2019-2020版高中生物1.2.1染色体数目变异对性状的影响学案中图版必修.doc
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1、第一节染色体数目变异对性状的影响目标导航1.结合教材实例,说出染色体组、二倍体、多倍体和单倍体的概念。2.通过探究活动,简述染色体数目的变异对生物性状的影响。3.结合教材实例,掌握染色体数目变异在实践中的应用。一、染色体数目与染色体组1.染色体数目各种生物的染色体数目基本是恒定的。2.染色体组的概念在细胞中,形态和功能各不相同,却携带着控制某种生物生长和发育、遗传和变异的全部信息的一组非同源染色体叫做一个染色体组。3.人类染色体组成4.二倍体和单倍体(1)由受精卵发育而成且体细胞中含有两个染色体组,这样的个体叫二倍体。(2)由未受精的生殖细胞发育而来,体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体,叫
2、做单倍体。二、染色体数目变异对性状的影响1.染色体数目变异的类型(1)整倍性改变:如单倍体、多倍体等。(2)非整倍性改变:如单体、缺体、三体等。2.制作并观察根尖染色体加倍的装片(1)将根尖分生区细胞置于一定低温状态下,可获得染色体加倍的细胞。(2)活动程序:解离固定取材染色制作装片观察。3.多倍体及其成因和类型(1)概念:体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体叫做多倍体。(2)成因:染色体完成复制后,由于某种因素(如温度骤变、某些化学物质影响等)使得染色体不能正常移向两极,细胞也不能分裂成两个子细胞,于是就形成染色体数目加倍的细胞。(3)类型如果出现在受精卵发育初期,发育成四倍体。如果出现
3、在较晚时期,发育成四倍体和二倍体的嵌合体。如果在减数分裂过程中,则可产生染色体加倍的配子,受精以后发育成多倍体。4.性状改变(1)单倍体:植株个体矮小,生活力较弱,高度不育等。(2)多倍体优良性状:茎秆粗壮、叶片及叶片上的气孔明显增大、种子和果实较大。不良性状:叶子皱缩,分蘖减少、生长缓慢、育性降低等。三、染色体数目变异在实践中的应用1.单倍体育种(1)常用方法:花药离体培养。(2)过程:花药离体培养获得单倍体植株,人工诱导染色体加倍,成为能正常生殖的纯合体。(3)优点:明显缩短育种年限。2.多倍体育种(1)常用方法:用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。(2)优点:培育的植株抗逆能力强、穗大、子粒
4、蛋白含量高、生长优势强。判断正误:(1)二倍体生物正常配子中的一组染色体是一个染色体组。()(2)由受精卵发育而来的个体,体细胞中含几个染色体组,就是几倍体。()(3)单倍体一定只含一个染色体组。()(4)单倍体育种指花药离体培养,能明显缩短育种年限。()(5)某些化学物质(比如秋水仙素)或低温能抑制纺锤体的形成,从而导致染色体数目加倍。()(6)单倍体一定不存在同源染色体。()(7)体细胞中含有两个染色体组的个体叫二倍体。()答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)一、染色体数目与染色体组1.对染色体组的理解从本质上看组成一个染色体组的所有染色体,互为非同源染色体,即在一个染色体组中一
5、定不存在同源染色体从形态上看一个染色体组中的所有染色体的形态、大小各不相同。可依此来判断染色体组的数目从功能上看一个染色体组携带着一种生物生长和发育、遗传和变异的全部遗传信息从物种类型上看每种生物的染色体组都是固定的2.细胞中染色体组数目的判别(1)根据染色体形态判断:细胞内形态、大小相同的染色体有几条,则该细胞中就含有几个染色体组。如图:每种形态的染色体有3条,则该细胞中含有3个染色体组。(2)根据染色体数目和染色体形态数目来推算染色体组数如图:共有8条染色体,染色体形态数(形态大小不相同)为2,所以染色体组数为824(个)。1.果蝇体细胞中共有4对同源染色体,其中3对常染色体,1对性染色体
6、。据下图,请列出果蝇的染色体组的组成。、X或、Y。2.不同生物的一个染色体组中所含的染色体数目相同吗?同种生物的一个染色体组呢?答案不同生物的一个染色体组中所含的染色体数目不一定相同,但同种生物的一个染色体组所含的染色体数目一定相同。3.某生物的体细胞含32条染色体,有8种形态,该生物细胞中含有几个染色体组?写出计算的公式。答案4个。计算公式为:染色体组的数目染色体数/染色体形态数。1.根据图中AH所示的细胞图回答下列问题。(1)细胞中含有一个染色体组的是_图。(2)细胞中含有两个染色体组的是_图。(3)细胞中含有三个染色体组的是_图,它_(一定,不一定)是三倍体。(4)细胞中含有四个染色体组
7、的是_图,它_(可能,不可能)是单倍体。问题导析(1)在细胞内,形态相同的染色体有几条,就含有几个染色体组。(2)在细胞内,含有几个同音字母,就含有几个染色体组。(3)确认是否为单倍体需看发育起点。答案(1)D、G(2)C、H(3)A、B不一定(4)E、F可能一题多变判断正误:(1)一个染色体组内的染色体其形态、大小和功能两两相同。()(2)体细胞中含有一个染色体组的生物是单倍体,含有两个染色体组的生物一定是二倍体。()(3)一个染色体组中不含同源染色体。()(4)体细胞含有两个染色体组的个体不一定是二倍体。()(5)单倍体不一定只含一个染色体组。()答案(1)(2)(3)(4)(5)二、染色
8、体数目变异对性状的影响及其在实践中的应用1.二倍体、多倍体、单倍体的比较二倍体单倍体多倍体来源受精卵发育配子发育受精卵发育概念体细胞中含有两个染色体组的个体体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体染色体组数两个不确定(是正常体细胞染色体组数的一半),一或多个三个或三个以上发育过程例子几乎全部动物和过半数高等植物雄蜂、雄白蚁;玉米、小麦的单倍体等香蕉、马铃薯、普通小麦、无子西瓜等2.单倍体育种与多倍体育种的区别与联系(1)区别单倍体育种多倍体育种原理染色体组数目减半再加倍得到纯种染色体组成倍增加常用方法花药离体培养单倍体植株正常植株秋水仙素处理(或低温诱导)
9、使染色体加倍优点明显缩短育种年限抗逆能力强,器官巨大,产量高和营养成分含量高等优良性状缺点技术复杂一些,需与杂交育种配合适用于植物方面,在动物方面难以操作(2)联系用秋水仙素处理植株使染色体数目加倍,若操作对象是单倍体植株,叫单倍体育种;若操作对象为正常植株,叫多倍体育种。3.多倍体的形成机理4.多倍体育种实例:三倍体无子西瓜的培育(1)两次传粉(2)秋水仙素处理后,新产生的茎、叶、花的染色体数目加倍,而未处理的根细胞中仍为两个染色体组。(3)四倍体植株上结的西瓜,种皮和瓜瓤为四个染色体组,而种子的胚为三个染色体组。(4)三倍体西瓜无子的原因:三倍体西瓜在减数分裂过程中,由于染色体联会紊乱,不
10、能产生正常配子。1.判断下列说法是否正确,并说明理由。(1)二倍体物种所形成的单倍体中,其体细胞中只含有一个染色体组。(2)由四倍体、六倍体生物形成的单倍体,其体细胞中就含有两个或三个染色体组,可称为二倍体或三倍体。(3)含有一个染色体组的生物体一定是单倍体,单倍体一定含有一个染色体组。2.单倍体都高度不育吗?答案单倍体一般高度不育,但有的可育,如四倍体的单倍体就含有2个染色体组,是可育的。2.下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
11、个染色体组C.无子西瓜既没有种皮,也没有胚D.培育无子西瓜通常需要年年制种,用植物组织培养技术可以快速进行无性繁殖问题导析(1)图示无子西瓜的培育中使用的秋水仙素,其机理是抑制纺锤体的形成,从而使染色体完成复制后不能正常移向两极。(2)四倍体植株的体细胞中均含4个染色体组。(3)无子西瓜没有种子,实际操作中会看到发育不完全的种皮,胚是一定没有的。(4)因无子西瓜是三倍体,不能自己繁殖后代,因此需年年制种,可以通过无性繁殖的技术快速繁殖。答案C一题多变填表:三倍体无子西瓜中果实各部分染色体组数: 第一年所结果实第二年所结果实果实位置四倍体植株上三倍体植株上果皮染色体组数43种皮染色体组数43胚染
12、色体组数3无胚乳染色体组数5无三、探究活动:制作并观察根尖染色体加倍的装片1.实验中几种溶液的作用(1)体积分数为95%的酒精体积分数为98%的浓硫酸:固定细胞的形态,解离使细胞分散开。(2)龙胆紫染液:将细胞核中的染色体染色,便于观察染色体的形态。(3)体积分数为70%的酒精:可用于洗去附着在根尖表面的解离液。2.本实验的其他问题(1)低温的作用与秋水仙素的作用基本相似。(2)此实验可通过设置不同的温度来探究温度对植物染色体数目变化的影响。1.讨论必须在洋葱培养出1 cm左右不定根之后才能低温处理的原因。答案若生根前就进行低温处理,低温会抑制细胞代谢,进而抑制根尖分生区的形成,就不会发生根尖
13、分生区的有丝分裂过程。2.实验中先将细胞固定的作用是什么?答案为了能观察到细胞在生活状态下的内部结构,必须先将细胞固定。3.诱导染色体数目变化措施(1)常用的诱导多倍体产生的措施有哪些?答案低温或秋水仙素处理。(2)低温诱导和秋水仙素处理诱导多倍体的作用时期和实质分别是什么?答案二者都是作用于细胞分裂前期,抑制纺锤体的形成。(3)与秋水仙素相比,低温诱导多倍体的形成有哪些优点?答案低温条件容易创造和控制,成本低、对人体无害、易于操作。3.下列关于低温诱导植物染色体数目的变化的实验叙述,不正确的是()A.用低温处理植物分生组织细胞,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
14、箱中,诱导36 hC.95%的酒精98%的浓硫酸溶液浸泡根尖,固定细胞的形态D.装片制作包括解离、漂洗、染色和制片4个步骤问题导析(1)低温诱导的原理是抑制纺锤体的形成。(2)剪下根尖,会使其失去生命力,细胞不再分裂。(3)95%的酒精98%的浓硫酸溶液的作用是固定细胞的形态。(4)制作装片的过程和“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。答案B一题多变(1)本实验需要设对照组吗?对照组对实验材料如何处理?答案实验过程要设对照组。对照组要使大蒜根尖处于常温状态下。(2)若该实验不用洋葱而用干燥的蚕豆,如何来培养根尖?答案把50颗干燥的蚕豆种子浸在清水中一昼夜,使其吸胀
15、萌发,然后放在盛有少量清水的培养皿中培养。 1.下列属于一个染色体组的是()A.体细胞染色体数的一半B.体细胞中的染色体数C.二倍体生物配子中的染色体数D.每一对同源染色体为一个染色体组答案C解析在细胞中,形态和功能各不相同,却携带着控制某种生物生长和发育、遗传和变异的全部信息的一组非同源染色体叫做一个染色体组。2.下列关于单倍体、二倍体、多倍体的叙述,正确的是()A.体细胞中只有一个染色体组的个体才是单倍体B.体细胞中含有两个染色体组的个体一定是二倍体C.六倍体小麦花药离体培养所得个体是三倍体D.八倍体小麦的单倍体有四个染色体组答案D解析单倍体是体细胞中含有本物种配子染色体数的个体,所以单倍
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