高中生物《染色體變異及其應(yīng)用》教案1蘇教版必修

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1、 第三節(jié) 染色體變異及其應(yīng)用 一、教學(xué)目的： 1、使學(xué)生明確掌握染色體組、單倍體、二倍體的概念，單倍體的特點(diǎn)及其在育種上的意義。 2、使學(xué)生明確多倍體的概念，形成原因及其特點(diǎn)。 3、使學(xué)生了解人工誘導(dǎo)多倍體在育種上的應(yīng)用和成就。 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、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)： 教學(xué)重點(diǎn)： 多倍體育種原理及在生產(chǎn)上的應(yīng)用。染色體結(jié)構(gòu)變異對(duì)生物性狀的影響教學(xué)難點(diǎn)： 區(qū)分單倍體和二倍體或多倍體劃分的依據(jù)。染色體結(jié)構(gòu)變異在生

2、產(chǎn)中的應(yīng)用三、板書(shū)設(shè)計(jì)： 一、染色體數(shù)目變異 1、整倍性 2、非整倍性 二、染色體組概念 三、應(yīng)用 四、染色體形態(tài)結(jié)構(gòu)及變異 1 、染色體形態(tài) 2 、變異 五、結(jié)構(gòu)變異對(duì)性狀的影響六、在育種上的應(yīng)用 四、教學(xué)過(guò)程： 引言： 記得我們?cè)诘谝徽聦W(xué)習(xí)細(xì)胞有絲分裂時(shí)， 根據(jù)有絲分裂的特點(diǎn)， 明確每一種生物都含 有一定數(shù)目的染色體， 這樣就保證了染色體上的遺傳物質(zhì)在親子兩代間的連續(xù)性， 從而表現(xiàn) 出遺傳性狀的相對(duì)穩(wěn)定性。然而，一切事物都是變化的， 染色體也不例外。 當(dāng)自然或人為條 件發(fā)生改變時(shí)， 會(huì)使一些生物的染色體在數(shù)

3、目和結(jié)構(gòu)上也發(fā)生變化， 從而引起生物性狀發(fā)生 改變，我們把這種變異叫做染色體變異。 講述： 一般來(lái)說(shuō)，生物體細(xì)胞中染色體數(shù)目能保持穩(wěn)定， 但在某些特殊情況下，如受到外界 環(huán)境條件或生物內(nèi)部因素如自然和人為因素等， 生物體細(xì)胞中的染色體數(shù)目會(huì)發(fā)生改變， 從 而產(chǎn)生可遺傳的變異。 染色體數(shù)目變異 非整倍體：細(xì)胞內(nèi)個(gè)別染色體增加或減少。 講述：這種個(gè)別染色體數(shù)目的增減會(huì)打破原有遺傳物質(zhì)的平衡， 從而影響生物體正常的生長(zhǎng) 發(fā)育：如①先天性愚型（ 21 三體綜合癥）②性腺發(fā)育不良（ X0）③單發(fā)性小睪丸癥（ XXY） 例題 1（投影） 整倍體：

4、細(xì)胞內(nèi)的染色體數(shù)目以染色體組的形式成倍地增加或減少。 ⑴染色體組 講述：生物體細(xì)胞中的染色體通常是成對(duì)存在的，如人 23 對(duì)，果蠅 4 對(duì) 用心 愛(ài)心 專心 1 投影：雌雄果蠅體細(xì)胞染色體組成示意圖 提問(wèn)： ●果蠅體細(xì)胞中有多少對(duì)同源染色體？ ●其中常染體有多少對(duì)？性染色體有多少對(duì)？分別是哪幾對(duì)？ 投影：雌雄染色體組圖解 講述： 觀察雄果蠅精子中一組染色體，不難發(fā)現(xiàn)， 其中的每條染色體在形狀、大小上各不相 同，是一套完整的非同源染色體，這一組染色體就是一個(gè)染色體組。 投

5、影：雌雄果蠅體細(xì)胞的染色體組成圖 提問(wèn)： 如果把果蠅體細(xì)胞中的 8 條染色體分組， 每一組的染色體形狀大小各不相同， 可以分 成幾組？哪幾組？果蠅體細(xì)胞中有幾個(gè)染色體組？ 染色體數(shù)目變異的基本類型 類型 公式 染色體組 整倍數(shù)染色體變異 單倍體 n (ABCD) 二倍體 2n (ABCD)(ABCD) 三倍體 3n (ABCD)(ABCD)(ABCD) 同源四倍體 4n (ABCD)(ABCD)(ABCD)(ABCD) 異源多倍體 4n (ABCD)(ABCD)(ABCD)(ABCD

6、) 非整倍數(shù)染色體變異 單體 2n-1 (ABCD)(ABC) 三體 2n+1 (ABCD)(ABCD)(A) 四體 2n+2 (ABCD)(ABCD)(AA) ①染色體組的概念 讓學(xué)生觀察果蠅的染色體圖（圖 5-8 、圖 5-9 ），并閱讀染色體組的部分內(nèi)容。 在此基礎(chǔ)上用多媒體教學(xué)出示制作的雄果蠅染色體組圖解活動(dòng)課件， 銀幕顯示圖 5-9 所示雄 果蠅體細(xì)胞中染色體組成圖。 老師問(wèn)：果蠅體細(xì)胞中有幾個(gè)染色體，幾對(duì)同源染色體？其中幾對(duì)常染色體和性染色體？ 學(xué)生答： 8 個(gè)染色體， 4 個(gè)同源染色體

7、。 3 對(duì)常染色體（ Ⅱ Ⅱ、ⅢⅢ、ⅣⅣ） ，1 對(duì)性染 色體（雌果蠅為 XX，雄果蠅為 XY）。 老師問(wèn)： 雄果蠅形成精子時(shí)必須進(jìn)行減數(shù)分裂， 請(qǐng)同學(xué)們回憶一下， 減數(shù)分裂時(shí)同源染色體 的變化特點(diǎn)是什么？ 學(xué)生答：同源染色體要發(fā)生分離，非同源染色體要發(fā)生自由組合。 接著銀幕顯示圖 74 示意果蠅體細(xì)胞經(jīng)減數(shù)分裂分別進(jìn)入兩個(gè)配子。 老師問(wèn)：兩個(gè)配子中染色體數(shù)相等嗎？分別是多少個(gè)？各是什么？ 學(xué)生答：相等。分別是 4 個(gè)，應(yīng)該是 X、Ⅱ、 Ⅲ、Ⅳ和 Y、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ。 老師問(wèn)：對(duì)一個(gè)配子而言，染色體形態(tài)大小

8、相同嗎？為什么？ 學(xué)生答：不同。一條一個(gè)樣。因?yàn)椴缓慈旧w。 教師歸納： 象果蠅生殖細(xì)胞那樣， 形態(tài)、大小不同的一組染色體叫做染色體組。 并由此得出： 不同種的生物，每個(gè)染色體組所含的染色體數(shù)目和形態(tài)是不同的。 討論：為什么人類基因組計(jì)劃研究的是 24 條染色體呢？ 用心 愛(ài)心 專心 2 講述：如何根據(jù)染色體形態(tài)來(lái)判斷染色體組數(shù)目呢？ ②染色體組數(shù)目的判斷 ●細(xì)胞內(nèi)形狀大小相同的染色體有幾條？就是有幾個(gè)染色體組？如 含三個(gè)染色體組。 細(xì)胞內(nèi)控制同一性狀的基因有幾個(gè)，就是有幾個(gè)染色體組，如 Aaa

9、Bbb 含三個(gè)染色體組 例題 2（投影） 提問(wèn)：人和果蠅的體細(xì)胞分別含多少個(gè)染色體組？ 講述： 像人、果蠅、玉米這樣的生物， 凡是由受精卵發(fā)育而成的體細(xì)胞中含 2 個(gè)染色體組的 個(gè)體叫二倍體。 ⑵二倍體 二倍體概念（投影） 講述： 由此推下去： 由受精卵發(fā)育而成的個(gè)體， 體細(xì)胞含三個(gè)染色體組的個(gè)體叫三倍體如香蕉，四倍體：馬鈴薯，六倍體：普通小麥。像香蕉，馬鈴薯，普通小麥這樣的生物，凡是由 受精卵發(fā)育而成的個(gè)體，體細(xì)胞中含三個(gè)或三個(gè)以上染色體組的叫多倍體。 （ 3）三倍體①多倍體概念（投影） 講述：多倍體在動(dòng)物中很罕見(jiàn)，但在高等植物中，

10、到少有三分之一以上是多倍體。投影：二倍體和四倍體水稻體細(xì)胞染色體組成圖 總結(jié)： 判斷生物是幾倍體的主法： 由受精卵發(fā)育而成的個(gè)體， 體細(xì)胞中含水量幾個(gè)染色體組就是幾倍體。 例題 3，例題 5（投影） 講述：在自然界中多倍體是怎樣形成的呢？ ②多倍體產(chǎn)生原因 講述：通過(guò)資料“帕米爾高原上的高山植物有 65%左右是多倍體”得出外界環(huán)境劇烈變化如溫度驟變是形成多倍體的主要誘因。 投影：多倍體形成原因及示意圖 講述：如上述染色體數(shù)目加倍發(fā)生在減數(shù)分裂過(guò)程中， 就會(huì)形成染色體數(shù)目也相應(yīng)加倍的配 子，這樣的配子受精后就發(fā)育成多倍體植株。 例題 4（投

11、影） 講述： 在自然條件下，能產(chǎn)生多倍體，毫無(wú)疑問(wèn)， 在人為條件下當(dāng)然也能誘導(dǎo)多倍體的形成 ③人工誘導(dǎo)多倍體在育種上的應(yīng)用 多倍體的特點(diǎn) 講述：與二倍體相比，多倍體植株的莖、葉、果實(shí)等器官明顯增大，糖類、蛋白質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的含量增多，因此多倍體本身在生產(chǎn)上有它的應(yīng)用價(jià)值。人工誘導(dǎo)多倍體 投影展示人工誘 四、染色體結(jié)構(gòu)及變異 閱讀課本，學(xué)生觀察染色體的類型， 教師總結(jié)： 中著絲粒染色體，亞中著絲粒染色體，近著絲粒染色體，具隨體的染色體那么染色體是不是結(jié)構(gòu)不改變的呢，今天我們介紹一下色體結(jié)構(gòu)的改變： 染給出染色體結(jié)構(gòu)變異的圖解，逐個(gè)講解。⑴

12、染色體缺某一片段；⑵染色體增加某一片段； ⑶染色體的某一片段接到另一非同源染色體上；⑷染色體某一片段位置顛倒。 用心 愛(ài)心 專心 3 講述： 染色體結(jié)構(gòu)的改變， 都會(huì)使排列在染色體上的基因的數(shù)目或排列順序發(fā)生改變， 從而 導(dǎo)致性狀的變異。 大多數(shù)染色體結(jié)構(gòu)的變異對(duì)生物是有害的， 但也有少數(shù)變異是有利的， 人 們研究染色體結(jié)構(gòu)的變異可以為生產(chǎn)實(shí)踐服務(wù)，也可以為人類健康服務(wù)。 講述：在自然條件或人為因素的影響下，染色體發(fā)生的結(jié)構(gòu)變異主要有 4 種：

13、 1 ．染色體中某一片段的缺失（上圖 1）； 2 ．染色體中增加了某一片段（上圖 2）； 3 ．染色體某一片段的位置顛倒了 180。（上圖 3）； 4 ．染色體的某一片段移接到另一條非同源染色體上（上圖 4） 問(wèn)：染色體的結(jié)構(gòu)發(fā)生了改變，會(huì)出現(xiàn)什么結(jié)果呢？對(duì)生物有何影響？ 答：染色體是基因的載體， 基因是生物性狀的控制者。 會(huì)使排列在染色體上的基因的數(shù)目和 排列順序發(fā)生改變，從而導(dǎo)致生物性狀的變異。 問(wèn)：染色體變異與基因突變有何不同？ 引導(dǎo)學(xué)生從兩者的變異類型出發(fā)進(jìn)行比較說(shuō)明。 染色體變異是染色體片段出現(xiàn)了缺失、 增添、 倒位和易位，

14、涉及到多個(gè)基因，但每個(gè)基因卻沒(méi)有突變，肉眼在顯微鏡下是可以觀察到的。 而基因突變是堿基對(duì)的缺失、增添和替換，顯微鏡下是不能看到的。 問(wèn)：有什么相同嗎？答： DNA分子中堿基排序即遺傳信息發(fā)生了改變。但因?yàn)槿旧w變異涉 及多個(gè)基因， 故生物的性狀改變很大， 是多方面的， 借此說(shuō)明人體細(xì)胞中第 5 號(hào)染色體部分 缺失引起的遺傳病叫貓叫綜合“征” ，而不是“癥” 。引起學(xué)生對(duì)“征”和“癥”的注意。 講述：染色體除了結(jié)構(gòu)的改變外， 在自然因素或人為因素的作用下， 有可能發(fā)生數(shù)目的變化。 染色體數(shù)目的變化可以分為兩類： 一類是細(xì)胞中個(gè)別染色體數(shù)目的增加可減少； 另一類

15、是細(xì) 胞內(nèi)的染色體數(shù)目以染色體組的形式成倍地增加或減少。 引導(dǎo)學(xué)生分析下表，培養(yǎng)學(xué)生獲取信息的能力和圖文轉(zhuǎn)化的能力。 五、對(duì)性狀的影響 一般認(rèn)為，染色體的結(jié)構(gòu)變異起因于染色體或染色單體的斷裂， 每一個(gè)斷裂產(chǎn)生兩個(gè)斷裂端， 它們將沿著三條途徑發(fā)展： 1、保持原狀，不愈合，最終丟失不含著絲粒的片段————缺失。 2、同一個(gè)斷裂的兩個(gè)斷裂端重新愈合，回復(fù)到原來(lái)的結(jié)構(gòu)?！话l(fā)生變異。 3、某一個(gè)斷裂的一個(gè)或兩個(gè)斷裂端與另一個(gè)斷裂產(chǎn)生的斷裂端連接，引起變異。 名稱 圖解 現(xiàn)象 染色體上的某一區(qū)段及其所帶有的基因 缺失 一起丟失

16、，從而引起變異的現(xiàn)象。 用心 愛(ài)心 專心 4 染色體上增加了相同的某個(gè)區(qū)段而引起 重復(fù) 變異的現(xiàn)象。 染色體發(fā)生兩個(gè)斷裂以后， 某一區(qū)段連同它帶有 倒位 的基因順序發(fā)生 180 度的倒轉(zhuǎn)又重新接合并引 起變異的現(xiàn)象 易位 非同源染色體間相互交換染色體片段 以上的各種結(jié)構(gòu)的改變， 都會(huì)使排列在染色體上的基因的數(shù)目和排列順序， 甚至基因的結(jié)構(gòu) 發(fā)生改變， 從而導(dǎo)致性狀的變異， 其中大多數(shù)的變異是對(duì)生物體不利的， 有的甚至是致死的。 貓叫綜合征：五號(hào)染色體缺失

17、 果蠅的榜眼現(xiàn)象： X染色體重復(fù) 六、應(yīng)用： 閱讀課本，主要應(yīng)用于家蠶的選育工作，根據(jù)生物的表現(xiàn)形不同來(lái)選育性別。 七、總結(jié) 現(xiàn)在我們來(lái)總結(jié)一下： ①象果蠅的生殖細(xì)胞那樣， 形態(tài)、 大小和數(shù)目都不相同的染色體叫染 色體組。 以染色體組的數(shù)目為依據(jù)來(lái)劃分， 凡是體細(xì)胞有兩個(gè)染色體組的個(gè)體為二倍體， 凡 是體細(xì)胞中有三個(gè)以上的染色體組的個(gè)體為多倍體。 ②多倍體形成的外因是外界條件 （自然 條件或人為條件）的劇烈變化，內(nèi)因是染色體復(fù)制后細(xì)胞分裂受阻，使細(xì)胞核染色體加倍導(dǎo)多倍體的常用方法和秋水仙素的作用原理 用心 愛(ài)心 專心 5