高中生物 第三章 遗传和染色体 3.3 染色体变异及其应用导学案 苏教版必修2

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1、第三节染色体变异及其应用学习目标1简述染色体的结构变异和数目变异。(重难点)2了解染色体变异在育种上的应用，收集染色体变异在育种上的应用实例。(重点)3单倍体育种和多倍体育种在方法、原理上的异同，比较它们的优缺点，了解三倍体无子西瓜的培育过程。(难点)学习过程一、染色体结构的变异基础知识1主要起因染色体断裂以及断裂后的片段 。2遗传效应染色体上基因的 发生改变，从而导致 的变异。3影响因素电离辐射、 或一些化学物质诱导。4对生物影响大多数染色体结构变异对生物体是 ，有时甚至会导致生物体 。5实例猫叫综合征，是人的第5号染色体的 造成的。6类型缺失、 、倒位、 。总结升华类型概念实例示意图缺失染

2、色体中的某一片段及其带有的基因一起丢失而引起变异的现象猫叫综合征重复染色体上增加了某一片段引起的变异果蝇棒状眼易位染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上引起的夜来香某些类型的变异倒位染色体的某一片段位置颠倒引起的变异普通果蝇3号染色体上的某些基因例题分析1如图中甲表示在野生型果蝇细胞内的一条染色体上排列的基因，图乙、丙、丁、戊分别表示四种不同突变型果蝇细胞内该染色体上的基因排列情况。则乙、丙、丁、戊分别属于染色体变异中的()A缺失、重复、倒位、易位B倒位、缺失、重复、易位C缺失、重复、易位、倒位D重复、缺失、倒位、易位2染色体之间的交叉互换可能导致染色体的结构或基因序列的变化。下列图中甲、

3、乙两图分别表示两种染色体之间的交叉互换模式，丙、丁、戊图表示某染色体变化的三种情形。则下列有关叙述正确的是() A甲可以导致戊的形成B乙可以导致丙的形成C甲可以导致丁或戊两种情形的产生D乙可以导致戊的形成二、染色体数目变异基础知识1体细胞中的染色体正常情况下，每种生物的染色体数目都是 的。在不同物种之间，染色体数目往往 。生物体细胞中染色体一般都是 存在的。2染色体组细胞中 各不相同，但互相协调，共同控制生物的生长、发育、遗传和变异的一组 ，称为一个染色体组。3二倍体与多倍体由 发育而成的个体，体细胞中含有两个染色体组的叫二倍体。体细胞中含有 染色体组的叫做多倍体。4染色体数目的变异(1)含义

4、：染色体数目以 的方式成倍地增加或减少， 的增加或减少。(2)类型(3)整倍性变异一倍性变异：体细胞只含有 染色体组的变异。特点：高度 。单倍体变异：体细胞含有的染色体数等于 染色体数的变异。a成因：由配子直接发育成新个体，如植物的单倍体，蜜蜂的雄蜂(由未经受精的卵细胞直接发育而来)。b特点：植株 ，高度不育。多倍性变异：指与正常的二倍体细胞相比，具有更多 的变异。5染色体变异在育种上的应用(1)单倍体育种过程图优点：a.后代是 ，自交后不发生 。b.能明显 。(2)多倍体育种原理方法：用低温处理或用 处理。处理对象：萌发的种子或幼苗。实例：三倍体无子西瓜的培育。优点：茎秆粗壮，果实、叶子、种

5、子都比较大，糖类和蛋白质等营养物质含量有所提高。6低温诱导植物染色体数目的变化(1)实验原理进行正常有丝分裂的植物 组织细胞，在有丝分裂后期，染色体的着丝点分裂，子染色体在纺锤丝的作用下分别移向两极，最终平均分配到两个子细胞中去。用低温处理植物组织细胞，使 的形成受到抑制，以致影响染色体被拉向两极，细胞也不能分裂成两个子细胞，于是，植物细胞 发生变化。(2)方法步骤：蚕豆根尖培养取材制片( 漂洗 制片)观察。(3)结论：适当的低温可诱导细胞中的染色体 。总结升华1染色体组的特征(1)一个染色体组中不含同源染色体，是一组非同源染色体；(2)每条染色体的形态、大小和功能各不相同；(3)携带着控制生

6、物生长发育的全部遗传信息；(4)同种生物的一个染色体组中染色体数目是一定的，不同生物一个染色体组中染色体数目不同。2染色体组数目的判断(1)据染色体形态判断细胞内形态相同的染色体有几条，则含有几个染色体组。如图所示的细胞中，形态相同的染色体在a中有3条、b中两两相同、c中各不相同，则可判定它们分别含三、二、一个染色体组。(2)据基因型判断控制同一性状的基因出现几次，就含几个染色体组，每个染色体组内不含等位基因或相同基因，如图所示：(dg中依次含四、二、三、一个染色体组) (3)据染色体数/形态数的比值判断染色体数/形态数的比值意味着每种形态染色体数目的多少，每种形态染色体有几条，即含几个染色体

7、组。如果果蝇该比值为8条/4种形态2，则果蝇含二个染色体组。 3二倍体、多倍体和单倍体的比较二倍体多倍体单倍体概念体细胞中含2个染色体组的个体体细胞中含3个或3个以上染色体组的个体体细胞中含本物种配子染色体数的个体染色体组23个或3个以上1至多个来源受精卵发育受精卵发育配子发育自然成因正常有性生殖未减数的配子受精；合子染色体数目加倍单性生殖(孤雌生殖或孤雄生殖)植株特点正常果实、种子较大，生长发育延迟，结实率低植株弱小，高度不育举例几乎全部动物、过半数高等植物香蕉(三倍体)、普通小麦(四倍体)玉米、小麦的单倍体4.单倍体育种和多倍体育种比较多倍体育种单倍体育种原理染色体组成倍增加染色体组成倍减

8、少，再加倍后得到纯种(指每对染色体上成对的基因都是纯合的)常用方法秋水仙素处理萌发的种子、幼苗花粉离体培养后，人工诱导染色体加倍优点操作简单明显缩短育种年限缺点适用于植物，在动物方面难以开展技术复杂一些，须与杂交育种配合5低温诱导染色体加倍实验的操作步骤(1)材料培养：将一些蚕豆或豌豆种子放入培养皿，加入适量的清水浸泡，在培养皿上覆盖23层潮湿的纱布。(2)低温处理：当蚕豆根长至1.01.5 cm时，将其中的两个培养皿放入冰箱的低温室内，4 下诱导培养36 h。(3)固定：剪取诱导处理的根尖5 mm左右，放入卡诺氏固定液中浸泡0.51 h，固定细胞的形态，然后用体积分数为95%的乙醇溶液冲洗2

9、3次。(4)制作装片：具体操作方法与实验“观察植物细胞的有丝分裂”相同。(5)观察：先用低倍镜观察，找到视野中染色体形态较好的分裂相，注意视野中有染色体数目发生改变的细胞，再换高倍镜继续观察。例题分析1如图所示细胞中所含的染色体，下列叙述不正确的是()A代表的生物可能是二倍体，其每个染色体组含4条染色体B代表的生物可能是二倍体，其每个染色体组含3条染色体C代表的生物可能是四倍体，其每个染色体组含2条染色体D代表的生物可能是单倍体，其每个染色体组含4条染色体2下图表示培育高品质小麦的几种方法，下列叙述正确的是()YYRRyyrrYyRrA图中涉及的育种方法分别是杂交育种、单倍体育种和多倍体育种B

10、a过程只能用秋水仙素处理Ca、c过程都需要用秋水仙素处理萌发的种子D要获得yyRR，b过程需要进行不断自交来提高纯合率3用浓度为2%的秋水仙素处理植物分生组织56 h，能够诱导细胞内染色体加倍。那么，用一定时间的低温(如4 )处理水培的洋葱根尖(2N16条)时，是否也能诱导细胞内染色体加倍呢？请对这个问题进行实验探究。(1)针对以上的问题，你作出的假设是_。你提出此假设的依据是_。(2)低温处理植物材料时，通常需要较长时间才能产生低温效应，根据这个提示将你设计的实验组合以表格的形式列出来。(3)按照你的设计思路，以_作为鉴别低温是否诱导细胞内染色体加倍的依据。为此你要进行的具体操作是：第一步：

11、剪取根尖23 mm。第二步：按照_的操作顺序对根尖进行处理。第三步：将洋葱根尖制成临时装片，在显微镜下用一个分裂期的细胞观察染色体加倍的动态变化过程。根据该同学的实验设计回答：该同学设计的实验步骤有一处明显的错误，请指出错误所在，并加以改正。_。(4)该实验和秋水仙素处理的共同实验原理是_。(5)若在显微镜下观察时，细胞中染色体数可能为_。参考答案一、染色体结构的变异例题分析1【答案】A 【解析】与甲比，乙缺少了e段，为染色体变异中的缺失；丙多了d段，为染色体变异中的重复；丁的c与e颠倒了180，为染色体变异中的倒位；戊多了g段，但g段来自甲的非同源染色体，为染色体变异中的易位。2【答案】D

12、【解析】由图可知，甲表示同源染色体的非姐妹染色单体之间发生的交叉互换，乙表示非同源染色体之间的易位。前者的变异类型属于基因重组，发生交叉互换后在原来的位置可能会换为原基因的等位基因，可导致丁的形成；后者属于染色体结构变异，由于是与非同源染色体之间发生的交换，因此易位后原位置的基因被换成控制其他性状的基因，可导致戊的形成。丙属于染色体结构变异中的“重复”。二、染色体数目变异例题分析1【答案】B【解析】因题干中未涉及细胞的发育起点，所以一般说“可能是”几倍体，的染色体组数分别是2、3、4、1，所以其代表的生物依次可能是二倍体、三倍体、四倍体、单倍体，当然代表的生物也可能是单倍体。2【答案】D 【解

13、析】图中涉及的育种方法分别是单倍体育种、杂交育种和多倍体育种，A错误；a过程可用秋水仙素或低温处理诱导染色体加倍，B错误；单倍体yR不结种子，a过程只能处理单倍体幼苗，C错误。3【答案】(1)用一定时间的低温处理水培的洋葱根尖，能够诱导细胞内染色体加倍低温能够影响酶的活性(或纺锤丝的形成、着丝点的分裂)，使细胞不能正常进行有丝分裂(2)如下表：培养时间培养时间培养温度5 h10 h15 h20 h常温4 0 (注：设计的表格要达到以下两个要求：至少做两个温度的对照；间隔相等的培养时间进行取样。)(3)在显微镜下观察和比较经过不同处理后根尖细胞内染色体的数目解离漂洗染色细胞已被杀死，在第三步中不能再观察染色体加倍的动态变化(4)抑制纺锤体的形成，染色体不能被拉向细胞两极，结果使染色体数目加倍(5)2N16,4N32,8N64(加倍后的细胞有丝分裂后期) 【解析】低温能影响代谢的正常进行，从而诱导细胞不能正常分裂得到染色体加倍的个体。因此，通过观察在不同温度下染色体加倍的细胞多少就可以确定温度是否能影响细胞分裂从而诱导染色体加倍。设计实验时需要遵循单因子变量原则、平行重复原则等。9