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染色体变异及人类遗传病

作者:未知 来源:本站原创 发布时间:2013年10月16日
 

第2节  染色体变异

 第    课时  总第    课时

一、学习目标

1.说出染色体结构变异的基本类型         2.说出染色体数目的变异

3.能解释低温诱导染色体加倍的原理,评价不同作物、不同温度对染色体加倍实验的影响效果。关注染色体加倍对人类未来的发展影响

二、学习重点

1.染色体组的概念                  2.染色体数目的变异

三、学习难点

1.染色体组的概念                  2.二倍体、多倍体和单倍体的概念及其联系

3.低温诱导染色体数目变化的实验

课前导学:创新设计P61-62 知识点1、2

课堂学习:

一、染色体结构的变异

1.种类:教材P85 图5-5

 

 

2.结果:染色体结构的改变会使排列在染色体上的               发生改变,而导致性状的变异。

3.特点:大多数对生物体是 不利 的,有的甚至会导致生物体死亡。

二、染色体数目的变异

 1.染色体组

观察P86图5-8雌雄果蝇体细胞的染色体和P87图5-9雄果蝇的染色体组

回答:(1)果蝇体细胞有几条染色体?几对常染色体?

(2)Ⅱ号和Ⅱ号染色体是什么关系?Ⅲ号和Ⅳ号染色体是什么关系?

(3)雄果蝇的体细胞中共有哪几对同源染色体?

 (4)果蝇的精子中有哪几条染色体?这些染色体在形态、大小和功能上有什么特点?这些染色体之间是什么关系?它们是否携带着控制生物生长发育的全部遗传信息?

Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y;   这些染色体在形态、大小和功能上各不相同;

它们是非同源染色体;              它们携带着控制生物生长发育的全部遗传信息

(5)若将果蝇的精子中的染色体看成一组,那么果蝇的体细胞中有几组染色体?

  小结:一个染色体组的特点:①不含同源染色体

②染色体的形态、大小和功能各不相同

③含有控制生物性状的一整套基因,但不重复

2.二倍体、多倍体和单倍体

 (1)定义:由受精卵发育而来的个体,体细胞中有2个染色体组的个体叫做二倍体。

体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体叫做多倍体。

体细胞中含有本物种配子染色体数目 的个体,叫做单倍体

  探究5.讨论:二倍体、多倍体和单倍体的划分依据是什么?

(3)单倍体、多倍体植株的特点:

单倍体:长得 弱小 高度不育

多倍体: 茎秆 粗壮, 叶片、果实和种子 都比较大, 糖类和蛋白质 都有所增加;

            发育迟缓,结实率低。                                  

               第二课时   第    课时

三、单倍体育种

 1.方法:①先花药离体培养获得单倍体幼苗  

②再用秋水仙素处理单倍体幼苗获得纯合植株

 2.步骤:

 

 

 

 

 

 

 

 

探究1.单倍体育种的过程

(1)该育种方法为              育种,其原理是                       。

(2)图中(一)、(二)、(三)、(四)的过程依次是                        。

(3)图中①和④基因组成分别为____   _和______  。

(4)(二)过程中,D和d的分离发生在________   _;(三)过程采用的方法称为_________;

(四)过程最常用的化学药剂是________       

(5)如将③⑤植株杂交,再让所得到的后代自交,则后代的基因型及比例为______     。

(6)从图解中看出,该育种只需      年即可获得纯合新品种。因此,该育种方法的最大优点是                              。

3.优点:明显缩短育种年限

 探究3.为什么单倍体育种可明显缩短育种年限?

(原因:自交后代不发生性状分离)

 4.原理:染色体变异

四、多倍体育种

 1.原理:染色体变异

 2.方法:很多

   最常用最有效的方法:秋水仙素处理萌发的种子或幼苗

   秋水仙素的作用:秋水仙素能抑制纺锤体的形成

探究4.秋水仙素作用于细胞分裂的时期?用秋水仙素处理过的种子和幼苗细胞中的染色体数目是如何变化的?

 

 3.优点:粗、大、高   (缺点:发育迟缓,结实率低)

 4.实例:三倍体无籽西瓜的培育

 

 

 

 

基础训练

1.分析左边的对照图,从A、B、C、D中找出含一个染色体组的细胞,是图中的

 

 

 

2.下列叙述正确的是

  A.染色体组内不存在同源染色体     B.染色体组只存在于生殖细胞中

C.染色体组只存在于体细胞中       D.染色体组在减数分裂过程中消失

3.基因突变、基因重组和染色体变异的比较中,叙述不正确的是

A.基因突变是分子水平上的变异   B.染色体变异可通过光学显微镜观察到

C.基因重组没有产生新基因      

D.基因突变和染色体结构变异最终都会引起生物性状改变

4.一个染色体组应是  A.一个染色体组内存在同源染色体   B.配子中的全部染色体

                    C.二倍体生物配子中的全部染色体   D.体细胞中的一半染色体

5.下面各项是表示生物体的体细胞中染色体上所携带的基因,肯定是单倍体的一项是

 A.AaBb        B.Aaaa          C.ABCD        D.Bbb

6.关于单倍体的叙述正确的是 ①单倍体只含有一个染色体组  ②单倍体只含有一个染色体 ③单倍体是含有本物种配子染色体数目的个体 ④单倍体细胞中只含有一对染色体 ⑤未经受精作用的配子发育成的个体就是单倍体    

A.③⑤           B.④⑤          C.①④         D.①⑤

拓展提升

7.对于细菌、蓝藻等原核生物来说,可遗传的变异不可能来源于 ①基因重组 ②基因突变③染色体变异    A.①②③        B.①③          C.②③          D.①②

8.下列关于生物遗传和变异的叙述中正确的是:

A.基因型为YyRr的豌豆,经减数分裂形成的雌雄配子数量比约为1:1

B.在细胞分裂过程中,基因突变、基因重组和染色体变异都可能发生

C.基因型为YyRr和Yyrr的两株豌豆杂交,其后代可能出现2种新的基因型

D.在不发生基因突变的情况下,双亲表现正常,可能生出患红绿色盲的女儿

 课后反思

 

                                   第二课时                 第    课时

三、单倍体育种

 1.方法:①先花药离体培养获得单倍体幼苗  

②再用秋水仙素处理单倍体幼苗获得纯合植株

 2.步骤:

 

 

 

 

 

 

 

 

探究1.单倍体育种的过程

(1)该育种方法为              育种,其原理是                       。

(2)图中(一)、(二)、(三)、(四)的过程依次是                        。

(3)图中①和④基因组成分别为____   _和______  。

(4)(二)过程中,D和d的分离发生在________   _;(三)过程采用的方法称为_________;

(四)过程最常用的化学药剂是________       

(5)如将③⑤植株杂交,再让所得到的后代自交,则后代的基因型及比例为______     。

(6)从图解中看出,该育种只需      年即可获得纯合新品种。因此,该育种方法的最大优点是                              。

  探究2.单倍体育种得到的植株一定是二倍体吗?

 

 

3.优点:明显缩短育种年限

 探究3.为什么单倍体育种可明显缩短育种年限?

(原因:自交后代不发生性状分离)

 4.原理:染色体变异

 

四、多倍体育种

 1.原理:染色体变异

 2.方法:很多

   最常用最有效的方法:秋水仙素处理萌发的种子或幼苗

   秋水仙素的作用:秋水仙素能抑制纺锤体的形成

探究4.秋水仙素作用于细胞分裂的时期?用秋水仙素处理过的种子和幼苗细胞中的染色体数目是如何变化的?

 

 3.优点:粗、大、高   (缺点:发育迟缓,结实率低)

 4.实例:三倍体无籽西瓜的培育

  探究5.无籽西瓜的培育中,

(1)为什么以一定浓度的秋水仙素溶液滴在二倍体西瓜幼苗的芽尖?

 

(2)在第一年四倍体植株上所结果实、第二年三倍体植株上所结果实各有什么特点?

 

 (3)三倍体西瓜为什么没有种子?

 

 (4)培育三倍体无籽西瓜的方法和原理分别是什么?

 

例4:在三倍体无籽西瓜的培育过程中,将二倍体普通西瓜幼苗用秋水仙素处理,待植株成熟接受普通二倍体西瓜的正常花粉后,发育成果实,其果皮、种皮、胚芽、胚乳细胞的染色体组数依次为 A.4、2、2、4  B.4、4、3、5   C.3、3、3、4   D.4、4、3、6

  小结:

 

 

 

五、基因突变、基因重组和染色体变异的比较

 

 

基因突变

基因重组

染色体变异

实质

基因结构的改变

基因的重新组合

染色体结构或数目变化

适用范围

任何生物均可发生

真核生物有性生殖产生配子时

真核生物核遗传中发生

产生结果

产生新基因,基因数目未变

只改变基因型,未发生基因改变

可引起基因“数量”的变化

意义

生物变异的根本来源,提供生物进化的原始材料

形成多样性的重要原因,对生物进化有十分重要的意义

对生物进化有一定的意义

育种应用

诱变育种

杂交育种

单倍体、多倍体育种

六、低温诱导植物染色体数目变化的实验

1.原理:低温处理植物分生组织细胞,能抑制纺锤体的形成,阻止细胞分裂,导致细胞中染色体数目加倍

2.过程:根尖培养→低温诱导→材料固定→制作装片→观察装片

特别提醒:①低温诱导植物染色体数目的变化和秋水仙素的作用原理相同

②材料:能进行分裂的分生组织细胞,不分裂的细胞染色体不复制,不出现染色体加倍

③为了能观察到细胞在生活状态下的内部结构,必须先将细胞固定(卡诺氏液固定,95%的酒精冲洗)

④制作装片过程同植物有丝分裂,即解离→漂洗→染色→制片。所观察的细胞被盐酸处理过,最终显微镜下看到的是死细胞

 基础训练

1.秋水仙素可导致人工诱变和诱导多倍体,它作用的原理分别作用于细胞分裂的 

A.间期和前期      B.间期和中期      C.间期和后期       D.前期和中期

2.用六倍体普通小麦的花粉离体培养获得的植株属于

  A.六倍体     B.三倍体    C.单倍体    D.二倍体

3.下列各式中错误的是 A.二倍体×二倍体—→二倍体    B.三倍体×三倍体—→三倍体

C.二倍体×四倍体—→三倍体    D.八倍体×八倍体—→八倍体

4.下列属于染色体变异的是 ①猫叫综合征  ②21三体综合征  ③花药离体培养后长成的植株  ④非同源染色体之间的自由组合  ⑤染色体上的DNA碱基对的增添或缺失

 A.③④     B.①②③⑤       C.②③⑤     D.①②③

5.下列有关变异的说法正确的是

A.染色体中DNA的一个碱基缺失属于染色体结构变异

B.染色体变异、基因突变均可以用光学显微镜直接观察

C.同源染色体上非姐妹染色单体之间的交叉互换属于基因重组

D.秋水仙素诱导多倍体形成的原因是促进染色单体分离使染色体增加

6.萝卜体细胞内有9对染色体,白菜体细胞内也有9对染色体,将萝卜和白菜杂交得到的种子,一般是不育的,但经过培育后长成了能开花结籽的新作物,这种作物最少含有染色体数为        A.9       B.18   C.36        D.7

7.下列关于低温诱导染色体加倍实验的叙述,正确的是

A.原理:低温抑制染色体着丝点分裂,使子染色体不能分别移向两极

B.解离:盐酸酒精混合液和卡诺氏液都可以使洋葱根尖解离

C.染色:改良苯酚品红溶液和醋酸洋红溶液都可以使染色体着色

D.观察:显徽镜下可以看到大多数细胞的染色体数目发生改变

8.

 

(1)该育种方法叫               ,依据的原理是                 。

(2)A在育种中叫       ,F1的基因型是             。

(3)过程B和C分别叫            和            。

(4)完成D过程的药物是          ,其作用是                                 ,该药物一般使用的时间是                   ;经过D处理得到的植株属于        体。

(5)最终获得的符合生产要求的品种的基因型是         ,所占的比例是           。

(6)该种育种方法最大的优点是                                 。

 拓展提升

9.双子叶植物大麻(2N=20)为雌雄异株,性别决定为XY型,若将其花药离体培养,将幼苗用秋水仙素处理,所得植株的染色体组成应是

A.18+XX         B.18+XY         C.18+XX或YY        D.18+XX或XY

10.若某水稻的基因型是AaBbCc,且三对基因分别位于三对同源染色体上,利用花药进行离体培育,获得N株植株。其中基因型aabbcc 个体约占: A.N/4  B.N/8  C.N/16  D.0

11.我国科学家鲍文奎等农业科技人员用普通小麦和黑麦杂交培育的新品种——小黑麦,创造了自然界的新生物类型。右图是他们培育的大概过程。请回答:

(1)普通小麦和黑麦杂交是   间杂交。

(2)普通小麦的配子中有   个染色体组,共   条染色体。

(3)黑麦配子中有   个染色体组,共   条染色体。 

(4)普通小麦和黑麦杂交的杂种一代是  倍体,它本身不能形成    ,因为它体内没有    

(5)给杂种一代进行染色体加倍(0.3%秋水仙素处理)形成的小黑麦体细胞中有     个染色体组,共    条染色体,该小黑麦称为    

 课后反思

 

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