北師大版必修2 第5章第23課時　染色體變異(Ⅱ) 學(xué)案.docx

第23課時染色體變異()目標(biāo)導(dǎo)讀1.通過探究實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步理解多倍體形成的原因，并以無子西瓜的培育為例，闡明多倍體育種的一般流程。2.闡明單倍體的概念，結(jié)合圖517掌握單倍體育種的方法。3.概述染色體的非整倍性變異及應(yīng)用。重難點(diǎn)擊1.單倍體的概念。2.多倍體育種和單倍體育種的一般流程。一探究低溫對植物染色體數(shù)目變異的影響閱讀教材p87內(nèi)容，試通過實(shí)驗(yàn)探究低溫對植物染色體數(shù)目變異的影響。1原理用低溫處理植物分生組織細(xì)胞，能夠抑制紡錘體的形成，以致影響染色體被拉向兩極，細(xì)胞也不能分裂成兩個子細(xì)胞，于是植物細(xì)胞染色體數(shù)目發(fā)生了變化。2實(shí)驗(yàn)步驟培養(yǎng)洋蔥根尖：洋蔥根部接觸水長出不定根1 cm14 下低溫誘導(dǎo)36 h取材：取根尖約0.51 cm浸泡在卡諾氏液中0.51 h95%酒精沖洗2次制作裝片：解離漂洗染色制片觀察3實(shí)驗(yàn)結(jié)論低溫可以誘導(dǎo)染色體加倍，產(chǎn)生多倍體。歸納提煉人工誘導(dǎo)多倍體的方法(1)方法：低溫、溫度激變法、化學(xué)誘變法(用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗)。(2)機(jī)理：抑制正在分裂的細(xì)胞形成紡錘體，導(dǎo)致染色體不分離，因而引起細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目加倍，染色體數(shù)目加倍的細(xì)胞進(jìn)行正常的有絲分裂，將來就可以發(fā)育成多倍體植株。(3)秋水仙素作用于細(xì)胞分裂的前期，抑制紡錘體的形成；秋水仙素不僅可用于人工誘導(dǎo)多倍體，還可作為化學(xué)誘變劑，誘發(fā)細(xì)胞發(fā)生基因突變。活學(xué)活用1下列關(guān)于“低溫誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目的變化”的實(shí)驗(yàn)敘述中，正確的是()a低溫處理洋蔥根尖后會引起成熟區(qū)細(xì)胞染色體數(shù)目的變化b在觀察低溫處理的洋蔥根尖裝片時，可以看到細(xì)胞中染色體的變化情況c低溫處理和利用秋水仙素處理材料的原理是相同的d觀察洋蔥根尖裝片時先要在低倍鏡下找到所要觀察的細(xì)胞，將所要觀察的細(xì)胞移到視野的中央，調(diào)節(jié)視野的亮度，再轉(zhuǎn)動粗準(zhǔn)焦螺旋直至物像清晰答案c解析洋蔥根尖成熟區(qū)細(xì)胞不再進(jìn)行細(xì)胞分裂，制成的洋蔥根尖裝片，細(xì)胞已經(jīng)死亡，看到的只是細(xì)胞分裂某一時期的瞬間圖像，看不到細(xì)胞分裂的連續(xù)變化情況。低溫處理和用秋水仙素處理材料都可以抑制細(xì)胞分裂時紡錘體的形成。用高倍物鏡觀察裝片時，應(yīng)該用細(xì)準(zhǔn)焦螺旋將物像調(diào)清晰。二多倍體育種閱讀教材p8788內(nèi)容，完善無子西瓜的培育過程，探討多倍體育種的方法。1流程分析(1)第一年用秋水仙素處理二倍體西瓜的幼苗時，處理的部位是芽尖，因?yàn)榍锼伤氐淖饔檬且种萍忓N體的形成，芽尖細(xì)胞的有絲分裂旺盛，有利于秋水仙素發(fā)揮作用，使染色體數(shù)目加倍。(2)兩次傳粉：過程傳粉是為了雜交得到三倍體種子，過程傳粉是為了提供生長素刺激子房發(fā)育成果實(shí)。(3)過程利用秋水仙素處理后，新產(chǎn)生的莖、葉、花的染色體數(shù)目加倍，根細(xì)胞中含有兩個染色體組。(4)四倍體植株上結(jié)的西瓜f，種皮和瓜瓤為四個染色體組，而種子e的胚為三個染色體組。(5)三倍體西瓜c進(jìn)行減數(shù)分裂時，由于聯(lián)會紊亂，不能產(chǎn)生正常配子。(6)獲取三倍體種子e是在第一年四倍體植株a上；獲取三倍體無子果實(shí)g則是在第二年的三倍體植株c上。2由無子西瓜的培育過程，總結(jié)多倍體育種的一般方法、原理、過程(1)方法：用秋水仙素來處理萌發(fā)的種子或幼苗。(2)原理：當(dāng)秋水仙素作用于正在分裂的細(xì)胞時，能夠抑制紡錘體形成，導(dǎo)致染色體不分離，從而引起細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目加倍。(3)過程萌發(fā)的種子或幼苗分裂間期細(xì)胞染色體(2n)正常復(fù)制，分裂前期不能形成紡錘體細(xì)胞中染色體數(shù)目加倍(4n)多倍體植株。小貼士異源八倍體小黑麥的培育過程(a、b、d、r均代表染色體組)歸納提煉多倍體育種的方法項(xiàng)目多倍體育種依據(jù)原理染色體變異常用方法秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗優(yōu)點(diǎn)器官大，提高產(chǎn)量和營養(yǎng)成分缺點(diǎn)結(jié)實(shí)率低活學(xué)活用2如圖表示無子西瓜的培育過程：根據(jù)圖解，結(jié)合你學(xué)過的生物學(xué)知識，判斷下列敘述錯誤的是()a秋水仙素處理二倍體西瓜幼苗的莖尖，主要是抑制有絲分裂前期紡錘體的形成b四倍體植株所結(jié)的西瓜，果皮細(xì)胞內(nèi)含有4個染色體組c無子西瓜既沒有種皮，也沒有胚d四倍體西瓜的根細(xì)胞中含有2個染色體組問題導(dǎo)析(1)子房發(fā)育成果實(shí)，子房壁發(fā)育成果皮。(2)受精后的胚珠發(fā)育成種子，珠被發(fā)育成種皮，受精卵發(fā)育成胚，胚包括胚芽、胚軸、胚根、子葉，受精極核發(fā)育成胚乳。(3)三倍體作母本，二倍體作父本，二者雜交，由于三倍體不產(chǎn)生卵細(xì)胞，所以結(jié)出的無子西瓜沒有胚，但珠被可以正常發(fā)育成種皮。答案c解析秋水仙素抑制紡錘體的形成，是在有絲分裂的前期，四倍體西瓜的果皮是由子房壁發(fā)育而成的，來自母本，應(yīng)含有4個染色體組，無子西瓜是由于不能產(chǎn)生正常配子，所以不能形成受精卵，而種皮來自于母本，所以有種皮，而沒有胚，由于植株的地下部分沒有經(jīng)秋水仙素處理，細(xì)胞中仍含有2個染色體組。三單倍體及單倍體育種1單倍體在生物的體細(xì)胞中，染色體的數(shù)目也可以成倍地減少，試結(jié)合相關(guān)材料，分析單倍體的知識。(1)概念材料蜜蜂的生殖過程如圖由材料可知：蜜蜂的蜂王和工蜂都是二倍體，它們的體細(xì)胞中有32條染色體，而雄蜂的體細(xì)胞中只有16條染色體。像雄蜂這樣，體細(xì)胞中具有本物種配子染色體數(shù)目的個體，叫做單倍體。(2)類型玉米是二倍體，它的體細(xì)胞中含有兩個染色體組，20條染色體，它的單倍體植株的體細(xì)胞中含有一個染色體組，10條染色體。像玉米這樣的單倍體就是單元單倍體。普通小麥?zhǔn)橇扼w，它的體細(xì)胞中含有六個染色體組，42條染色體，那么它的單倍體植株的體細(xì)胞中就含有三個染色體組，21條染色體。像小麥這樣的單倍體就是多元單倍體。(3)特點(diǎn)：與正常的二倍體相比，單倍體植株較小，生活力較弱，而且往往表現(xiàn)出高度不育，結(jié)實(shí)率較低。原因是染色體在減數(shù)分裂時不能正常聯(lián)會和分離，所以使形成的配子高度不育。2單倍體育種單倍體雖然一般高度不育，但是利用單倍體培育新品種卻有一定的優(yōu)勢，結(jié)合下圖分析單倍體育種的過程。(1)是某種雜合的二倍體植物(基因型為aabb，兩對基因自由組合)，的過程稱為花藥離體培養(yǎng)，得到的幼苗是單倍體，基因型有ab、ab、ab、ab。(2)過程使用秋水仙素的作用是抑制紡錘體的形成，阻止染色體分離，這樣得到的植株為二倍體，基因型為aabb、aabb、aabb、aabb，基因組成均為純合的，自交后代不會發(fā)生性狀分離。(3)由此可見，單倍體育種的優(yōu)點(diǎn)是：短時間內(nèi)獲得純合體，明顯縮短了育種年限。3孤雌生殖孤雌生殖是雌雄配子未經(jīng)融合，而由雌配子單性發(fā)育成種子的一種無融合生殖。孤雌生殖可以自發(fā)產(chǎn)生，也可以人工誘發(fā)。植物中自發(fā)產(chǎn)生孤雌生殖的頻率通常是很低的，不能滿足育種的需要。而用人工方法誘發(fā)孤雌生殖，常常可以提高孤雌生殖的頻率。小貼士快速判定生物是幾倍體(1)如果生物體是由受精卵或合子發(fā)育形成的，生物體細(xì)胞內(nèi)有幾個染色體組就叫做幾倍體。(2)如果生物體是由生殖細(xì)胞卵細(xì)胞或花粉直接發(fā)育而成，不論細(xì)胞內(nèi)含有幾個染色體組，都不能叫做二倍體、三倍體等，仍然稱為單倍體。(3)單倍體、二倍體和多倍體都是能獨(dú)立生活的個體，因此，精子、卵細(xì)胞、花粉屬于配子，不能稱為單倍體。歸納提煉單倍體育種和多倍體育種的比較方式多倍體育種單倍體育種原理兩者都是利用染色體數(shù)目變異的原理。不同的是，多倍體育種是使染色體數(shù)以染色體組的形式成倍增加；單倍體育種是使染色體數(shù)目以染色體組的形式成倍減少，再加倍后獲得純種常用方法秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗(或低溫誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目加倍)花藥離體培養(yǎng)，然后進(jìn)行人工誘導(dǎo)染色體加倍(秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗、低溫誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目加倍)，形成純合體缺點(diǎn)適用于植物，在動物方面難以開展技術(shù)復(fù)雜，需與雜交育種相結(jié)合實(shí)例三倍體西瓜、甜菜等抗病植株的快速育成活學(xué)活用3已知普通小麥?zhǔn)橇扼w，含42條染色體。下列有關(guān)普通小麥的敘述中，錯誤的是()a它的單倍體植株的體細(xì)胞中含21條染色體b它的每個染色體組含7條染色體c它的胚乳含3個染色體組d離體培養(yǎng)它的花粉，產(chǎn)生的植株表現(xiàn)高度不育問題導(dǎo)析(1)普通小麥?zhǔn)橇扼w，可推知體細(xì)胞中含6個染色體組；6個染色體組含42條染色體，可推知1個染色體組中含7條染色體。(2)受精極核發(fā)育成胚乳，可推知它的胚乳含9個染色體組。(3)普通小麥的花粉含3個染色體組，離體培養(yǎng)它的花粉，產(chǎn)生的植株高度不育。答案c解析單倍體體細(xì)胞的染色體數(shù)與該物種配子中的染色體數(shù)相同，即21條。每個染色體組的染色體數(shù)為4267。胚乳所含的染色體組數(shù)為配子中染色體組數(shù)的3倍，即9組。離體培養(yǎng)它的花粉所得到的植株含有3個染色體組，因此高度不育。四非整倍性變異閱讀教材p90內(nèi)容，結(jié)合材料，分析非整倍性變異的有關(guān)內(nèi)容。1非整倍性變異的機(jī)理非整倍性變異的形成原因有兩種：(1)減數(shù)分裂的后期，個別同源染色體沒有分開。(2)減數(shù)分裂的后期，個別姐妹染色單體分開后移向細(xì)胞同一極。2染色體工程材料(1)材料說明細(xì)胞內(nèi)個別染色體的增加或減少，也會引起生物性狀的改變，甚至導(dǎo)致生物體死亡。(2)為了在一定程度上達(dá)到定向改變遺傳特性、選育出新品種的目的，人們可以按照預(yù)定的目標(biāo)，通過有計劃地削減、添加和代換同種或異種的一條或若干條染色體或染色體的一部分，達(dá)到改變特定的遺傳性狀的目的，這種方法稱做染色體工程。歸納提煉非整倍性變異(1)含義：在染色體正常數(shù)目的基礎(chǔ)上增加或減少一條或幾條染色體。(2)結(jié)果：引起生物性狀改變，甚至導(dǎo)致生物體死亡。(3)應(yīng)用：染色體工程?；顚W(xué)活用4曾經(jīng)有幾篇新聞報道描述了一個驚人發(fā)現(xiàn)：有2%4%的精神病患者的性染色體組成為xyy。下列關(guān)于xyy綜合征的敘述，正確的是()a患者為男性，是由于母方減數(shù)分裂產(chǎn)生異常的卵細(xì)胞所致b患者為男性，是由于父方減數(shù)分裂產(chǎn)生異常的精子所致c患者為女性，是由于母方減數(shù)分裂產(chǎn)生異常的卵細(xì)胞所致d患者為女性，是由于父方減數(shù)分裂產(chǎn)生異常的精子所致問題導(dǎo)析(1)xyy個體中的x染色體來自母親，而兩條y染色體來自父親。(2)父親的精子中含有兩條y染色體的原因是在減數(shù)分裂后期，兩條y染色體沒分開。答案b解析含有y染色體的應(yīng)為男性，原因是父親的次級精母細(xì)胞在減數(shù)分裂的后期，姐妹染色單體分開后，沒有均分到兩個子細(xì)胞中去，形成異常精子(含兩條y染色體)。當(dāng)堂檢測1下列關(guān)于探究低溫對植物染色體數(shù)目變異的影響的實(shí)驗(yàn)中，不正確的是()a用低溫處理植物分生組織細(xì)胞，能抑制紡錘體的形成b洋蔥根尖長出約1 cm時，剪下，置于4 冰箱中，誘導(dǎo)36 hc卡諾氏液浸泡根尖，固定細(xì)胞的形態(tài)d裝片制作包括解離、漂洗、染色和制片4個步驟答案b解析低溫誘導(dǎo)的原理也是抑制紡錘體的形成；當(dāng)洋蔥根尖長出約1 cm時，才能開始誘導(dǎo)，這樣有利于根的形成，而不能剪下，這樣會使其失去生命力，卡諾氏液的作用是固定細(xì)胞的形態(tài)；在制作裝片時，過程和“觀察植物細(xì)胞的有絲分裂”相同，包括解離、漂洗、染色和制片4個步驟。2下列有關(guān)單倍體的敘述中，正確的是()a未經(jīng)受精的卵細(xì)胞發(fā)育成的植物，一定是單倍體b含有兩個染色體組的生物體，一定不是單倍體c生物的精子或卵細(xì)胞一定都是單倍體d含有奇數(shù)染色體組的個體一定是單倍體答案a解析由配子發(fā)育成的植株一定是單倍體。細(xì)胞內(nèi)含有兩個染色體組的生物可能是單倍體，也可能是二倍體。精子或卵細(xì)胞是細(xì)胞而非個體。三倍體生物體細(xì)胞中含有三個染色體組。3將二倍體芝麻的種子萌發(fā)成的幼苗用秋水仙素處理后得到四倍體芝麻，下列敘述正確的是()a對花粉進(jìn)行離體培養(yǎng)，可得到二倍體芝麻b產(chǎn)生的配子沒有同源染色體，所以無遺傳效應(yīng)c與原來的二倍體芝麻雜交，產(chǎn)生的是不育的三倍體芝麻d秋水仙素誘導(dǎo)染色體加倍時，最可能作用于細(xì)胞分裂的后期答案c解析二倍體芝麻幼苗用秋水仙素處理，得到的是同源四倍體，體細(xì)胞內(nèi)有4個染色體組，而且每個染色體組之間都有同源染色體。由四倍體的配子發(fā)育來的芝麻是單倍體，含兩個染色體組，所以該單倍體芝麻是可育的。四倍體的配子中有兩個染色體組，二倍體的配子中有一個染色體組，所以四倍體與二倍體雜交產(chǎn)生的是三倍體芝麻，由