2022年高中生物必修2染色体变异5

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1、2022年高中生物必修2染色体变异5一、教材分析（一）教材地位和作用染色体变异一课是高中生物必修本第二册第六章第四节生物的变异第二部分的内容，主要讲述了染色体结构的变异和数目的变异，介绍染色体组的概念，染色体的倍性（二倍体、多倍体、单倍体）及其在育种上的应用，是生物的变异中的重点内容。本节以染色体的两种变异为主线，重点讲述多倍体和单倍体及其在生产上的应用，为本章第五节人类遗传病和第七章生物进化的学习打下基础。将本节的教学分为两课时进行，第一课时介绍染色体结构的变异和染色体组的概念，二倍体、多倍体和单倍体的概念。第二课时讲授多倍体和单倍体的成因、特点及它们在育种中的作用。（二）教学目标1知识目标

2、： 染色体结构的变异。染色体数目的变异。染色体组、二倍体、多倍体、单倍体的概念。多倍体和单倍体在育种上的应用2能力目标： 通过分析染色体组的概念和特点，培养比较、分析和推理的思维能力。通过育种方式的总结提高知识迁移和理论联系实际的能力。3、情感目标：培养实事求是，严谨论证的科学态度和钻研精神，树立科学服务于社会的观点。（三）重点、难点及其确立依据重点：1、染色体数目的变异。2、染色体组、二倍体、多倍体和单倍体的概念。3、多倍体育种和单倍体育种的方法和原理。难点：1、染色体组的判断。2、多倍体和单倍体形成的原因。3、多倍体育种和单倍体育种。确定依据： 染色体组、单倍体以及二倍体和多倍体的概念比较

3、抽象，如果直接讲述，很难理解实质，而这些概念又是理解育种必备的知识，所以成为教学上的重点和难点。组织分析必须有很好的切入点，要充分利用果蝇的染色体分析、学习染色体组的实质，通过分析蜜蜂中的特殊群体（雄蜂）体会单倍体的相关知识，还可以利用表格比较各种育种方式从而突破难点。二、教学方法和手段1.启发探究法：本节课遇到的最大困难是：教材看上去很简单，真正理解和应用却困难。所以根据学生已经具备了一定的探索和研究能力的实际情况，利用图解、实例和图表启发思考分析，师生共同探索，共同研究。 2.直观教学法： 采用多媒体等电教手段，增加教学容量和直观性，更好地从感性认识上升为理性认识。三、教学程序（一）教学过

4、程的设计思路：将本节的内容重新调整，利用猫叫综合征的分析说明染色体结构的变异。将二倍体、多倍体和单倍体的概念进行比较，用实例和图解结合多媒体，培养学生观察，分析和发散思维的能力。投影解析三倍体无子西瓜的培育图解学习多倍体育种的过程，并且要和前面所学内容进行比较，包括杂交育种、诱变育种、多倍体育种、单倍体育种及它们应用的原理、优缺点，列举生活中的实例，加深对知识的理解和实际应用。（二）教学过程：第一课时教学目标：1染色体结构变异的4种类型。 2染色体组，二倍体、多倍体和单倍体的概念。引言：对于一个生物体来讲，正常情况下，其染色体的结构和数目都是稳定的。但在自然条件或人为因素的影响下，染色体的结构

5、和数量均有可能发生改变，从而引起生物性状的改变，这就是染色体变异。（一）复习提问1基因是什么？它和染色体有何关系？（基因是具有遗传效应的DNA片段，基因的主要载体是染色体。）2基因突变和染色体变异的最大区别是什么？（基因突变在光学显微镜下看不到，而染色体变异可在光学显微镜中观察到。）（二）新课讲授根据染色体结构和数目的变化，染色体变异可分为染色体结构变异和染色体数目变异两类。1染色体结构的变异 （播放猫叫综合征的视频资料，观察患儿的症状。）问题：“猫叫综合征”是怎样引起的？它属于哪种染色体变异？ （阅读教材回答）猫叫综合征是人的第5号染色体部分缺失引起的遗传病，属染色体结构变异。（投影染色体变

6、异的四种情况。）问题：染色体结构变异有哪4种类型？讲解：缺失：指一条染色体部分区段的丢失，这个片段上的基因也随之丢失。重复：染色体部分区段发生了重复，即一个染色体片段在同一染色体上出现多次，或一条染色体的片段接到另一条染色体上。倒位：一条染色体的断裂片段，位置颠倒180后再接上去，造成这段染色体上的基因位置颠倒。易位：染色体发生断裂，断裂片段接到非同源染色体上的现象。（易位可使原来不连锁的基因发生连锁或使原来连锁的基因因易位表现出独立遗传。）2染色体数目变异染色体数目的变异可以分为两类：一类是细胞内的个别染色体增加或减少（即染色体非整倍的变化）。这种个别染色体数目的增减会打破原有遗传物质的平衡

7、，从而影响生物体正常的生长发育：如21三体综合征 性腺发育不良（X0）原发性小睾丸症（XXY）另一类是细胞内的染色体数目以染色体组的形式成倍地增加或减少（即染色体整倍的变化），这种类型的变异在实践中的应用更为普遍。首先我们要了解什么是染色体组。（1）染色体组投影：雌雄果蝇体细胞染色体组成示意图问题：果蝇体细胞中有多少对同源染色体？其中常染色体有多少对？性染色体有多少对？分别是哪几对？ 雄果蝇产生的精子里有哪几条染色体？ 对一个精子而言，染色体形态大小相同吗？为什么？果蝇的体细胞中有4对共8条染色体，其中常染色体有3对，性染色体1对（X、Y）。这四对染色体可以分为两组，雄果蝇产生的精子中包括、和

8、X或、和Y。这样的一组染色体因为经同源染色体分离（减数第一次分裂后期）在形态、大小和功能上各不相同，所以两种精子里都不含同源染色体。归纳：像果蝇这样，配子里的一组非同源染色体，它们在形态和功能上各不相同，但携带着控制一种生物生长发育、遗传和变异的全部信息，这样的一组染色体，叫做一个染色体组。染色体组的三个条件：一组非同源染色体。染色体的形态、大小和功能均不相同。携带着控制生物生长发育、遗传变异的全部信息。染色体组数目的判断方法：细胞内形状大小相同的染色体有几条就有几个染色体组。如右图：该细胞含2个染色体组（2n=6）。细胞内控制同一性状的基因有几个，就有几个染色体组，如：AaaBbb含三个染色

9、体组（3n=6）。染色体组数=细胞中染色体总数染色体的形态数，如：大麦体细胞有28条染色体，共7种不同的形态，所以大麦是四倍体（287=4，4n=28）。（2）二倍体和多倍体投影玉米体细胞图。观察：玉米的体细胞中有20条染色体，其生殖细胞内有10条大小、形状各不相同的染色体，这10条就构成了一个染色体组。归纳总结：由受精卵发育而成的个体，体细胞中含有两个染色体组的叫做二倍体。如人、果蝇、玉米是二倍体，几乎全部动物和过半数的高等植物都是二倍体。以此类推，体细胞中含三个染色体组的个体称为三倍体，如香蕉（3n=33）；体细胞中含四个染色体组的称为四倍体，如马铃薯（4n）；体细胞中含六个染色体组的称为

10、六倍体，如普通小麦（6n=42）。我们把体细胞中含三个或三个以上染色体组的个体称为多倍体。多倍体是生物以染色体组为单位成倍地增加而致。（3）单倍体：分析蜜蜂的两种染色体组成情况（蜂王和工蜂2n=32，雄蜂n=16）在生物的体细胞中，染色体数目不仅可以成倍增加，也可以成倍减少。例如雄蜂是由未受精的卵细胞直接发育而成，因此它的染色体数是工蜂和蜂王的一半（n=16）。像这样，体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体，称为单倍体。如玉米是二倍体，它的体细胞中含有二个染色体组，20条染色体，它的单倍体植株体细胞中含有1个染色体组，10条染色体。又如普通小麦是六倍体，它的体细胞中含有六个染色体组，42条染色

11、体，它的单倍体植株体细胞中含有3个染色体组，21条染色体。问题：单倍体、二倍体和多倍体的划分根据是什么？强调：二倍体和多倍体的划分是根据体细胞中含的染色体组数目，单倍体则只要含有本物种体细胞染色体数目的一半即是（本物种配子染色体数目），与含染色体组的数目多少没有关系。（三）总结染色体变异分染色体结构变异和染色体数目变异。前者主要有缺失、重复、倒位和易位4种类型；后者分为两类：一类是细胞内个别染色体的增加或减少，另一类是细胞中的染色体成倍地增加或减少。像果蝇的生殖细胞那样，该细胞中的一组非同源染色体，它们在形态、大小和功能上各不相同的一组染色体叫染色体组。凡是由受精卵发育而成的生物个体，体细胞中

12、含有两个染色体组的个体叫二倍体，含三个及三个以上染色体组的叫多倍体，含本物种配子染色体数目的是单倍体。（四）板书设计二、染色体变异2种类染色体组二倍体、多倍体单倍体染色体的结构变异染色体的数目变异1概念缺失重复倒位易位（五）练习配置：1、下列变异中，不属于染色体结构变异的是 CA染色体缺失某一片段 B染色体增加了某一片段C染色体中DNA的一个碱基发生了改变 D染色体某一片段位置颠倒了1802、下图所示的是染色体结构的 BA倒位 B缺失 C易位 D重复3、下列关于染色体组的正确叙述是 AA染色体组内不存在同源染色体 B染色体组只存在于生殖细胞中C染色体组只存在于体细胞中 D染色体组在减数分裂过程

13、中消失4、四倍体的曼陀罗有48条染色体，该植物体细胞中的每个染色体组的染色体数目为 CA48 B24 C12 D4第二课时教学目标：1多倍体和单倍体的特点、形成原因。2人工诱导多倍体在育种上的应用。3单倍体在育种上的应用。引言：上节课中我们学习了染色体组、二倍体、多倍体、单倍体等重要概念，那么多倍体和单倍体是怎样形成的呢？它们又具有什么特点？在生产中有哪些应用？这就是我们本节课的任务。（一）复习提问：什么叫染色体组？什么叫二倍体、多倍体和单倍体？（细胞中的一组非同源染色体，它们在形态和功能上各不相同，但携带着控制一种生物生长发育、遗传和变异的全部信息，这样的一组染色体，叫做一个染色体组。凡是由

14、受精卵发育而成的生物个体，体细胞中含有两个染色体组的个体叫二倍体，含三个及三个以上染色体组的叫多倍体，含本物种配子染色体数目的是单倍体。）（二）新课讲授1多倍体形成的原因及特点（投影二倍体草莓、多倍体草莓的图片。）问题：多倍体的自然成因是什么？具有什么特点？由图可知多倍体植物各器官较二倍体大，茎杆粗壮，叶片、果实、种子较大，蛋白质、糖类等营养物质含量都有所增加，但发育迟缓、结实率低（可简单的概括为高、大、迟、低）。 形成原因：植物细胞进行有丝分裂过程中，染色体经复制后已经分裂，由于外界环境条件（如温度骤变）或生物内部因素的干扰，纺锤体的形成受到破坏，以致染色体不能被拉向两极，细胞也不能分裂成2

15、个子细胞，于是就形成了染色体数目加倍的细胞。这种染色体加倍的细胞，继续进行正常的有丝分裂，并且通过减数分裂，形成了染色体数目也相应加倍的生殖细胞，再由这些生殖细胞结合成合子，进一步发育成的植物，就是多倍体。例如帕米尔高原的高山植物，有65的种类是多倍体。2人工诱导多倍体在育种上的应用问题：人工诱导多倍体的方法是什么？用秋水仙素处理能够获得多倍体的原理是什么？（阅读教材）人工诱导最常用最有效的方法是用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。秋水仙素的作用是抑制纺锤体的形成，引起细胞内染色体数目加倍，进而形成多倍体。实例分析：同源多倍体：投影三倍体无子西瓜培育过程讲述说明：无子西瓜是同源多倍体。首先是用秋水

16、仙素处理二倍体西瓜萌发的种子或幼苗，获得四倍体植株，再以该四倍体西瓜作母本，与普通的二倍体西瓜（父本）进行杂交，得到三倍体的种子。（这时，果皮和种皮来自母方，故含有4个染色体组；种子中的胚是经上述杂交获得，含有3个染色体组；胚乳是四倍体母本和二倍体父本杂交获得，含有5个染色体组。）将三倍体的种子种下去，由于在减数分裂时同源染色体联会配对发生紊乱，所以无法形成有效的配子（卵细胞），用二倍体（父本）的花粉刺激三倍体植株（母本），使其子房发育成果实，但子房中的胚珠不能发育成种子，所以就形成了三倍体无子西瓜。异源多倍体：投影八倍体小黑麦培育过程。 讲述说明：普通小麦是异源六倍体（AABBDD），其雌配

17、子中有三个染色体组（ABD），共21条染色体；以黑麦（RR）作父本，雄配子中有一个染色体组（R），7条染色体。杂交后子代含四个染色体组（ABDR），由于是异源的，联会紊乱，是高度不育的。若用一定浓度的秋水仙素处理子代幼苗即可加倍为异源八倍体（AABBDDRR），就能形成正常的雌雄配子，且都能受精、结实、繁殖后代，这就是八倍体小黑麦。小黑麦是中国农业科学院鲍文奎教授创造的新作物，它具有高产的特性，蛋白质含量高，抗逆性强，耐瘠薄土壤，耐寒冷气候。此种小麦在我国西部等高寒地区有广泛种植，取得了巨大的经济效益。3单倍体形成的原因及特点问题：单倍体的自然成因是什么？单倍体的特点有哪些？与正常植株相比，单

18、倍体植株长得弱小，而且是高度不育的。单倍体一般是由于生殖细胞未经受精，直接发育而成，例如雄蜂。4单倍体在育种上的意义问题：人工得到单倍体的常用方法是什么？单倍体育种有什么优点？ 育种工作者常常采用花药离体培养的方法来获得单倍体植株，这种植株无生产价值，但在育种上有特殊的意义。用人工诱导使单倍体植株染色体加倍，重新恢复到正常植株的染色体数目，且每对染色体上的基因都是纯合的，自交后代不会发生性状分离。这种方法比杂交育种所需时间大大缩短，一般只需两年时间，就可以得到一个稳定的纯系品种。 例如：由纯合的亲本高秆、抗病（DDTT）和矮秆、易感病（ddtt），获得矮秆、抗病（ddT_）的品种，如何运用单倍

19、体育种培育？此种方法培养稳定的性状，第二年种植下去的，就是所需的纯品种了，不会发生性状分离，和杂交育种相比，明显缩短了育种年限。受外界条件剧变的影响，有丝分裂受阻，染色体数目加倍应 用特 点自然成因多倍体茎秆粗壮，叶片、果实、种子较大，蛋白质、糖类等营养物质含量多，但发育迟缓、结实率低多倍体育种：方法：秋水仙素处理萌发的种子或幼苗过程：秋水仙素抑制纺锤体的形成萌发的种子幼苗发育多倍体对比小结：特 点受生殖细胞未经受精，直接发育而成应 用自然成因单倍体植株弱小，高度不孕单倍体育种：方法：花药离体培养过程：人工诱导染色体加倍花药离体种子自交植株（新品种）组织培养单倍体植株正常植株（纯合体）萌发发育

20、（三）总结、扩展我们已经学习过了杂交育种、人工诱变育种、人工诱导多倍体育种和单倍体育种等几种遗传育种的方法，现将它们的原理和方法列表比较如下（投影显示）：种类原理方法多倍体育种染色体变异花药离体培养得到单倍体幼苗后再人工加倍单倍体育种染色体变异用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗人工诱变育种基因突变用一定剂量范围内的各种射线或激光处理，也可用化学药剂处理杂交育种基因重组杂交、自交等方法3多倍体4单倍体自然成因：特点：应用：多倍体育种自然成因：特点：应用：单倍体育种方法：过程：方法：过程：（四）板书设计（五）配套练习：1、三倍体无子西瓜培育过程中，第一年结的西瓜果皮细胞、胚细胞和胚乳细胞所含的染色体组

21、数分别是 DA3、3、5 B4、3、3 C4、2、3 D4、3、52、下列说法正确的是 DA体细胞中只有一个染色体组的个体才是单倍体B体细胞中有两个染色体组的个体必定是二倍体C六倍体小麦花粉离体培养成的个体是三倍体D八倍体小黑麦花粉离体成培养的个体有4个染色体组，是单倍体3、用基因型为AaBbCc（无连锁）水稻植株的花药培养出来的单倍体植株，经染色体加倍，可得到多少种纯合植株 DA2种 B4种 C6种 D8种4、用基因型AaBb的玉米花药培养出来的单倍体幼苗，经过染色体加倍，培养成多倍体纯合子的过程图示：（1）进行的生理过程是 减数分裂 ，可能的基因型是AB、Ab、aB、ab 。（2）过程叫做花药离体培养 ，这个过程需要在一定的培养基 上进行。（3）进行过程用的化学药剂是秋水仙素，这个过程叫做人工诱导多倍体。（4）这种育种方法叫做单倍体育种 ，与常规的杂交育种相比，该方法可明显缩短育种年限 。