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2019-2020年高中生物 第5章 基因突變及其他變異第二節(jié) 染色體變異學(xué)案 必修2 一、學(xué)習(xí)目標(biāo) 1.說出染色體結(jié)構(gòu)變異的基本類型及染色體數(shù)目的變異。 2.進(jìn)行低溫誘導(dǎo)染色體數(shù)目變化的實驗。 二、自學(xué)質(zhì)疑 1.基因能夠發(fā)生突變，那么染色體能不能發(fā)生變化呢？兩者如何區(qū)分？ 2.染色體會發(fā)生什么樣的變化呢？生物的性狀又會發(fā)生什么樣的變化呢？ 說明：大多數(shù)染色體結(jié)構(gòu)的變異對生物是有害的，但也有少數(shù)變異是有利的，人們研究染色體結(jié)構(gòu)的變異可以為生產(chǎn)實踐服務(wù)，也可以為人類健康服務(wù)。 3.觀察教科書圖5-8雌雄果蠅體細(xì)胞的染色體和圖59雄果蠅的染色體組，回答下列問題。 (1)果蠅體細(xì)胞有幾條染色體？幾對常染色體？（答：8條；3對。） (2)Ⅱ號和Ⅱ號染色體是什么關(guān)系？Ⅲ號和Ⅳ號染色體是什么關(guān)系？ （答：同源染色體；非同源染色體。） (3)雄果蠅的體細(xì)胞中共有哪幾對同源染色體？ （答：Ⅱ和Ⅱ，Ⅲ和Ⅲ，Ⅳ和Ⅳ， X和Y。） (4)果蠅的精子中有哪幾條染色體？這些染色體在形態(tài)、大小和功能上有什么特點？這些染色體之間是什么關(guān)系？它們是否攜帶著控制生物生長發(fā)育的全部遺傳信息？ （答：Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y；這些染色體在形態(tài)、大小和功能上各不相同；它們是非同源染色體；它們攜帶著控制生物生長發(fā)育的全部遺傳信息。） (5)如果將果蠅的精子中的染色體看成一組，那么果蠅的體細(xì)胞中有幾組染色體？（答：兩組。） 4.列表比較單倍體、二倍體和多倍體之間的異同。 多倍體育種 單倍體育種 原理 染色體組成倍增加 染色體組成倍減少，再加倍后得到純種(指每對染色體上成對的基因都是純合的) 常用方法 秋水仙素處理萌發(fā)的種子、幼苗 花藥的離體培養(yǎng)后，人工誘導(dǎo)染色體加倍 優(yōu)點 器官大，提高產(chǎn)量和營養(yǎng)成分 明顯縮短育種年限 缺點 適用于植物，在動物方面難以開展 技術(shù)復(fù)雜一些，須與雜交育種配合 思考：（1）一倍體一定是單倍體嗎？單倍體一定是一倍體嗎？ （答：一倍體一定是單倍體；單倍體不一定是一倍體。） 一倍體只含有一個染色體組，肯定是單倍體，但單倍體不一定只含有一個染色體組，因此，不一定是一倍體。 （2）二倍體物種所形成的單倍體中，其體細(xì)胞中只含有一個染色體組，這種說法對嗎？為什么？ （答：對，因為在體細(xì)胞進(jìn)行減數(shù)分裂形成配子時，同源染色體分開，導(dǎo)致染色體數(shù)目減半。） （3）如果是四倍體、六倍體物種形成的單倍體，其體細(xì)胞中就含有兩個或三個染色體組，我們可以稱它為二倍體或三倍體，這種說法對嗎？ （答：不對，盡管其體細(xì)胞中含有兩個或三個染色體組，但因為是正常的體細(xì)胞的配子所形成的物種，因此，只能稱為單倍體。） （4）單倍體中可以只有一個染色體組，但也可以有多個染色體組，對嗎？ （答：對，如果本物種是二倍體，則其配子所形成的單倍體中含有一個染色體組；如果本物種是四倍體、六倍體等多倍體，則其配子所形成的單倍體含有兩個或兩個以上的染色體組。） 說明：區(qū)分的關(guān)鍵是判斷生物體是由受精卵還是由配子發(fā)育而成的。由受精卵發(fā)育而成的個體，含有幾個染色體組就是幾倍體；由配子直接發(fā)育而成的生物個體，不管含有幾個染色體組，都只能稱做單倍體。 1.多倍體育種可以用下列的流程圖表示。 2.單倍體育種的教學(xué)可采用實例分析并結(jié)合流程圖的方法。例如，假設(shè)體細(xì)胞的基因型為AaBb，育種過程中基因型的變化如下圖所示。 4. “低溫誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目的變化”的實驗。與用秋水仙素處理有哪些優(yōu)點？ 與秋水仙素相比，低溫條件容易創(chuàng)造和控制，成本低、對人體無害、易于操作。但通過顯微鏡觀察時，只能觀察到染色體數(shù)目的增加，增加的具體數(shù)目不容易確定。 3.填表比較豌豆、普通小麥、小黑麥的體細(xì)胞和配子中的染色體數(shù)、染色體組數(shù)，并注明他們分別屬于幾倍體生物 體細(xì)胞 中的染 色體數(shù) 配子 中的染 色體數(shù) 體細(xì)胞 中的染 色體組數(shù) 配子中 的染色 體組數(shù) 屬于幾 倍體生物 豌豆 14 7 2 1 二倍體 普通小麥 42 21 6 3 六倍體 小黑麥 56 28 8 4 八倍體 拓展題：人們平常食用的西瓜是二倍體，在二倍體西瓜的幼苗期，用秋水仙素處理，可以得到四倍體的植株，然后，用四倍體的植株作母本，用二倍體西瓜作父本，進(jìn)行雜交，得到的種子細(xì)胞含有三個染色體組，把這些種子種下去，就會長出三倍體植株。請回答下列問題： 1.為什么以一定濃度的秋水仙素溶液滴在二倍體的幼苗的芽尖？ 西瓜幼苗的芽尖是有絲分裂旺盛的地方，用秋水仙素處理有利于抑制細(xì)胞有絲分裂時形成紡錘體，從而形成四倍體西瓜植株。 2.獲得四倍體西瓜緣何要和二倍體西瓜雜交？你能說出產(chǎn)生多倍體的基本途徑嗎？ 雜交可以獲得三倍體植株。多倍體產(chǎn)生的途徑為：秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗。 3.三倍體西瓜為什么沒有種子？真的一粒也沒有嗎？ 三倍體植株不能進(jìn)行正常的減數(shù)分裂形成生殖細(xì)胞，因此，不能形成種子。但并不是絕對一顆種子都沒有，其原因是在進(jìn)行減數(shù)分裂時，有可能形成正常的卵細(xì)胞。 4.每年都要制種，很麻煩，有沒有別的替代方法？ 有其他的方法可以替代。方法一，進(jìn)行無性繁殖。將三倍體西瓜植株進(jìn)行組織培養(yǎng)獲取大量的組培苗，再進(jìn)行移栽。方法二，利用生長素或生長素類似物處理二倍體未受粉的雌蕊，以促進(jìn)子房發(fā)育成無種子的果實，在此過程中要進(jìn)行套袋處理，以避免受粉。 課堂檢測： 1．下列不屬于基因突變引起的變異是（ ） A.果蠅的白眼 B.血友病 C.短腿安康羊 D.貓叫綜合征 2.四倍體的曼陀羅有48條染色體，該植物體細(xì)胞中的每個染色體組的染色體數(shù)目為 ( ) A.48 B.24 C.12 D.4 3、用馬鈴薯的花藥離體培養(yǎng)出的單倍體植株，可以正常地進(jìn)行減數(shù)分裂，用顯微鏡可以觀察到染色體兩兩配對形成12對。據(jù)此現(xiàn)象可推知產(chǎn)生該花藥的馬鈴薯是（ ） A． 三倍體 B．二倍體 C．四倍體 D．六倍體 4、水稻的某3對相對性狀，分別由位于非同源染色體上的3對等位基因控制。利用它的花藥進(jìn)行離體培養(yǎng)，再用濃度適當(dāng)?shù)那锼伤靥幚怼＝?jīng)此種方法培育出的水稻植株，其表現(xiàn)型最多可有（ ） 　　A．l種 B．4種 C．8種 D．16種 5、用四倍體西瓜與二倍體西瓜雜交所得的子一代植株開化后，經(jīng)適當(dāng)處理，則（ ） 　A．能產(chǎn)生正常配子，結(jié)出種子形成果實 B．結(jié)出的果實為五倍體 C．不能產(chǎn)生正常配子，但可形成無籽西瓜 D．結(jié)出的果實為三倍體 7．下列過程一定能夠?qū)е翫NA分子結(jié)構(gòu)發(fā)生改變的是 A．基因突變 B．基因工程 C．染色體變異 D．同源染色體的非姐妹單體互換 18．“酶”是一種能催化生化反應(yīng)的有機(jī)物(主要是蛋白質(zhì))。科學(xué)家人工合成了五種不同長度的酶X，并分別測定其酶活性，如下圖： (酶X總長為419個氨基酸，圖中數(shù)目代表氨基酸的編號，例如86～419代表此蛋白質(zhì)含酶X的第86號氨基酸到第419號氨基酸)依據(jù)實驗結(jié)果，酶X分子中具有活性的部分是 A．第196號氨基酸到第419號氨基酸 B．第1號氨基酸到第43號氨基酸 C．第44號氨基酸到第196號氨基酸 D．第197號氨基酸到第302號氨基酸 【答案】C 20．一個雙鏈DNA的區(qū)域如下圖。短線注出的省略部分是非特異范圍： 如果方框中的DNA片段經(jīng)過倒位變化，那么其正確描繪是哪一個 （ C ） 存在疑問：