新人教版必修2染色体变异的应用及低温诱导植物细胞染色体数目的变化42张课件

第2课时染色体变异的应用及低温诱导植物细胞染色体数目的变化基础预习初探问题一:染色体变异在育种上有哪些应用?1.人工诱导多倍体:(1)多倍体植株的特点:茎秆粗壮,叶片、果实和种子都比较大,_____________等营养物质的含量都有所增加。(2)人工诱导多倍体形成的常用方法:___________________________。(3)处理对象:_________________。(4)秋水仙素诱导多倍体的原理:秋水仙素→抑制_______的形成→染色体__________________→___________加倍→形成多倍体。糖类和蛋白质低温处理、用秋水仙素诱导等萌发的种子或幼苗纺锤体不能移向细胞两极染色体数目单倍体育种:育种过程:优点:_________________。01明显缩短育种年限02【小思考】01单倍体育种和多倍体育种都出现了染色体加倍情况,但操作对象不同。它们有什么不同?02提示:单倍体育种操作的对象是单倍体幼苗,通过组织培养得到纯合子植株;多倍体育种操作的对象是正常萌发的种子或幼苗。03问题二:如何探究低温诱导植物细胞染色体数目的变化?实验原理:实验步骤:核心互动探究探究点一染色体变异在育种上的应用多倍体育种的方法(科学探究):【图表情境】结合三倍体西瓜的培育过程,探究下列问题:01020304(1)染色体加倍处理的方法:上图中①可以用秋水仙素处理使染色体加倍,除此之外还可以用_____处理使其染色体加倍。用秋水仙素处理的对象是_________________。(2)两次传粉的目的:过程②传粉的目的是___________________;过程④传粉的目的是_________________________________。(3)①过程用秋水仙素处理幼苗后,新产生的茎、叶、花的染色体_________,根细胞中含有___个染色体组。低温萌发的种子或幼苗杂交得到三倍体种子诱导合成生长素刺激子房发育成果实数目加倍两(4)四倍体植株上结的西瓜f,种皮和瓜瓤为___个染色体组,而种子e的胚为___个染色体组。(5)三倍体西瓜c进行减数分裂时,由于_________,不能产生正常配子。(6)获取三倍体种子e是在_____________植株a上;获取三倍体无子果实g则是在_______________植株c上。四三联会紊乱第一年四倍体第二年的三倍体单倍体育种的方法(科学探究):【图表情境】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:F1能产生几种雄配子?比例是多少?提示:F1的基因型是DdTt,能产生四种雄配子:DT、dT、Dt、dt,比例是1∶1∶1∶1。过程③代表的是什么?其依据的原理是什么?提示:过程③是花药离体培养过程,其原理是植物细胞的全能性。过程④处理的方法是什么?处理后符合要求的植株所占比例是多少?提示:过程④是用一定浓度的秋水仙素处理单倍体幼苗。处理后ddTT所占比例为1/4。【探究总结】用秋水仙素处理植株使染色体加倍时,不能处理休眠的种子。因为秋水仙素的作用对象是正在进行有丝分裂的细胞,休眠的种子不进行有丝分裂。单倍体育种≠花药离体培养:单倍体育种包括花药离体培养和染色体数目加倍两个步骤,花药离体培养是将花药通过植物组织培养技术培养成完整植株的过程。0102用四倍体西瓜与二倍体西瓜杂交所得的子一代植株开花后,经适当处理,则能产生正常配子,结出种子形成果实结出的果实为五倍体能产生正常配子,可形成无子西瓜结出的果实为三倍体【定向训练】()【解析】选D。四倍体西瓜与二倍体西瓜杂交产生的子一代西瓜植株是三倍体,由于其染色体组数为奇数,在减数分裂时联会紊乱,因而不能产生正常生殖细胞,所以不能结种子。若经适当处理,如用二倍体花粉刺激其子房,可结出无子西瓜。该果实仅由果皮构成,由于果皮细胞属于三倍体西瓜植株的体细胞,因此该果实为三倍体。育种工作者常采用花药(花粉)离体培养的方法来获得单倍体植株,然后经过人工诱导使染色体数目加倍。下列有关单倍体育种的叙述,正确的是 ()单倍体育种的遗传学原理是基因重组单倍体育种常用一定浓度的秋水仙素处理萌发的种子单倍体育种的优势之一在于明显缩短育种年限单倍体育种得到的植株属于单倍体【解析】选C。单倍体育种的主要遗传学原理是染色体数目变异,A错误;由于单倍体植株高度不育,不能形成种子,所以单倍体育种常用一定浓度的秋水仙素处理幼苗,B错误;单倍体育种可形成纯合的二倍体,可明显缩短育种年限,C正确;单倍体育种得到的植株一定不属于单倍体,一般是纯合的二倍体,D错误。探究点二低温诱导植物细胞染色体数目的变化1.实验用品(科学探究):【图表情境】结合下表分析各试剂的作用:固定细胞的形态对细胞核进行染色,便于观察染色体的行为试剂作用卡诺氏液_______________质量浓度为0.01g/mL的甲紫(旧称龙胆紫)溶液______________________________________分散程度上也起一定的作用解离,使细胞分散开来洗去附着在根尖表面的卡诺氏液,在增加细胞的试剂作用质量分数为15%的盐酸溶液____________________体积分数为95%的酒精溶液___________________________________________________________________实验操作(科学探究):思考低温诱导和秋水仙素处理诱导多倍体的作用时期和实质是否相同。提示:相同。二者都是作用于有丝分裂前期,抑制纺锤体的形成。与秋水仙素相比,低温诱导多倍体的形成有哪些优点?提示:低温条件容易创造和控制,成本低、对人体无害、易于操作。在显微镜下观察到的细胞,染色体数目都是加倍的吗?举例说明。提示:不是。显微镜下不同的细胞所处分裂时期不同,染色体数目也不同,如前期、中期的细胞染色体数目不加倍;同时低温诱导也并不能使所有细胞均发生染色体数目变异。3.实验结果(科学思维):【探究总结】低温或秋水仙素使染色体加倍的过程【定向训练】在低温诱导植物染色体数目变化的实验中,下列说法合理的是 ()剪取0.5～1cm洋葱根尖放入低温环境中诱导待根长至1cm左右时将洋葱放入卡诺氏液中处理材料固定后残留的卡诺氏液用体积分数为95%的酒精冲洗经甲紫染液染色后的根尖需用清水进行漂洗【解析】选C。将长出1cm左右不定根的洋葱放入低温环境中诱导培养48～72h,之后剪取0.5～1cm洋葱根尖,放入卡诺氏液中浸泡0.5～1h,以固定细胞形态,A.B项错误;材料固定后残留的卡诺氏液用体积分数为95%的酒精冲洗2次,C项正确;经解离后的根尖需用清水进行漂洗,D项错误。

选取生理状况相同的二倍体草莓(2N=14)幼苗若干,随机分组,每组30株,用不同质量分数的秋水仙素溶液处理幼芽,得到实验结果如图所示。下列有关叙述中错误的是 ()该实验的自变量有两个01高倍镜下观察草莓芽尖细胞的临时装片,发现有的细胞分裂后期的染色体数目为5602秋水仙素与甲紫一样属于碱性染料,能使染色体着色,从而诱导染色体加倍03实验表明,用质量分数为0.2%的秋水仙素溶液处理草莓的幼芽1d,诱导成功率最高04【解题指南】解答本题的关键是:1明确横坐标和不同直方图代表的含义。2明确有丝分裂后期着丝粒分裂,染色体数目加倍。3【解析】选C。该实验的自变量是秋水仙素的浓度和处理时间,A选项正确;二倍体草莓芽尖经秋水仙素诱导成功后,染色体数目加倍为28,有丝分裂后期染色体数目为56,B选项正确;秋水仙素不能使染色体着色,其诱导染色体加倍的原理是抑制纺锤体的形成,C选项错误;用质量分数为0.2%的秋水仙素溶液处理草莓的幼芽1d,诱导成功率在处理的组别中最高,D选项正确。

4【补偿训练】在"低温诱导植物细胞染色体数目的变化”实验中,低温处理根尖的目的是()A.促进细胞生长 B.抑制DNA复制C.促进染色体配对 D.抑制纺锤体形成【解析】选D。低温可抑制纺锤体的形成,使染色体不能移向细胞两极,从而引起细胞内染色体数目加倍。010302实验结果发现:三组实验中都出现了矮秆抗锈病品种。第二组是:DDTT×ddtt→F1,并将F1的花药进行离体培养,然后人工诱导染色体数目加倍。【实验情境】有两个纯种小麦,一个是高秆抗锈病(DDTT),另一个是矮秆易染锈病(ddtt)。现有实验三组:第一组是:DDTT×ddtt→F1(自交)→F2。第三组是:DDTT进行X射线、紫外线综合处理。情境素养探究探究:第一组F2出现矮秆抗锈病的概率是多少?能稳定遗传的矮秆抗锈病占总数的概率是多少?提示:3/16;1/16。利用第二组方法培育新品种的一个显著特点是什么?提示:可以缩短育种年限。第三组方法出现ddTT后代是偶然的、个别的,它是DDTT通过什么原理来实现的?提示:基因突变。低温:与"多倍体育种”中的"秋水仙素”作用机理相同01甲紫:与"观察细胞有丝分裂”中"醋酸洋红液”使用目的相同04酒精:与在"检测生物组织中的脂肪”中的使用方法相同02卡诺氏液:与"探究酵母菌细胞呼吸方式”中"NaOH”的作用相同031.下列有关"低温诱导植物细胞染色体数目的变化”实验条件及试剂使用的叙述,错误的是______。(填序号)

课堂素养达标【解析】选②③。低温处理与“多倍体育种”中的“秋水仙素”作用机理都是抑制纺锤体的形成,导致细胞内染色体的数目加倍,①正确。“低温诱导植物细胞染色体数目的变化”实验中用体积分数为95%的酒精冲洗掉卡诺氏液;在“检测生物组织中的脂肪”中滴加1～2滴体积分数为50%的酒精洗去浮色,两者的使用方法不同,②错误。卡诺氏液的作用是固定细胞的形态,“探究酵母菌细胞呼吸方式”中“NaOH”的作用是吸收空气中的二氧化碳,避免对实验结果的干扰,两者的作用不同,③错误。甲紫与“观察细胞有丝分裂”中“醋酸洋红液”使用目的都是使染色体着色,④正确。

将基因型为AaBb(独立遗传)的玉米植株的花粉离体培养获得幼苗,再用秋水仙素处理幼苗,处理后的植株基因型为 (

)A.AB和ab、Ab和aB

B.AABB.aabb、AAbb、aaBBC.AB.ab、Ab、aB D.AABB和aabb、Aabb和aaBB【解析】选B。基因型为AaBb的玉米植株产生的花粉为AB.ab、Ab、aB,经离体培养形成单倍体幼苗,经秋水仙素处理后染色体加倍,均为纯合子,即AABB.aabb、AAbb、aaBB。

如图表示无子西瓜的培育过程,下列相关叙述中错误的是()无子西瓜比普通西瓜品质好、产量高四倍体植株所结的西瓜种子即为三倍体种子无子西瓜培育过程中,以二倍体西瓜作母体,四倍体西瓜作父本,可以得到同样的结果培育无子西瓜通常需要年年制种,用植物组织培养技术可以快速进行无性繁殖【解析】选C。无子西瓜比普通西瓜品质好,产量高;据图分析,四倍体植株所结的西瓜种子即为三倍体种子。无子西瓜的培育过程中,如果以二倍体西瓜作母本、四倍体西瓜作父本,则得到的三倍体种子所结西瓜的珠被发育成厚硬的种皮,不能达到"无子”的目的。因无子西瓜是三倍体,不能自己繁殖后代,因此需年年制种,但可以通过植物组织培养技术来快速繁殖。

用秋水仙素处理番茄的幼苗,不可能出现的变化是 (

)A.提高基因突变的频率 B.大幅度改良某些性状C.获得无子番茄 D.获得多倍体番茄【解析】选C。一定浓度的秋水仙素有诱导基因突变的效果,可以提高基因突变的频率,而基因突变可以大幅度改良某些性状,A.B正确;生长素能促进果实发育,用适宜浓度生长素类似物处理未授粉的雌蕊柱头可以获得无子果实,用秋水仙素处理番茄的幼苗不可能获得无子番茄,C错误;用秋水仙素处理幼苗可诱导形成多倍体植物,这是因为秋水仙素能抑制有丝分裂前期纺锤体的形成,使子染色体不能移向两极,进而导致染色体数目加倍,形成多倍体,D正确。

【补偿训练】如图表示细胞中所含的染色体,下列有关叙述正确的是 ()图a含有2个染色体组,图b含有3个染色体组如果图b表示体细胞,则图b代表的生物一定是三倍体如果图c代表由受精卵发育成的生物的体细胞,则该生物一定是二倍体图d代表的生物一定是由卵细胞发育而成的,是单倍体【解析】选C。图a为有丝分裂后期,含有4个染色体组,图b有同源染色体,含有3个染色体组,A项错误;如果图b代表的生物是由配子发育而成的,则图b代表的生物是单倍体,如果图b代表的生物是由受精卵发育而成的,则图b代表的生物是三倍体,B项错误;图c中有同源染色体,含有2个染色体组,若是由受精卵发育而成的,则该细胞所代表的生物一定是二倍体,C项正确;图d中只含有1个染色体组,一定是单倍体,可能是由雄性配子或雌性配子发育而成的,D项错误。【