苏教高中生物染色体变异及其应用学习教案

1、会计学1苏教高中生物染色体变异苏教高中生物染色体变异(biny)及其应及其应用用第一页，共38页。（1）缺失）缺失(qu sh)第2页/共38页第二页，共38页。A T C G C T A G CT A G C G A T C GA T C G C T A G CT A G C G A T C GA T C GCT A G CT A G C A T C G 原因原因(yunyn)(yunyn)二：二：DNADNA复制时模板链形成复制时模板链形成缺失环。缺失环。第3页/共38页第三页，共38页。（染色体结构（染色体结构(jigu)(jigu)的变的变异）异）病因：病因：5 5号染色体部分号染色体

2、部分(b fen)(b fen)缺失缺失猫叫综合征猫叫综合征第4页/共38页第四页，共38页。（2）重复）重复(chngf)第5页/共38页第五页，共38页。A T C G C T A G CT A G C G A T C GA T C G C T A G CT A G C G A T C GA T C GGT A G C GA T C G C T A G C原因二：原因二：DNADNA复制复制(fzh)(fzh)时子链滑链。时子链滑链。第6页/共38页第六页，共38页。（3）倒位）倒位第7页/共38页第七页，共38页。（4）易位）易位非同源非同源(tn yun)染色体之间的片段染色体之间的片

3、段交换交换第8页/共38页第八页，共38页。染色体结构的改变会导致染色体上基因的数染色体结构的改变会导致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目或排列顺序发生改变，从而导致性状的变异(biny)。大多数染色体结构的变异大多数染色体结构的变异(biny)对生物体是对生物体是不利的，有时甚至导致生物体死亡。不利的，有时甚至导致生物体死亡。3、后果、后果(hugu)：4、特点、特点(tdin)：频率频率很低很低5、诱导因素：、诱导因素：电离辐射电离辐射、病毒感染病毒感染或或化学物质化学物质诱导。诱导。第9页/共38页第九页，共38页。课题研究课题研究(ynji)：环境中化学物质对染

4、色：环境中化学物质对染色体结构变异的影响体结构变异的影响研究目的研究目的(md)： 了解环境中化学物质对染色体结构变异的影响了解环境中化学物质对染色体结构变异的影响。推荐器材：推荐器材： 培养皿，试管，载玻片，盖玻片，显微镜；培养皿，试管，载玻片，盖玻片，显微镜；蚕豆种子蚕豆种子(zhng zi)等；硫酸铜，改良碱性品红等；硫酸铜，改良碱性品红染液等。染液等。第10页/共38页第十页，共38页。研究研究(ynji)指导：指导：阅读背景资料：阅读背景资料： 引起染色体变异的原因很多，其中引起染色体变异的原因很多，其中辐射辐射与与化学化学药物药物是导致染色体变异的重要原因。为了证实是导致染色体变异

5、的重要原因。为了证实硫酸硫酸铜铜对染色体结构具有导致变异的影响，一位学生用对染色体结构具有导致变异的影响，一位学生用硫酸铜溶液培养蚕豆种子，硫酸铜溶液培养蚕豆种子，发现萌发的幼苗发现萌发的幼苗根尖根尖细细胞中出现胞中出现微核微核，这是染，这是染色体色体结构结构变异的结果。变异的结果。生物科学工作者往往采生物科学工作者往往采用微核研究的方法来分用微核研究的方法来分析环境污染的程度。析环境污染的程度。微核微核第11页/共38页第十一页，共38页。该学生实验该学生实验(shyn)步骤：步骤：（1）将蚕豆）将蚕豆(cndu)种子洗净，种子洗净， 25水培；水培；（2）待根长到）待根长到0.51.5cm

6、，移入质量浓度为，移入质量浓度为300mg/L的的硫酸铜溶液中培养硫酸铜溶液中培养6h；（3）自来水冲洗后，再移入清水中培养）自来水冲洗后，再移入清水中培养24h；（4）剪取蚕豆根尖，制作临时玻片标本，用改良碱性）剪取蚕豆根尖，制作临时玻片标本，用改良碱性品红染液染色；品红染液染色；（5）每个根尖计数）每个根尖计数(j sh)5001000个细胞个细胞,计算微核率。计算微核率。第12页/共38页第十二页，共38页。 例：某工厂污水流入河流中，使河中植物大例：某工厂污水流入河流中，使河中植物大批死亡。有同学认为是污水中的化学物质使植物批死亡。有同学认为是污水中的化学物质使植物细胞细胞(xbo)(

7、xbo)的染色体结构发生了变异，并准备的染色体结构发生了变异，并准备对此进行研究。如果是你，你如何研究？对此进行研究。如果是你，你如何研究？作出假设作出假设(jish)：提出提出(t ch)问题：问题：污水中的化学物质对植物染色体结构变污水中的化学物质对植物染色体结构变异的影响。异的影响。污水中的化学物质会使植物染色体污水中的化学物质会使植物染色体结构产生变异。结构产生变异。探究实践探究实践第13页/共38页第十三页，共38页。设计设计(shj)与实验：与实验：用用污水污水培养培养用用蒸馏水蒸馏水培养培养（实验组）（实验组）（对照组）（对照组）分析分析(fnx)证据：证据：（比较（比较(bji

8、o)、两组的微核率、两组的微核率）得出结论：得出结论：若微核率若微核率微核率，说明微核率，说明若微核率若微核率微核率，说明微核率，说明 若微核率若微核率微核率，说明微核率，说明第14页/共38页第十四页，共38页。深入探究：深入探究： 探究水质污染探究水质污染(wrn)程度与生物细胞微程度与生物细胞微核率高低的关系。核率高低的关系。第15页/共38页第十五页，共38页。二、染色体数目二、染色体数目(shm)的变异的变异雌果蝇雌果蝇(u yn)雄果蝇雄果蝇(u yn)（一）染色体组：（一）染色体组：第16页/共38页第十六页，共38页。减数减数分裂分裂二倍体二倍体第17页/共38页第十七页，共3

9、8页。 一个染色体组中无同源染色体（互为非同源染色体），形态和功能各不相同； 一个染色体组携带着控制生物生长(shngzhng)的全部遗传信息。（1）概念）概念(ginin)：二倍体生物配子(piz)中所具有的全部染色体组成一个染色体组。（2）特点：）特点：（3）染色体）染色体组数的判断：组数的判断：第18页/共38页第十八页，共38页。例例1：以下：以下(yxi)各图中，各有几个染色体组？各图中，各有几个染色体组？4个个2个个3个个5个个1个个第19页/共38页第十九页，共38页。例例2：以下基因型，所代表的生物染色体组数分：以下基因型，所代表的生物染色体组数分别别(fnbi)是多少是多少?

10、（1）Aa _ （2）AaBb _（3）AAa _（4）AaaBbb _（5）AAAaBBbb _（6）ABCD _2个个2个个3个个3个个 4个个1个个第20页/共38页第二十页，共38页。（二）非整倍性变异（二）非整倍性变异(biny)：个别染色体增加或减：个别染色体增加或减少少1 1、实例、实例(shl)(shl)： 2、形成、形成(xngchng)原因：原因：（1）减）减分裂后期，个别分裂后期，个别同源染色体同源染色体没有分开。没有分开。（2）减）减分裂后期，个别分裂后期，个别姐妹染色单体姐妹染色单体分开后移向细胞分开后移向细胞同一极。同一极。21三体综合征（多三体综合征（多1条条21

11、号染色体）号染色体）性腺发育不全性腺发育不全综合征综合征（XO）先天性睾丸发育不全综合征（先天性睾丸发育不全综合征（ XXY）XYY综合征综合征第21页/共38页第二十一页，共38页。减数第一次分裂后期减数第一次分裂后期同源染色体不分离同源染色体不分离减数第二次分裂后期姐妹减数第二次分裂后期姐妹染色单体移向一极染色单体移向一极第22页/共38页第二十二页，共38页。由受精卵发育而成，体细胞中含有由受精卵发育而成，体细胞中含有(hn yu)两个染色体组的个体。两个染色体组的个体。几乎几乎(jh)(jh)全部动物，过半数的高等全部动物，过半数的高等植物。植物。1 1、二倍体：、二倍体：概念概念(g

12、inin)(ginin)：存在：存在：（2N）2 2、多倍体：、多倍体： 概念：概念：由由受精卵受精卵发育而成，体细胞中含有发育而成，体细胞中含有三三个个或或三个以上三个以上染色体组的个体。染色体组的个体。（kN）存在：存在：主要是植物，动物极少见。主要是植物，动物极少见。（三）整倍性变异：以染色体组的形式成倍增加（三）整倍性变异：以染色体组的形式成倍增加 或减少或减少第23页/共38页第二十三页，共38页。形成形成(xngchng)原因：原因：特点特点( (植物植物) ) ：茎杆粗壮；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增加。 一般认为，当植物体的内外环境一般认为，当植物体

13、的内外环境(hunjng)发生骤变发生骤变时，正在分裂的细胞中的纺锤体可能受到破坏，已经时，正在分裂的细胞中的纺锤体可能受到破坏，已经复制的染色体不能分配到细胞两极，细胞也就不能分复制的染色体不能分配到细胞两极，细胞也就不能分裂成两个子细胞，于是形成了染色体组加倍的细胞。裂成两个子细胞，于是形成了染色体组加倍的细胞。有丝分裂有丝分裂(yu s fn li)减数分裂减数分裂第24页/共38页第二十四页，共38页。3、单倍体：、单倍体： 概念概念(ginin)： 由配子由配子(piz)直接发育而成，体细胞直接发育而成，体细胞中含本物种配子中含本物种配子(piz)染色体数目的个染色体数目的个体。体。

14、存在存在(cnzi)特点特点( (植物植物) ) ：植株植株弱小弱小，高度不育高度不育动物：动物：植物：植物：如如雄蜂雄蜂偶尔出现偶尔出现（k/2N）第25页/共38页第二十五页，共38页。 方法方法(fngf)： 用秋水仙素处理萌发的种子(zhng zi)或幼苗。 实例实例(shl)： 三倍体无子西瓜的培育1、多倍体育种：、多倍体育种：三、染色体变异在育种上的应用三、染色体变异在育种上的应用（原理：能够抑制纺锤体的形成（原理：能够抑制纺锤体的形成,导致染色体导致染色体不分离不分离,从而引起细胞内染色体数目加倍）从而引起细胞内染色体数目加倍） 原理：原理： 优点：优点： 可培育出自然界中没有的

15、可培育出自然界中没有的新品种新品种，且培，且培育出的植物育出的植物器官大器官大，产量高产量高，营养丰营养丰富富 。 缺点：缺点： 结实率低，成熟迟（结实率低，成熟迟（晚熟晚熟）染色体变异染色体变异第26页/共38页第二十六页，共38页。2、单倍体育种、单倍体育种(y zhng)：实例实例(shl)：花粉花粉(hufn)(药药)秋水秋水仙素仙素正常纯合子正常纯合子单倍体幼苗单倍体幼苗离体离体培养培养优点：优点：后代是后代是纯合子纯合子，明显，明显缩短了育种年限缩短了育种年限。缺点：缺点：技术较复杂技术较复杂方法：方法：花粉花粉( (药药) )离体培养离体培养原理：原理：染色体变异染色体变异矮杆抗

16、病水稻的培育矮杆抗病水稻的培育第27页/共38页第二十七页，共38页。杂交育种多倍体育种单倍体育种方法原理优点缺点3 3、育种方法、育种方法(fngf)(fngf)小结：小结：杂交杂交(zjio(zjio) )用秋水仙素处理用秋水仙素处理(chl)(chl)萌发的萌发的种子或幼苗种子或幼苗花药花药( (粉粉) )离体培养离体培养基因重组基因重组染色体变异染色体变异染色体变异染色体变异方法简便方法简便可培育出新种可培育出新种，器官大，产，器官大，产量高，营养丰量高，营养丰富富后代都是纯合子，后代都是纯合子，明显缩短育种年限明显缩短育种年限要长年限选要长年限选择才可获得择才可获得结实率低，成结实率

17、低，成熟迟（熟迟（晚熟晚熟）技术较复杂技术较复杂第28页/共38页第二十八页，共38页。低温诱导植物(zhw)染色体数目的变化原理原理(yunl) 用低温处理植物分生组织细胞，能够用低温处理植物分生组织细胞，能够(nnggu)(nnggu)抑抑制纺锤体的形成，以至影响染色体被被拉向两极，细制纺锤体的形成，以至影响染色体被被拉向两极，细胞也不能分裂成两个子细胞，于是，植物细胞染色体胞也不能分裂成两个子细胞，于是，植物细胞染色体数目发生变化。数目发生变化。材料用具材料用具 洋葱或大葱、蒜（均为二倍体，体细胞中的染色体数洋葱或大葱、蒜（均为二倍体，体细胞中的染色体数为为1616），培养皿，滤纸，纱布

18、，烧杯，镊子，剪刀，），培养皿，滤纸，纱布，烧杯，镊子，剪刀，显微显微镜镜，载玻片，盖玻片，载玻片，盖玻片，冰箱冰箱，卡诺氏液卡诺氏液，改良，改良苯酚品红苯酚品红染液染液，体积分数为，体积分数为15%15%的盐酸溶液，体积分数为的盐酸溶液，体积分数为95%95%的的酒精溶液。酒精溶液。实验生物必修生物必修2第29页/共38页第二十九页，共38页。方法方法(fngf)步骤步骤1 1、将洋葱或（大葱、大蒜）放在装满清水的广口瓶上，让洋、将洋葱或（大葱、大蒜）放在装满清水的广口瓶上，让洋葱的底部接触水面。待洋葱长出约葱的底部接触水面。待洋葱长出约1cm1cm的不定根时，将整个装的不定根时，将整个装置

19、放入冰箱的低温室内（置放入冰箱的低温室内（44），诱导培养），诱导培养36h36h。2 2、剪取诱导处理的根尖、剪取诱导处理的根尖0.5-1cm0.5-1cm，放入卡诺氏液中浸泡，放入卡诺氏液中浸泡0.5-1h0.5-1h，以固定细胞的形态，然后用体积分数为，以固定细胞的形态，然后用体积分数为95%95%的酒精冲洗的酒精冲洗2 2次。次。3 3、制作装片，包括：解离、漂洗、制作装片，包括：解离、漂洗(pio x)(pio x)、染色和制片、染色和制片4 4个个步骤，具体操作方法与实验步骤，具体操作方法与实验“观察植物细胞的有丝分裂观察植物细胞的有丝分裂”相同相同。4 4、先用低倍镜寻找染色体形

20、态较好的分裂相。视野中既有正、先用低倍镜寻找染色体形态较好的分裂相。视野中既有正常的二倍体细胞，也有染色体数目发生改变的细胞。确认某个常的二倍体细胞，也有染色体数目发生改变的细胞。确认某个细胞发生染色体数目变化后，再用高倍镜观察。细胞发生染色体数目变化后，再用高倍镜观察。生物生物(shngw)必修必修2第30页/共38页第三十页，共38页。 秋水仙素与低温都能诱导染色体数目加秋水仙素与低温都能诱导染色体数目加倍倍(ji bi)(ji bi)，这两种方法在原理上有什么，这两种方法在原理上有什么相似之处？相似之处？结论结论(jiln)低温低温(dwn)(dwn)能诱导植物染色体数目发生变能诱导植物

21、染色体数目发生变化。化。讨论讨论 都能抑制纺锤体的形成都能抑制纺锤体的形成, ,导致染色体不分导致染色体不分离离, ,从而引起细胞内染色体数目加倍。从而引起细胞内染色体数目加倍。生物必修生物必修2第31页/共38页第三十一页，共38页。研究性学习研究性学习(xux)： 探究探究低温诱导染色低温诱导染色体加倍。体加倍。生物生物(shngw)必修必修2第32页/共38页第三十二页，共38页。2N4N胚胚: 3N秋水仙素处理秋水仙素处理2N2N3N2N三倍体无子西瓜三倍体无子西瓜(xgu)的培的培育育返回返回(fnhu)第一年第一年第二年第二年 种植种植 种植种植 传粉传粉传粉刺激传粉刺激果实发育果实发育3N果皮果皮(gup)、种皮：种皮：4N染色体染色体联会紊乱联会紊乱无生殖细胞形成无生殖细胞形成生物必修生物必修2第33页/共38页第三十三页，共38页。普通小麦普通小麦 黑麦黑麦(hi (hi mi)mi)6N2NF13N+N（异源多倍体，不育（异源多倍体，不育(b (b y)y)）秋