【名師課堂-備課包】2013-2020學(xué)年高一下學(xué)期生物必修2教案-第五章第2節(jié)3

第五章基因突變及其他變異第2節(jié)染色體變異教學(xué)內(nèi)容老師組織和引導(dǎo)同學(xué)活動(dòng)教學(xué)意圖引言通過(guò)細(xì)胞有絲分裂、減數(shù)分裂以及受精作用的學(xué)習(xí)，我們知道每種生物的染色體數(shù)目及染色體形態(tài)是穩(wěn)定的。從而保持了遺傳性狀的相對(duì)穩(wěn)定性。然而一切事物都是變化的，染色體也不例外，當(dāng)自然條件和人為條件發(fā)生轉(zhuǎn)變時(shí)，染色體的結(jié)構(gòu)或染色體的數(shù)目可以發(fā)生轉(zhuǎn)變，從而引起\o"全品高考網(wǎng)"生物性狀發(fā)生轉(zhuǎn)變。今日，我們來(lái)學(xué)習(xí)這方面的內(nèi)容。聽(tīng)講1．染色體變異的概念問(wèn)：什么是染色體變異？【敘述】依據(jù)染色體結(jié)構(gòu)和數(shù)目的變化，染色體變異可分為染色體結(jié)構(gòu)變異和染色體數(shù)目變異兩類(lèi)。在自然條件和人為條件轉(zhuǎn)變的狀況下，染色體結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變和染色體數(shù)目的增減導(dǎo)致生物性狀的變異。回答2．染色體結(jié)構(gòu)的變異問(wèn)：“貓叫綜合征”是怎樣引起的？它屬于哪種染色體變異？問(wèn)：染色體結(jié)構(gòu)變異有哪4種類(lèi)型？老師出示染色體結(jié)構(gòu)變異4種類(lèi)型圖解，再一進(jìn)行解說(shuō)歸納。缺失：指一條染色體斷裂而失去一個(gè)片段，這個(gè)片段上的基因也隨之丟失。假如失去的基因是顯性的，同源染色體上保留下來(lái)的是隱性的，這一原來(lái)不能顯出的隱性性狀就能顯出來(lái)。重復(fù)：一條染色體的斷裂片段接到同源染色體的相應(yīng)部位，結(jié)果后者就有一段重復(fù)基因。倒位：一條染色體的斷裂片段，位置倒過(guò)來(lái)后再接上去，造成這段染色體上的基因位置顛倒。易位：染色體發(fā)生斷裂，斷裂片段接到非同源染色體上的現(xiàn)象。易位可使原來(lái)不連鎖的基因發(fā)生連鎖。要留意到，染色體結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變，嚴(yán)峻的可以造成死亡。比如當(dāng)兩個(gè)同源染色體相同部分都缺失時(shí)，某些基因就都不存在，這就可以造成死亡。除了染色體結(jié)構(gòu)變異外，染色體數(shù)目的轉(zhuǎn)變對(duì)\o"全品高考網(wǎng)"生物新類(lèi)型的產(chǎn)生起著很大的作用，我們一起來(lái)探討這一問(wèn)題?？磿?shū)第85—86頁(yè)后回答。是人的第5號(hào)染色體部分缺失引起的遺傳病，屬染色體結(jié)構(gòu)變異。3．染色體數(shù)目變異（1）染色體組（2）二倍體（3）多倍體的概念及其形成的緣由出示果蠅的染色體圖，同學(xué)閱讀教材。問(wèn)：果蠅體細(xì)胞有幾個(gè)染色體？幾對(duì)同源染色體？其中幾對(duì)常染色體和性染色體？問(wèn)：雄果蠅產(chǎn)生精子時(shí)必需進(jìn)行減數(shù)分裂，精子里有哪幾條染色體？幾種精子？老師用雄果蠅染色體組模型演示。問(wèn)：兩種精子中染色體數(shù)相等嗎？分別是多少個(gè)？各是什么？問(wèn)：對(duì)一個(gè)精子而言，染色體形態(tài)大小相同嗎？為什么？老師歸納：像果蠅這樣，二倍體生物配子里的一組非同源染色體，它們?cè)谛螒B(tài)和功能上各不相同，但攜帶著把握一種\o"全品高考網(wǎng)"生物生長(zhǎng)發(fā)育、遺傳和變異的全部信息，這樣的一組染色體，叫做一個(gè)染色體組。由受精卵發(fā)育而成的個(gè)體，體細(xì)胞中含有兩個(gè)染色體組的叫做二倍體。如人、果蠅、玉米是二倍體，幾乎全部動(dòng)物和過(guò)半數(shù)的高等植物都是二倍體。學(xué)習(xí)了二倍體的概念后，我們知道，由受精卵發(fā)育而來(lái)的個(gè)體，體細(xì)胞中含有3個(gè)或3個(gè)以上染色體組的叫做多倍體。其中體細(xì)胞中含有3個(gè)染色體組的叫做三倍體，如香蕉就是三倍體；體細(xì)胞中含有4個(gè)染色體組的叫做四倍體，如馬鈴薯就是四倍體。此外還有六倍體、八倍體等統(tǒng)稱(chēng)為多倍體。所以，體細(xì)胞中所含的染色體組數(shù)目是劃分二倍體或者多倍體的依據(jù)。這些都是染色體數(shù)目變異中染色體成倍地增加或削減的一類(lèi)狀況。多倍體產(chǎn)生的緣由呢？老師出示植物細(xì)胞有絲分裂過(guò)程圖，并提問(wèn)：植物細(xì)胞有絲分裂的各個(gè)時(shí)期染色體數(shù)目有什么變化？分裂后期有什么特點(diǎn)？這一階段所含染色體數(shù)目和其他時(shí)期是否相同。同學(xué)回答完上述問(wèn)題后，老師歸納：植物細(xì)胞進(jìn)行有絲分裂過(guò)程中，染色體經(jīng)復(fù)制后已經(jīng)分裂，由于外界環(huán)境條件（如溫度驟變）或生物內(nèi)部因素的干擾，紡錘體的形成受到破壞，以致染色體不能被拉向兩極，細(xì)胞也不能分裂成2個(gè)子細(xì)胞，于是就形成了染色體數(shù)目加倍的細(xì)胞。這種染色體加倍的細(xì)胞，連續(xù)進(jìn)行正常的有絲分裂，并且通過(guò)減數(shù)分裂，形成了染色體數(shù)目也相應(yīng)加倍的生殖細(xì)胞，再由這些生殖細(xì)胞結(jié)合成合子，進(jìn)一步發(fā)育成的植物，就是多倍體。例如帕米爾高原的高山植物，有65％的種類(lèi)是多倍體?；卮穑裕┗卮鹣嗟?，分別是4個(gè)，應(yīng)為：Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和X及Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和Y。不同，由于經(jīng)同源染色體分別，二種精子里都不含同源染色體。4．人工誘導(dǎo)多倍體在育種上的應(yīng)用（1）多倍體植株的特點(diǎn)由于染色體數(shù)目的增多，多倍體植株一般表現(xiàn)為莖桿粗大，葉片、果實(shí)和種子都比較大，糖類(lèi)和蛋白質(zhì)等養(yǎng)分物質(zhì)的含量都有所增加。（2）方法和原理問(wèn)：人工誘導(dǎo)多倍體的方法是什么？用秋水仙素處理能夠獲得多倍體的原理是什么？老師以異源八倍體小黑麥培育過(guò)程說(shuō)明上述方法和原理。出示異源八倍體小黑麥培育過(guò)程圖解。老師指著圖解說(shuō)明：一般小麥?zhǔn)钱愒戳扼w（AABBDD），其雌配子中有三個(gè)染色體組（ABD），共21個(gè)染色體；以黑麥（RR）作父本，雄配子中有一個(gè)染色體組（R），7個(gè)染色體。雜交后子代含四個(gè)染色體組（ABDR），由于是異源的，聯(lián)會(huì)紊亂，是高度不育的。若用肯定濃度的秋水仙素處理子代幼苗即可加倍為異源八倍體（AABBDDRR），就能形成正常的雌雄配子，且都能受精、牢固、繁殖后代，如圖。（見(jiàn)下頁(yè)）小黑麥的制造，是中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院鮑文奎教授制造的新作物，它產(chǎn)量高，經(jīng)試驗(yàn)比當(dāng)?shù)匦←溤霎a(chǎn)30%以上，比黑麥增產(chǎn)40%以上；蛋白質(zhì)含量高；抗逆性強(qiáng)，耐瘠薄土壤，耐寒冷氣候。目前小黑麥已在貴州、甘肅等高原地區(qū)引種試種成功，推廣面積約100萬(wàn)畝以上。閱讀教材第54頁(yè)后回答5．單倍體（1）單倍體的概念指體細(xì)胞中含有本物種配子的染色體數(shù)目的個(gè)體。老師著重講清“體細(xì)胞”、“本物種”、“配子”3個(gè)\o"全品高考網(wǎng)"生物用詞的含意，并舉例說(shuō)明。如玉米是二倍體，它的體細(xì)胞中含有二個(gè)染色體組，20個(gè)染色體，它的單倍體植株體細(xì)胞中含有1個(gè)染色體組，10個(gè)染色體。又如一般小麥?zhǔn)橇扼w，它的體細(xì)胞中含有六個(gè)染色體組，42條染色體，它的單倍體植株體細(xì)胞中含有3個(gè)染色體組，21條染色體。問(wèn)：?jiǎn)伪扼w、二倍體和多倍體的劃分依據(jù)是什么？老師強(qiáng)調(diào)，雖然二倍體和多倍體的劃分依據(jù)是由合子發(fā)育而來(lái)的個(gè)體，其體細(xì)胞中含有的染色體組的數(shù)目是幾就是幾倍體。但是單倍體的確定并不是以體細(xì)胞中含有染色體數(shù)目為依據(jù)的，而應(yīng)是體細(xì)胞含有本物種配子的染色體數(shù)目。由配子直接發(fā)育而來(lái)的不同生物單倍體含有染色體組的數(shù)目可以不同，絕不能認(rèn)為單倍體只含有一個(gè)染色體組，也可能有多個(gè)染色體組。如玉米的單倍體只含一個(gè)染色體，棉花的單倍體含有二個(gè)染色體組。（2）單倍體植株的特點(diǎn)與正常植株相比，單倍體植株長(zhǎng)得弱小，而且是高度不育的。（3）單倍體在育種上的意義老師強(qiáng)調(diào)，育種工作者經(jīng)常接受花藥離體培育的方法來(lái)獲得單倍體植株，這種植株無(wú)生產(chǎn)價(jià)值，但在育種上有特殊的意義。用人工誘導(dǎo)使單倍體植株染色體加倍，重新恢復(fù)到正常植株的染色體數(shù)目，且每對(duì)染色體上的基因都是純合的，自交產(chǎn)生的后代不會(huì)發(fā)生性狀分別。這種方法比雜交育種所需時(shí)間大大縮短，一般只需兩年時(shí)間，就可以得到一個(gè)穩(wěn)定的純系品種?，F(xiàn)舉例如下：兩對(duì)基因YyRr的雜合豌豆，要想獲得Yyrr品種，如何運(yùn)用單倍方法培育？此種方法培育穩(wěn)定的性狀，其次年種植下去的，就是所需的純品種了，不會(huì)發(fā)生性狀分別，和雜交育種相比，明顯縮短了育種年限?；卮穑ㄈ┛偨Y(jié)染色體變異分染色體結(jié)構(gòu)變異和染色體數(shù)目變異。前者主要有缺失、重復(fù)、倒位和易位4種類(lèi)型；后者分為兩類(lèi)：一類(lèi)是細(xì)胞內(nèi)個(gè)別染色體的增加或削減，另一類(lèi)是細(xì)胞中的染色體成倍地增加或削減。像果蠅的生殖細(xì)胞那樣，該細(xì)胞中的一組非同源染色體，它們?cè)谛螒B(tài)、大小和功能上各不相同的一組染色體叫染色體組。凡是由受精卵發(fā)育而成的\o"全品高考網(wǎng)"生物個(gè)體，體細(xì)胞中含有兩個(gè)染色體組的個(gè)體叫二倍體。多倍體劃分的依據(jù)是體細(xì)胞中含有3個(gè)或3個(gè)以上染色體組；單倍體的確定不是以體細(xì)胞中含有染色組數(shù)目為依據(jù)，而是指體細(xì)胞中是否含有本物種配子的染色體數(shù)目的個(gè)體。由配子直接發(fā)育而來(lái)的不同生物單倍體含有染色體組的數(shù)目可以不同，絕不能認(rèn)為單倍體只含有一個(gè)染色體組，它也可能有多個(gè)染色體組。我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了人工誘導(dǎo)多倍體育種和單倍體育種等遺傳育種的方法，現(xiàn)將它們的原理和方法列表比較如下（可用銀幕顯示）：種類(lèi)原理方法單倍體育種染色體變異花粉離體培育后再人工加倍人工誘導(dǎo)多倍體育種染色體變異用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗【板書(shū)設(shè)計(jì)】第2節(jié)染色體變異1．染色體變異的概念2．染色體結(jié)構(gòu)的變異4種類(lèi)型：缺失

重復(fù)

倒位

易位3．染色體數(shù)目變異（1）染色體組（2）二倍體（3）多倍體的概念及其形成的緣由4．人工誘導(dǎo)多倍體在育種上的應(yīng)用（1）多倍體植株的特點(diǎn)（2）方法和原理5．單倍體（1）單倍體的概念（2）單倍體植株的特點(diǎn)（3）單倍體在育種上的意義【典型例題】1．用馬鈴薯的花藥離體培育出的單倍體植株，可以正常地進(jìn)行減數(shù)分裂，用顯微鏡可以觀(guān)看到染色體兩兩配對(duì)形成12對(duì)。據(jù)此現(xiàn)象可推知產(chǎn)生該花藥的馬鈴薯是（

）A．三倍體

B．二倍體

C．四倍體

D．六倍體解析：用花藥離體培育得到單倍體植株，單倍體的體細(xì)胞中含有本物種配子的染色體數(shù)目，單倍體植株進(jìn)行減數(shù)分裂時(shí)，染色體能兩兩配對(duì)，說(shuō)明細(xì)胞中含有兩組染色體，據(jù)此可推知產(chǎn)生花藥的馬鈴薯的體細(xì)胞中含有四組染色體故為四倍體，所以應(yīng)選C。點(diǎn)評(píng)：?jiǎn)伪扼w的概念是同學(xué)較難理解的難點(diǎn)，要通過(guò)識(shí)記概念并結(jié)合具體的例子來(lái)分析理解。2．水稻的某3對(duì)相對(duì)性狀，分別由位于非同源染色體上的3對(duì)等位基因把握。利用它的花藥進(jìn)行離體培育，再用濃度適當(dāng)?shù)那锼伤靥幚?。?jīng)此種方法培育出的水稻植株，其表現(xiàn)型最多可有（

）A．l種B．4種

C．8種

D．16種解析：由于水稻為3對(duì)等位基因的遺傳，因此產(chǎn)生配子基因型為種，用花藥離體培育獲得的單倍體植物基因型亦為8種，該單倍體用秋水仙素處理得到的正常植株，基因型亦為8種，由于它們皆是純合體，因此，它們的表現(xiàn)型亦為8種。答案：C點(diǎn)評(píng)：本題綜合考查基因的自由組合定律、單倍體育種。3．用四倍體西瓜與二倍體西瓜雜交所得的子一代植株開(kāi)化后，經(jīng)適當(dāng)處理，則（

）A．能產(chǎn)生正常配子，結(jié)出種子形成果實(shí)

B．結(jié)出的果實(shí)為五倍體C．不能產(chǎn)生正常配子，但可形成無(wú)籽西瓜D．結(jié)出的果實(shí)為三倍體解析：四倍體西瓜與二倍體西瓜雜交產(chǎn)生的子一代西瓜植株是三倍體，由于其染色體組數(shù)為奇數(shù)，在減數(shù)分裂時(shí)同源染色體配對(duì)紊亂，因而不能產(chǎn)生正常生殖細(xì)胞，故不能結(jié)種子。若經(jīng)適當(dāng)處理，如用二倍體花粉刺激其子房，可結(jié)出無(wú)籽西瓜。該果實(shí)僅由果皮構(gòu)成，由于果皮細(xì)胞屬于三倍體西瓜植株的體細(xì)胞，故該果實(shí)為三倍體。答案：CD點(diǎn)評(píng)：三倍體無(wú)籽西瓜的培育過(guò)程較簡(jiǎn)單，應(yīng)利用課本插圖加深理解。4．用基因型為一植株所產(chǎn)生的花粉粒，經(jīng)分別離體培育成幼苗，再用秋水仙素處理，使其成為二倍體，這些幼苗長(zhǎng)成后的自交后代（

）A．全部為純合體

B．全部為雜合體

C．為純合體

D．為純合體解析：經(jīng)二倍體植物的花藥離體培育形成的單倍體，經(jīng)秋水仙素處理后形成的個(gè)體均是純合體。無(wú)論上述純合體基因型如何，純合體自交的后代均為純合體。答案：A點(diǎn)評(píng)：基因型為植株產(chǎn)生的花粉的基因型有、、、四種，經(jīng)秋水仙素處理得到DDTT、、、的植株，全部為純合體。5．到右圖為果蠅的原始生殖細(xì)胞示意圖。圖中1、，……4、表示染色體；、、、、、分別表示把握不同性狀基因。試據(jù)圖回答下列問(wèn)題：（l）此原始生殖細(xì)胞是_____________細(xì)胞；（2）圖中的________屬常染色體上，而_________屬性染色體；（3）此原始生殖細(xì)胞中有二個(gè)染色體組，它們分別是_______；（4）該細(xì)胞中有_________個(gè)DNA分子；（5）該果蠅基因型可寫(xiě)成__________；（6）經(jīng)減數(shù)分裂它可產(chǎn)生_________種配子。解析：解答本題要從觀(guān)看著手，（l）4和是一對(duì)性染色體，從圖觀(guān)看可知此細(xì)胞為卵原細(xì)胞，由于4和形態(tài)和大小相同；（2）1和、2和、3和都屬常染色體，4和屬性染色體；（3）果蠅屬二倍體\o"全品高考網(wǎng)"生物，含二個(gè)染色體組，它們分別是：1、2、3、4與、、、（或由非同源染色體自由組合形成