2017-2018学年高中生物 第5章 遗传信息的改变 第2课时 染色体变异(Ⅱ)教学案 2

1、学必求其心得，业必贵于专精第23课时染色体变异（)目标导读1。通过探究实验，进一步理解多倍体形成的原因,并以无子西瓜的培育为例，阐明多倍体育种的一般流程.2.阐明单倍体的概念，结合图517掌握单倍体育种的方法.3。概述染色体的非整倍性变异及应用。重难点击1.单倍体的概念。2.多倍体育种和单倍体育种的一般流程。一探究低温对植物染色体数目变异的影响阅读教材p87内容，试通过实验探究低温对植物染色体数目变异的影响。1原理用低温处理植物分生组织细胞,能够抑制纺锤体的形成，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,于是植物细胞染色体数目发生了变化。2实验步骤培养洋葱根尖:洋葱根部接触水长出不

2、定根1 cm14 下低温诱导36 h取材：取根尖约0.51 cm浸泡在卡诺氏液中0.51 h95%酒精冲洗2次制作装片：解离漂洗染色制片观察3实验结论低温可以诱导染色体加倍，产生多倍体。归纳提炼人工诱导多倍体的方法(1）方法：低温、温度激变法、化学诱变法(用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗)。(2）机理：抑制正在分裂的细胞形成纺锤体，导致染色体不分离，因而引起细胞内染色体数目加倍，染色体数目加倍的细胞进行正常的有丝分裂，将来就可以发育成多倍体植株。（3）秋水仙素作用于细胞分裂的前期，抑制纺锤体的形成；秋水仙素不仅可用于人工诱导多倍体，还可作为化学诱变剂，诱发细胞发生基因突变.活学活用1下列关于“低

3、温诱导植物染色体数目的变化”的实验叙述中,正确的是（）a低温处理洋葱根尖后会引起成熟区细胞染色体数目的变化b在观察低温处理的洋葱根尖装片时，可以看到细胞中染色体的变化情况c低温处理和利用秋水仙素处理材料的原理是相同的d观察洋葱根尖装片时先要在低倍镜下找到所要观察的细胞，将所要观察的细胞移到视野的中央，调节视野的亮度,再转动粗准焦螺旋直至物像清晰答案c解析洋葱根尖成熟区细胞不再进行细胞分裂，制成的洋葱根尖装片，细胞已经死亡，看到的只是细胞分裂某一时期的瞬间图像,看不到细胞分裂的连续变化情况。低温处理和用秋水仙素处理材料都可以抑制细胞分裂时纺锤体的形成.用高倍物镜观察装片时,应该用细准焦螺旋将物像

4、调清晰。二多倍体育种阅读教材p8788内容，完善无子西瓜的培育过程，探讨多倍体育种的方法。1流程分析（1）第一年用秋水仙素处理二倍体西瓜的幼苗时，处理的部位是芽尖，因为秋水仙素的作用是抑制纺锤体的形成,芽尖细胞的有丝分裂旺盛,有利于秋水仙素发挥作用，使染色体数目加倍.(2）两次传粉:过程传粉是为了杂交得到三倍体种子，过程传粉是为了提供生长素刺激子房发育成果实。（3)过程利用秋水仙素处理后，新产生的茎、叶、花的染色体数目加倍,根细胞中含有两个染色体组。（4)四倍体植株上结的西瓜f，种皮和瓜瓤为四个染色体组，而种子e的胚为三个染色体组。（5）三倍体西瓜c进行减数分裂时，由于联会紊乱，不能产生正常配

5、子。（6）获取三倍体种子e是在第一年四倍体植株a上；获取三倍体无子果实g则是在第二年的三倍体植株c上。2由无子西瓜的培育过程，总结多倍体育种的一般方法、原理、过程(1）方法:用秋水仙素来处理萌发的种子或幼苗.(2）原理：当秋水仙素作用于正在分裂的细胞时,能够抑制纺锤体形成，导致染色体不分离，从而引起细胞内染色体数目加倍.(3）过程萌发的种子或幼苗分裂间期细胞染色体(2n）正常复制,分裂前期不能形成纺锤体细胞中染色体数目加倍（4n)多倍体植株.小贴士异源八倍体小黑麦的培育过程（a、b、d、r均代表染色体组)归纳提炼多倍体育种的方法项目多倍体育种依据原理染色体变异常用方法秋水仙素处理萌发的种子或幼

6、苗优点器官大，提高产量和营养成分缺点结实率低活学活用2如图表示无子西瓜的培育过程：根据图解,结合你学过的生物学知识，判断下列叙述错误的是()a秋水仙素处理二倍体西瓜幼苗的茎尖，主要是抑制有丝分裂前期纺锤体的形成b四倍体植株所结的西瓜，果皮细胞内含有4个染色体组c无子西瓜既没有种皮，也没有胚d四倍体西瓜的根细胞中含有2个染色体组问题导析（1）子房发育成果实,子房壁发育成果皮.（2)受精后的胚珠发育成种子,珠被发育成种皮，受精卵发育成胚,胚包括胚芽、胚轴、胚根、子叶，受精极核发育成胚乳。(3)三倍体作母本,二倍体作父本，二者杂交，由于三倍体不产生卵细胞,所以结出的无子西瓜没有胚，但珠被可以正常发育

7、成种皮。答案c解析秋水仙素抑制纺锤体的形成，是在有丝分裂的前期，四倍体西瓜的果皮是由子房壁发育而成的，来自母本，应含有4个染色体组，无子西瓜是由于不能产生正常配子，所以不能形成受精卵，而种皮来自于母本，所以有种皮，而没有胚，由于植株的地下部分没有经秋水仙素处理,细胞中仍含有2个染色体组。三单倍体及单倍体育种1单倍体在生物的体细胞中,染色体的数目也可以成倍地减少，试结合相关材料，分析单倍体的知识。(1）概念材料蜜蜂的生殖过程如图由材料可知：蜜蜂的蜂王和工蜂都是二倍体，它们的体细胞中有32条染色体，而雄蜂的体细胞中只有16条染色体。像雄蜂这样，体细胞中具有本物种配子染色体数目的个体，叫做单倍体.（

8、2）类型玉米是二倍体，它的体细胞中含有两个染色体组，20条染色体，它的单倍体植株的体细胞中含有一个染色体组，10条染色体。像玉米这样的单倍体就是单元单倍体。普通小麦是六倍体，它的体细胞中含有六个染色体组,42条染色体，那么它的单倍体植株的体细胞中就含有三个染色体组，21条染色体。像小麦这样的单倍体就是多元单倍体。（3)特点：与正常的二倍体相比，单倍体植株较小，生活力较弱,而且往往表现出高度不育,结实率较低。原因是染色体在减数分裂时不能正常联会和分离，所以使形成的配子高度不育。2单倍体育种单倍体虽然一般高度不育，但是利用单倍体培育新品种却有一定的优势，结合下图分析单倍体育种的过程。（1)是某种杂

9、合的二倍体植物(基因型为aabb，两对基因自由组合)，的过程称为花药离体培养，得到的幼苗是单倍体,基因型有ab、ab、ab、ab.（2）过程使用秋水仙素的作用是抑制纺锤体的形成,阻止染色体分离，这样得到的植株为二倍体，基因型为aabb、aabb、aabb、aabb，基因组成均为纯合的,自交后代不会发生性状分离。（3）由此可见，单倍体育种的优点是：短时间内获得纯合体，明显缩短了育种年限。3孤雌生殖孤雌生殖是雌雄配子未经融合,而由雌配子单性发育成种子的一种无融合生殖。孤雌生殖可以自发产生,也可以人工诱发.植物中自发产生孤雌生殖的频率通常是很低的,不能满足育种的需要。而用人工方法诱发孤雌生殖，常常可

10、以提高孤雌生殖的频率.小贴士快速判定生物是几倍体（1）如果生物体是由受精卵或合子发育形成的，生物体细胞内有几个染色体组就叫做几倍体。（2）如果生物体是由生殖细胞卵细胞或花粉直接发育而成，不论细胞内含有几个染色体组，都不能叫做二倍体、三倍体等,仍然称为单倍体。（3）单倍体、二倍体和多倍体都是能独立生活的个体,因此,精子、卵细胞、花粉属于配子，不能称为单倍体。归纳提炼单倍体育种和多倍体育种的比较方式多倍体育种单倍体育种原理两者都是利用染色体数目变异的原理。不同的是，多倍体育种是使染色体数以染色体组的形式成倍增加；单倍体育种是使染色体数目以染色体组的形式成倍减少，再加倍后获得纯种常用方法秋水仙素处理

11、萌发的种子或幼苗(或低温诱导植物染色体数目加倍）花药离体培养，然后进行人工诱导染色体加倍(秋水仙素处理萌发的种子或幼苗、低温诱导植物染色体数目加倍），形成纯合体缺点适用于植物，在动物方面难以开展技术复杂，需与杂交育种相结合实例三倍体西瓜、甜菜等抗病植株的快速育成活学活用3已知普通小麦是六倍体，含42条染色体。下列有关普通小麦的叙述中，错误的是()a它的单倍体植株的体细胞中含21条染色体b它的每个染色体组含7条染色体c它的胚乳含3个染色体组d离体培养它的花粉，产生的植株表现高度不育问题导析(1）普通小麦是六倍体，可推知体细胞中含6个染色体组;6个染色体组含42条染色体，可推知1个染色体组中含7条

12、染色体。(2）受精极核发育成胚乳，可推知它的胚乳含9个染色体组。（3)普通小麦的花粉含3个染色体组，离体培养它的花粉，产生的植株高度不育。答案c解析单倍体体细胞的染色体数与该物种配子中的染色体数相同，即21条.每个染色体组的染色体数为4267。胚乳所含的染色体组数为配子中染色体组数的3倍，即9组。离体培养它的花粉所得到的植株含有3个染色体组，因此高度不育.四非整倍性变异阅读教材p90内容,结合材料，分析非整倍性变异的有关内容。1非整倍性变异的机理非整倍性变异的形成原因有两种：（1）减数分裂的后期，个别同源染色体没有分开。(2）减数分裂的后期，个别姐妹染色单体分开后移向细胞同一极。2染色体工程材

13、料(1)材料说明细胞内个别染色体的增加或减少，也会引起生物性状的改变，甚至导致生物体死亡。（2）为了在一定程度上达到定向改变遗传特性、选育出新品种的目的，人们可以按照预定的目标,通过有计划地削减、添加和代换同种或异种的一条或若干条染色体或染色体的一部分,达到改变特定的遗传性状的目的，这种方法称做染色体工程。归纳提炼非整倍性变异（1)含义：在染色体正常数目的基础上增加或减少一条或几条染色体。(2）结果：引起生物性状改变,甚至导致生物体死亡。（3)应用:染色体工程。活学活用4曾经有几篇新闻报道描述了一个惊人发现:有2%4的精神病患者的性染色体组成为xyy.下列关于xyy综合征的叙述,正确的是（)a

14、患者为男性，是由于母方减数分裂产生异常的卵细胞所致b患者为男性,是由于父方减数分裂产生异常的精子所致c患者为女性，是由于母方减数分裂产生异常的卵细胞所致d患者为女性，是由于父方减数分裂产生异常的精子所致问题导析(1）xyy个体中的x染色体来自母亲,而两条y染色体来自父亲.(2）父亲的精子中含有两条y染色体的原因是在减数分裂后期，两条y染色体没分开。答案b解析含有y染色体的应为男性,原因是父亲的次级精母细胞在减数分裂的后期，姐妹染色单体分开后，没有均分到两个子细胞中去，形成异常精子（含两条y染色体）。当堂检测1下列关于探究低温对植物染色体数目变异的影响的实验中，不正确的是（)a用低温处理植物分生

15、组织细胞，能抑制纺锤体的形成b洋葱根尖长出约1 cm时，剪下,置于4 冰箱中，诱导36 hc卡诺氏液浸泡根尖,固定细胞的形态d装片制作包括解离、漂洗、染色和制片4个步骤答案b解析低温诱导的原理也是抑制纺锤体的形成；当洋葱根尖长出约1 cm时，才能开始诱导,这样有利于根的形成,而不能剪下，这样会使其失去生命力,卡诺氏液的作用是固定细胞的形态；在制作装片时，过程和“观察植物细胞的有丝分裂相同,包括解离、漂洗、染色和制片4个步骤。2下列有关单倍体的叙述中，正确的是（)a未经受精的卵细胞发育成的植物，一定是单倍体b含有两个染色体组的生物体，一定不是单倍体c生物的精子或卵细胞一定都是单倍体d含有奇数染色

16、体组的个体一定是单倍体答案a解析由配子发育成的植株一定是单倍体。细胞内含有两个染色体组的生物可能是单倍体，也可能是二倍体。精子或卵细胞是细胞而非个体.三倍体生物体细胞中含有三个染色体组。3将二倍体芝麻的种子萌发成的幼苗用秋水仙素处理后得到四倍体芝麻,下列叙述正确的是()a对花粉进行离体培养,可得到二倍体芝麻b产生的配子没有同源染色体，所以无遗传效应c与原来的二倍体芝麻杂交,产生的是不育的三倍体芝麻d秋水仙素诱导染色体加倍时，最可能作用于细胞分裂的后期答案c解析二倍体芝麻幼苗用秋水仙素处理，得到的是同源四倍体，体细胞内有4个染色体组，而且每个染色体组之间都有同源染色体。由四倍体的配子发育来的芝麻

17、是单倍体，含两个染色体组，所以该单倍体芝麻是可育的。四倍体的配子中有两个染色体组，二倍体的配子中有一个染色体组,所以四倍体与二倍体杂交产生的是三倍体芝麻，由于三倍体芝麻在减数分裂过程中同源染色体联会紊乱,不能形成正常的配子，所以不育。秋水仙素诱导染色体加倍时,起作用的时期是细胞分裂的前期,抑制纺锤体的形成.4请据图回答下列问题：（1)过程的育种方法是_，e幼苗的获得利用了细胞的_。（2）若c品种的基因型为aabb，d植株中能稳定遗传的个体占总数的_。（3)过程使染色体数目加倍的方法是用_处理或_，这两种方法在原理上的相似之处是_。答案（1)单倍体育种全能性(2)1/4(3)秋水仙素低温诱导抑制

18、纺锤体的形成，影响染色体被拉向两极,使细胞不能分裂，从而使染色体加倍课时作业基础过关知识点一探究低温对染色体数目变异的影响1观察“探究低温对植物染色体变异的影响”的实验中，制成装片找到分生区后，看不到细胞内染色体的动态变化，原因是()a观察时间不对 b细胞分裂速度慢c细胞已被杀死 d观察的部位不对答案c解析在制作装片过程中固定液已将细胞杀死，而我们通过观察多个细胞来看到不同时期细胞内染色体的变化。2下列有关“低温诱导大蒜根尖细胞染色体数目的变化”实验的叙述，正确的是(）a可能出现三倍体细胞b多倍体细胞形成的比例常达100c多倍体细胞形成过程无完整的细胞周期d多倍体形成过程增加了非同源染色体重组

19、的机会答案c解析低温诱导大蒜根尖细胞染色体数目加倍，不应出现三倍体；低温诱导不能使所有细胞染色体数目都加倍；根尖细胞的分裂为有丝分裂，而非同源染色体重组发生在减数分裂过程中，不能增加重组机会;多倍体细胞形成的原理是抑制纺锤体的形成,阻止细胞的分裂，所以细胞周期是不完整的。知识点二多倍体育种3为解决二倍体普通牡蛎在夏季因产卵而出现肉质下降的问题,人们培育出三倍体牡蛎。利用普通牡蛎培育三倍体牡蛎的合理方法是（)a利用水压抑制受精卵的第一次卵裂，然后培育形成新个体b用被射线破坏了细胞核的精子刺激卵细胞，然后培育形成新个体c将早期胚胎细胞的细胞核植入去核卵细胞中,然后培育形成新个体d用化学试剂阻止受精

20、后的次级卵母细胞释放极体,然后培育形成新个体答案d解析本题考查多倍体育种方法的操作，抑制第一次卵裂导致染色体加倍,培育而成的个体为四倍体,a项错误。用射线破坏了细胞核的精子刺激卵细胞，然后形成的新个体为单倍体，b项错误。c项利用移植方法获得的个体为二倍体，c项错误.极体中含有一个染色体组，受精卵含有两个染色体组,含有极体的受精卵中含有三个染色体组,发育而成的个体为三倍体，d项正确。4萝卜和甘蓝杂交,得到的种子一般是不育的,如果要得到可育的种子，你认为应该采取下列哪种措施（）a利用花药离体培养技术b利用无性繁殖技术c利用秋水仙素处理萌发的种子d利用诱变育种技术答案c解析萝卜和甘蓝杂交，因为没有同

21、源染色体，不能产生正常配子,所以得到的种子是不育的；但利用一定浓度的秋水仙素处理萌发的种子和幼苗,使其染色体加倍，则其成熟后可产生正常配子。知识点三单倍体与单倍体育种5下列关于染色体组、单倍体和二倍体的叙述,不正确的是（)a一个染色体组中不含同源染色体b由受精卵发育成的,体细胞中含有两个染色体组的个体叫二倍体c单倍体生物体细胞中不一定含有一个染色体组d人工诱导多倍体的唯一方法是用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗答案d解析人工诱导多倍体的方法很多，最常用且最有效的方法是用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗；染色体组是一组非同源染色体，单倍体生物体细胞中不一定含有一个染色体组,如四倍体的单倍体植株体细胞中含

22、2个染色体组.6普通小麦是六倍体,有42条染色体，科学家们用花药离体培养培育出的小麦幼苗是(）a三倍体、21条染色体 b单倍体、21条染色体c三倍体、三个染色体组 d单倍体、一个染色体组答案b解析花药中的花粉是经过减数分裂发育而成的,由其培育出的幼苗比普通小麦的染色体数减少了一半，含有三个染色体组，而体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体叫做单倍体.7已知某小麦的基因型是aabbcc，三对基因分别位于三对同源染色体上，利用其花药进行离体培养，获得n株小麦，其中基因型为aabbcc的个体约占（)a。 b. c。 d0答案d解析二倍体的花药进行离体培养，获得的全为含一个染色体组的单倍体，不会出现a

23、abbcc这样的二倍体。若要获得aabbcc这样的个体，需用秋水仙素处理由abc花粉发育而来的单倍体幼苗。知识点四非整倍性变异8某些类型的染色体结构和数目的变异，可通过对细胞有丝分裂中期或减数分裂时期的观察来识别。a、b、c、d为某些生物减数分裂时期染色体变异的模式图，它们依次属于()a三倍体、染色体片段增加、个别染色体数目变异、染色体片段缺失b三倍体、染色体片段缺失、个别染色体数目变异、染色体片段增加c个别染色体数目变异、染色体片段增加、三倍体、染色体片段缺失d染色体片段缺失、个别染色体数目变异、染色体片段增加、三倍体答案c解析图a为有两个染色体组的细胞，其中一对同源染色体由2条变为3条，应

24、为个别染色体数目增加;图b中，上链多一个基因4,属于结构变异中的片段增加；图c中，同形染色体都是由3条组成，此细胞有三个染色体组,该个体为三倍体;图d中，下链只有1、2、5三个基因，而缺失了3、4两个基因。能力提升9用花药离体培养出马铃薯单倍体植株，当它进行减数分裂时,观察到染色体两两配对形成12对，据此现象可推知产生花药的马铃薯是（）a三倍体 b二倍体c四倍体 d六倍体答案c解析单倍体植株进行减数分裂时，染色体可以两两配对，说明其体细胞中有同源染色体，因而产生此单倍体的正常马铃薯植株肯定为多倍体;而三倍体一般是高度不育的,六倍体产生的单倍体的染色体一般不能两两配对,只有同源四倍体产生的单倍体

25、内含有两个同源的染色体组，染色体两两配对，形成12对.10将杂合的二倍体植株的花粉培育成一株幼苗，然后用秋水仙素处理，使其能正常开花结果。该幼苗发育成的植株具有的特征是(）a能稳定遗传 b单倍体c有杂种优势 d含四个染色体组答案a解析杂合的二倍体植株有两个染色体组，花粉中含有一个染色体组，花药离体培养后得到单倍体植株，再用秋水仙素处理，染色体数目加倍后，基因型为纯合体，由于纯合体自交后代不发生性状分离，即能稳定遗传，故a正确，b、c错误；得到的纯合体植株含有两个染色体组，故d错误.11下列关于人类猫叫综合征的叙述，正确的是()a该病是由于特定的染色体片段缺失造成的b该病是由于特定染色体的数目增

26、加造成的c该病是由于染色体组数目成倍增加造成的d该病是由于染色体中增加某一片段引起的答案a解析人类猫叫综合征是人的第5号染色体部分缺失引起的，a正确，b、c、d错误。12双子叶植物大麻(2n20)为雌雄异株，性别决定为xy型，若将其花药离体培养，再将幼苗用秋水仙素处理，所得植株的染色体组成应是（）a18xy b18yyc9x或9y d18xx或18yy答案d解析由题知2n20,性别决定为xy型，则花药的染色体组成为9x或9y,将其培育成单倍体后再利用秋水仙素处理，诱导染色体加倍后，植株的染色体组成是18xx或18yy.13已知二倍体西瓜的体细胞中含有22条染色体,西瓜的绿皮(a)对白皮（a）为

27、显性，大子（b）对小子(b）为显性，这两对等位基因分别位于两对同源染色体上。现对一批纯种绿皮大子与白皮小子西瓜种子进行了下列操作:a将这批种子播种，并用一定浓度的秋水仙素处理纯种绿皮大子幼苗,使之成为四倍体；b当被处理后的绿皮大子西瓜植株开花后，将白皮小子西瓜植株的花粉授予绿皮大子植株，使之杂交获得f1.(1）亲本杂交当年结_（选填“有子”或“无子）西瓜，其果皮颜色为_。（2)秋水仙素的作用是_.(3）由于工作人员的疏忽，进行a操作时，其中有一株幼苗没有用秋水仙素处理，其通过杂交获得了有子西瓜。第二年，工作人员将该种子(f1）播种，用一定浓度的秋水仙素处理其幼苗，并让f1与白皮小子西瓜植株杂交

28、获得f2。（提示:f1进行减数分裂时,每4条同源染色体等量随机分配到配子中去,其产生的配子可育）f1减数第二次分裂后期细胞中含有_个dna分子,_个染色体组，_对同源染色体。从f2中可以选出白皮小子的西瓜品种吗？为什么？_。若只考虑种皮这一对相对性状的遗传，则f2的基因型及比例为_。答案（1）有子绿皮(2)抑制有丝分裂时纺锤体的形成，使细胞中的染色体数目加倍（3）44422不能，因为f2是三倍体，其减数分裂时同源染色体联会紊乱，不能形成正常配子(或f2是三倍体,其高度不育)aaaaaaaaa141解析纯种绿皮大子西瓜基因型为aabb，白皮小子西瓜基因型为aabb，用一定浓度的秋水仙素处理纯种绿

29、皮大子幼苗后基因型为aaaabbbb,其和aabb杂交后形成受精卵aaabbb，发育为种子，所以母本结的是有子西瓜。因果实由母本的子房发育而成,果皮来自子房壁，母本基因型为aaaabbbb，所以果皮颜色为绿皮。第（3)小题所说幼苗没有用秋水仙素处理，基因型为aabb，其和aabb杂交后形成子代基因型为aabb，用秋水仙素处理后为aaaabbbb，染色体数为44，染色体组为4组。减数第一次分裂同源染色体分离后，减数第二次分裂后期着丝粒分开，dna分子数为44，染色体数为44,染色体组为4组,同源染色体为22对。aaaabbbb和白皮小子西瓜植株aabb杂交后得到f2为三倍体，因为减数分裂时同源染色体联会紊乱，不能形成正常配子，所以形成的三倍体高度不育，不能作为品种得以保留。aaaa在四条同源染色体上，在分离时随机分配，因此有aa、aa、aa三种组合，比例为141，和a一种配子随机结合后得到的f2的基因型及其比例为aaaaaaaa