高中生物第5章第2节染色体变异教案新人教版Word文件下载.docx
《高中生物第5章第2节染色体变异教案新人教版Word文件下载.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《高中生物第5章第2节染色体变异教案新人教版Word文件下载.docx(17页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
X、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ或Y、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ。
3.二倍体、多倍体
(1)概念辨析
项目
起点
体细胞染色体组数
实例
二倍体
受精卵
2个
几乎全部动物和过半数的高等植物
多倍体
三个或三个以上
三倍体香蕉和四倍体马铃薯
(2)植株特点:
与二倍体植株相比,多倍体植株常常是茎秆粗壮,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都有所增加。
(3)人工诱导多倍体
①方法
②原理:
秋水仙素能够抑制纺锤体形成,导致染色体不分离,引起细胞内染色体加倍。
4.单倍体
体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体。
(2)特点(以植物为例):
与正常植株相比,植株长得弱小且高度不育。
(3)实践应用:
利用单倍体植株培育新品种。
②优点:
能明显缩短育种年限。
四、低温诱导植物染色体数目的变化
一、染色体结构变异
1.仔细观察教材P86图5-6左图,结合如图,探究下列问题:
(1)图示过程发生在哪类染色体之间?
属于哪类变异?
提示:
发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间;
属于基因重组。
(2)发生易位的两条染色体是同源染色体吗?
不是同源染色体,而是非同源染色体。
2.结合基因突变,思考染色体结构变异与基因突变有哪些区别?
(填表)
染色体结构变异
基因突变
本质
________的缺失、重复、易位或倒位
________的替换、增添和缺失
基因数目变化
1个
变异水平
光镜检测
不可见
染色体片段 碱基对 1个或多个 细胞 分子 可见
二、染色体数目变异
1.分析下列图示:
根据图示判断甲、乙生物细胞中染色体组数并说明判断依据。
(1)甲生物细胞内有几个染色体组?
4个。
细胞内同一种形态的染色体有4条。
(2)乙生物细胞内有几个染色体组?
在乙生物体的基因型中,控制同一性状的基因出现4次。
(3)丙生物的体细胞含32条染色体,有8种形态,丙生物的体细胞中含有几个染色体组?
写出计算的公式。
计算公式为:
染色体组的数目=染色体数/染色体形态数。
2.根据单倍体、二倍体和多倍体的概念判断下列说法是否正确,并说明理由。
(1)二倍体物种所形成的单倍体中,其体细胞中只含有一个染色体组。
正确。
二倍体的体细胞中含有两个染色体组,在体细胞进行减数分裂形成配子时,同源染色体分开,导致染色体数目减半。
(2)由四倍体、六倍体生物形成的单倍体,其体细胞中就含有两个或三个染色体组,可称为二倍体或三倍体。
错误。
尽管其体细胞中含有两个或三个染色体组,但由于是正常的体细胞产生的配子形成的个体,只能称为单倍体。
3.判断正误
(1)根据某生物的体细胞基因型为AAaaBBbb,可判断该生物为二倍体生物。
(×
)
(2)体细胞中含有一个染色体组的生物是单倍体,含有两个染色体组的生物是二倍体。
(3)用秋水仙素处理植株使染色体数目加倍就是多倍体育种。
三、低温诱导植物染色体数目变化
1.仔细阅读教材P88实验内容,分析探讨下列问题:
(1)实验中必须在洋葱培养出1cm左右不定根之后才能低温处理的原因是什么?
若生根前就进行低温处理,低温会抑制细胞代谢,进而抑制根尖分生区的形成,不会发生根尖分生区的有丝分裂受低温影响的过程。
(2)诱导多倍体产生的措施有哪些?
低温或秋水仙素处理。
(3)低温诱导和秋水仙素处理诱导多倍体相比较有什么相似之处?
二者都是作用于有丝分裂前期,抑制纺锤体的形成。
(4)与秋水仙素相比,低温诱导多倍体的形成有哪些优点?
低温条件容易创造和控制,成本低、对人体无害、易于操作。
2.连线
1.判断染色体组和一个染色体组含有几条染色体的方法
(1)根据染色体形态判断
①细胞中同一形态的染色体有几条,该细胞内就含有几个染色体组。
②细胞中染色体共有几种形态,该细胞的一个染色体组中就含有几条染色体。
(2)根据基因型判断
①在细胞或生物体基因型中,控制同一性状的基因(相同基因或等位基因)共有几个,该细胞或生物体就含有几个染色体组。
②在细胞或生物体的基因型中,控制不同性状的基因有几个,该细胞或生物体的一个染色体组中就含有几条染色体。
(3)根据细胞中染色体数及染色体形态数计算
染色体组数=染色体数目/染色体形态数。
2.单倍体、二倍体、多倍体的比较
3.对单倍体高度不育的理解
(1)体细胞中染色体组为奇数的单倍体高度不育,原因是同源染色体联会紊乱,不能进行正常的减数分裂,不能产生配子,所以不能进行有性生殖,即高度不育。
(2)体细胞中染色体组为偶数的单倍体能进行正常的减数分裂,是可育的。
4.三倍体无子西瓜的培育流程分析
无子西瓜的培育过程
上图中相关问题的分析:
(1)关于两次传粉:
②过程传粉是为了杂交得到三倍体种子,④过程传粉是为了提供生长素刺激子房发育成果实。
(2)用秋水仙素处理二倍体西瓜幼苗成为四倍体,是因为幼苗具有分生能力。
(3)①过程秋水仙素处理后,新产生的茎、叶、花的染色体数目加倍,而未处理的根细胞中仍为两个染色体组。
(4)四倍体植株上结的西瓜f,种皮和瓜瓤为四个染色体组,而种子e的胚为三个染色体组。
(5)三倍体西瓜c进行减数分裂时,由于联会紊乱,不能产生正常配子。
(6)获取三倍体种子e是在第一年四倍体植株a上;
获取三倍体无子果实g则是在第二年的三倍体植株c上。
A.图甲所示的变异属于基因重组
B.观察异常染色体应选择处于分裂间期的细胞
C.如不考虑其他染色体,理论上该男子产生的精子类型有8种
D.该男子与正常女子婚配能生育染色体组成正常的后代
[研析] 本题借助文字和图示信息,考查生物变异及减数分裂的相关知识。
具体解题过程如下:
[审]——提取信息
信息a:
一条14号染色体和一条21号染色体相互连接形成一条异常染色体,属于染色体结构变异。
信息b:
减数分裂时异常染色体发生联会的三条染色体中,任意配对的两条染色体分离时,另一条染色体随机移向任一极。
[析]——解读信息
①:
染色体变异在显微镜下可以观察到,宜选择细胞分裂中期观察。
②:
减数分裂时,图乙中染色体变化情况如图所示:
图中含1、3号染色体的精子是正常的。
[判]——研判选项
A项:
根据信息a可知,A项错误。
B项:
由分析①可知,B项错误。
C项:
根据分析②中图示可知,精子类型理论上应有6种,C项错误。
D项:
由分析②可知,该男子可产生含1、3号染色体的正常精子,因此可能生育正常的子代,D项正确。
[答案] D
[例2] 如图分别表示四个生物的体细胞,有关描述中正确的是( )
A.图中是单倍体的细胞有三个
B.图中的丁一定是单倍体的体细胞
C.每个染色体组中含有三条染色体的是甲、乙、丁
D.与乙相对应的基因型可以是aaa、abc、AaaBBBcccDDd、aabbcc等
[解析] 判断染色体组是根据每一条染色体形态相同的个数,如甲、乙、丙、丁中分别含有3、3、2、1个染色体组,其中丁图一定是单倍体,而甲、乙、丙可能分别是三倍体、三倍体、二倍体,也可能是单倍体,与乙图对应的应是每个性状都有三个等位基因控制,所以abc、aabbcc这两种基因型是不正确的。
[答案] B
二看法判断单倍体、二倍体和多倍体
[例3] 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)图中所用的试剂①是__________,该试剂的作用是____________________________。
(2)培育无子西瓜A的育种方法称为___________________________________。
(3)③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___________________________。
[解析]
(1)试剂①为秋水仙素,其作用是抑制纺锤体的形成,使染色体数目加倍。
(2)培育无子西瓜A的育种方法应为多倍体育种。
(3)单倍体育种的基本流程是:
花药离体培养→单倍体植株→秋水仙素加倍→筛选获得纯合子。
(4)观察染色体数目、形态最好的时期是有丝分裂中期。
[答案]
(1)秋水仙素 抑制纺锤体的形成,使染色体数目加倍
(2)多倍体育种
(3)花药离体培养 全能 (4)有丝分裂中期
————————————————[课堂归纳]——————————————————
[网络构建]
填充:
①缺失 ②重复 ③易位 ④倒位⑤染色体组成倍增减 ⑥个别染色体的增添或减少
[关键语句]
1.染色体结构变异包括缺失、重复、倒位和易位等几种类型。
2.染色体结构变异可改变染色体上的基因的数目或排列顺序,可在显微镜下观察到。
3.二倍体生物正常配子中的一组染色体是一个染色体组。
4.由受精卵发育而来的个体,体细胞中含几个染色体组,就是几倍体。
5.单倍体并不一定只含一个染色体组。
6.单倍体育种包括花药离体培养和秋水仙素处理幼苗等阶段,能明显缩短育种年限。
7.秋水仙素或低温能抑制纺锤体的形成,从而导致染色体数目加倍。
知识点一、染色体结构变异
1.(上海高考)如图显示了染色体及其部分基因,对①和②过程最恰当的表述分别是( )
A.交换、缺失 B.倒位、缺失
C.倒位、易位D.交换、易位
解析:
选C ①过程中F与m位置相反,表示的是染色体的倒位,②过程只有F,没有m,但多出了一段原来没有过的染色体片段,表示的是染色体的易位。
2.基因突变和染色体变异的一个重要的区别是( )
A.基因突变在光学显微镜下看不见
B.染色体变异是定向的,而基因突变是不定向的
C.基因突变是可以遗传的
D.染色体变异是不能遗传的
选A 基因突变是基因内部的碱基种类、数量、排列次序的变化而引起的生物变异,属于分子水平的变化,光学显微镜下观察不到。
染色体的变化可在光学显微镜下直接观察到。
生物的变异是不定向的,基因突变和染色体变异其遗传物质均发生改变,都是可遗传的变异。
知识点二、染色体数目变异
3.普通小麦是六倍体,有42条染色体,科学家们用花药离体培养培育出的小麦幼苗是( )
A.三倍体、21条染色体B.单倍体、21条染色体
C.三倍体、三个染色体组D.单倍体、一个染色体组
选B 花药中的花粉是经过减数分裂发育而成的,由其培育出的幼苗比普通小麦的染色体数减少了一半,含有三个染色体组,而体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体叫单倍体。
4.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,再将幼苗用秋水仙素处理,所得植株的染色体组成应是( )
A.18+XYB.18+YY
C.9+X或9+YD.18+XX或18+YY
选D 2N=20,性别决定为XY型的双子叶植物大麻产生的花药的染色体组成为9+X或9+Y,将其培育成单倍体后再利用秋水仙素处理,诱导染色体加倍后,植株的染色体组成是18+XX或18+YY。
5.如图表示一些细胞中所含的染色体,据图完成下列问题:
(1)图A所示是含________个染色体组的体细胞。
每个染色体组有________条染色体。
(2)图C所示细胞为体细胞,则其所在的生物是________倍体,其中含有________对同源染色体。
(3)图D表示一个有性生殖细胞,这是由________倍体生物经减数分裂产生的,内含________个染色体组。
(4)图B若表示一个有性生殖细胞,它是由________倍体生物经减数分裂产生的,由该生殖细胞直接发育成的个体是______倍体。
每个染色体组含______条染色体。
(5)图A细胞在有丝分裂的后期包括______个染色体组。
图A中染色体是两两相同的,故含有两个染色体组,并且每个染色体组中有两条染色体;
图B中染色体每三条是相同的,故为三倍体,由配子直接发育成的生物个体,都称为单倍体;
图C中染色体两两相同,故有两个染色体组,每个染色体组中有三条染色体,共有三对同源染色体;
图D中染色体形态、大小各不相同,则只有一个染色体组。
答案:
(1)两 两
(2)二 三 (3)二 一 (4)六 单 三 (5)四
知识点三、低温诱导植物染色体加倍
6.下列关于低温诱导染色体加倍实验的叙述,错误的是( )
A.实验原理是低温抑制纺锤体的形成,使子染色体不能移向两极
B.解离后的洋葱根尖应漂洗后才能进行染色
C.龙胆紫溶液可以使细胞中的染色体着色
D.显微镜下可以看到大多数处在分裂期细胞中的染色体数目发生改变
选D 低温处理植物的分生组织细胞,抑制纺锤体的形成,使染色体数目加倍;
解离后洋葱根尖经过漂洗可去掉盐酸,有利于染色体着色;
洋葱根尖装片中的细胞大部分处于有丝分裂间期,因此在显微镜下能观察到染色体数目发生改变的只是少数细胞。
(时间:
30分钟;
满分:
50分)
一、选择题(每小题4分,共32分)
1.下列情况中不属于染色体变异的是( )
A.第5号染色体短臂缺失引起的遗传病
B.第21号染色体多一条引起的先天性愚型
C.同源染色体之间交换了对应部分的结构
D.用花药培养出了单倍体植株
选C 同源染色体之间交换对应部分结构为交叉互换,属于基因重组。
2.在植物体细胞有丝分裂的过程中,可能引起的可遗传变异是( )
①基因突变 ②基因重组 ③染色体变异
A.①②B.①③C.②③D.①②③
选B 基因重组主要发生在减数分裂形成配子的过程中,基因突变和染色体变异可发生在个体发育的任何时期。
3.下列有关单倍体的叙述中,正确的是( )
A.未经受精的卵细胞发育成的植物,一定是单倍体
B.含有两个染色体组的生物体,一定不是单倍体
C.生物的精子或卵细胞一定都是单倍体
D.含有奇数染色体组的个体一定是单倍体
选A 由配子发育成的植株一定是单倍体。
细胞内含有两个染色体组的生物可能是单倍体,也可能是二倍体。
精子或卵细胞是细胞而非个体。
三倍体生物细胞中含有三个染色体组。
4.如图是果蝇体细胞的染色体组成,以下说法正确的是( )
A.染色体1、2、4、5组成果蝇的一个染色体组
B.染色体3、6之间的交换属于基因重组
C.控制果蝇红眼或白眼的基因位于1号染色体上
D.控制不同性状的非等位基因在减数分裂时进行自由组合
选C 果蝇的性别决定是XY型,X、Y染色体是一对形态大小不完全相同、所含遗传信息也不完全相同的同源染色体。
3、6为非同源染色体,其交换为染色体结构变异。
控制不同性状的非等位基因若位于同源染色体上,在减数分裂时不进行自由组合。
5.某植物的一个体细胞如图所示。
该植株的花粉进行离体培养后,共获得n株幼苗,其中基因型为aabbccdd的个体有( )
A.
株B.
株C.
株D.0株
选D AaBbCcDd个体的花粉经离体培养,得到的幼苗均为单倍体,不可能出现aabbccdd的个体。
6.由受精卵发育而来的雌蜂(蜂王)是二倍体(2n=32),由未受精的卵细胞发育而来的雄蜂是单倍体(n=16)。
下列相关叙述正确的是( )
A.蜜蜂属于XY型性别决定的生物
B.雄蜂是单倍体,因此高度不育
C.由于基因重组,一只雄蜂可以产生多种配子
D.雄蜂体细胞有丝分裂后期含有两个染色体组
选D 蜜蜂性别是由细胞中染色体数目来决定的,而不是XY型性别决定方式;
雄蜂可进行假减数分裂产生精子,因此雄蜂是可育的单倍体;
雄蜂中只有一个染色体组,在减数分裂过程中不发生基因重组,一只雄蜂只可以产生一种与自身基因型相同的精子而不是多种。
7.基因型为Aa的幼苗经秋水仙素处理后长成的植株,细胞减数分裂产生的配子的种类及其比例是( )
A.AA∶aa=1∶1
B.AA∶Aa∶aa=1∶2∶1
C.Aa∶Aa=1∶1
D.AA∶Aa∶aa=1∶4∶1
选D 基因型为Aa的幼苗经秋水仙素处理后长成的植株的基因型为AAaa,减数分裂时,A和A组合为AA,A和a组合为Aa,a和a组合为aa,结果AA∶Aa∶aa=1∶4∶1。
8.关于人类21三体综合征、镰刀型细胞贫血症和唇裂的叙述,正确的是( )
A.都是由突变基因引发的疾病
B.患者父母不一定患有该种遗传病
C.可通过观察血细胞的形态区分三种疾病
D.都可通过光学显微镜观察染色体形态和数目检测是否患病
选B 三种病的病因与检测方法比较如下:
遗传病
21三体综合征
镰刀型细胞贫血症
唇裂
病因
染色体数目变异
多基因遗传病
检测方法
光学显微镜观察染色体形态和数目
基因检测;
光学显微镜观察红细胞形态
基因检测
父母是否患病
不患病
不确定
二、非选择题(共18分)
9.(18分)四倍体大蒜的产量比二倍体大蒜高许多,为探究诱导大蒜染色体数目加倍的最佳低温,特设计如下实验。
(1)实验主要材料:
大蒜、培养皿、恒温箱、卡诺氏液、体积分数为95%的酒精溶液、显微镜、改良苯酚品红染液。
(2)实验步骤:
①取五个培养皿,编号并分别加入纱布和适量的水。
②将培养皿分别放入-4℃、0℃、________、________、________的恒温箱中1h。
③________________________________________________________________________。
④分别取根尖________cm,放入________中固定0.5~1h,然后用____________________冲洗2次。
⑤制作装片:
解离→________→________→制片。
⑥低倍镜检测,________________________________________________,并记录结果。
(3)实验结果:
染色体加倍率最高的一组为最佳低温。
(4)实验分析:
①设置实验步骤②的目的是______________________________________________。
②对染色体染色还可以用________、________等。
③除低温外,________也可以诱导染色体数目加倍,原理是______________________。
本实验目的是探究诱导大蒜染色体数目加倍的最佳低温,所以温度应设置为变量,不同温度处理是为了进行相互对照,在DNA复制时尽可能使细胞处于设定温度中,以排除其他温度的干扰。
但低温并不可能使所有细胞加倍,所以要统计加倍率来确定最佳低温。
(2)②4℃ 8℃ 12℃ ③取大蒜随机均分为五组,分别放入五个培养皿中诱导36h ④0.5~1 卡诺氏液 体积分数为95%的酒精溶液 ⑤漂洗 染色 ⑥统计每组视野中的染色体加倍率 (4)①将培养皿放在不同温度下恒温处理,是为了进行相互对照;
恒温处理1h是为了排除室温对实验结果的干扰 ②龙胆紫溶液 醋酸洋红溶液 ③秋水仙素 抑制纺锤体形成