高中生物人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第2节 染色体变异学案设计

染色体变异

1、说出染色体数目变异的基本类型。（生命观念、科学思维）

2、理解并记忆利用染色体数目变异进行育种的方法。（科学思维、社会责任）

3、进行低温诱导染色体数目变异的实验。（科学探究）

4、说出染色体结构变异的基本类型。（生命观念）

重难点：1、染色体结构的变异和染色体数目的变异及应用。

2、染色体数目的变异。

任务一  染色体数目的变异

1、什么是染色体变异？包括哪些类型？

提示：（1）生物体的体细胞或生殖细胞内染色体数目或结构的变化。

（2）变异类型和实例

2、什么是染色体组？举例说明如何判断一个细胞中有几个染色体组？

提示：（1）概念：细胞中的一组非同源染色体，在形态和功能上各不相同。

（2）①细胞内形态相同的染色体有几条，则含有几个染色体

实例：细胞中3个染色体组， 细胞中6个染色体组

②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）。

实例：AAAaaa为6个染色体组。

③染色体数/形态数=每种形态染色体的数目=染色体组数。

实例：果蝇体内该8条染色体/4种形态=每种形态染色体2条=2个染色体组。

3、什么是二倍体？

提示：二倍体：由受精卵发育而来体细胞中含二个染色体组的个体。几乎全部动物、过半数的高等植物都是二倍体。

4、什么是多倍体？多倍体植株有什么特点？多倍体是怎么产生的？

提示：（1）由受精卵发育而来体细胞中含三个或以上染色体组的个体。香蕉（3N），普通小麦（6N），无子西瓜（3N）

（2）特点：茎秆粗壮，叶片、果实和种子都比较大，糖类和蛋白质等营养物质的含量都有所增加，但结实率低，生长迟缓。

（3）多倍体可以在自然低温条件下偶然产生，也可以人工诱导产生多倍体。人工诱导多倍体的方法：用秋水仙素处理或用低温处理萌发的种子或幼苗。其原理是：抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞的两极，从而使染色体数目加倍

5、什么是单倍体？单倍体植株有什么特点？

提示：（1）概念：体细胞中的染色体数目与本物种配子染色体数目相同的个体。蜜蜂中的雄蜂（由卵细胞发育而来）

（2）特点：植物弱小，高度不育（一般指二倍体植物）。

思考：单倍体都只有一个染色体组吗？自然界中的单倍体都不育吗？

提示：a.单倍体的体细胞中并不一定只有一个染色体组，如四倍体的配子形成的单倍体的体细胞中含有两个染色体组。

b.单倍体并非都不育：二倍体的配子发育成的单倍体，表现为高度不育；多倍体的配子如含有偶数个染色体组，则发育成的单倍体含有同源染色体及等位基因，可育并能产生后代。

任务二 染色体数目变异的应用：育种

（1）多倍体育种

①原理：染色体数目变异。

②多倍体育种的过程

正在萌发的种子或幼苗  抑制纺锤体形成  染色体不分离  细胞中染色体数目加倍  多倍体植株。

③特点 ：

优点：与二倍体相比，多倍体植株常常是茎秆粗壮，叶片、果实和种子都比较大，糖类和蛋白质等营养物质的含量都有所增加。

缺点：多倍体育种适用于植物，在动物方面难以开展，且多倍体植物往往发育迟缓，结实率低。

④实例：三倍体无子西瓜的培育过程

Ⅰ、b过程传粉是为了杂交得到三倍体种子，c过程传粉是为了提供生长素刺激子房发育成果实。

Ⅱ、获取三倍体种子是在第一年四倍体植株上；获取三倍体无子果实则是在第二年的三倍体植株上。

Ⅲ、无子的原因：三倍体西瓜进行减数分裂时，由于同源染色体联会紊乱，不能产生正常配子。

（2）单倍体育种

①原理：染色体数目变异。

②方法：   

常与杂交育种结合使用。单倍体育种的目的不是为了获得单倍体，而是通过培育单倍体的途径较快的获得所需纯合子。

③特点

优点：明显缩短育种年限，子代均为纯合子，加速育种进程。

缺点：技术复杂且需与杂交技术结合使用。

④实例：用高秆抗病（DDTT）和矮秆不抗病（ddtt）小麦品种，培育矮秆抗病小麦的过程。

其中单倍体育种的核心步骤为①花药离体培养和②秋水仙素处理诱导染色体数目加倍。

任务三 低温诱导植物细胞染色体数目的变化

1、“低温诱导植物细胞染色体数目的变化”实验应注意的问题

（1）选材：应选用能进行分裂的分生组织细胞，否则不会出现染色体加倍的情况。

（2）温度不是越低越好：温度过低对根尖细胞造成伤害，应选择适宜温度。

（3）并不是所有细胞中染色体均已加倍：只有少部分细胞实现“染色体加倍”，大部分细胞仍为二倍体状况。

（4）细胞是死的而非活的：显微镜下观察到的细胞是已被解离液杀死的细胞。

（5）着丝粒分裂与纺锤体无关：着丝粒到有丝分裂后期才分裂，与有无纺锤体无关。

任务四 染色体结构的变异

1、染色体结构变异的类型有哪些？

提示：①缺失②重复③倒位④易位

2、染色体结构变异的结果是什么？对生物有什么影响？

提示：（1）染色体上基因的数目或排列顺序发生改变，而导致性状的变异。

（2）大多数染色体结构变异对生物体是不利的，有的甚至会导致生物体死亡。

3、染色体缺失、重复与基因突变的区别

4、染色体易位与交叉互换的区别