴影表示染色体片段。据图判断，下列相关叙述正确的是(　　)
甲 乙
丙 丁
A．图甲变异会使染色体上基因数目增多，这将有利于生物生存
B．图乙变异只改变了基因的排列顺序，不影响生物性状
C．图丙变异后的染色体上仅个别基因内碱基对减少，基因数目不变
D．图丁变异发生在非同源染色体之间，会导致同源染色体联会异常
6．以洋葱(2n＝16)为实验材料，进行“观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂”和“低温诱导植物细胞染色体数目的变化”两个实验。下列叙述不正确的是(　　)
A．都需要用低倍镜找到分裂细胞，再更换高倍镜观察
B．低温诱导染色体加倍的原理和秋水仙素处理的原理相同
C．两个实验均无法观察到同一个细胞连续分裂的过程
D．后一个实验能找到染色体数为32条的细胞，前一个实验不能
7．以下观察染色体在细胞分裂中变化的实验描述，正确的是(　　)
A．用蝗虫精巢制作固定装片可观察到减数分裂不同时期的细胞
B．用洋葱根尖制成装片，能观察到同源染色体联会现象
C．先在室温用卡诺氏液培养洋葱，待长出不定根后，再放入低温环境诱导染色体数目加倍
D．低温诱导二倍体植物染色体数目变化实验中，观察到的细胞全都有四个染色体组
8．某种植物的花色分为白色、红色和紫色。基因a纯合时，植物开白色花；基因b纯合时，植物开红色花。现有亲本甲白花、乙红花、丙紫花植株，甲白花植株×乙红花植株，子一代(F1)表型比是紫花∶白花∶红花＝1∶2∶1，丙紫花植株自交，子一代(F1)表型比是紫花∶红花＝3∶1。回答下列问题：
(1) 若两对等位基因独立遗传，那么甲、乙植株的基因型分别为____________，丙紫花植株基因型为________。
(2) 科研人员用X射线处理该种植物，发生如下图所示的变异。
过程①X射线处理可能使B基因内部发生了__________________________，引起基因碱基序列的改变。过程②发生的染色体结构变异称为________，会导致基因在染色体上的________________________发生改变。
9．某猫3号染色体上的基因用字母A(a)～F(f)顺序表示，下图为其中一条3号染色体上的基因组成(甲为染色体上部分基因的位置)。下列相关叙述正确的是(　　)
A．B基因与C基因发生位置交换，属于基因重组
B．A基因整体缺失，最可能发生了染色体结构变异
C．若甲处为基因e和基因f，说明发生了染色体易位
D．D基因中插入一小段碱基序列，会引发基因重组
10．性染色体组成为XXY的果蝇表现为雌性，不含X染色体或含3条X染色体的果蝇都不能存活。有一种特殊的XXY雌果蝇，其两条X染色体在配子形成过程中不分离，记为“XX”。科学家利用它创造了“并连X染色体”法来检测X染色体上未知的基因突变(图1)，图2为果蝇正常性染色体组成示意图。下列叙述正确的是(　　)
图1
图2
A．含并连X染色体果蝇的变异类型是染色体变异，甲果蝇产生的配子有4种
B．F1雄果蝇的Y染色体来自母本且F1雌雄果蝇中都保存了突变基因
C．诱发果蝇基因突变的化学因素有紫外线、X射线等
D．若杂交实验后代中只有雌果蝇，则待检果蝇的X染色体上发生致死突变
11．葛薯适用于生食或煮熟食，具有降血压以及血脂的功效，还可以加工成淀粉和饲料；葛薯成熟的种子、茎、叶含有鱼藤酮，可以制成杀虫剂和提炼成抗肿瘤蛋白，具有重要的药用价值。下表是某科研工作者利用秋水仙素处理二倍体葛薯，诱导其染色体加倍，得到下表所示结果。分析并回答问题：
不同浓度秋水仙素诱导四倍体葛薯的效果
避光处理 时间/h 秋水仙素 浓度/% 处理的种 子数/粒 四倍体诱 导率/%
48 0.05 96 11.45
0.10 96 15.62
0.15 96 18.75
0.20 96 13.54
0.25 96 3.13
(1) 上述研究中，自变量是____________，因变量是____________________。研究表明，诱导葛薯染色体加倍最适处理方法是________________________________。
(2) 在诱导染色体加倍的过程中，秋水仙素的作用是____________________________ ____________________________________________。
也可以选取芽尖生长点作为处理的对象，理由是___________________________ _____________________________________________。
(3) 鉴定葛薯细胞中染色体数目是否加倍，可通过________直接观察临时装片。首先取变异植株幼嫩的茎尖，再经固定、________、漂洗、________和制片后，制得鉴定植株芽尖的临时装片。最后选择处于分裂________(填“间期”“前期”或“中期”)的细胞进行染色体数目统计。
第2课时　低温诱导植物细胞染色体数目的变化、
染色体结构的变异
题号 1 2 3 4 5 6 7 9 10
答案 C C C B D D A B D
1．C
2．C　解析：图③中含有4个染色体组，每组有3条染色体，C错误。
3．C　解析：由于染色体随机断裂，断裂片段可能会丢失，从而导致染色体片段缺失，①正确；着丝粒断裂后染色体又随机断裂，两个着丝粒之间不均等分裂，一部分发生片段增加，②正确；易位发生在非同源染色体之间，本题只涉及姐妹染色单体，③错误；断裂片段形成的两条子染色体若发生丢失，会导致子细胞中染色体数目减少，④正确。
4．B　解析：染色体结构改变后，N基因和b基因在染色体上的位置发生了变化，其表达可能会受到影响，A错误；图中所示的染色体结构改变是非同源染色体之间交换片段引起的，会涉及DNA分子的断裂和连接，B正确；染色体结构改变后，B基因和N基因所在区段是非同源区段，控制不同性状，不属于等位基因，C错误；染色体结构改变后，该细胞形成精子时，等位基因N和n可能由于非同源染色体的自由组合而分到细胞同一极，不一定发生分离，D错误。
5．D　解析：图甲变异为染色体片段重复，会使基因数目增多，但变异是否有利取决于变异后的性状是否适应环境，A错误；图乙变异为染色体倒位，不仅会改变了基因的排列顺序，也会影响生物性状，B错误；图丙变异为染色体片段缺失，将导致染色体上的基因数目减少，C错误；图丁发生的变异是染色体结构变异中的易位，发生在非同源染色体之间，会使同源染色体联会发生异常，D正确。
6．D　解析：观察有丝分裂的实验中，处于后期的细胞染色体数目为32条(2n＝16，后期加倍为32)；而低温诱导的实验中，四倍体细胞(4n＝32)在中期时染色体数为32条，后期则为64条。因此，两个实验均可能观察到染色体数为32条的细胞，D错误。
7．A　解析：洋葱根尖细胞只进行有丝分裂，用洋葱根尖制成装片，不能观察到同源染色体联会现象，B错误；卡诺氏液是固定细胞形态的，不可以用来培养洋葱，C错误；低温诱导二倍体植物染色体数目变化实验中，因为低温处理可以抑制有丝分裂前期纺锤体的形成，而低温处理的细胞群有的细胞可能已经过了前期，所以观察到的细胞部分有四个染色体组，部分可能还是两个染色体组，D错误。
8．(1) aaBb、Aabb　AABb　(2) 碱基的替换、增添或缺失　易位
数目或排列顺序
解析：根据题意，甲与乙杂交，子一代紫花∶白花∶红花＝1∶2∶1，且甲为白花，乙为红花，说明两对等位基因均为测交，可判断甲的基因型为aaBb，乙的基因型为Aabb；丙紫花自交，子一代表型为紫花∶红花＝3∶1，说丙植株中一对基因为纯合，一对基因为杂合，且丙为紫花，即A_B_，故可判断其基因型为AABb。
9．B　解析：B基因与C基因发生位置交换，说明发生了染色体倒位，属于染色体结构变异的一种，A错误；A基因整体缺失，最可能发生了染色体结构变异中的染色体片段缺失，B正确；e、f分别为E、F的等位基因，若甲为e、f，可能是由于四分体时期与另一条3号染色体的片段发生交换，属于基因重组，不属于染色体易位，C错误；D基因中插入一小段碱基序列，会引发基因突变，而不是基因重组，D错误。
10．D　解析：并连X染色体是两条X染色体没有分离，合并为一条染色体，故含并连X染色体果蝇的变异类型是染色体变异，其两条X染色体在配子形成过程中不分离，因此，亲本雌果蝇产生的配子为XX、Y，A错误；甲果蝇产生XX和Y两种配子，乙果蝇产生X和Y两种配子，F1可能的基因型有4种：XXX(致死)、XXY(雌性)、XY(雄性)和YY(致死)，即成活的只有两种：XXY(雌性)、XY(雄性)，前者Y来自父本，后者来自母本，在染色体组成正常的雄果蝇中保存了突变基因，B错误；紫外线、X射线属于物理诱变因素，C错误；若后代中只有雌果蝇，说明XY致死，其X染色体来自父本，说明待检果蝇的X染色体上发生致死突变，D正确。
11．(1) 秋水仙素的浓度　四倍体诱导率　避光48 h，以0.15%秋水仙素溶液处理　(2) 抑制有丝分裂过程中纺锤体的形成　芽尖分生区细胞分裂旺盛，易变异　(3) 显微镜　解离　染色　中期第2课时　低温诱导植物细胞染色体数目的变化、
染色体结构的变异
知识目标 素养目标
1．概述染色体变异的类型； 2．低温诱导植物细胞染色体数目变化的实验(难点) 生命观念：概述染色体结构变异的四种类型和影响； 科学探究：通过“低温诱导植物细胞染色体数目变化的实验”，主动探寻答案，同时锻炼制作装片、观察、分析比较的能力
目标一　实验：低温诱导植物细胞染色体数目的变化
1．实验原理：低温__ __纺锤体形成，使染色体数目加倍。
2．实验材料：洋葱或蒜根尖(分生组织细胞分裂旺盛，易达到实验效果)。
3．实验中几种溶液的作用[连线]
4．实验流程：根尖培养及__ __诱导→固定细胞形态(卡诺氏液浸泡0.5～1 h；再用体积分数为95%的酒精冲洗2次)→制作装片(解离→__ __→__ __→制片)→观察、比较(先低倍镜后高倍镜观察)。
[思考]
(1) 低温诱导后，显微镜观察到的所有细胞染色体数目都加倍吗？
(2) 该实验与必修一观察有丝分裂的实验操作有什么不同？
易错提醒
(1) 处理时，温度不是越低越好，温度过低会对根尖细胞造成伤害。
(2) 并不是所有细胞中染色体均已加倍：只有少部分细胞实现“染色体加倍”。
(3) 经固定、解离，显微镜下观察到的细胞是死亡的细胞。
(4) 着丝粒分裂与纺锤体无关：着丝粒在有丝分裂后期即分裂，无需纺锤丝牵引。
下列关于“低温诱导洋葱(2n＝16)细胞染色体数目的变化”实验的说法，正确的是(　　)
A．将洋葱放在装满清水的容器上方，于冰箱冷藏室内放置培养一周，诱导长出1 cm的不定根
B．该实验临时装片制作的程序为：选材→固定→解离→染色→漂洗→制片
C．若以洋葱幼苗为实验材料，该幼苗长成植物体后只是部分细胞染色体数目加倍
D．若观察到含有32条染色体的细胞，说明低温成功诱导染色体数目加倍
如果要探究诱导染色体数目变化的最适温度，请写出简要的设计思路：__设置不同温度梯度的实验组，观察并比较实验结果__。
目标二　染色体结构变异有哪些类型
1．染色体结构变异的类型
(1) 缺失：染色体的某一片段缺失——染色体上基因数量变少
实例：猫叫综合征、果蝇缺刻翅
(2) 重复：染色体增加了某一片段——染色体上基因数量变多
实例：果蝇棒眼
(3) 易位：染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上——染色体上基因数量、排列顺序改变
实例：慢性粒细胞白血病、果蝇花斑眼
(4) 倒位：染色体的某一片段颠倒了180°——染色体上基因排列顺序改变
实例：果蝇卷翅、习惯性流产
总结：
[连线]
2．染色体结构的变异与其他变异类型辨析
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：
(1) 图①～④的变异类型分别属于__ __。
(2) 图②和图③相比，二者对染色体上基因的数目或排列顺序的影响有什么不同？
果蝇出现红白嵌合的花斑眼是由于染色体发生下图所示变化，图中字母表示染色体中的不同片段。下列叙述正确的是(　　)
A．图示变异属于染色体变异中的缺失
B．图示变异会导致果蝇的染色体数目减少
C．图示变异是生物变异的根本来源
D．图示变异没有导致基因数目的改变
一、 知识构建评价
二、 概念诊断评价
(1) 染色体增加某一片段可提高基因表达水平，是有利变异。(　　)
(2) 染色体缺失有利于隐性基因表达，可提高个体的生存能力。(　　)
(3) 染色体易位不改变基因数量，对个体性状不会产生影响。(　　)
(4) 染色体上某个基因的丢失属于基因突变。(　　)
(5) DNA分子中发生三个碱基对的缺失导致染色体结构变异。(　　)
(6) 非同源染色体某片段移接，仅发生在减数分裂过程中。(　　)
(7) 基因突变、基因重组、染色体变异在光学显微镜下都可以观察到。(　　)
(8) 低温诱导染色体加倍实验中，温度越低，效果越显著。(　　)
(9) 卡诺氏液和解离液的作用一样。(　　)
三、 学情随堂评价
1．将家蚕常染色体的某一片段移接到一条性染色体上，使受精卵在发育成幼蚕前即可通过颜色区分性别。这种变异属于(　　)
A．基因突变 B．基因重组
C．染色体结构变异 D．染色体数目变异
2．果蝇发育早期，X射线可诱发控制红色素合成的R基因从染色质浓缩程度低的区域更换到同一条染色质浓缩程度高的区域，导致眼睛呈现红白嵌合的花斑。下列推测正确的是(　　)
A．X射线使R基因的碱基序列发生变化
B．果蝇部分细胞发生了染色体易位
C．花斑眼表型是R基因表达程度差异所致
D．控制白色的基因在上述染色质浓缩程度低的区域
3． 下列关于利用洋葱(2n＝16)根尖为材料进行低温诱导染色体数目变化实验的叙述，错误的是(　　)
A．原理：低温抑制着丝粒分裂，使染色单体不能移向两极
B．解离：用酒精冲洗卡诺氏液后，用盐酸酒精混合液浸泡洋葱根尖
C．染色：甲紫溶液和醋酸洋红液都可以使染色体染成深色
D．观察：在显微镜视野中可观察到染色体数为16或32或64的细胞
第2课时　低温诱导植物细胞染色体数目的变化、
染色体结构的变异
知识目标 素养目标
1．概述染色体变异的类型； 2．低温诱导植物细胞染色体数目变化的实验(难点) 生命观念：概述染色体结构变异的四种类型和影响； 科学探究：通过“低温诱导植物细胞染色体数目变化的实验”，主动探寻答案，同时锻炼制作装片、观察、分析比较的能力
目标一　实验：低温诱导植物细胞染色体数目的变化
1．实验原理：低温__抑制__纺锤体形成，使染色体数目加倍。
2．实验材料：洋葱或蒜根尖(分生组织细胞分裂旺盛，易达到实验效果)。
3．实验中几种溶液的作用[连线]
4．实验流程：根尖培养及__低温__诱导→固定细胞形态(卡诺氏液浸泡0.5～1 h；再用体积分数为95%的酒精冲洗2次)→制作装片(解离→__漂洗__→__染色__→制片)→观察、比较(先低倍镜后高倍镜观察)。
[思考]
(1) 低温诱导后，显微镜观察到的所有细胞染色体数目都加倍吗？
__不是，有正常的二倍体细胞，也有染色体数目发生改变的细胞。只有部分细胞染色体数加倍，也可能有少数加倍几次的细胞。__
(2) 该实验与必修一观察有丝分裂的实验操作有什么不同？
观察有丝分裂实验：培养→解离→漂洗→染色→制片→观察。
低温诱导植物染色体数加倍实验：低温诱导→固定→解离→漂洗→染色→制片→观察。
易错提醒
(1) 处理时，温度不是越低越好，温度过低会对根尖细胞造成伤害。
(2) 并不是所有细胞中染色体均已加倍：只有少部分细胞实现“染色体加倍”。
(3) 经固定、解离，显微镜下观察到的细胞是死亡的细胞。
(4) 着丝粒分裂与纺锤体无关：着丝粒在有丝分裂后期即分裂，无需纺锤丝牵引。
下列关于“低温诱导洋葱(2n＝16)细胞染色体数目的变化”实验的说法，正确的是(　C　)
A．将洋葱放在装满清水的容器上方，于冰箱冷藏室内放置培养一周，诱导长出1 cm的不定根
B．该实验临时装片制作的程序为：选材→固定→解离→染色→漂洗→制片
C．若以洋葱幼苗为实验材料，该幼苗长成植物体后只是部分细胞染色体数目加倍
D．若观察到含有32条染色体的细胞，说明低温成功诱导染色体数目加倍
解析：低温处理应在根尖生长后进行，而非在冷藏室诱导生根。冷藏温度不利于根尖生长，正确做法是室温下培养根尖至适宜长度后再低温处理，A错误；实验中装片制作的步骤应为选材→固定→解离→漂洗→染色→制片，B错误；低温仅使根尖分生区正在分裂的细胞染色体数目加倍，这些细胞发育成的组织染色体数目加倍，而植株其他部分细胞仍为正常数目，C正确；正常细胞有丝分裂后期染色体数目也为32条，不能据此判断低温诱导成功，还需观察处于其他时期的细胞是否加倍(如中期为32条)，D错误。
如果要探究诱导染色体数目变化的最适温度，请写出简要的设计思路：__设置不同温度梯度的实验组，观察并比较实验结果__。
目标二　染色体结构变异有哪些类型
1．染色体结构变异的类型
(1) 缺失：染色体的某一片段缺失——染色体上基因数量变少
实例：猫叫综合征、果蝇缺刻翅
(2) 重复：染色体增加了某一片段——染色体上基因数量变多
实例：果蝇棒眼
(3) 易位：染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上——染色体上基因数量、排列顺序改变
实例：慢性粒细胞白血病、果蝇花斑眼
(4) 倒位：染色体的某一片段颠倒了180°——染色体上基因排列顺序改变
实例：果蝇卷翅、习惯性流产
总结：
[连线]
2．染色体结构的变异与其他变异类型辨析
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：
(1) 图①～④的变异类型分别属于__基因重组，易位，基因突变，缺失或重复__。
(2) 图②和图③相比，二者对染色体上基因的数目或排列顺序的影响有什么不同？
__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__。
果蝇出现红白嵌合的花斑眼是由于染色体发生下图所示变化，图中字母表示染色体中的不同片段。下列叙述正确的是(　D　)
A．图示变异属于染色体变异中的缺失
B．图示变异会导致果蝇的染色体数目减少
C．图示变异是生物变异的根本来源
D．图示变异没有导致基因数目的改变
解析：图示变异属于染色体结构变异中的易位，A错误；易位是非同源染色体交换片段，不会导致果蝇的染色体数目减少，也不会导致基因数目的改变，B错误，D正确；生物变异的根本来源是基因突变，C错误。
一、 知识构建评价
二、 概念诊断评价
(1) 染色体增加某一片段可提高基因表达水平，是有利变异。(　×　)
(2) 染色体缺失有利于隐性基因表达，可提高个体的生存能力。(　×　)
(3) 染色体易位不改变基因数量，对个体性状不会产生影响。(　×　)
(4) 染色体上某个基因的丢失属于基因突变。(　×　)
(5) DNA分子中发生三个碱基对的缺失导致染色体结构变异。(　×　)
(6) 非同源染色体某片段移接，仅发生在减数分裂过程中。(　×　)
(7) 基因突变、基因重组、染色体变异在光学显微镜下都可以观察到。(　×　)
(8) 低温诱导染色体加倍实验中，温度越低，效果越显著。(　×　)
(9) 卡诺氏液和解离液的作用一样。(　×　)
三、 学情随堂评价
1．将家蚕常染色体的某一片段移接到一条性染色体上，使受精卵在发育成幼蚕前即可通过颜色区分性别。这种变异属于(　C　)
A．基因突变 B．基因重组
C．染色体结构变异 D．染色体数目变异
解析：将家蚕常染色体的某一片段移接到一条性染色体上，这种发生在非同源染色体之间的片段移动属于染色体结构变异中的易位。　
2．果蝇发育早期，X射线可诱发控制红色素合成的R基因从染色质浓缩程度低的区域更换到同一条染色质浓缩程度高的区域，导致眼睛呈现红白嵌合的花斑。下列推测正确的是(　C　)
A．X射线使R基因的碱基序列发生变化
B．果蝇部分细胞发生了染色体易位
C．花斑眼表型是R基因表达程度差异所致
D．控制白色的基因在上述染色质浓缩程度低的区域
解析：X射线在此过程中未改变R基因的碱基序列，而是导致其位置变化，属于染色体结构变异，而非基因突变，A错误；染色体易位指染色体片段移至非同源染色体，而题干中R基因在同一条染色体上移动，属于倒位，B错误；R基因移至浓缩程度高的区域(异染色质)后表达受抑制，部分细胞中R基因沉默(白色)，部分正常表达(红色)，形成花斑眼，C正确；白色表型是因为R基因无法表达而不是存在控制白色的基因，D错误。
3． 下列关于利用洋葱(2n＝16)根尖为材料进行低温诱导染色体数目变化实验的叙述，错误的是(　A　)
A．原理：低温抑制着丝粒分裂，使染色单体不能移向两极
B．解离：用酒精冲洗卡诺氏液后，用盐酸酒精混合液浸泡洋葱根尖
C．染色：甲紫溶液和醋酸洋红液都可以使染色体染成深色
D．观察：在显微镜视野中可观察到染色体数为16或32或64的细胞
解析：低温诱导植物细胞染色体数目加倍实验的原理是低温抑制纺锤体的形成，使染色体在着丝粒分裂之后不能被牵引至细胞两极，从而使染色体数目发生变化。

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