2019_2020学年高中生物第5章第2节染色体变异教案新人教版必修220190927199.doc

第2节染色体变异学 习 目 标核 心 素 养1分析基因突变和染色体结构变异的异同。2.理解染色体组、单倍体、二倍体和多倍体的概念及特点。(重、难点)3.概述单倍体育种与多倍体育种的原理和过程。(重点)1阐明染色体变异导致遗传物质变化，可能导致生物性状的改变甚至死亡。2.列表比较二倍体、多倍体和单倍体。3.结合案例，分析染色体变异在育种上的应用。一、染色体结构的变异1染色体结构变异的类型连线2染色体结构变异的结果(1)染色体上基因的数目或排列顺序发生改变，而导致性状的变异。(2)大多数对生物体是不利的，有的甚至会导致生物体死亡。二、染色体数目变异1变异类型和实例类型实例个别染色体的增减21三体综合征以染色体组形式成倍增减三倍体无子西瓜2.染色体组(1)组成写出上图雄果蝇体细胞中一个染色体组所含的染色体：、X或 、Y。(2)组成特点项目特点形态上细胞中的一组非同源染色体，在形态和功能上各不相同功能上控制生物生长、发育、遗传、变异的一组染色体3.二倍体4多倍体(1)概念(2)特点：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都有所增加。(3)人工诱导(多倍体育种)方法用秋水仙素处理或用低温处理处理对象萌发的种子或幼苗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5.单倍体(1)概念：体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体。(2)特点(3)应用：单倍体育种。方法：优点：明显缩短育种年限。三、低温诱导植物染色体的数目变化1实验原理2实验流程及结论观察：先用低倍镜观察，找到变异细胞，再换用高倍镜观察结论：低温能诱导植物染色体数目加倍判断对错(正确的打“”，错误的打“”)1猫叫综合征是人的第5号染色体部分缺失引起的。()2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。()3染色体片段的缺失和重复必然导致基因种类的变化。()4体细胞中含两个染色体组的个体是二倍体，含有三个或三个以上染色体组的个体是多倍体。()5人工诱导多倍体最常用、最有效的方法是用秋水仙素处理休眠的种子。()6经低温诱导后，在显微镜下可以看到大多数细胞的染色体数目发生改变。()提示：12基因突变和基因重组在光学显微镜下观察不到。3染色体片段的重复会导致基因数目增加，基因种类不会变化；染色体片段缺失会导致基因数目减少，还有可能导致基因种类减少。4由配子发育而来的生物，无论含有几个染色体组，都是单倍体。5秋水仙素可抑制细胞分裂过程中纺锤体的形成，诱导染色体加倍，但休眠种子细胞不进行细胞分裂。6由于分裂间期较长，大多数细胞处于分裂间期，看不到染色体。染色体结构变异问题探究如图表示某种生物的部分染色体发生了两种变异的示意图，图中和、和互为同源染色体，这两种变异分别属于哪一种可遗传变异？图a图b提示：图a发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间，属于基因重组；图b发生在非同源染色体之间，属于染色体结构变异。归纳总结 1染色体缺失、重复与基因突变的区别项目基因突变染色体缺失、重复实质碱基对的替换、缺失和增添染色体上基因的缺失或重复对象碱基对基因结果碱基对的数目或排列顺序改变基因数目或排列顺序改变是否可见分子水平、光学显微镜下观察不到光学显微镜下可观察到2.染色体易位与交叉互换的区别项目染色体易位交叉互换图解区别发生于非同源染色体之间发生于同源染色体的非姐妹染色单体之间属于染色体结构变异属于基因重组可在显微镜下观察到在显微镜下观察不到可发生于有丝分裂和减数分裂过程中只发生于减数第一次分裂的四分体时期1如图中甲、乙两个体的一对同源染色体中各有一条发生变异(字母表示基因)。下列叙述正确的是()A个体甲的变异对表型无影响B个体乙的细胞在减数分裂的形成的四分体异常C个体甲自交的后代，性状分离比为31D个体乙染色体没有基因缺失，表型无异常B个体甲的变异为染色体结构变异中的缺失，缺失了e基因对表型可能有影响，A选项错误；个体乙的变异为染色体结构变异中的倒位，变异后个体乙的细胞在减数分裂时同源染色体联会形成的四分体异常，B选项正确；若E、e基因与其他基因共同控制某种性状，则个体甲自交的后代中性状分离比不一定为31，C选项错误；个体乙虽然染色体没有基因缺失，但是基因的排列顺序发生改变，可能引起性状的改变，D选项错误。2如图分别表示不同的变异类型，其中图中的基因2由基因1变异而来。下列有关说法正确的是()A图都表示易位，发生在减数分裂的四分体时期B图中的变异属于染色体结构变异中的缺失C图中的变异属于染色体结构变异中的缺失或重复D图中4种变异能够遗传的是C图表示基因重组中的交叉互换，因为其发生在同源染色体之间；图表示染色体结构变异中的易位，因为其发生在非同源染色体之间；图表示基因突变中碱基对的缺失；图表示染色体的缺失或重复。图中4种变异都是可遗传的变异。染色体数目的变异1染色体组数的判断方法(1)根据染色体形态判断依据：细胞内形态相同的染色体有几条，则含有几个染色体组。实例：如图所示的细胞中，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)根据基因型判断依据：控制同一性状的基因出现几次，就含几个染色体组(每个染色体组内不含等位基因或相同基因)。实例：据图可知，eh中依次含4、2、3、1个染色体组。(3)根据染色体数和形态数的比值判断依据：染色体数与形态数的比值意味着每种形态染色体数目的多少，每种形态的染色体有几条，即含几个染色体组。实例：果蝇体内该比值(8条/4种形态)为2，则果蝇含2个染色体组。2单倍体、二倍体和多倍体判断方法(1)如果生物体由受精卵(或合子)发育而成，体细胞中含有几个染色体组，该生物就称为几倍体。(2)如果生物体是由生殖细胞卵细胞或花粉直接发育而成，无论体细胞中含有几个染色体组，都称为单倍体。易错提醒：关于单倍体的三个易错点(1)单倍体的体细胞中并不一定只有一个染色体组，如四倍体的配子形成的单倍体的体细胞中含有两个染色体组。(2)单倍体并非都不育：二倍体的配子发育成的单倍体，表现为高度不育；多倍体的配子如含有偶数个染色体组，则发育成的单倍体含有同源染色体及等位基因，可育并能产生后代。(3)单倍体是生物个体，而不是配子：精子和卵细胞属于配子，但不是单倍体。1如图所示为雄果蝇染色体图，据图能得到的结论是()其配子的染色体组是X、或Y、有丝分裂后期有4个染色体组，染色体有5种不同形态减数第二次分裂后期有2个染色体组，染色体有5种不同形态该生物进行基因测序应选择5条染色体ABCDC该图为雄果蝇染色体图，减数第一次分裂产生的子细胞含有4条形态不同的染色体(、X或、Y)。减数第二次分裂后期含2个染色体组，染色体只有4种不同形态。2下列有关单倍体的叙述中不正确的是()由未受精的卵细胞发育成的植物，一定是单倍体含有两个染色体组的生物体，一定不是单倍体生物的精子或卵细胞一定都是单倍体基因型为aaaBBBccc的植株一定是单倍体基因型为Abcd的生物体一般是单倍体ABCDB由未受精的卵细胞发育而来的个体一定是单倍体，正确；含有两个染色体组的生物体，可能是二倍体，也可能是四倍体生物的单倍体，错误；生物的精子或卵细胞是生殖细胞，不是个体，所以不能称为单倍体，错误；基因型为aaaBBBccc的植株可能是单倍体，也可能是三倍体，错误；基因型为Abcd的生物体细胞中只有一个染色体组，一般是单倍体，正确。单倍体育种和多倍体育种问题探究如图表示用纯种的高秆(D)抗锈病(T)小麦与矮秆(d)易染锈病(t)小麦培育矮秆抗锈病小麦新品种的方法，据图分析：1F1能产生几种雄配子？提示：F1的基因型是DdTt，能产生四种雄配子：DT、dT、Dt、dt。2过程是哪种处理？其原理是什么？提示：过程是花药离体培养；原理是细胞的全能性。3过程是哪种处理？处理后符合要求的植株占的比例是多少？提示：过程是用一定浓度的秋水仙素处理单倍体幼苗。处理后基因型为ddTT的个体占的比例为1/4。归纳总结 1单倍体育种(1)原理：染色体数目变异。(2)过程用高秆抗病(DDTT)和矮秆不抗病(ddtt)小麦品种，培育矮秆抗病小麦的过程，见下图：其中单倍体育种的核心步骤为花药离体培养和秋水仙素处理诱导染色体数目加倍。(3)优点：与杂交育种相比，单倍体育种能明显缩短育种年限，子代均为纯合子，加速育种进程。缺点：技术复杂且需与杂交技术结合使用。2多倍体育种(1)原理：染色体数目变异。(2)多倍体育种的过程正在萌发的种子或幼苗抑制纺锤体形成染色体不分离细胞中染色体数目加倍多倍体植株。(3)优点：多倍体和二倍体相比，茎秆粗壮，叶片、果实和种子都较大，糖类和蛋白质含量都有所增加。缺点：多倍体育种适用于植物，在动物方面难以开展，且多倍体植物往往发育迟缓，结实率低。(4)实例：三倍体无子西瓜的培育过程b过程传粉是为了杂交得到三倍体种子，c过程传粉是为了提供生长素刺激子房发育成果实。获取三倍体种子是在第一年四倍体植株上；获取三倍体无子果实则是在第二年的三倍体植株上。无子的原因：三倍体西瓜进行减数分裂时，由于同源染色体联会紊乱，不能产生正常配子。误区警示：(1)单倍体育种一般应用于二倍体植物，因为若为四倍体植物，通过单倍体育种形成的个体不一定是纯合子。(2)单倍体育种和多倍体育种中都用到秋水仙素，但单倍体育种中是用秋水仙素处理单倍体幼苗，而多倍体育种中是用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。1用纯种的高秆(D)抗锈病(T)小麦与矮秆(d)易染锈病(t)小麦培育矮秆抗锈病小麦新品种的方法如下，下列有关此育种方法的叙述中，正确的是()A过程的作用原理为染色体变异B过程必须经过受精作用C过程必须使用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗D此育种方法选出的符合生产要求的品种占1/4D过程表示杂交，其原理为基因重组。过程常用的方法为花药离体培养。过程使用秋水仙素或低温处理幼苗，因为单倍体高度不育，不产生种子。2关于无子西瓜的培育的说法，错误的是()A用二倍体的花粉为四倍体的植株传粉可获得三倍体的种子B用二倍体的花粉为三倍体的植株传粉可获得三倍体的种子C秋水仙素与低温使染色体数目加倍的原理相同D三倍体西瓜的产生是有性生殖的结果，但它本身一般不能进行有性生殖B用二倍体的花粉为四倍体的植株传粉可获得三倍体的种子，A项正确。三倍体的植株在减数分裂时联会紊乱，不能产生正常的配子，因此该植株不会形成种子，用二倍体的花粉为三倍体的植株传粉的目的是促进子房发育成果实，B项错误。秋水仙素与低温使染色体数目加倍的原理都是抑制纺锤体的形成，使染色体数目加倍，C项正确。二倍体和四倍体杂交产生三倍体，即该三倍体是有性生殖的结果，而三倍体本身不可育，D项正确。课堂小结知 识 网 络 构 建核 心 语 句 归 纳1染色体结构变异包括缺失、重复、倒位和易位等几种类型。2染色体结构变异可改变染色体上的基因的数目或排列顺序，可在显微镜下观察到。3二倍体生物正常配子中的一组染色体是一个染色体组。4由受精卵发育而来的个体，体细胞中含几个染色体组，就是几倍体。5单倍体并不一定只含一个染色体组。6单倍体育种包括花药离体培养和秋水仙素处理幼苗等阶段，能明显缩短育种年限。7秋水仙素或低温能抑制纺锤体的形成，从而导致染色体数目加倍。1导致遗传物质变化的原因有很多，下图字母代表不同基因，其中变异类型和依次是()A突变和倒位B重组和倒位C重组和易位D易位和倒位D中少了基因ab，多了基因J，是非同源染色体间发生了片段交换，属于染色体结构变异中的易位；cde基因位置发生了颠倒，属于倒位。2下列细胞分裂图像中含有2个染色体组的是()ABCDC图中含有2个染色体组，含有4个染色体组，含有1个染色体组。3某二倍体生物的一个染色体组含有8条染色体，下列相关说法中不正确的是()A此生物产生的生殖细胞中有8条染色体B此生物体细胞内一般有8种形态的染色体C这8条染色体在减数分裂中能构成4对同源染色体D这8条染色体包含该生物生长发育所需的全部遗传信息C二倍体生物的体细胞中有2个染色体组，产生的生殖细胞中一般有1个染色体组，即8条染色体。一般来说，一个染色体组中的每一条染色体都是独特的，为一组非同源染色体，在一个染色体组中，同源染色体的对数为0。一个染色体组包含了生物体生长发育所需的全部遗传信息。4如图是三倍体无子西瓜的培育过程流程图(假设四倍体西瓜减数分裂过程中同源染色体两两分离)。下列有关叙述错误的是()A过程涉及的变异是染色体变异B过程中四倍体西瓜产生的配子基因型及比例是AAAaaa141C过程获得的三倍体植株中，aaa基因型个体占1/12D过程获得的三倍体植株是可育的D图中过程表示用秋水仙素处理二倍体西瓜的幼苗，获得四倍体植株，依据原理是染色体变异；四倍体植株的基因型为AAaa，其产生的配子为1AA、1aa、1Aa、1Aa、1Aa、lAa，即AAAaaa141；四倍体西瓜产生的配子中aa占1/6，二倍体Aa产生两种配子，且Aa11，a占1/2，故aaa基因型个体占1/12；三倍体的同源染色体是3条，减数分裂时联会紊乱，不能形成配子，导致高度不育。5已知西瓜的染色体数目为2n22，请根据下面的西瓜育种流程回答有关问题。(1)图中过程所用的试剂是_。(2)培育无子西瓜A的育种方法称为_。(3)过程中形成单倍体植株所采用的方法是_。该过程利用了植物细胞的_性。(4)为确认某植株是否为单倍体，应在显微镜下观察根尖分生区细胞的染色体，观察的最佳时期为_。解析(1)从二倍体