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第2节染色体变异学习目标1.说出染色体结构变异的基本类型。2.说出染色体数目的变异。3.使学生理解染色体组、二倍体、多倍体、单倍体的概念。4.使学生了解人工诱导多倍体在育种上的应用及单倍体在育种上的意义。学习过程导入新课同学们,下图是真核细胞有丝分裂和减数分裂的过程图,基因突变和基因重组这两种生物变异方式发生在细胞分裂的什么时期?你能举例说出哪些变异是由基因突变或基因重组引起的吗?如果用光学显微镜观察,这两种变异方式能观察到吗?探究新知探究一:染色体数目变异合作探究1请阅读下列材料,归纳染色体数目变异的类型。材料1:如果女性少一条X染色体,患特纳氏综合征,表现为先天性卵巢发育不全并患有先天性心脏病,伴有蹼颈和肘外翻。材料2:人的21号染色体多了一条,表现为智力低下,身体发育缓慢,50%的患者有先天性心脏病,称为21三体综合征。材料3:如果使萝卜的染色体增加一倍则主根粗大且产量高;如果使番茄的染色体增加一倍则所含的维生素C大约多了一倍。材料4:在自然条件下,玉米、水稻等植物偶尔会出现染色体数目减少一半的植株,该类植株长的弱小,而且高度不育。染色体数目变异的类型:一类是;另一类是。自主学习1阅读教材P86染色体数目的变异部分,思考回答下列问题。下图为男性体细胞中染色体图解,看图并思考下列问题,以小组为单位进行讨论。(1)人的体细胞有多少对染色体?多少对常染色体?、(2)1号的两条染色体是什么关系?1号和2号染色体之间是什么关系?、(3)男性的精子中有多少条染色体?这些染色体在形态、大小和功能上有什么特点?这些染色体之间是什么关系?它们是否携带着控制生物生长发育的全部遗传信息?、(4)如果将精子中的染色体看成一组,那么体细胞中有几组染色体?自主总结1(1)染色体组的概念细胞中的一组,在形态和功能上,携带着控制生物生长、发育的全部遗传信息,这样的一组染色体,叫做一个。(2)确认染色体组的条件:自主学习2阅读教材P87有关二倍体、多倍体及单倍体的内容,回答下列问题。(1)一倍体一定是单倍体吗?单倍体一定是一倍体吗?、(2)二倍体物种所形成的单倍体生物中,其体细胞中只含有一个染色体组,这种说法对吗?为什么?、(3)如果是四倍体、六倍体物种形成的单倍体生物,其体细胞中就含有两个或三个染色体组,我们可以称它为二倍体或三倍体,这种说法对吗?为什么?、自主总结2(1)二倍体:由发育而来的个体,体细胞中有个染色体组的个体叫做二倍体(例如:人、果蝇、玉米等多数高等动植物)。(2)三倍体:由发育而来的个体,体细胞中含有个染色体组的个体叫做三倍体(例如:香蕉等)。(3)多倍体:由发育而来的个体,体细胞中含染色体组的个体叫做多倍体。多倍体在中很常见,在中极少见。(4)体细胞中含有本物种染色体数目的个体,叫做单倍体。即单倍体可由本物种的发育而来的个体,例如蜜蜂中的雄蜂。(5)一个个体是单倍体还是几倍体,关键看它是由受精卵、还是由配子发育而成。如果该生物体由受精卵发育而成,生物体细胞内有几个染色体组就叫几倍体。如果该生物体是由配子直接发育而成,无论细胞内含有几个染色体组,都叫单倍体。合作探究2请阅读下列资料,回答下列问题。A:四倍体小麦的千粒重量是二倍体小麦的两倍,蛋白质含量提高5%15%,但每穗粒数稍有降低,单位面积增产达50%以上。B:四倍体葡萄的果实比二倍体品种的大得多。(1)请分析多倍体植物的特点:(2)人工诱导多倍体形成的常用方法有哪些?(3)秋水仙素处理法的具体做法是什么?原理又是什么?做法:原理:(4)为什么要处理萌发的种子或幼苗,处理成熟的植株可以吗?自主学习3阅读教材P88,总结单倍体育种的关键步骤,写出单倍体育种的流程图。自主总结3(1)多倍体的特点:优点:与二倍体相比,多倍体植株常常,、和种子都比较大,糖类和等营养物质的含量都有所增加。缺点:发育,结实率低。(2)人工诱导多倍体的方法:低温处理用处理的种子或幼苗。(3)单倍体植株的特点:。(4)获得单倍体常用的方法:。(5)单倍体育种的优点:。探究二:染色体结构的变异合作探究3请阅读下列材料总结染色体结构变异的类型。材料1:人的第5号染色体部分缺失,会患猫叫综合征,因患病儿童哭声轻、音调高,很像猫叫而得名。患者生长发育迟缓,而且存在严重的智力障碍。材料2:果蝇X染色体上某一片段的重复,可使正常的卵圆形眼变为棒状眼。材料3:女性的第9号染色体上两个片段位置颠倒会导致习惯性流产。材料4:人的第22号染色体上的某一片段移接到第14号染色体上,会使人患惯性粒细胞白血病。总结:(1)染色体结构变异的四种类型分别为:;。(2)结构变异的结果:染色体结构的改变会使排列在染色体上的发生改变,而导致性状的变异。多数变异对生物体,有的甚至会导致生物体死亡。(3)思考与讨论:染色体结构变异中的易位与基因重组中交叉互换的区别。课时检测1.一个染色体组应是()A.配子中的全部染色体B.二倍体生物配子中的全部染色体C.体细胞中染色体数的一半D.来自父方或母方的全部染色体2.由于种种原因,某生物体内某条染色体上多了几个或少了几个基因,这种变化属于()A.基因内部结构的改变B.染色体数目的变异C.染色体结构的变异D.染色单体的交叉互换3.在二倍体生物中,可能含有一个染色体组的细胞是()A.子房壁细胞B.珠被细胞C.花粉细胞D.柱头细胞4.从理论上分析下列各项,其中错误的是()A.二倍体四倍体三倍体B.二倍体二倍体二倍体C.三倍体三倍体三倍体D.二倍体六倍体四倍体5.关于单倍体的叙述正确的是()单倍体只含有一个染色体组单倍体只含有一条染色体单倍体是含有本物种配子染色体数目的个体单倍体体细胞中只含有一对染色体未经受精作用的配子发育成的个体一般是单倍体A.B.C.D.6.用亲本基因型为DD和dd的植株进行杂交,对其子一代的幼苗用秋水仙素处理产生了多倍体,其基因型是()A.DDDDB.DDddC.ddddD.DDDd7.下列说法错误的是()A.一个染色体组中没有同源染色体B.一个染色体组中无等位基因C.一个染色体组中有完成个体发育所需的全套基因D.每一对同源染色体为一个染色体组8.用秋水仙素处理幼苗可诱导形成多倍体植物,秋水仙素的作用是()A.使染色体再次复制B.使染色体着丝点不分裂C.抑制纺锤体的形成D.使细胞稳定在间期阶段9.大麦的一个染色体组有7条染色体。那么,在四倍体大麦根尖细胞有丝分裂后期的细胞内存在的染色体数目、染色单体数目及染色体组数各是()A.774B.5608C.28564D.140410.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,可培育出多少纯合体植株?()A.2种B.4种C.6种D.8种11.已知一株玉米基因型为AaBb,两对等位基因是自由组合的,经过花粉离体培养,获得N株幼苗,其中基因型为ab的个体为()A.N/4B.N/6C.N/10D.012.下面是两个实验:(1)用适当浓度的生长素溶液处理未被传粉的番茄花蕾,其子房就发育成无子果实;(2)用四倍体西瓜(雌)与二倍体西瓜(雄)杂交,获得三倍体西瓜种子,种子萌发并长成植株后,用二倍体西瓜的花粉进行人工授粉,能形成无子西瓜。请根据实验回答下列问题。(1)番茄果实的无子这一变异遗传。如果用这株番茄的枝条进行扦插,长成的植株上所结的果实为果实。(2)三倍体西瓜的无子这一变异遗传。如果用这株西瓜的枝条进行扦插,在长成的植株上,子房壁细胞含有个染色体组。13.有两个纯种小麦,一个是高秆抗锈病(DDTT),另一个是矮秆易染锈病(ddtt),现有实验三组:第一组是:DDTTddttF1(自交)F2。第二组是:DDTTddttF1,并将F1的花药进行离体培养,然后人工诱导染色体数目加倍。第三组是:DDTT进行X射线、紫外线综合处理。实验结果发现:三组实验中都出现了矮秆抗锈病品种。(1)第一组F2出现矮秆抗锈病的概率是,能稳定遗传的矮秆抗锈病占总数的。(2)利用第二组方法培育新品种的一个显著特点是。(3)第三组方法出现ddTT后代是偶然的、个别的,它是DDTT通过来实现的。14.有两个小麦品种:一种是高秆抗锈病(DDTT);另一种是矮秆不抗锈病(ddtt)。请回答下列问题。(1)请设计一种快速方法培育出合乎要求的矮秆抗锈病品种。写出主要步骤或用遗传图解表示过程。(2)快速育种方法叫育种。(3)若用高秆抗锈病的普通小麦(DdTt)的花粉离体培养,然后用秋水仙素处理,所得植株有种表现型,其中基因型为的个体表现为矮秆抗锈病,它的体细胞中含有个染色体组,我们可以采用的方法,鉴定出其中的抗病植株。参考答案学习过程导入新课基因突变发生在有丝分裂间期或减数第一次分裂前的间期;基因重组发生在四分体时期或减数第一次分裂后期。这两种变异在光学显微镜下是无法直接观察到的。探究新知合作探究1个别染色体的增加或减少以染色体组的形式成倍地增加或减少自主学习1(1)23对22对(2)一对同源染色体非同源染色体(3)23条在形态、大小和功能上各不相同非同源染色体是(4)2组自主总结1(1)非同源染色体各不相同染色体组(2)一个染色体组中不含同源染色体和成对的基因。一个染色体组中所含的染色体形态、大小和功能各不相同。一个染色体组中含有控制生物性状的一整套基因。自主学习2(1)一倍体一定是单倍体单倍体不一定是一倍体(2)对因为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。(3)不对尽管其体细胞中含有两个或三个染色体组,但因为是由未受精的配子所形成的个体,因此,只能称为单倍体。自主总结2(1)受精卵两(2)受精卵三(3)受精卵三个或三个以上植物动物(4)配子配子合作探究2(1)形态上比较大(如茎秆、叶片、果实、种子、花朵等)和营养物质增多(如蛋白质、糖类、脂肪)。(2)低温或秋水仙素处理法(3)用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。当秋水仙素作用于正在分裂的细胞时,能够抑制纺锤体的形成,导致染色体不能移向两极,从而引起细胞内染色体数目加倍。(4)不可以,秋水仙素的作用对象是正在进行有丝分裂的细胞,成熟的植株大多数细胞不进行有丝分裂。自主学习3花药的离体培养单倍体二倍体或多倍体纯系(指每对染色体上成对的基因都是纯合的)杂交育种自主总结3(1)茎秆粗壮叶片果实蛋白质迟缓(2)秋水仙素萌发(3)植株弱小,高度不育(4)花药离体培养(5)明显缩短育种年限合作探究3(1)缺失重复倒位易位(2)基因的数目或排列顺序不利(3)易位是发生在非同源染色体之间;交叉互换是发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间。课时检测1.B2.C3.C4.C5.A6.B7.D8.C9.B10.D11.A12.(1)不能有子(2)能313.(1)3/161/16(2)可以缩短育种年限(3)基因突变14.(1)DDTTddttDdTt取DdTt的花粉进行离体培养,得到单倍体植株。用秋水仙素处理单倍体植株,获得纯合体小麦选出符合要求的品种遗传图解如下:最后从中筛选矮秆抗病的植株(2)单倍体(3)4ddTT6病原体感染
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