(新教材)2019人教版高中生物必修二第5章第2节染色体变异讲义.doc
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1、1/15第第 2 2 节节染色体变异染色体变异课标内容要求课标内容要求核心素养对接核心素养对接举例说明染色体结举例说明染色体结构和数目的变异都构和数目的变异都可能导致生物性状可能导致生物性状的改变甚至死亡。的改变甚至死亡。1.生命观念:根据结构和功能观说出染色体结构变异种生命观念:根据结构和功能观说出染色体结构变异种类及影响。类及影响。2科学思维科学思维:通过比较通过比较、归纳与概括掌握染色体组归纳与概括掌握染色体组、二二倍体、多倍体、单倍体的区别倍体、多倍体、单倍体的区别,提升归纳总结的能力。提升归纳总结的能力。通过分类与比较通过分类与比较, 明确单倍体育种和多倍体育种的流明确单倍体育种和多
2、倍体育种的流程程。3 科学探究科学探究: 通过通过“低温诱导植物染色体数目的变化低温诱导植物染色体数目的变化”实验实验,提高实验操作能力。提高实验操作能力。一、染色体数目的变异一、染色体数目的变异1染色体变异的概念染色体变异的概念生物体的体细胞或生殖细胞内生物体的体细胞或生殖细胞内染色体数目或结构染色体数目或结构的变化。的变化。2变异类型和实例变异类型和实例类型类型实例实例个别染色体个别染色体的增加或减少的增加或减少21 三体综合征三体综合征以以染色体组染色体组形式成倍增减形式成倍增减三倍体无子西瓜三倍体无子西瓜3.染色体组染色体组(1)组成组成写出上图雄果蝇体细胞中一个染色体组所含的染色体写
3、出上图雄果蝇体细胞中一个染色体组所含的染色体: 、 、 、 X 或或 、Y。(2)组成特点:细胞中的一组组成特点:细胞中的一组非同源染色体非同源染色体,在形态和功能上各不相同。在形态和功能上各不相同。4二倍体和多倍体二倍体和多倍体(1)二倍体二倍体2/15(2)多倍体多倍体概念概念起点:起点:受精卵受精卵染色体组数:染色体组数:三个或三个以上染色体组三个或三个以上染色体组实例:三倍体香蕉、实例:三倍体香蕉、四倍体马铃薯四倍体马铃薯特点特点:茎秆茎秆粗壮粗壮,叶片叶片、果实和种子都比较大果实和种子都比较大,糖类和蛋白质等营养物质糖类和蛋白质等营养物质的含量都有所的含量都有所增加增加。人工诱导人工
4、诱导(多倍体育种多倍体育种)方法方法用用秋水仙素秋水仙素处理或用处理或用低温低温处理处理处理对象处理对象萌发萌发的种子或的种子或幼苗幼苗原理原理能够抑制能够抑制纺锤体纺锤体的形成的形成,导致染色体不能移向细胞的两导致染色体不能移向细胞的两极极,从而使染色体数目从而使染色体数目加倍加倍5.单倍体单倍体(1)概念:体细胞中的染色体数目与本物种概念:体细胞中的染色体数目与本物种配子配子染色体数目相同的个体。染色体数目相同的个体。(2)特点特点植株长得植株长得弱小弱小高度高度不育不育(3)应用:单倍体育种。应用:单倍体育种。方法:方法:花花药药 离体离体培养培养单倍体单倍体幼苗幼苗 人工诱导人工诱导用
5、用秋水仙素秋水仙素处理处理染色体数目加倍染色体数目加倍得到正常纯合子得到正常纯合子优点:优点:明显缩短育种年限明显缩短育种年限。二、低温诱导植物细胞染色体数目的变化二、低温诱导植物细胞染色体数目的变化1实验原理实验原理3/152实验流程及结论实验流程及结论根尖的培根尖的培养及诱导养及诱导培养方法:将蒜放在装满清水的培养方法:将蒜放在装满清水的容器上方容器上方,让蒜的底部接触水面让蒜的底部接触水面诱导时机:待蒜长出约诱导时机:待蒜长出约 1 cm 长的长的不定根时不定根时诱导措施:将整个装置放入冰箱冷藏诱导措施:将整个装置放入冰箱冷藏室内室内,诱导培养诱导培养 4872 h取材及取材及固定固定取
6、材:剪取诱导处理的根尖取材:剪取诱导处理的根尖 0.51 cm固定:放入固定:放入卡诺氏液卡诺氏液中浸泡中浸泡 0.51 h,以固定细胞的形态以固定细胞的形态冲洗:用体积分数为冲洗:用体积分数为 95%的的酒精酒精冲洗冲洗 2 次次制作制作装片装片解离解离漂洗漂洗染色:使用染色:使用改良苯酚品红改良苯酚品红染液染液制片制片同同“观察植物细观察植物细胞的有丝分裂胞的有丝分裂”观察:先用观察:先用低倍镜低倍镜观察观察,找到变异细胞找到变异细胞,再换用高倍镜观察再换用高倍镜观察结论:低温能诱导植物细胞染色体数目加倍结论:低温能诱导植物细胞染色体数目加倍三、染色体结构的变异三、染色体结构的变异1染色体
7、结构变异的类型染色体结构变异的类型连线连线4/152染色体结构变异的结果染色体结构变异的结果(1)染色体上基因的染色体上基因的数目或排列顺序数目或排列顺序发生改变发生改变,而导致性状的变异。而导致性状的变异。(2)大多数染色体结构变异对生物体是大多数染色体结构变异对生物体是不利不利的的,有的甚至会导致生物体死亡有的甚至会导致生物体死亡。判断对错判断对错(正确的打正确的打“”“”,错误的打错误的打“”“”)1体细胞中含两个染色体组的个体是二倍体体细胞中含两个染色体组的个体是二倍体,含有三个或三个以上染色体含有三个或三个以上染色体组的个体是多倍体组的个体是多倍体。()2人工诱导多倍体最常用、最有效
8、的方法是用秋水仙素处理休眠的种子。人工诱导多倍体最常用、最有效的方法是用秋水仙素处理休眠的种子。()3 经低温诱导后经低温诱导后, 在显微镜下可以看到大多数细胞的染色体数目发生改变在显微镜下可以看到大多数细胞的染色体数目发生改变。()4猫叫综合征是人的第猫叫综合征是人的第 5 号染色体部分缺失引起的。号染色体部分缺失引起的。()5基因突变、基因重组、染色体变异在光学显微镜下都可以观察到。基因突变、基因重组、染色体变异在光学显微镜下都可以观察到。()6染色体片段的缺失和重复必然导致基因种类的变化。染色体片段的缺失和重复必然导致基因种类的变化。()答案答案1提示:提示:由配子发育而来的生物由配子发
9、育而来的生物,无论含有几个染色体组无论含有几个染色体组,都是单倍体。都是单倍体。2提示:提示:秋水仙素可抑制细胞分裂过程中纺锤体的形成秋水仙素可抑制细胞分裂过程中纺锤体的形成,诱导染色体诱导染色体加倍加倍,但休眠种子细胞不进行细胞分裂。但休眠种子细胞不进行细胞分裂。3提示:提示:由于分裂间期较长由于分裂间期较长,大多数细胞处于大多数细胞处于分裂间期分裂间期,看不到染色看不到染色体。体。45提示:提示:基因突变和基因重组在光学显微镜下观察不到。基因突变和基因重组在光学显微镜下观察不到。5/156提示提示:染色体片段的重复会导致基因数目增加染色体片段的重复会导致基因数目增加,基因种类不会变化基因种
10、类不会变化;染色体片段缺失会导致基因数目减少染色体片段缺失会导致基因数目减少,还有可能导致基因种类减少。还有可能导致基因种类减少。染色体数目的变异染色体数目的变异1染色体组数的判断方法染色体组数的判断方法(1)根据染色体形态判断根据染色体形态判断依据:细胞内形态相同的染色体有几条依据:细胞内形态相同的染色体有几条,则含有几个染色体组。则含有几个染色体组。实例:如图所示的细胞中实例:如图所示的细胞中,形态相同的染色体形态相同的染色体 a 中有中有 4 条条,b 中有中有 3 条条,c 中两两相同中两两相同,d 中各不相同中各不相同,则可判定它们分别含则可判定它们分别含 4 个个、3 个个、2 个
11、个、1 个染色个染色体组。体组。(2)根据基因型判断根据基因型判断依据:控制同一性状的基因出现几次依据:控制同一性状的基因出现几次,就含几个染色体组就含几个染色体组(每个染色体组每个染色体组内不含等位基因或内不含等位基因或相同基因相同基因)。实例:据图可知实例:据图可知,eh 中依次含中依次含 4、2、3、1 个染色体组。个染色体组。(3)根据染色体数和形态数的比值判断根据染色体数和形态数的比值判断依据依据: 染色体数与形态数的比值意味着每种形态染色体数目的多少染色体数与形态数的比值意味着每种形态染色体数目的多少, 每种每种形态的染色体有几条形态的染色体有几条,即含几个染色体组。即含几个染色体
12、组。实例:果蝇体内该比值实例:果蝇体内该比值(8 条条/4 种形态种形态)为为 2,则果蝇含则果蝇含 2 个染色体组。个染色体组。2单倍体、二倍体和多倍体的判断方法单倍体、二倍体和多倍体的判断方法6/15(1)如果生物体由受精卵如果生物体由受精卵(或合子或合子)发育而成发育而成,体细胞中含有几个染色体组体细胞中含有几个染色体组,该该生物就称为几倍体。生物就称为几倍体。(2)如果生物体是由生殖细胞如果生物体是由生殖细胞卵细胞或花粉直接发育而成卵细胞或花粉直接发育而成,无论体细胞无论体细胞中含有几个染色体组中含有几个染色体组,都称为单倍体。都称为单倍体。关于单倍体的三个易错点关于单倍体的三个易错点
13、(1)单倍体的体细胞中并不一定只有一个染色体组单倍体的体细胞中并不一定只有一个染色体组,如四倍体的配子形成的如四倍体的配子形成的单倍体的体细胞中含有两个染色体组。单倍体的体细胞中含有两个染色体组。续表续表(2)单倍体并非都不育:二倍体的配子发育成的单倍体单倍体并非都不育:二倍体的配子发育成的单倍体,表现为高度不育;表现为高度不育;多倍体的配子如含有偶数个染色体组多倍体的配子如含有偶数个染色体组, 则发育成的单倍体含有同源染色体及等位则发育成的单倍体含有同源染色体及等位基因基因,可育并能产生后代。可育并能产生后代。(3)单倍体是生物个体单倍体是生物个体,而不是配子;精子和卵细胞属于配子而不是配子
14、;精子和卵细胞属于配子,但不是单倍但不是单倍体。体。1(不定项不定项)如图所示为雄果蝇染色体图如图所示为雄果蝇染色体图,据图能得到的结论是据图能得到的结论是()A其配子的染色体组是其配子的染色体组是 X、或或 Y、B有丝分裂后期有有丝分裂后期有 4 个染色体组个染色体组,染色体有染色体有 5 种不同形态种不同形态C减数分裂减数分裂后期有后期有 2 个染色体组个染色体组,染色体有染色体有 5 种不同形态种不同形态D该生物有丝分裂和减数分裂过程中均可能发生染色体数目变异该生物有丝分裂和减数分裂过程中均可能发生染色体数目变异ABD该图为雄果蝇染色体图该图为雄果蝇染色体图,减数第一次分裂产生的子细胞含
15、有减数第一次分裂产生的子细胞含有 4 条形条形态不同的染色体态不同的染色体(、X 或或、Y)。减数分裂。减数分裂后期含后期含 2 个染个染色体组色体组,染色体只有染色体只有 4 种不同形态。种不同形态。2下列有关单倍体的叙述中不正确的是下列有关单倍体的叙述中不正确的是()由未受精的卵细胞发育成的植物由未受精的卵细胞发育成的植物, 一定是单倍体一定是单倍体含有两个染色体组的含有两个染色体组的生物体生物体, 一定不是单倍体一定不是单倍体生物的精子或卵细胞一定都是单倍体生物的精子或卵细胞一定都是单倍体基因型基因型为为aaaBBBccc 的植株一定是单倍体的植株一定是单倍体基因型为基因型为 Abcd
16、的生物体一般是单倍体的生物体一般是单倍体7/15ABCDB由未受精的卵细胞发育而来的个体一定是单倍体由未受精的卵细胞发育而来的个体一定是单倍体, 正确正确; 含有两个染含有两个染色体组的生物体色体组的生物体,可能是二倍体可能是二倍体,也可能是四倍体生物的单倍体也可能是四倍体生物的单倍体,错误错误;生物生物的精子或卵细胞是生殖细胞的精子或卵细胞是生殖细胞,不是个体不是个体,所以不能称为单倍体所以不能称为单倍体,错误错误;基因型基因型为为 aaaBBBccc 的植株可能是单倍体的植株可能是单倍体,也可能是三倍体也可能是三倍体,错误错误;基因型为基因型为 Abcd的生物体细胞中只有一个染色体组的生物
17、体细胞中只有一个染色体组,一般是单倍体一般是单倍体,正确。正确。单倍体不单倍体不一定仅含一定仅含 1 个染色体组个染色体组单倍体一般只含有一个染色体组单倍体一般只含有一个染色体组, 但不一定只含但不一定只含 1 个染色体组个染色体组, 如四倍体的如四倍体的单倍体含两个染色体组单倍体含两个染色体组。单倍体可能含同源染色体单倍体可能含同源染色体,可能含等位基因可能含等位基因,也可能可也可能可育并产生后代。育并产生后代。染色体数目变异实验及应用染色体数目变异实验及应用1“低温诱导植物细胞染色体数目的变化低温诱导植物细胞染色体数目的变化”实验应注意的问题实验应注意的问题(1)选材选材:应选用能进行分裂
18、的分生组织细胞:应选用能进行分裂的分生组织细胞,否则不会出现染色体加倍的否则不会出现染色体加倍的情况。情况。(2)温度不是越低越好:温度过低对根尖细胞造成伤害温度不是越低越好:温度过低对根尖细胞造成伤害,应选择适宜温度。应选择适宜温度。(3)并不是所有细胞中染色体均已加倍:只有少部分细胞实现并不是所有细胞中染色体均已加倍:只有少部分细胞实现“染色体加染色体加倍倍”,大部分细胞仍为二倍体状况。大部分细胞仍为二倍体状况。(4)细胞是死的而非活的细胞是死的而非活的:显微镜下观察到的细胞是已被解离液杀死的细胞显微镜下观察到的细胞是已被解离液杀死的细胞。(5)着丝粒分裂与纺锤体无关:着丝粒到有丝分裂后期
19、才分裂着丝粒分裂与纺锤体无关:着丝粒到有丝分裂后期才分裂,与有无纺锤与有无纺锤体无关。体无关。2多倍体育种多倍体育种(1)原理:染色体数目原理:染色体数目变异。变异。(2)多倍体育种的过程多倍体育种的过程正在萌发的种子或幼苗正在萌发的种子或幼苗 秋水仙素处理秋水仙素处理抑制纺锤抑制纺锤体形成体形成 导致导致染色体不分离染色体不分离 导致导致细胞中染色体数目加倍细胞中染色体数目加倍 正常分裂、分化正常分裂、分化多倍体植株。多倍体植株。8/15(3)特点特点 :优点优点:与二倍体相比与二倍体相比,多倍体植株常常是茎秆粗壮多倍体植株常常是茎秆粗壮,叶片叶片、果实和种子都果实和种子都比较大比较大,糖类
20、和蛋白质等营养物质的含量都有所增加。糖类和蛋白质等营养物质的含量都有所增加。缺点缺点:多倍体育种适用于植物多倍体育种适用于植物,在动物方面难以开展在动物方面难以开展,且多倍体植物往往且多倍体植物往往发育迟缓发育迟缓,结实率低。结实率低。(4)实例:三倍体无子西瓜的培育过程实例:三倍体无子西瓜的培育过程b 过程传粉是为了杂交得到三倍体种子过程传粉是为了杂交得到三倍体种子,c 过程传粉是为了提供生长素刺过程传粉是为了提供生长素刺激子房发育成果实。激子房发育成果实。获取三倍体种子是在第一年四倍体植株上获取三倍体种子是在第一年四倍体植株上; 获取三倍体无子果实则是在第获取三倍体无子果实则是在第二年的三
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