2018年高中生物 第三章 遺傳和染色體 第三節(jié) 染色體變異及其應(yīng)用教學(xué)案 蘇教版必修2.doc

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第三節(jié) 染色體變異及其應(yīng)用 [教材梳理] 一、染色體結(jié)構(gòu)的變異 1．染色體結(jié)構(gòu)變異的特點(diǎn) 染色體結(jié)構(gòu)變異能(選填“能”或“不能”)通過(guò)顯微鏡直接觀察到。 2．染色體結(jié)構(gòu)變異的原因、類型及結(jié)果 二、染色體數(shù)目的變異 1．染色體組 細(xì)胞中形態(tài)和功能各不相同，但互相協(xié)調(diào)，共同控制生物的生長(zhǎng)、發(fā)育、遺傳和變異的一組非同源染色體，稱為一個(gè)染色體組。 2．染色體數(shù)目的變異 染色體數(shù)目以染色體組的方式成倍地增加或減少，個(gè)別染色體的增加或減少等，都稱為染色體數(shù)目的變異。分類如下： (1)非整倍性變異：指在正常的染色體組中，丟失或添加了一條或幾條完整的染色體。 (2)整倍性變異 ①單倍性變異：體細(xì)胞含有的染色體數(shù)等于配子染色體數(shù)的變異。 ②多倍性變異：指與正常的二倍體細(xì)胞相比，具有更多染色體組的變異。 三、染色體變異在育種上的應(yīng)用 1．單倍體育種 (1)方法： 花粉單倍體純合二(或多)倍體優(yōu)良品種 (2)優(yōu)點(diǎn)：①后代是純合子，自交后代不會(huì)發(fā)生性狀分離；②能明顯縮短育種年限。 2．多倍體育種 (1)方法 (2)優(yōu)點(diǎn)：多倍體植株的莖稈粗壯，葉片、果實(shí)和種子都比較大，糖類和蛋白質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的含量也有所增加。 (3)人工誘導(dǎo) ①方法：用秋水仙素處理或用低溫處理。 ②處理對(duì)象：萌發(fā)的種子或幼苗。 ③原理：能夠抑制紡錘體的形成，導(dǎo)致染色體不能移向細(xì)胞的兩極，從而使染色體數(shù)目加倍。 (4)實(shí)例：三倍體無(wú)子西瓜的培育。 [牛刀小試] 一、染色體結(jié)構(gòu)的變異 1．仔細(xì)閱讀教材，結(jié)合如圖，探究下列問(wèn)題： (1)圖示過(guò)程發(fā)生在哪類染色體之間？屬于哪類變異？ 提示：發(fā)生在同源染色體的非姐妹染色單體之間；屬于基因重組。 (2)發(fā)生易位的兩條染色體是同源染色體嗎？ 提示：不是同源染色體，而是非同源染色體。 2．判斷正誤 (1)染色體是DNA的主要載體。(√) (2)一對(duì)同源染色體之間染色體片斷的互換是染色體結(jié)構(gòu)變異中的易位。() (3)染色體結(jié)構(gòu)變異對(duì)生物體往往是有利的。() 二、染色體數(shù)目的變異 1．分析下列圖示： 根據(jù)圖示判斷甲、乙生物細(xì)胞中染色體組數(shù)并說(shuō)明判斷依據(jù)。 (1)甲生物細(xì)胞內(nèi)有幾個(gè)染色體組？ 提示：4個(gè)。細(xì)胞內(nèi)同一種形態(tài)的染色體有4條。 (2)乙生物細(xì)胞內(nèi)有幾個(gè)染色體組？ 提示：4個(gè)。在乙生物體的基因型中，控制同一性狀的基因出現(xiàn)4次。 (3)丙生物的體細(xì)胞含32條染色體，有8種形態(tài)，丙生物的體細(xì)胞中含有幾個(gè)染色體組？寫(xiě)出計(jì)算的公式。 提示：4個(gè)。計(jì)算公式為：染色體組的數(shù)目＝染色體數(shù)/染色體形態(tài)數(shù)。 2．根據(jù)單倍體、二倍體和多倍體的概念判斷下列說(shuō)法是否正確，并說(shuō)明理由。 (1)二倍體物種所形成的單倍體中，其體細(xì)胞中只含有一個(gè)染色體組。 提示：正確。二倍體的體細(xì)胞中含有兩個(gè)染色體組，在體細(xì)胞進(jìn)行減數(shù)分裂形成配子時(shí)，同源染色體分開(kāi)，導(dǎo)致染色體數(shù)目減半。 (2)由四倍體、六倍體生物形成的單倍體，其體細(xì)胞中就含有兩個(gè)或三個(gè)染色體組，可稱為二倍體或三倍體。 提示：錯(cuò)誤。盡管其體細(xì)胞中含有兩個(gè)或三個(gè)染色體組，但由于是正常的體細(xì)胞產(chǎn)生的配子形成的個(gè)體，只能稱為單倍體。 3．判斷正誤 (1)根據(jù)某生物的體細(xì)胞基因型為AAaaBBbb，可判斷該生物為二倍體生物。() (2)體細(xì)胞中含有一個(gè)染色體組的生物是單倍體，含有兩個(gè)染色體組的生物是二倍體。() (3)用秋水仙素處理植株使染色體數(shù)目加倍就是多倍體育種。() [重難突破] 一、 染色體結(jié)構(gòu)變異的類型歸納 二、染色體數(shù)目的變異 1．染色體組的特征 (1)一個(gè)染色體組中不含同源染色體，是一組非同源染色體； (2)每條染色體的形態(tài)、大小和功能各不相同； (3)攜帶著控制生物生長(zhǎng)發(fā)育的全部遺傳信息； (4)同種生物的一個(gè)染色體組中染色體數(shù)目是一定的，不同生物一個(gè)染色體組中染色體數(shù)目不同。 2．染色體組數(shù)目的判斷 (1)據(jù)染色體形態(tài)判斷 細(xì)胞內(nèi)形態(tài)相同的染色體有幾條，則含有幾個(gè)染色體組。如圖所示的細(xì)胞中，形態(tài)相同的染色體在a中有3條、b中兩兩相同、c中各不相同，則可判定它們分別含三、二、一個(gè)染色體組。 (2)據(jù)基因型判斷 控制同一性狀的基因出現(xiàn)幾次，就含幾個(gè)染色體組—每個(gè)染色體組內(nèi)不含等位基因或相同基因，如圖所示：(d～g中依次含四、二、三、一個(gè)染色體組) (3)據(jù)染色體數(shù)/形態(tài)數(shù)的比值判斷 染色體數(shù)/形態(tài)數(shù)的比值意味著每種形態(tài)染色體數(shù)目的多少，每種形態(tài)染色體有幾條，即含幾個(gè)染色體組。如果果蠅該比值為8條/4種形態(tài)＝2，則果蠅含二個(gè)染色體組。 三、單倍體、二倍體與多倍體的比較 單倍體 二倍體 多倍體 概念 體細(xì)胞中含有本物種配子染色體數(shù)目的個(gè)體 由受精卵發(fā)育而來(lái)，體細(xì)胞含有二個(gè)染色體組的個(gè)體 由受精卵發(fā)育而來(lái)，體細(xì)胞中含有三個(gè)或三個(gè)以上染色體組的個(gè)體 染色 體組 一個(gè)至多個(gè) 二 三個(gè)或三個(gè)以上 形成 過(guò)程 舉例 蜜蜂的雄蜂 幾乎全部的動(dòng)物和過(guò)半數(shù)的高等植物 香蕉(三倍體)；馬鈴薯(四倍體)；八倍體小黑麥 　　四、單倍體育種、多倍體育種的比較 單倍體育種 多倍體育種 原理 染色體變異 染色體變異 常用 方法 花藥離體培養(yǎng)，然后進(jìn)行人工誘導(dǎo)使染色體數(shù)目加倍，形成純合子 秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗 優(yōu)點(diǎn) 明顯縮短育種年限 操作簡(jiǎn)單，可在較短時(shí)間內(nèi)獲得所需類型 缺點(diǎn) 技術(shù)復(fù)雜，需與雜交育種配合 適用于植物，在動(dòng)物方面難以開(kāi)展 舉例 抗病植株的快速育成 三倍體無(wú)子西瓜、甜菜 五、“環(huán)境中化學(xué)物質(zhì)對(duì)染色體結(jié)構(gòu)變異的影響”的實(shí)驗(yàn)步驟 培養(yǎng)蠶豆種子：25 ℃水培48 h，使根長(zhǎng)到0.5～1.5 cm 　↓ 處理蠶豆根尖：移入質(zhì)量濃度為300 mg/L硫酸銅溶液中培養(yǎng)6 h，自來(lái)水沖洗后再移入清水中培養(yǎng)24 h ↓ 制作臨時(shí)裝片 　↓ 染色：用改良?jí)A性品紅染液染色 　↓ 鏡檢計(jì)算微核率 [考向聚焦] [例1]（全國(guó)卷Ⅱ）下列關(guān)于人類貓叫綜合征的敘述，正確的是（ ） [解析] 人類貓叫綜合征是人類的第5號(hào)染色體片段缺失導(dǎo)致的。 [答案]　A [例2]　(福建高考)某男子表現(xiàn)型正常，但其一條14號(hào) 和一條21號(hào)染色體相互連接形成一條異常染色體，如圖甲。減數(shù)分裂時(shí)異常染色體的聯(lián)會(huì)如圖乙，配對(duì)的三條染色體 中，任意配對(duì)的兩條染色體分離時(shí)，另一條染色體隨機(jī)移向細(xì)胞任一極。下列敘述正確的是(　　) A．圖甲所示的變異屬于基因重組 B．觀察異常染色體應(yīng)選擇處于分裂間期的細(xì)胞 C．如不考慮其他染色體，理論上該男子產(chǎn)生的精子類型有8 種 D．該男子與正常女子婚配能生育染色體組成正常的后代 [解析] 圖甲看出，一條14號(hào)和一條21號(hào)染色體相互連接時(shí)，還丟失了一小段染色體，明顯是染色體結(jié)構(gòu)變異，A錯(cuò)誤；觀察染色體的最佳時(shí)期是中期，B錯(cuò)誤；減數(shù)分裂時(shí)同源染色體發(fā)生分離，應(yīng)該產(chǎn)生13和2和1和1和23和12和3六種精子，C錯(cuò)誤；該男子減數(shù)分裂時(shí)能產(chǎn)生正常的精子13，自然可以產(chǎn)生正常的后代，D正確。 [答案]　D [例3]　如圖分別表示四個(gè)生物的體細(xì)胞，下列有關(guān)描述中正確的是(　　) A．圖中是單倍體的細(xì)胞有三個(gè) B．圖中的丁一定是單倍體的體細(xì)胞 C．每個(gè)染色體組中含有三條染色體的是甲、乙、丁 D．與乙相對(duì)應(yīng)的基因型可以是aaa、abc、AaaBBBcccDDd、aabbcc等 [解析]　判斷染色體組是根據(jù)每一條染色體形態(tài)相同的個(gè)數(shù)，如甲、乙、丙、丁中分別含有3、3、2、1個(gè)染色體組，其中丁圖一定是單倍體，而甲、乙、丙可能分別是三倍體、三倍體、二倍體，也可能是單倍體，與乙圖對(duì)應(yīng)的應(yīng)是每個(gè)性狀都有三個(gè)等位基因控制，所以abc、aabbcc這兩種基因型不正確。 [答案]　B 兩看法判斷單倍體、二倍體和多倍體 一看發(fā)育起點(diǎn)；二看體細(xì)胞中含有幾個(gè)染色體組。 ①配子單倍體 ——————————————[課堂歸納]——————————————— [網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建] 填充：①缺失　　?、谥貜?fù)　　?、垡孜弧　　、艿刮? ⑤染色體組成倍增減?、迋€(gè)別染色體的增添或減少 ⑦單倍體育種　　　?、喽啾扼w育種 [關(guān)鍵語(yǔ)句] 1．染色體結(jié)構(gòu)變異包括缺失、重復(fù)、倒位和易位等幾種類型。 2．染色體結(jié)構(gòu)變異可改變?nèi)旧w上的基因的數(shù)目或排列順序，可在顯微鏡下觀察到。 3．二倍體生物正常配子中的一組染色體是一個(gè)染色體組。 4．由受精卵發(fā)育而來(lái)的個(gè)體，體細(xì)胞中含幾個(gè)染色體組，就是幾倍體。 5．由配子發(fā)育而來(lái)的個(gè)體都是單倍體，即單倍體并不一定只含一個(gè)染色體組。 6．單倍體育種包括花藥離體培養(yǎng)和秋水仙素處理幼苗等階段，能明顯縮短育種年限。 7．秋水仙素或低溫能抑制紡錘體的形成，從而導(dǎo)致染色體數(shù)目加倍。