資源簡介

5.2 染色體變異
教案
一、教學目標
1.說出染色體變異包括染色體數目的變異和染色體結構的變異。
2.闡明二倍體、多倍體和單倍體的概念及其聯系。
3.進行低溫誘導植物細胞染色體數目變化的實驗。
二、教學重難點
1.教學重點
染色體數目的變異。
2.教學難點
（1）染色體組和單倍體的概念。
（2）低溫誘導植物細胞染色體數目變化的實驗。
教學過程
【導入】：問題探討： 作為野生植物的后代，許多栽培植物的染色體數目卻與它們的祖先大不相同，如馬鈴薯和香蕉（見下表）。
討論：
根據前面所學減數分裂的知識，試著完成該表格。
為什么平時吃的香蕉是沒有種子的？
因為香蕉栽培品種體細胞中的染色體數目是33條，減數分裂時染色體發生聯會紊亂，不能形成正常的配子，因此無法形成受精卵，進而形成種子。
分析表中數據，你還能提出什么問題嗎？能否發揮想象力作出一些推測呢？
染色體變異：生物體的體細胞或生殖細胞內染色體數目或結構的變化。
變異類型
類型一：染色體數目的變異
類型二：染色體結構的變異
【一、染色體數目的變異】
1.分類
（1）一類是細胞內個別染色體的增加或減少；
實例：21三體綜合征：先天愚型或唐氏綜合征、性腺發育不良：Turner綜合征
一類是細胞內染色體數目以一套完整的非同源染色體為基數成倍地增加或成套地減少；
實例：三倍體無子西瓜、四倍體馬鈴薯
2.染色體組
細胞中的一套完整的非同源染色體
（2）組成（以果蠅為例）
一個染色體組是Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X（3+X）或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y（3+Y）
染色體組：在大多數生物的體細胞中，染色體都是 兩兩成對的，也就是含有兩套非同源染色體，其中把每套非同源染色體稱為一個染色體組。
（3）染色體組數的判斷方法
①細胞中同源染色體（一般同種形態）有幾條，細胞內就含有幾個染色體組
②根據基因型判斷細胞中的染色體數目，根據細胞的基因型確定控制每一種性狀的基因（相同基因或等位基因，往往用同一字母大小寫表示）出現的次數，該次數就等于染色體組數
3.二倍體和多倍體：
人和野生馬鈴薯等生物的體細胞中都有兩個染色體組。像這樣體細胞中含有兩個染色體組的個體叫做二倍體。
二倍體植株經減數分裂產生的配子中應該有幾個染色體組？
若減數分裂時姐妹染色單體未分離，配子中應該有幾個染色體組？
若該異常配子與正常的配子結合后發育成個體，其體細胞中應該含有幾個染色體組？
這樣的配子與含有一個染色體組的正常配子結合發育成的個體體細胞中含有三個染色體組，稱作三倍體。
若兩個正常的配子結合后形成的幼苗受到外界環境的影響，進行有絲分裂時，姐妹染色單體未分離，則子細胞中有幾個染色體組？
由2個含有兩個染色體組的配子結合發育成的個體，體細胞中含有4個染色體組，稱為四倍體。
體細胞中含有三個或三個以上染色體組的個體統稱為多倍體。
思考：四倍體的生物可育嗎？
一般是可育的
思考：三倍體的生物可育嗎？
由于原始生殖細胞中有3套非同源染色體，減數分裂時會出現聯會紊亂，不能形成可育的配子。所以三倍體的生物一般不可育。
與二倍體植株相比，多倍體植株的特點有：
①莖稈粗壯；
②葉片、果實和種子都比較大；
③糖類和蛋白質等營養物質的含量都有所增加。
因此，人們常常采用人工誘導多倍體的方法來培育多倍體植株，培育新品種
多倍體育種（人工誘導多倍體）
（1）人工誘導多倍體的方法
（2）原理**
秋水仙素作用于正在分裂的細胞時，能夠_______________________，導致______________________，從而引起_______________________，染色體數目加倍的細胞繼續進行________，就可能發育成多倍體植株；
注意：**秋水仙素只影響紡錘體的形成，不影響著絲粒的分裂；
**低溫處理和秋水仙素誘發的原理是一樣的；
（3）作用時期：主要作用于有絲分裂的前期
（4）該過程的變異類型：染色體（數目）變異
【探究 實踐】：低溫誘導植物細胞染色體數目的變化實驗
（1）原理
______處理植物的___________細胞，能夠________________，以致影響細胞________中染色體__________，導致________________________，于是植物細胞中的染色體數目發生變化（加倍）;
（3）方法步驟（詳見課本）
①蒜根尖的培養
②取材
③制作裝片
④觀察
注意：
a.誘導率不是百分之百，因此視野中既有二倍體細胞，也有染色體數目發生改變的細胞，且前者數目多于后者；
b.解離之后，細胞失去活性，因此不能觀察到連續的變化；
5.單倍體
（1）概念
________中染色體數目與本物種_______染色體數目相同的個體
（2）發育起點
一般是由未受精的______直接發育來的
思考：
①體細胞中含有一個染色體組的生物一定是單倍體嗎？（一定）
②單倍體的體細胞中一定只含有一個染色體組嗎？
如馬鈴薯是四倍體，其配子發育而成的單倍體的體細胞中有兩個染色體組；
普通小麥是六倍體，其配子發育而成的單倍體的體細胞中有三個染色體組；
③體細胞中有四個染色體組的個體一定是四倍體嗎？
不一定，若是受精卵發育而來的就是四倍體，若是配子發育而來的就是單倍體。
*簡單來說，是配子發育來的，體細胞中無論有幾個染色體組，都是單倍體；
體細胞中有幾個染色體組不一定是幾倍體，還要看它的發育起點是受精卵還是配子；
（3）單倍體植株特點
與正常植株相比，單倍體植株長得______，而且__________；
（5） 單倍體育種：育種工作者常采用花藥（或花粉）離體培養的方法來獲得單倍體植株，然后人工誘導使這些植株的染色體數目加倍，恢復到正常植株染色體數目。
單倍體育種有什么優點 ？①獲得的都是純合子，自交后代不會發生性狀分離；
②明顯縮短育種年限。
【二、染色體結構的變異】
1. 缺失：染色體的某一片段缺失引起變異。例如果蠅缺刻翅的形成。
2. 重復：染色體中增加某一片段引起變異。例如果蠅棒狀眼的形成。
3. 易位：染色體的某一片段移接到另一條非同源染色體上引起的變異，例如果蠅花斑眼的形成。
4. 倒位：染色體某一片段位置顛倒引起變異，例如果蠅卷翅的形成。
5.結果
染色體結構的改變，會使排列在染色體上的基因數目或排列順序發生改變，導致性狀的變異；
*大多數染色體結構變異對生物體是不利的，有的甚至導致生物體死亡。
【課堂小結】

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