蘇教版-必修二-第三章 遺傳和染色體-第三節(jié) 染色體變異及其應(yīng)用 名師獲獎(jiǎng)

《染色體變異及其應(yīng)用》學(xué)案一、學(xué)習(xí)目標(biāo)1．理解染色體組、單倍體、二倍體和多倍體的概念。2．理解單倍體以及多倍體的特點(diǎn)、形成原因及其在育種上的意義。3．說出染色體結(jié)構(gòu)變異的基本類型。4、染色體結(jié)構(gòu)變異的的形式5、染色體結(jié)構(gòu)變異對(duì)生物性狀的影響6、染色體結(jié)構(gòu)變異在生產(chǎn)中的應(yīng)用二、重點(diǎn)、難點(diǎn)、疑點(diǎn)的解決辦法1．教學(xué)重點(diǎn)及解決辦法（1）染色體組的概念。（2）二倍體、多倍體和單倍體的概念。（3）多倍體育種原理及在育種上的應(yīng)用。（4）染色體結(jié)構(gòu)變異對(duì)生物性狀的影響解決方法]（1）讓學(xué)生閱讀有關(guān)染色體組的內(nèi)容，感知染色體組的概念；用多媒體教學(xué)出示制作的雄果蠅染色體組圖解活動(dòng)課件，講清染色體組的概念；用練習(xí)的方法鞏固染色體組的概念。（2）用舉例的方法講清二倍體、多倍體和單倍體的概念；用區(qū)分單倍體與二倍體及多倍體依據(jù)的方法辨析二倍體、多倍體和單倍體的概念；用練習(xí)的方法鞏固二倍體、多倍體和單倍體概念。（3）通過復(fù)習(xí)植物細(xì)胞的有絲分裂過程、染色體數(shù)目的變化、分裂后期的特點(diǎn)，自然引出多倍體形成的原因，同時(shí)用八倍體小黑麥說明人工誘導(dǎo)多倍體育種的原理的方法。2．教學(xué)難點(diǎn)及解決辦法多倍體和單倍體的形成原因。解決方法（1）多倍體的形成原因，通過復(fù)習(xí)植物細(xì)胞的有絲分裂過程、染色體數(shù)目的變化、分裂后期的特點(diǎn)，自然引出多倍體形成的原因。（2）單倍體形成原因，給學(xué)生足夠的時(shí)間，同桌同學(xué)相互討論，再集中疑難問題，老師給予點(diǎn)撥。3．教學(xué)疑點(diǎn)及解決辦法（1）區(qū)分單倍體與二倍體及多倍體劃分的依據(jù)。（2）如何理解單倍體可能只有一個(gè)染色體組，也可能有多個(gè)染色體組。解決方法（1）用例證的方法來明確單倍體和二倍體或多倍體的依據(jù)。（2）用例證的方法去辨析單倍體可能只有一個(gè)染色體組，也可能有多個(gè)染色體組。三、知識(shí)結(jié)構(gòu)1．一般情況下生物體的一個(gè)__________內(nèi)的全部染色體，在形態(tài)和功能上各不相同，但是包含了控制生物體生長發(fā)育、遺傳和變異的全部信息，這樣的_____________，叫做一個(gè)染色體組。2．體細(xì)胞中含有________染色體組的個(gè)體叫做二倍體________等。幾乎全部的動(dòng)物和過半數(shù)的高等植物都是二倍體。3．體細(xì)胞中含有__________以上染色體組的個(gè)體叫做多倍體.含有三個(gè)染色體組的個(gè)體，叫做三倍體，比如香蕉。體細(xì)胞中含有四個(gè)染色體組的個(gè)體，叫做四倍體，比如馬鈴薯。多倍體在植物中廣泛地存在著，在動(dòng)物中比較少見。4．體細(xì)胞中含有本物種_________數(shù)目的個(gè)體，叫做單倍體5．定義：由_____引起的變異。如貓叫綜合征是由人的______缺失引起的遺傳病，而果蠅的棒壯眼是由于染色體中___________某一片段引起的變異。6．類型：①________染色體某一段的缺少。如__________。②________染色體增加了某一片段。如_________。③________染色體的某一片段移接到另一條_____________上。④________染色體的某一段的位置顛倒了180°7．結(jié)果：使排列在染色體上的___________或___________發(fā)生改變，從而導(dǎo)致________的變異。大多數(shù)染色體結(jié)構(gòu)變異對(duì)生物體是_______________，有的甚至導(dǎo)致生物體。四、例題分析：1．用馬鈴薯的花藥離體培養(yǎng)出的單倍體植株，可以正常地進(jìn)行減數(shù)分裂，用顯微鏡可以觀察到染色體兩兩配對(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)等位基因控制。利用它的花藥進(jìn)行離體培養(yǎng)，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3．用四倍體西瓜與二倍體西瓜雜交所得的子一代植株開化后，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，但可形成無籽西瓜

D．結(jié)出的果實(shí)為三倍體4．下列變異中，不屬于染色體結(jié)構(gòu)變異的是（）A.染色體缺失某一片斷B.染色體增加了某一片斷C.染色體中DNA的一個(gè)堿基發(fā)生了改變D.染色體某一片斷位置顛倒了1800答案：C5．是正常的兩條同源染色體，則下圖所示是指染色體結(jié)構(gòu)的（）倒位 B.缺失C.易位 D.重復(fù)答案：B6．下列關(guān)于染色體組的正確敘述是（）A.染色體組內(nèi)不存在同源染色體B.染色體組只存在于生殖細(xì)胞中C.染色體組只存在于體細(xì)胞中D.染色體組在減數(shù)分裂過程中消失答案：A7．貓叫綜合征是人第_______號(hào)染色體_______________引起的遺傳病。答案：5部分缺失8．果蠅的體細(xì)胞中有三對(duì)常染色體，一對(duì)性染色體。因此，果蠅體細(xì)胞中的染色體有（）A.一個(gè)染色體組 B.兩個(gè)染色體組C.四個(gè)染色體組 D.六個(gè)染色體組答案：B9．四倍體的曼陀羅有48條染色體，該植物體細(xì)胞中的每個(gè)染色體組的染色體數(shù)目為（）A.48 B.24C.12 D.4答案：C10．已知某物種的一條染色體上依次排列著A、B、C、D、E五個(gè)基因，下面列出的若干種變化中，未發(fā)生染色體結(jié)構(gòu)變化的是（）11．下列不屬于基因突變引起的變異是（）A.果蠅的白眼 B.血友病C.短腿安康羊 D.貓叫綜合征解析：貓叫綜合征是人的第5號(hào)染色體短臂缺失引起的一種染色體異常的遺傳病。其余三項(xiàng)均是基因突變引起的變異。故此題的正確答案為D。12．白化病產(chǎn)生的根本原因是（）A.雙親都是雜合子 B.近親結(jié)婚C.基因突變 D.致病基因成對(duì)解析：白化病屬于常染色體隱性遺傳病，當(dāng)兩個(gè)隱性基（aa）在體細(xì)胞中成對(duì)時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)白化病征狀。但a基因是由正常A基因突變來的。所以此題的正確答案為C。13．在一塊馬鈴薯甲蟲成災(zāi)的地里，噴了一種新的農(nóng)藥后，約98％的甲蟲死了，約2％的甲蟲生存下來，生存下來的原因是（）A.有基因突變產(chǎn)生的抗藥性個(gè)體存在B.以前曾噴過某種農(nóng)藥，對(duì)農(nóng)藥有抵抗力C.約有2％的甲蟲未吃到沾有農(nóng)藥的葉子D.生存下來的甲蟲是身強(qiáng)體壯的年輕個(gè)體解析：A。14．摩爾根培養(yǎng)紅眼果蠅進(jìn)行遺傳實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)若干代后，突然出現(xiàn)了一只白眼雄果蠅。這種變異來源于（）A.基因突變 B.基因重組C.染色體數(shù)目變異 D.染色體結(jié)構(gòu)變異解析：培養(yǎng)紅眼果蠅若干代，突然出現(xiàn)了一只白眼雄果蠅，顯然是基因突變。所以此題的正確答案為A15．生活在加勒比海的火烈鳥，喙、翅邊緣和腿都是鮮紅色的，而捕到的火烈鳥經(jīng)人工飼養(yǎng)繁殖的后代沒有鮮紅色。但如果在飼料中加入火烈鳥在野外常吃的紅色藻，紅顏色就會(huì)出現(xiàn)?；鹆覟醯难凼浅壬?，即使不吃紅色藻，眼的顏色仍然是橙色的。請(qǐng)分析回答：（1）火烈鳥食用紅色藻，身體的有關(guān)部位就呈紅色，不食用紅色藻則不呈紅色。這種性狀的變化是由______引起的，屬于_________。（2）火烈鳥的眼色不會(huì)因食用紅色藻而發(fā)生變化。這說明火烈鳥的眼色是由_____________________制的。解析：（1）環(huán)境變化（是否吃紅色藻），不遺傳的變異。（2）基因。五、知識(shí)拓展：染色體變異在生產(chǎn)上的應(yīng)用1．人工誘導(dǎo)多倍體在育種上的應(yīng)用：（1）人工誘導(dǎo)多倍體的方法物理方法：要得到多倍體，可以用高溫、低溫、離心、超聲波、嫁接和切斷等。例如把茄屬植物的梢端切斷，把長出的側(cè)枝切去，就會(huì)從切斷部分的愈傷組織長出不定芽，這些不定芽長成的枝條有10%是四倍體?；瘜W(xué)方法：秋水仙素、萘駢乙烷等都可以誘發(fā)多倍體。秋水仙素的主要作用是抑制細(xì)胞分裂時(shí)紡錘體的形成，結(jié)果染色體仍留在一個(gè)細(xì)胞內(nèi)，所以染色體倍數(shù)就增加了。（2）多倍體的優(yōu)勢(shì)與不足：多倍體植株往往表現(xiàn)為根、莖、葉、花的巨型性，可使作物產(chǎn)量增加、品質(zhì)改良、對(duì)育種者極具魅力。對(duì)多倍體研究發(fā)現(xiàn)，五倍體以上的同源多倍體巨型效應(yīng).反而減小，生理功能也衰退，所以，同源多倍體育種一般限于二倍體合成四倍體或通過二倍體和四倍體雜交合成三倍體，如無籽西瓜、多倍體甜菜等，都是利用了三倍體的不育性。但是同源多倍體在減數(shù)分裂時(shí)往往多條染色體聯(lián)合到一起形成多價(jià)體，使染色體分離不規(guī)則，導(dǎo)致育性下降，結(jié)實(shí)率低。（3）多倍體育種的方法：人工誘導(dǎo)多倍體的方法很多。目前最常用而且最有效的方法，是用秋水仙素來處理萌發(fā)的種子或幼苗。當(dāng)秋水仙素作用于正在分裂的細(xì)胞時(shí)，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。染色體數(shù)目加倍的細(xì)胞繼續(xù)進(jìn)行正常的有絲分裂，將來就可以發(fā)育成多倍體植株。目前世界各國利用人工誘導(dǎo)多倍體的方法已經(jīng)培育出不少新品種，如含糖量高的三倍體無子西瓜和甜菜等。多倍體育種是創(chuàng)造新物種的過程，這在異源多倍體研究利用上表現(xiàn)得更加淋漓盡致，我國科技工作者還創(chuàng)造出自然界中沒有的作物——八倍體小黑麥。一般先要做遠(yuǎn)緣雜交，而后再給雜種的染色體加倍以合成新物種，此新物種還要通過一系列的改良過程才有可能成為作物。異源多倍體也具有一般多倍體生長旺盛、器官巨大等優(yōu)點(diǎn)，并且由于染色體組的多樣化，具有永久雜合性（又稱純系優(yōu)勢(shì)）、遺傳上的緩沖性和進(jìn)化上較強(qiáng)的適應(yīng)性。

當(dāng)然，異源多倍體也常因生理上的不協(xié)調(diào)而造成結(jié)實(shí)率低、籽粒不飽滿，使得所創(chuàng)造出的異源多倍體物種多數(shù)無實(shí)用價(jià)值，但也不乏小黑麥等成功的先例。隨著科技水平的提高，可以堅(jiān)信，多倍體育種的前景是廣闊的。例：三倍體無籽西瓜2．單倍體育種技術(shù)（1）單倍體的特點(diǎn)：單倍體及其它體細(xì)染色體組數(shù)為奇數(shù)者（如三倍體、五倍體）均表現(xiàn)高度不育，原因在于其無法實(shí)現(xiàn)正常的減數(shù)分裂。另外一個(gè)現(xiàn)象是單倍體植株細(xì)弱、矮小。（2）單倍體育種的方法：單倍體自身不育，但是如能將其染色體加倍便成了正?？捎辍；ㄋ幣囵B(yǎng)育種法就是取Fl代的花藥置于特定的培養(yǎng)基上培養(yǎng)，利用細(xì)胞的全能性，誘導(dǎo)花粉長成植株，這些單倍體植株再經(jīng)秋水仙素處理一段時(shí)間，便可實(shí)現(xiàn)染色體加倍，