高中生物《染色体变异及其应用》学案2 苏教版必修2

用心 爱心 专心1 第三节第三节 染色体变异及其应用染色体变异及其应用 一 学习目标 一 学习目标 1 理解染色体组 单倍体 二倍体和多倍体的概念 2 理解单倍体以及多倍体的特点 形成原因及其在育种上的意义 3 说出染色体结构变异的基本类型 4 染色体结构变异的的形式 5 染色体结构变异对生物性状的影响 6 染色体结构变异在生产中的应用 二 重点 难点 疑点的解决办法二 重点 难点 疑点的解决办法 1 教学重点及解决办法 1 染色体组的概念 2 二倍体 多倍体和单倍体的概念 3 多倍体育种原理及在育种上的应用 4 染色体结构变异对生物性状的影响 解决方法 1 让学生阅读有关染色体组的内容 感知染色体组的概念 用多媒体教学出示制作的 雄果蝇染色体组图解活动课件 讲清染色体组的概念 用练习的方法巩固染色体组的概念 2 用举例的方法讲清二倍体 多倍体和单倍体的概念 用区分单倍体与二倍体及多倍体 依据的方法辨析二倍体 多倍体和单倍体的概念 用练习的方法巩固二倍体 多倍体和单 倍体概念 3 通过复习植物细胞的有丝分裂过程 染色体数目的变化 分裂后期的特点 自然引出 多倍体形成的原因 同时用八倍体小黑麦说明人工诱导多倍体育种的原理的方法 2 教学难点及解决办法 多倍体和单倍体的形成原因 解决方法 1 多倍体的形成原因 通过复习植物细胞的有丝分裂过程 染色体数目的变化 分裂后 期的特点 自然引出多倍体形成的原因 2 单倍体形成原因 给学生足够的时间 同桌同学相互讨论 再集中疑难问题 老师给 予点拨 3 教学疑点及解决办法 1 区分单倍体与二倍体及多倍体划分的依据 2 如何理解单倍体可能只有一个染色体组 也可能有多个染色体组 解决方法 1 用例证的方法来明确单倍体和二倍体或多倍体的依据 2 用例证的方法去辨析单倍体可能只有一个染色体组 也可能有多个染色体组 三 知识结构 1 一般情况下生物体的一个 内的全部染色体 在形态和功能上各不相同 但是包含了控制生物体生长发育 遗传和变异的全部信息 这样的 叫做一个染色体组 用心 爱心 专心2 2 体细胞中含有 染色体组的个体叫做二倍体 等 几乎全部的动物 和过半数的高等植物都是二倍体 3 体细胞中含有 以上染色体组的个体叫做多倍体 含有三个染色体组的 个体 叫做三倍体 比如香蕉 体细胞中含有四个染色体组的个体 叫做四倍体 比如马 铃薯 多倍体在植物中广泛地存在着 在动物中比较少见 4 体细胞中含有本物种 数目的个体 叫做单倍体 5 定义 由 引起的变异 如猫叫综合征是由人的 缺失引起 的遗传病 而果蝇的棒壮眼是由于染色体中 某一片段引起的变异 6 类型 染色体某一段的缺少 如 染色体增加了某一片段 如 染色体的某一片段移接到另一条 上 染色体的某一段的位置颠倒了 180 7 结果 使排列在染色体上的 或 发生改变 从而导致 的 变异 大多数染色体结构变异对生物体是 有的甚至导致生物体 四 例题分析 1 用马铃薯的花药离体培养出的单倍体植株 可以正常地进行减数分裂 用显微镜可以观 察到染色体两两配对形成 12 对 据此现象可推知产生该花药的马铃薯是 A 三倍体 B 二倍体 C 四倍体 D 六倍体 2 水稻的某 3 对相对性状 分别由位于非同源染色体上的 3 对等位基因控制 利用它的花 药进行离体培养 再用浓度适当的秋水仙素处理 经此种方法培育出的水稻植株 其表现 型最多可有 A l 种 B 4 种 C 8 种 D 16 种 3 用四倍体西瓜与二倍体西瓜杂交所得的子一代植株开化后 经适当处理 则 A 能产生正常配子 结出种子形成果实 B 结出的果实为五倍体 C 不能产生正常配子 但可形成无籽西瓜 D 结出的果实为三倍体 4 4 下列变异中 不属于染色体结构变异的是 A 染色体缺失某一片断 B 染色体增加了某一片断 C 染色体中 DNA 的一个碱基发生了改变 D 染色体某一片断位置颠倒了 1800 答案 C 用心 爱心 专心3 5 5 是正常的两条同源染色体 则下图所示是指染色体结构的 A 倒位 B 缺失 C 易位 D 重复 答案 B 6 6 下列关于染色体组的正确叙述是 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中 D 染色体组在减数分裂过程中消失 答案 A 7 7 猫叫综合征是人第 号染色体 引起的遗传病 答案 5 部分缺失 8 8 果蝇的体细胞中有三对常染色体 一对性染色体 因此 果蝇体细胞中的染色体有 A 一个染色体组 B 两个染色体组 C 四个染色体组 D 六个染色体组 答案 B 9 9 四倍体的曼陀罗有 48 条染色体 该植物体细胞中的每个染色体组的染色体数目为 A 48 B 24 C 12 D 4 答案 C 10 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 11 下列不属于基因突变引起的变异是 A 果蝇的白眼 B 血友病 C 短腿安康羊 D 猫叫综合征 解析 猫叫综合征是人的第 5 号染色体短臂缺失引起的一种染色体异常的遗传病 其余三 项均是基因突变引起的变异 故此题的正确答案为 D 12 白化病产生的根本原因是 A 双亲都是杂合子 B 近亲结婚 C 基因突变 D 致病基因成对 解析 白化病属于常染色体隐性遗传病 当两个隐性基 aa 在体细胞中成对时 就会出 现白化病征状 但 a 基因是由正常 A 基因突变来的 所以此题的正确答案为 C 13 在一块马铃薯甲虫成灾的地里 喷了一种新的农药后 约 98 的甲虫死了 约 2 的甲 虫生存下来 生存下来的原因是 A 有基因突变产生的抗药性个体存在 B 以前曾喷过某种农药 对农药有抵抗力 C 约有 2 的甲虫未吃到沾有农药的叶子 D 生存下来的甲虫是身强体壮的年轻个体 解析 A 14 摩尔根培养红眼果蝇进行遗传实验 培养若干代后 突然出现了一只白眼雄果蝇 这 种变异来源于 用心 爱心 专心4 A 基因突变 B 基因重组 C 染色体数目变异 D 染色体结构变异 解析 培养红眼果蝇若干代 突然出现了一只白眼雄果蝇 显然是基因突变 所以此题的 正确答案为 A 15 生活在加勒比海的火烈鸟 喙 翅边缘和腿都是鲜红色的 而捕到的火烈鸟经人工饲 养繁殖的后代没有鲜红色 但如果在饲料中加入火烈鸟在野外常吃的红色藻 红颜色就会 出现 火烈乌的眼是橙色的 即使不吃红色藻 眼的颜色仍然是橙色的 请分析回答 1 火烈鸟食用红色藻 身体的有关部位就呈红色 不食用红色藻则不呈红色 这种性状 的变化是由 引起的 属于 2 火烈鸟的眼色不会因食用红色藻而发生变化 这说明火烈鸟的眼色是由 控制的 解析 1 环境变化 是否吃红色藻 不遗传的变异 2 基因 五 知识拓展 染色体变异在生产上的应用染色体变异在生产上的应用 1 人工诱导多倍体在育种上的应用 1 人工诱导多倍体的方法 物理方法 要得到多倍体 可以用高温 低温 离心 超声波 嫁接和切断等 例如把茄属植物的梢端切断 把长出的侧枝切去 就会从切断部分的愈伤组织长出不定芽 这些不定芽长成的枝条有 10 是四倍体 化学方法 秋水仙素 萘骈乙烷等都可以诱发多倍体 秋水仙素的主要作用是抑制细胞分裂时纺锤体的形成 结果染色体仍留在一个细胞内 所以染色体倍数就增加了 2 多倍体的优势与不足 多倍体植株往往表现为根 茎 叶 花的巨型性 可使作物产量增加 品质改良 对 育种者极具魅力 对多倍体研究发现 五倍体以上的同源多倍体巨型效应 反而减小 生理 功能也衰退 所以 同源多倍体育种一般限于二倍体合成四倍体或通过二倍体和四倍体杂 交合成三倍体 如无籽西瓜 多倍体甜菜等 都是利用了三倍体的不育性 但是同源多倍 体在减数分裂时往往多条染色体联合到一起形成多价体 使染色体分离不规则 导致育性 下降 结实率低 3 多倍体育种的方法 人工诱导多倍体的方法很多 目前最常用而且最有效的方法 是用秋水仙素来处理萌发的 种子或幼苗 当秋水仙素作用于正在分裂的细胞时 能够抑制纺锤体形成 导致染色体不 分离 从而引起细胞内染色体数目加倍 染色体数目加倍的细胞继续进行正常的有丝分裂 将来就可以发育成多倍体植株 目前世界各国利用人工诱导多倍体的方法已经培育出不少 新品种 如含糖量高的三倍体无子西瓜和甜菜等 多倍体育种是创造新物种的过程 这在 异源多倍体研究利用上表现得更加淋漓尽致 我国科技工作者还创造出自然界中没有的作 物 八倍体小黑麦 一般先要做远缘杂交 而后再给杂种的染色体加倍以合成新物种 此新物种还要通过一系列的改良过程才有可能成为作物 异源多倍体也具有一般多倍体生 长旺盛 器官巨大等优点 并且由于染色体组的多样化 具有永久杂合性 又称纯系优势 遗传上的缓冲性和进化上较强的适应性 当然 异源多倍体也常因生理上的不协调而造 成结实率低 籽粒不饱满 使得所创造出的异源多倍体物种多数无实用价值 但也不乏小 黑麦等成功的先例 随着科技水平的提高 可以坚信 多倍体育种的前景是广阔的 用心 爱心 专心5 例 三倍体无籽西瓜 2 单倍体育种技术 1 单倍体的特点 单倍体及其它体细染色体组数为奇数者 如三倍体 五倍体 均表现高 度不育 原因在于其无法实现正常的减数分裂 另外一个现象是单倍体植株细弱 矮小 2 单倍体育种的方法 单倍体自身不育 但是如能将其染色体加倍便成了正常可育株 花药培 养育种法就是取 Fl代的花药置于特定的培养基上培养 利用细胞的全能性 诱导 花粉长成植株 这些单倍体植株再经秋水仙素处理一段时间 便可实现染色体加倍 加倍 后的植株不仅正常可育 而且完全纯合 由于