染色体变异Word格式文档下载.docx
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出示教学目标并解读，明确考纲要求
明确本节课目标及考纲要求
使学生明确本节课目标
【复习提问】
1．有丝分裂后期有什么特点？
2．通过有丝分裂形成的2个子细胞与亲代细胞染色体数目相同吗？
【导入新课】
导入语：
假如有丝分裂后期由于某种原因姐妹染色单体分开后没有向细胞两极移动，一个细胞还能分裂成两个细胞吗？
这种情况下细胞中染色体的数目将有什么变化？
姐妹染色单体分开后是怎么移向细胞两极移的？
细胞内发生什么变化会使姐妹染色单体分开后不移向细胞两极？
教师总结：
染色体数目加倍的原理是细胞内DNA分子已完成复制，染色单体已经形成，着丝点的分裂与纺锤丝无关，到了细胞分裂后期，无论是否存在纺锤丝，着丝点总是要分裂的，这与细胞分裂间期合成的酶有关。
但如果纺锤体没有形成，细胞分裂过程就会终止，这样，细胞内染色体将会出现加倍。
【出示“自学指导”，引导学生自学】
一、探究性实验设计：
低温是否会诱导植物染色体数目发生变化？
教师引导：
一般情况下，每一种生物的染色体数目都是稳定的。
但是在某些特定的条件下，会使染色体复制之后，细胞不随之分裂，结果细胞中染色体成倍增加，从而形成多倍体。
究竟什么样的环境下生物的染色体数目会加倍呢？
教师提供材料：
据调查，帕米尔高原上的高山植物，65%是多倍体。
请同学们推测帕米尔高原上多倍体产生的原因，并设计实验验证自己的假设。
教师指导学生选取温度做课题研究——低温是否会诱导植物染色体数目发生变化？
教师设置问题情境引导学生设计实验方案：
1．染色体数目在什么时期能较清晰地在光学显微镜下观察到？
（学生回答：
有丝分裂中期、后期）
2．选取什么样的材料能观察到染色体数目的变化？
细胞分裂旺盛的部位，如根尖）
3．如何设置温度？
（学生回答：
应设置几个不同的温度梯度，以此来探究诱导植物染色体数目变化的适宜温度。
）
4．有丝分裂裝片的制作过程如何？
取材、固定、解离、漂洗、染色、制片。
5．如何观察记录结果？
选取染色体形态固定、数目清晰的分裂中期细胞进
行染色体计数，计录不同处理下的染色体数目。
6．低温对不同实验材料的染色体数目的变化影响相同吗？
可设计出不同实验材料组，以此来探究同一温度条件下不同材料的染色体变化。
组织学生展示实验方案，并将好的实验方案推荐给大家，
师生共同总结：
实验假设：
低温诱导植物染色体数目的变化
实验原理：
用低温处理植物分生组织细胞，能抑制纺锤体的形成,以致影响染色体被拉向两极，细胞不能分裂成两个子细胞，于是，植物染色体数目发生变化。
实验目的：
1.学习低温诱导植物染色体数目变化的方法
2.理解低温诱导植物细胞染色体数目变化的作用机制
材料用具：
洋葱或大蒜，培养皿，滤纸，纱布，烧杯，镊子，剪刀，显微镜，载玻片，盖玻片，冰箱，卡诺氏固定液，改良苯酚品红染液，体积分数为15%的盐酸，体积分数为95%的酒精
实验步骤：
1.选材培养。
可选取洋葱或大葱、蒜（均为二倍体，体细胞中为16条染色体）和蚕豆种子（二倍体，体细胞中为12条染色体）。
如：
洋葱置于广口瓶，洋葱底部接触水面。
2.低温处理。
待洋葱长出1cm的不定根，蚕豆种子萌发后，将洋葱、蚕豆各分为三组：
一组放在室温下继续培养；
一组放入4℃冰箱中诱导培养；
一组放入-10℃冰箱中诱导培养。
时间均为36h。
3.剪去三组植物的根尖约0.5～1cm，放入卡诺氏液中浸泡0.5～1h,以固定细胞的形态，然后用体积分数为95%的酒精冲洗2次。
4.按“观察植物细胞有丝分裂”的操作步骤，将固定的植物根尖进行解离、漂洗、染色、制片。
5.在低倍显微镜下找到处于分裂中、后期的细胞，找出发生染色体数目变化的细胞，再换高倍显微镜。
6.设计表格，记录实验结果。
实验材料
室温
4℃
-10℃
洋葱染色体
蚕豆染色体
实验结果分析与交流
各小组汇报自己的实验结果，并总结自己实验成功或失败的原因。
教师强调注意问题：
（1）选材
①选用的实验材料既要容易获得，又要便于观察；
②常用的观察材料有蚕豆（染色体较洋葱少故首选）、洋葱、大蒜等。
（2）试剂及用途：
①卡诺氏液：
固定细胞形态；
②改良苯酚品红染液：
使染色体着色；
③解离液[体积分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精混合液（1∶1）]：
使组织中的细胞相互分离开。
（3）根尖培养
①培养不定根：
要使材料湿润以利生根；
②低温诱导：
应设常温、低温4℃、0℃三种，以作对照，否则实验设计不严密。
（4）固定：
用卡诺氏固定液（无水酒精3份∶冰醋酸1份或无水乙醇6份∶氯仿3份∶冰醋酸1份）是为了杀死固定细胞，使其停留在一定的分裂时期以利于观察。
（5）制作装片：
按有丝分裂过程进行。
冲洗载玻片时水的流速要尽量慢一些，忌直接用水龙头冲洗，防止细胞被水流冲走。
（6）观察：
换用高倍镜观察材料时，只能用细准焦螺旋进行调焦，切不可动粗准焦螺旋。
教师设问：
低温可以诱导植物染色体数目加倍，为什么？
植物进行有丝分裂过程中，染色体经复制后已经分
裂，由于外界环境条件（如温度骤变）或生物内部因素的干扰，纺锤体的形成受到破坏，以致染色体不能被拉向两极，细胞也不能分裂成2个子细胞，于是就形成了染色体数目加倍的细胞。
这种染色体数目加倍的细胞，继续进行正常的有丝分裂，并且通过减数分裂，形成了染色体数目也相应加倍的生殖细胞，再有这些生殖细胞结合成合子，进一步发育成的植物，就是多倍体。
教师设问：
还有其他方法能抑制纺锤体的形成吗？
二、多倍体育种
教师明确：
高温、温度骤变、辐射、某些化学药剂都可以抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向两极，从而引起染色体数目加倍。
这是多倍体育种的原理。
目前人工诱导多倍体的方法中，最常用最有效的方法，是用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。
出示材料：
多倍体育种——三倍体无子西瓜的培育过程。
1．用秋水仙素处理二倍体西瓜的种子或幼苗的目的是？
（生回答：
抑制纺锤体的形成，使染色体数目加倍，获得四倍体。
2．第二年二倍体给三倍体植株提供花粉的作用是什么？
刺激三倍体的雌蕊，使其产生生长素，促进果实发育。
3．无籽西瓜形成的原因是什么？
联会紊乱，不能进行正常的减数分裂，形成正常的生
殖细胞。
4．三倍体种子在哪个植株上收获？
四倍体。
5．多倍体育种的原理、优点及缺点分别是？
多倍体育种的原理是染色体变异；
优点是植株茎秆粗
壮，叶片、果实和种子都比较大，糖类和蛋白质等营养物质的含量相
对高；
缺点是生长周期长，结实率低。
6．第一年所结果实和第二年所结果实的果皮、种皮及胚的染色体
组的数目分别是多少？
7．无子西瓜和无子番茄培育有什么不同？
1.第一年所结果实和第二年所结果实的比较
果实类型
比较项目
第一年
所结果实
第二年
果实位置
四倍体植株上
三倍体植株上
果皮染色体组数
4
3
种皮染色体组数
种子中胚染色体组数
无
2.无子西瓜和无子番茄辨析
比较项目
无子西瓜
无子番茄
培育原理
生长素促进果实发育
无子原因
三倍体植物减数分裂中同源染色体联会紊乱，不能进行正常的减数分裂形成正常的配子而无子
未授粉，胚珠内的卵细胞没有经过受精，所以果实中没有形成种子。
无子性状
能否遗传
能，结无子西瓜的植
株经植物组织培养后，
所结西瓜仍是无子的。
不能，结无子番茄的
植株经植物组织培养
后，所结番茄有子。
所用试剂
秋水仙素
生长素
三、单倍体育种
生产中用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗使染色体数目以染色体组的形式成倍的增加来获得多倍体；
用花药离体培养的方法得到的植株，染色体数目以染色体组的形式成倍的减少从而单倍体。
而单倍体植株弱小，高度不育，没有什么经济价值。
单倍体有什么应用？
那么如何让单倍体变成可育的？
教师出示材料并提出问题：
现有高产、不抗病（AAbb）和低产、抗病（aaBB）的两个小麦品种，请同学们设计培育高产、抗病小麦新品种的育种方案，并用图解表示。
组织学生展示育种方案：
方案一：
方案二：
方案一为杂交育种，育种周期长（8—10年）。
方案二为单倍体育种。
二者比较：
杂交育种
单倍体育种
方法
杂交自交
优
花药离体培养得到单倍体，
再用秋水仙素
原理
基因重组
优点
方法简单，
缩短育种年限，
但技术复杂，成本高
缺点
但周期长
提问：
单倍体用秋水仙素处理后，得到的一定是纯合子吗？
【小结，形成知识体系】
小结语：
以上就是本节所学的内容，下面我们一起总结一下。
一、低温是诱导植物染色体数目发生变化
二、多倍体育种和单倍体育种
多倍体育种
用秋水仙素处理
萌发后的种子或幼苗
破坏纺锤体的形成，
使染色体数目加倍
诱导花粉直接发育，
优
缺
点
器官大，营养物质
含量高，但发育延迟，结实率低
但方法复杂，
成活率较低
例子
无籽西瓜
抗病植株的育成
三、基因突变、基因重组和染色体变异的比较
基因突变
变异的本质
发生时间
适
用
范
围
生物
种类
生殖
类型
产生结果
鉴定方法
应用
联系
板书：
见上面知识体系。
组织语：
同学们对基础知识的掌握已经非常熟练，能否利用所学
的知识解决问题？
请同学们通过做下面的达标检测来检查下本节课的
学习请况。
【达标拓展】
达标检测
针对本课时的教学目标，设计题目，进行课堂达标检测，当堂反
馈结果，对学生的课堂表现作出评价，就其中重点知识布置适度的课
下作业，进一步巩固所学知识。
达标检测题：
A类：
第1、2题B类：
第3、4题C类：
第5、6题
课下作业：
第1、2、3题B类：
第4、5题C类：
第6、7题
学生回忆必修一所学知识，给出准确答案。
学生回答：
不能，
染色体数目加倍，
没有纺锤体。
学生分组讨论，分析帕米尔高原上的气候特点，提出很多假设，如：
温度剧烈变化、紫外线辐射强、光照变化剧烈等。
回答教师提出的问题。
以小组为单位制定本小组的探究实验方案，并在全班进行交流。
明确实验原理、步骤，知道如操作本实验。
记住注意事项。
分析三倍体无子西瓜的培育过程，回答有关问题。
列表比较
理解记忆
以小组为单位制定本小组的育种方案，并在全班进行交流。
从原理、优缺点等方面比较两种育种方案，看哪种方案更好。
和老师一起总结本节所学习的内容，形成知识体系。
填表比较
定时独立完成后，教师公布答案。
同位互批、互助，最后提出同位没有解决的问题。
有其他同学或教师解答。
课下作业独立完成
为理解多倍体的形成做准备”。
步步导入，吸引学生的注意力，调动学生的好奇心，激发学生的求知欲。
明确要解决的问题，引导学生设计探究实验，通过回忆“观察植物细胞有丝分裂”的实验，借鉴其方法
，提高课堂效率。
培养学生的合作探究能力和语言表达能力。
提高实验的成功率。
引入多倍体育种教学内容。
以具体实例分析多倍体育种在生产中的应用。
对易错易混点进行列表比较，便于学生对比记忆。
引入单倍体育种内容。
运用自由组合定律和写遗传图解的技能设计育种方案，培养学生运用所学知识和技能解决实际问题的能力。
根据花药离体培养设计育种方案的方法和秋水仙素的作用。
通过对比理解单倍体育种的优点。
引导学生通过对本节学习内容的小结，理清知识之间的关系，形成知识框架和脉络，建构知识体系。
与前面所学
基因突变、基因重组进行对比，巩固知识，强化记忆。
对所学知识的理解，同时培养学生的答题速度和规范，将学习延伸到课下。
针对不同层次的学生提出明确的完成目标。
教学反思：
低温诱导植物染色体数目发生变化的实验原是验证性实验，可改为探究性实验，通过探究性实验，加强学生实验技能的训练和科学方法的培养。
通过探究实验过程，养成与他人合作，共享并能欣赏同学的观点和创意的习惯。
为了提高课堂教学效率，教师可设置问题情境引导学生设计实验方案。
关于多倍体育种和单倍体育种方法，教师引导学生先看课本，然后给出问题情境，让学生自己设计育种方案，培养学生实验设计能力。
通过单倍体和多倍体在育种上应用的学习，对学生进行科学价值观的教育和爱国主义教育。
最后列表比较基因突变、基因重组和染色体变异，便于学生记忆。
【达标检测题】
1.的高秆（D）抗锈病（T）小麦与矮秆（d）易染锈病（t）小麦培育矮秆抗锈病小麦新品种的方法如下，下列有关此育种方法的叙述不正确的是（）
A．过程①需要经过杂交B．过程②为减数分裂
C．过程③必须经过花药离体培养D．过程④必须使用生长素处理
2.某科技活动小组将二倍体番茄植株的花粉按下图所示的程序进行实验。
请根据图中所示实验，分析下列哪一项叙述是错误的（）
A.在花粉形成过程中发生了等位基因分离，非同源染色体上的非等位基因自由组合
B.花粉通过组织培养形成的植株A为单倍体，其特点之一是具有不孕性
C.秋水仙素的作用是在细胞分裂时抑制纺锤体的形成，使细胞内的染色体数目加倍
D.在花粉形成过程中一定会发生基因突变，从而导致生物性状的改变
3.下图表示无子西瓜的培育过程（）
根据图解，结合你学过的生物学知识，判断下列叙述错误的是（）
A.秋水仙素处理二倍体西瓜幼苗的茎尖，主要是抑制有丝分裂前期纺锤体的形成
B.四倍体植株所结的西瓜，果皮细胞内含有4个染色体组
C.无子西瓜既没有种皮，也没有胚
D.培育无子西瓜通常需要年年制种，用植物组织培养技术可以快速进行无性繁殖
4.已知番茄茎的高蔓（A）对矮蔓（a）为显性，感病（B）对抗病（b）为显性，控制两对相对性状的等位基因独立遗传。
为获得纯合高蔓抗病番茄植株，现采用
了下图所示的两种方法。
据图分析，不正确的是（）
①过程a把两个品种的优良性状集中在F1，F1的基因型是AaBb
②过程b的自交代数越多，纯合高蔓抗病植株的比例越低
③过程c可以取F1任一植株的适宜花药作培养材料
④过程d常用的方法是用秋水仙素来处理幼苗
A.①②B.②③C.①④D.①③
5.已知蜜蜂中的蜂王和工蜂都是二倍体（2n＝32），根据下图回答：
（1）雄蜂是由卵细胞直接发育而来，体细胞中含有 条染色体，属于 倍体。
（2）受精卵发育成蜂王的过程中，有丝分裂后期的细胞中含有 条染色体；
蜂王产生卵细胞的过程中，一个初级卵母细胞中形成的四分体有 个。
（3）雄蜂产生的精子中染色体数是 。
（4）一雄蜂和一蜂王交配后产生的F1中工蜂的基因型是：
AaBb、Aabb、aaBb、aabb，则亲本的基因型分别是：
父本为 ，母本为 ，F1中雄蜂的基因型为 。
6.已知西瓜的染色体数目2n＝22，请根据下面的西瓜育种流程回答有关问题：
（1）图中①③过程所用的试剂分别是______________和______________。
（2）培育无子西瓜A的育种方法称为__________。
（3）④过程中形成单倍体植株所采用的方法是__________。
该过程利用了植物细胞的________性。
（4）为确认某植株是否为单倍体，应在显微镜下观察根尖分生区细胞的染色体，观察的最佳时期为________________。
【课后练习与提高】
1.用基因型为AaBbCc（3对基因位于3对同源染色体上）的水稻植株的花药培养出来的单倍
体幼苗，经染色体加倍后，可培育出多少种纯合体植株？
（
）
A．2种B．4种C．6种D．8种
2.用秋水仙素诱发基因突变和诱导多倍体，起作用的时期分别是（）
A．有丝分裂的间期和前期B．有丝分裂的间期和后期
C．有丝分裂的前期和后期D．有丝分裂的前期和后期
3.玉兰植株中有如下几种类型，其中有性生殖能力最强的是（）
A．二倍体（2N＝14）B．三倍体（3N＝21）C．四倍体（4N＝28）D．五倍体（5N＝35
4.基因型为AABBCC的豌豆和aabbcc的豌豆杂交，产生的F2用秋水仙素处理幼苗后得到的植株应该是（）
A．二倍体 B．三倍体 C．四倍体 D．六倍体
5.在自然界中，多倍体形成过程的顺序一般是（）
①减数分裂过程受到阻碍②细胞核内染色体数目加倍
③形成染色体数目加倍的生殖细胞④有丝分裂过程受到阻碍
⑤形成染色体数目加倍的合子⑥染色体复制过程受到阻碍
A．①②③⑤B．④⑤③⑥C．⑥②③⑤D．④②③⑤
6.下图是我国育种学家培育异源八倍体小黑麦的过程图。
试分析回答：
（1）A、B、D、R四个字母代表。
（2）F1之所以不育，是因为。
（3）F1人工诱变成多倍体的常用方法是。
7.请分析下列两个实验：
①用适当浓度的生长素溶液处理未受精的番茄花蕾，子房发育成无籽果实；
②用四倍体西瓜和二倍体西瓜杂交，获得三倍体西瓜植株，给其雌蕊授以二倍体西瓜的花粉，子房发育成无籽西瓜。
试问：
（1）番茄的无籽性状是否能遗传？
为什么？
。
若取此番茄植株的枝条扦插，长成的植株所结果实中是否有种子？
。
（2）三倍体西瓜无性繁殖后，无籽性状是否能遗传？
若取此枝条扦插，长成的植株子房壁细胞有个染色体组。
1-4DDCA
5.
（1）16 单
（2）64 16 （3）16 （4）ab AaBb AB、Ab、aB、ab
6.
（1）秋水仙素 生长素
（2）多倍体育种（3）花药离体培养 全能 （4）有丝分裂中期
1．D2.A3.A4.C5.D
6．
（1）来源于四个物种的4个染色体组
（2）它产生配子时，染色体不能两两配对形成四分体。
（3）用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗的生长点，使其染色体数目加倍
7．
（1）无籽性状不能遗传。
因为无籽性状的出现是用生长素处理未受精的蓓蕾，没有使遗传物质发生改变，所以不能遗传。
果实中有种子，因为生长素只是处理花蕾，番茄植株的其他部位遗传物质没有发生改变。
（2）无籽性状能遗传。
无籽是因为减数分裂时同源染色体配对紊乱，不能形成正常的生殖细胞，遗传物质发生改变三
基因突变、基因重组和染色体变异的比较
基因的分子结构发生改变
原有基因的重新组合
染色体结构或
数目发生改变
有丝分裂间期和
减数第一次分裂间期
减数第一次分裂前期和后期
任何时期
均有可能
适用
范围
所有生物均可发生
自然状态下，真核生物
真核生物细胞增殖过程均可发生
无性生殖、有性生殖
有性生殖
产生新的基因、
新的基因型
产生新基因型，
不产生新基因
不产生新基因，基因数目或顺序发生变化
光镜下均无法检出，可根据是否
有新性状或新性状组合确定
光镜下可检出
诱变育种
单倍体、多倍体育种
1三者均属于可遗传的变异，都为生物的进化提供了原材料；
2基因突变产生新的基因，是生物变异的根本来源；
3基因突变是基因重组的基础；
④基因重组是形成生物多样性的重要原因之一
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