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2019-2020年八年級(jí)生物新人教版生物的變異(II) ●教學(xué)過程 ［導(dǎo)課］ 上節(jié)課我們學(xué)習(xí)了染色體組、二倍體、多倍體、單倍體等重要概念。多倍體是怎樣形成的呢？單倍體具有什么樣的特點(diǎn)呢？這些知識(shí)在實(shí)踐中有何應(yīng)用價(jià)值呢？這就是我們?cè)诒竟?jié)課要了解的內(nèi)容。 ［教學(xué)目標(biāo)達(dá)成］ 1.投影展示提綱（一） 學(xué)生根據(jù)提綱（一）閱讀教材。 提問：多倍體的自然成因是什么？具有什么特點(diǎn)？（回答：略） 投影展示：二倍體草莓、多倍體草莓的圖片。 看圖可知，多倍體植物各器官均較二倍體大，果實(shí)中含營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)多。如四倍體水稻的干粒重是二倍體水稻的兩倍，蛋白質(zhì)含量提高了5%~15%，可見多倍體有較高的應(yīng)用價(jià)值。 下面，我們以三倍體西瓜的培育過程為例，學(xué)習(xí)多倍體在實(shí)踐中的應(yīng)用。 師生根據(jù)P49圖示學(xué)習(xí)、討論三倍體無籽西瓜的培育過程。并板書出其染色體的情況：　　 歸納總結(jié)多倍體知識(shí)，補(bǔ)充提綱（一）為（一）′ 剛才，我們歸納了多倍體的有關(guān)知識(shí)，明確了采用人工誘導(dǎo)多倍體來獲得多倍體，可以應(yīng)用在育種上，培育新品種。那么，單倍體的情況又是怎樣的呢？請(qǐng)同學(xué)們依據(jù)提綱（一）閱讀教材，思考以下問題： （1）單倍體的自然成因是什么？ （2）單倍體的特點(diǎn)有哪些？ （3）單倍體在育種上有什么意義？ 2.在學(xué)生閱讀、思考、討論的基礎(chǔ)上根據(jù)大綱歸納總結(jié)單倍體的有關(guān)知識(shí)： 講述：多倍體和單倍體在人工誘導(dǎo)育種上都有很重要的意義，目前許多國(guó)家利用多倍體和單倍體育種方面均取得很大的成果。 ［教學(xué)目標(biāo)鞏固］ 1.單倍體本身無利用價(jià)值，但在育種上卻有其特殊的意義，這是因?yàn)橛没ㄋ庪x體培養(yǎng)獲得單倍體。單倍體植株經(jīng)秋水仙素處理后，染色體不僅可以恢復(fù)到正常水平，而且可獲得純合體。 2.培育多倍體的方法有很多種，如：溫度劇變、射線處理、藥物處理等。其中最常用而且最有效的方法，是用秋水仙素來處理萌發(fā)的種子或幼苗。 3.用四倍體西瓜植株作母本，二倍體西瓜植株作父本進(jìn)行雜交，結(jié)出西瓜的果皮細(xì)胞、種子的種皮細(xì)胞、胚細(xì)胞的染色體組數(shù)依次為 A.4、3、3　　 B.4、2、3　　 C.3、4、3　　 D.4、4、3 分析：在結(jié)出西瓜的過程中，子房壁形成果皮，珠被發(fā)育成種皮。子房壁細(xì)胞和珠被細(xì)胞都屬于體細(xì)胞，與其母本——四倍體西瓜植株細(xì)胞內(nèi)的染色體數(shù)目相同，即為四個(gè)染色體組，胚是由受精卵發(fā)育而來的，胚細(xì)胞內(nèi)的染色體應(yīng)是精子和卵細(xì)胞的染色體的總和，即為三個(gè)染色體組。 答案：D 4.基因型為AABBCC的豌豆與aabbcc的豌豆雜交產(chǎn)生的F1，用秋水仙素處理幼苗后得到的植株是 A.二倍體 B.三倍體 C.四倍體 D.六倍體 分析：基因型為AABBCC的豌豆與aabbcc的豌豆，其體細(xì)胞中有兩個(gè)染色體組，所以F1是二倍體，用秋水仙素處理，能夠引起細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目加倍，即由原來的二倍體變?yōu)樗谋扼w。 答案：C 5.蘿卜體細(xì)胞內(nèi)有9對(duì)染色體，白菜體細(xì)胞內(nèi)也有9對(duì)染色體，將蘿卜和白菜雜交得到的種子，一般是不育的，但經(jīng)過培育后長(zhǎng)成了能開花結(jié)籽的新作物，這種作物最少含有染色體數(shù)為 A.9 B.18 C.36 D.72 分析：蘿卜和白菜是屬于兩個(gè)物種，其染色體不同。二者雜交后得的種子一般不育是因?yàn)榉N子內(nèi)無同源染色體。要想使雜交種子可育，必須讓其染色體加倍，細(xì)胞內(nèi)出現(xiàn)了同源染色體，才能進(jìn)行減數(shù)分裂產(chǎn)生生殖細(xì)胞，能夠開花結(jié)籽。 答案：C ［結(jié)課］ 我們用兩課時(shí)學(xué)習(xí)了染色體的變異。其中最重要的內(nèi)容是染色體數(shù)目的變異。 大多數(shù)染色體結(jié)構(gòu)變異對(duì)生物體是不利的，有的甚至導(dǎo)致生物體死亡。個(gè)別染色體的增加或減少也會(huì)引起生物性狀的改變，甚至導(dǎo)致生物體死亡。 多倍體在植物界較為多見，它比普通二倍體植株的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值更高一些。單倍體植株在自然界用處不大。但是多倍體和單倍體在育種方面起到了非常重要的意義。 ［布置作業(yè)］ P50復(fù)習(xí)題：二。 ●板書設(shè)計(jì) 第四節(jié)　生物的變異 （三）染色體倍數(shù)與育種 1.多倍體與育種 2.單倍體與育種 ●備課資料 一、近10年高考生物學(xué)實(shí)驗(yàn)題的特點(diǎn)與生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué) 隨著高考內(nèi)容改革和素質(zhì)教育的深入，對(duì)考生的能力和素質(zhì)也提出了更高要求。近10年來，高考生物學(xué)試題中側(cè)重實(shí)驗(yàn)的題量增大，突出了生物學(xué)是實(shí)驗(yàn)科學(xué)這一特征。當(dāng)前生物學(xué)教材改革和高考要求，為改進(jìn)和加強(qiáng)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)提供了思考的內(nèi)容。 xx年開始恢復(fù)生物學(xué)高考，按照教育部教學(xué)［xx］3號(hào)文件精神，新一輪高考改革的難點(diǎn)和重點(diǎn)是高考內(nèi)容改革，內(nèi)容改革的任務(wù)之一就是在總體上更加注重對(duì)考生能力和素質(zhì)的考查。生物科高考《考試說明》（xx年）提出了對(duì)考生的6項(xiàng)能力要求，其中之一就是能使用恰當(dāng)?shù)姆椒?yàn)證簡(jiǎn)單的生物學(xué)事實(shí)，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行解釋和分析。這項(xiàng)能力要求包括兩個(gè)方面，一是考生能夠設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的生物學(xué)實(shí)驗(yàn)，二是考生能夠?qū)?shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析和解釋。生物學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)，毫無疑問，高考生物學(xué)試題中將會(huì)體現(xiàn)這一特征。近10年來，高考生物學(xué)試卷中，涉及實(shí)驗(yàn)范圍的題目份量較大，約占全卷總分的10%左右，近3年更接近或超過30%。見下表： xx~xx年生物學(xué)試卷實(shí)驗(yàn)題分布情況 年份 選擇題號(hào) 非選擇題號(hào) 分?jǐn)?shù) 占試卷總分的比例（%） 1990 6、26、27 36、41 12 17 1991 10 36 5 7 1992 20 32、33 13 18.6 1993 9、27 29 8 11.4 1994 3、5、16 29、30、38 10 14 xx 15、17、19、29、30、34 44、45、47、48 43 28.7 xx 3、19、20、28 36、38、40、42、44 49 32.7 xx 5、15、27、29 34、35、36、37、38 49 32.7 因此，重視和做好生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)是十分必要的。 1.近10年來，高考生物學(xué)實(shí)驗(yàn)題的特點(diǎn)和趨勢(shì) （1）生物學(xué)實(shí)驗(yàn)題的特點(diǎn) ①通過實(shí)驗(yàn)，考查使用恰當(dāng)專業(yè)術(shù)語闡述學(xué)過的生物學(xué)現(xiàn)象、方法、原理　這類型題，通過對(duì)考生掌握生物學(xué)術(shù)語的情況進(jìn)行考查，從而了解考生對(duì)生物學(xué)知識(shí)的掌握程度。題目多限于考查識(shí)記能力。例：1990年的第6、26題，1991年的第10題，1992年的第20題，1993年的第9、27題，1994年的第3、5、16、38題，xx年的第15、18題等，xx年的第19、20題等，xx年的第15、29題。 ②考查實(shí)驗(yàn)的基本常識(shí)和技能　這類型題，主要考查對(duì)生物學(xué)課本中常見實(shí)驗(yàn)的基本常識(shí)（如實(shí)驗(yàn)對(duì)象的形態(tài)、結(jié)構(gòu)）和基本技能（如顯微鏡使用、裝片制作、繪圖等）的掌握情況。例：1990年的第36題（2），xx年的第3題，xx年的第27題、36題（1）（2）。 ③考查實(shí)驗(yàn)的過程、原理、現(xiàn)象和結(jié)果　此類型題主要考查考生對(duì)實(shí)驗(yàn)過程、原理的理解能力，對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的解釋和分析能力以及對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析、歸納能力。如實(shí)驗(yàn)步驟是否合理、實(shí)驗(yàn)方案是否科學(xué)、材料試劑是否正確等。例：1990年的第36題（1），1991年的第36題，1993年的第29題，1994年的第29、30題，xx年的第44題，xx年的第35、38題。 ④通過實(shí)驗(yàn)，運(yùn)用圖表等各種表達(dá)形式準(zhǔn)確描述生物學(xué)現(xiàn)象　此類型題，要求考生對(duì)生物學(xué)常用圖表所表達(dá)的內(nèi)容和含義能正確理解及在此基礎(chǔ)上，準(zhǔn)確描述生物學(xué)現(xiàn)象?？疾榭忌诶斫夂头治鏊缴系恼J(rèn)知能力和對(duì)生物學(xué)知識(shí)的掌握情況。例：1990年的第27題，1992年的第32題，xx年的第29、45、47題，xx年的第40、42、44題，xx年的第5題。 ⑤通過結(jié)合生產(chǎn)、生活中的實(shí)驗(yàn)來分析一些生物學(xué)問題　此類型題，往往結(jié)合新的問題情境，使考生在這一情境中運(yùn)用所學(xué)的生物學(xué)知識(shí)或原理來解決問題，對(duì)考生認(rèn)知能力提出了一個(gè)較高的要求。例：1990年的第41題，1992年的第33、34題，xx年的第47題，xx年的第36、38題，xx年的第36、39題。 ⑥利用掌握的課本內(nèi)容，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)　此類型題，考查學(xué)生的綜合知識(shí)，xx年以前的高考生物學(xué)試卷極少涉及。xx年，江蘇、浙江、山西和吉林4省的理科綜合試卷首次出現(xiàn)了一道開放性的實(shí)驗(yàn)題。題目涉及實(shí)驗(yàn)思路和方案的設(shè)計(jì)。xx年生物學(xué)高考廣東、河南卷第37題首次出現(xiàn)。要求考生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來證明存在某種“物質(zhì)”，內(nèi)容涉及實(shí)驗(yàn)操作的步驟、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)論，該題答對(duì)率很低。暴露出實(shí)驗(yàn)教學(xué)中重結(jié)果、不重科學(xué)思維過程培養(yǎng)的弊端。 （2）高考生物學(xué)實(shí)驗(yàn)題的趨勢(shì)　高考生物科命題的指導(dǎo)思想是：有助于高校選拔人才和中學(xué)實(shí)驗(yàn)素質(zhì)教育；考查考生生物學(xué)的基本知識(shí)和能力，同時(shí)考慮生物學(xué)的特點(diǎn)和發(fā)展趨勢(shì)。在這一指導(dǎo)思想下，命題將由知識(shí)立意轉(zhuǎn)向能力立意。今后高考生物學(xué)實(shí)驗(yàn)題的趨勢(shì)，仍將會(huì)有以下3個(gè)主要特點(diǎn)： ①考查實(shí)驗(yàn)的基本知識(shí)和技能。包括實(shí)驗(yàn)的過程、原理、現(xiàn)象和結(jié)果；運(yùn)用恰當(dāng)生物學(xué)術(shù)語闡述生物學(xué)現(xiàn)象、原理和方法。 ②創(chuàng)設(shè)新情景，聯(lián)系生產(chǎn)、生活實(shí)際，利用圖、表、曲線和數(shù)據(jù)等表達(dá)形式，考查學(xué)生掌握生物學(xué)知識(shí)的情況。 ③培養(yǎng)創(chuàng)新能力，考查學(xué)生科學(xué)思維的過程，涉及實(shí)驗(yàn)的思路和實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)等內(nèi)容的開放性實(shí)驗(yàn)題將會(huì)加強(qiáng)。 2.生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)策略 高考生物學(xué)仍然以對(duì)生物學(xué)基本知識(shí)的考查為立足點(diǎn)。因此，在教學(xué)過程中，不能忽視對(duì)生物學(xué)基本知識(shí)的學(xué)習(xí)和積累，離開了知識(shí)的積累，能力就很難形成。近3年生物學(xué)高考中，側(cè)重實(shí)驗(yàn)的題型大量出現(xiàn)。以往題目多考查學(xué)生分析、解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)果的能力。xx年廣東、河南卷涉及實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)，體現(xiàn)了素質(zhì)教育的創(chuàng)新能力要求，考查學(xué)生運(yùn)用知識(shí)解決問題的能力以及對(duì)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的一般思維方法和操作方法的理解。因此，在生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)中，除了要求學(xué)生掌握基本知識(shí)、基本技能外，還應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： （1）重視傳授生物學(xué)技能和科學(xué)的實(shí)驗(yàn)方法　無論是演示實(shí)驗(yàn)還是學(xué)生實(shí)驗(yàn)，教師都應(yīng)在講授實(shí)驗(yàn)過程的同時(shí)，逐漸教給學(xué)生如何根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模贫▽?shí)驗(yàn)方案，選擇最適宜的材料，配置相應(yīng)的藥品儀器，確定最佳的實(shí)驗(yàn)方法。最后進(jìn)行資料、數(shù)據(jù)的整理，分析結(jié)論。久而久之，學(xué)生就能夠得到比較系統(tǒng)的科學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本方法。例：給你1只青蛙和必需的實(shí)驗(yàn)用具，設(shè)計(jì)1個(gè)合理的實(shí)驗(yàn)方案，完成下列實(shí)驗(yàn)：A.鑒定骨的成分；B.觀察蛙腸系膜血液流動(dòng)；C.觀察蛙心臟的節(jié)律性搏動(dòng)；D.觀察蛙骨的結(jié)構(gòu)；E.觀察脊蛙的反射。教師引導(dǎo)學(xué)生，從實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮筒襟E分析上述各實(shí)驗(yàn)：A、D需要分離取用蛙的股骨，B、C都需要破壞蛙的腦和脊髓，B要剖腹取腸系膜，C要剪開胸部部分，E需要破壞腦、保留脊髓、紙片貼胸腹部。因此，綜合分析得出完整合理的實(shí)驗(yàn)方案，順序?yàn)椋篍→B→C→D→A。 此外，也可說明實(shí)驗(yàn)的目的或產(chǎn)生的結(jié)果，啟發(fā)學(xué)生應(yīng)用所學(xué)原理形成設(shè)計(jì)思路和具體的實(shí)驗(yàn)步驟。例：驗(yàn)證植物的光合作用必需光。教師啟發(fā)學(xué)生：這一實(shí)驗(yàn)首先考慮用什么原則？用什么方法才能實(shí)現(xiàn)？遮光前應(yīng)對(duì)天竺葵進(jìn)行哪種處理：一直進(jìn)行光照還是暫停光照兩三天？教師通過層層分析引導(dǎo)，學(xué)生最后得出實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路：把盆栽天竺葵置于黑暗中一晝夜，把一些葉片部分進(jìn)行遮光（上下兩面）處理，然后移至光下照射，幾小時(shí)后，去掉遮光紙片，摘下葉片，置于小燒杯酒精中加熱脫色，清水漂洗后，滴加碘液，驗(yàn)證結(jié)果。 （2）認(rèn)真做好演示實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)觀察、分析問題能力　在演示實(shí)驗(yàn)前使學(xué)生明確，通過這次觀察，應(yīng)當(dāng)了解什么，解決什么問題，設(shè)法造成懸念，激發(fā)學(xué)生觀察意欲。演示時(shí)，可先演示后總結(jié)概念或原理。例：觀察根對(duì)礦質(zhì)元素離子的交換吸附現(xiàn)象。演示完畢后，引導(dǎo)學(xué)生思考：選用亞甲基藍(lán)和氯化鈣等藥品的目的和原則是什么？為什么經(jīng)亞甲基藍(lán)處理的根要用蒸餾水沖洗？可否用自來水或礦泉水代替？既然已證明根可吸附亞甲基藍(lán)陽離子為何還要把藍(lán)色的根放入CaCl2溶液中？為何同時(shí)將一半藍(lán)色根放入等量的蒸餾水中？最后總結(jié)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模阂詿o毒、有色的離子吸附到根上和被交換到根外的現(xiàn)象，驗(yàn)證根細(xì)胞吸附礦質(zhì)元素離子的實(shí)驗(yàn)情況。演示時(shí)，還可以先講原理后演示。 （3）挖掘教材中生物學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維能力　在生物學(xué)教材中，不少章節(jié)內(nèi)容是通過實(shí)驗(yàn)來介紹生物學(xué)知識(shí)的。如：高二生物《必修》中生長(zhǎng)素的發(fā)現(xiàn)過程及其作用，教師在講授時(shí)，應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)分析前輩的研究思路，有意識(shí)地了解如何根據(jù)研究目的，把學(xué)過的知識(shí)、實(shí)驗(yàn)技能經(jīng)過思維加工，運(yùn)用科學(xué)的實(shí)驗(yàn)方法，制定實(shí)驗(yàn)方案，從而提高學(xué)生的思維能力。以“生長(zhǎng)素發(fā)現(xiàn)”為例說明： 從生長(zhǎng)素發(fā)現(xiàn)的過程中，可以學(xué)習(xí)到前人的科學(xué)思維方法：從現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)提出問題，層層深入分析論證問題，最后解決問題。還可以學(xué)習(xí)到科學(xué)家百折不撓的探索精神。 總之，教師在開展實(shí)驗(yàn)課教學(xué)的過程中，如能注重知識(shí)的傳授，積極加強(qiáng)學(xué)法指導(dǎo)和能力的培養(yǎng)，對(duì)學(xué)生的終生學(xué)習(xí)必將受益。 二、秋水仙素的誘變?cè)? 秋水仙素（C22H25O6N）是1937年發(fā)現(xiàn)的，是從百合科植物秋水仙的種子和球莖中提取出來的一種植物堿。它是白色或淡黃色的粉末或針狀結(jié)晶，易溶于冷水、酒精和氯仿，難溶于熱水、乙醚等，熔點(diǎn)155℃。一般多使用它的水溶液。實(shí)驗(yàn)表明，有效的誘變濃度是0.0006%~1.6%，以0.2%的濃度誘變效果最好。此藥有劇毒，在應(yīng)用時(shí)要特別注意。 秋水仙素是誘導(dǎo)多倍體效果最好的藥劑之一。它的作用機(jī)理是：當(dāng)細(xì)胞進(jìn)行分裂時(shí)，一方面能使染色體的著絲點(diǎn)延遲分裂，于是已復(fù)制的染色體兩條單條分離，而著絲點(diǎn)仍點(diǎn)連在一起，形成“X”形染色體圖像（稱為C——有絲分裂，即秋水仙效應(yīng)有絲分裂）；另一方面是引起分裂中期的紡錘絲斷裂，或抑制紡錘體的形成，結(jié)果到分裂后期染色體不能移向兩極，而重組成一個(gè)雙倍性細(xì)胞核。這時(shí)，細(xì)胞加大而不分裂，或者分裂成一個(gè)無細(xì)胞核的子細(xì)胞和一個(gè)有雙倍性細(xì)胞核的子細(xì)胞。經(jīng)過一個(gè)時(shí)期以后，這種染色體數(shù)目加倍了的細(xì)胞再分裂增長(zhǎng)時(shí)，就構(gòu)成了雙倍性的細(xì)胞和組織。 三、蜜蜂中雄蜂是單倍體，為什么能形成正常的雄性配子 雄蜂是蜂群中的雄性個(gè)體，這是由未受精的卵細(xì)胞發(fā)育而成的，它屬于單倍體。雄蜂形成的配子仍為正常蜂體細(xì)胞中染色體的一半，這是因?yàn)樵谶M(jìn)化過程中它們的減數(shù)分裂已有了變化，其實(shí)是把減數(shù)第一次分裂省略了，所以形成的配子仍為單倍體。 四、非整倍體 是在細(xì)胞減數(shù)分裂時(shí)偶然發(fā)生的染色體不配對(duì)、不分離、分離延遲或其他原因引起的。如某對(duì)同源染色體在減數(shù)分裂時(shí)不配對(duì)或不分離，則在減數(shù)第一次分裂的后期就可能同時(shí)進(jìn)入到一個(gè)次級(jí)性母細(xì)胞中去，必然形成比正常配子多一條染色體的配子（n+1）和比正常配子少一條染色體的配子（n－1）。這些配子與正常的配子結(jié)合或它們相互結(jié)合時(shí)，就形成各種非整倍體（單體、缺體、三體、四體、雙三體等）。 單體是由不正常的n－1配子和正常的n配子結(jié)合產(chǎn)生的，合子的染色體數(shù)可用2n－1來表示。由于減數(shù)分裂時(shí)有一個(gè)染色體不能配對(duì)而單獨(dú)存在，所以叫做單體。 缺體是缺少同一個(gè)同源染色體的n－1配子和n－1配子結(jié)合產(chǎn)生的，合子的染色體數(shù)可用2n－2表示。因?yàn)槿鄙僖粚?duì)同源染色體，所以叫做缺體。 三體是正常的n配子與不正常的n+1配子結(jié)合產(chǎn)生的，合子的染色體數(shù)可以用2n+1表示。因?yàn)槟骋粚?duì)同源染色體多出了一條，所以叫做三體。 四體和雙三體是n+1配子和n+1配子結(jié)合產(chǎn)生的。如果增加的染色體在雌雄配子中是同源染色體，受精形成的合子就是四體，用2n+2表示；如果增加的染色體在雌雄配子中是非同源染色體，受精形成的合子就是雙三體，用2n+1+1表示。 五、染色體結(jié)構(gòu)變異機(jī)理的探討 （一）斷裂——重接假說 1931年由L.J.斯塔德勒（L.J.）提出該假說，這一假說認(rèn)為導(dǎo)致染色體結(jié)構(gòu)改變的原發(fā)損傷是斷裂。這種斷裂可以自發(fā)地產(chǎn)生，也可以是誘變因子作用的結(jié)果。斷裂的后果是：絕大多數(shù)（90%~99%）通過修復(fù)在原處重新愈合，所以在細(xì)胞學(xué)上無從辨認(rèn)。另外是兩個(gè)不同的斷裂處重新連接，稱為重接，因而使染色體發(fā)生結(jié)構(gòu)畸變。還有一種情況是斷裂端依然游離，即末端缺失，成為染色體結(jié)構(gòu)的一種穩(wěn)定狀態(tài)。 （二）互換假說 1959年由S.H.萊佛爾提出，他認(rèn)為導(dǎo)致染色體結(jié)構(gòu)畸變的根本原因是染色體上具有不穩(wěn)定部位，所有結(jié)構(gòu)畸變都是兩個(gè)相鄰很近的不穩(wěn)定部位之間互換的結(jié)果?；Q的發(fā)生可以分為兩個(gè)階段：一是不穩(wěn)定部位斷裂后繼發(fā)的較穩(wěn)定狀態(tài)，稱為互換起始。二是機(jī)械的互換和連接過程。如果兩個(gè)原發(fā)的損傷不能相互作用，這些損傷就可以被修復(fù)?！　? 六、單倍體的類型 單倍體是指體細(xì)胞中含有本物種配子染色體數(shù)目的個(gè)體。也就是說，配子和配子未經(jīng)受精作用直接發(fā)育而成的生物體都是單倍體。但是，根據(jù)單倍體細(xì)胞中所含染色體組數(shù)目的不同，單倍體又可分為：①一倍單倍體，即體細(xì)胞內(nèi)只含有一個(gè)染色體組的生物體。②二倍單倍體，即體細(xì)胞內(nèi)含有兩個(gè)染色體組的生物體。③多倍單倍體，即體細(xì)胞內(nèi)含有3個(gè)或3個(gè)以上染色體組的生物體，等等。 七、自然界中的無籽果實(shí)是怎樣形成的 自然界之中的香蕉、蜜柑、葡萄的某些品種，君遷子、小棗等的品種能夠結(jié)出無籽果實(shí)。這些無籽果實(shí)的植物祖先與其他植物一樣是靠種子來傳播的。由于在生長(zhǎng)發(fā)育的過程中，受大自然中各種生態(tài)因素的綜合影響如溫度的驟變、各種射線的誘導(dǎo)等，①植株或枝條發(fā)生突變，②使得減數(shù)分裂不正常，由未經(jīng)減數(shù)分裂的性原細(xì)胞與正常的配子結(jié)合而形成的，香蕉的形成過程就是如此。人類在實(shí)踐活動(dòng)中，發(fā)現(xiàn)了這些無籽果實(shí)，采用營(yíng)養(yǎng)繁殖的方法栽培和保存下來；經(jīng)過人工選擇和逐代積累，則形成了現(xiàn)在自然界中的無籽果實(shí)。 自然界中形成的無籽果實(shí)在發(fā)育過程中，不需要外源生長(zhǎng)素。這是由于這些無籽果實(shí)品種在開花后期子房發(fā)育，能夠合成大量生長(zhǎng)素。據(jù)分析測(cè)定，同一種植物的無籽品種的子房中生長(zhǎng)素含量較有籽的高，如一種柑橘（含種子）的生長(zhǎng)素含量為0.58 μg/1 kg鮮重，而無籽品種的柑橘生長(zhǎng)素含量為2.3 μg/1 kg鮮重。 八、典型例題分析 ［例1］下列關(guān)于單倍體敘述正確的是 ①單倍體只含有一個(gè)染色體組?、趩伪扼w只含有一個(gè)染色體?、蹎伪扼w是含有本物種配子染色體數(shù)的個(gè)體　④單倍體只含一對(duì)同源染色體?、菸词芫呐渥影l(fā)育成的個(gè)體是單倍體 A.①⑤　 B.③⑤　 C.②③　 D.④⑤ 分析：不同生物的單倍體細(xì)胞中染色體數(shù)目是不同的。只要其體細(xì)胞中染色體數(shù)目與本物種配子中染色體數(shù)目相同，即為單倍體。由于單倍體的染色體組成與配子相同，配子是減數(shù)分裂的產(chǎn)物（分裂過程中同源染色體分離），所以單倍體細(xì)胞中通常不含有同源染色體。未受精的配子發(fā)育的個(gè)體，其體細(xì)胞染色體數(shù)目與配子染色體數(shù)目相同，符合單倍體的要求。 答案：B ［例2］蘿卜和甘藍(lán)雜交，能得到的種子一般是不育的，但偶然發(fā)現(xiàn)個(gè)別種子種下去后可以產(chǎn)生能育的后代，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是 A.基因自由組合 B.染色體結(jié)構(gòu)變異 C.基因突變 D.染色體加倍 分析：此題主要考查雜交不育的主要原因和染色體變異多倍體的概念。在一般情況下，不同種的生物進(jìn)行雜交是不能成功的，即使成功了，后代也是不育的。不育的主要原因是雜種體細(xì)胞內(nèi)的染色體來自不同種的生物，因而沒有同源染色體。在生殖過程中，由于沒有同源染色體，造成無法聯(lián)會(huì)或聯(lián)會(huì)紊亂，不能產(chǎn)生生殖細(xì)胞，所以雜種是不育的。 分析題意得，蘿卜和甘藍(lán)雜交，后代種子發(fā)育成的個(gè)體，體細(xì)胞中無同源染色體，因此后代植株在生殖過程中是不育的，有個(gè)別種子種下去能產(chǎn)生可育的后代，其原因是染色體經(jīng)過加倍，出現(xiàn)同源染色體的緣故。 答案：D ［例3］用基因型為AaBb的玉米花藥培養(yǎng)出來的單倍體幼苗，經(jīng)過染色體加倍后，培養(yǎng)成多倍體純合子的過程如圖示： （1）進(jìn)行①的生理過程是______，②可能的基因型是______。 （2）③過程叫做______，這個(gè)過程需要在一定的______上進(jìn)行。 （3）進(jìn)行④過程用的化學(xué)藥劑是______，這個(gè)過程叫做______。 分析：此題主要考查單倍體育種的過程及其相關(guān)知識(shí)。 （1）根據(jù)題意可知，該玉米體細(xì)胞的基因型為AaBb?；ㄋ幹械幕ǚ凼求w細(xì)胞經(jīng)減數(shù)分裂產(chǎn)生的，其染色體數(shù)是體細(xì)胞的一半，其配子的基因型根據(jù)自由組合定律可知為：AB、Ab、aB、ab四種。 （2）植物的花粉具有細(xì)胞的全能性，即不形成受精卵也可在一定的培養(yǎng)基上單獨(dú)發(fā)育成完整的植物體，但該植物體的染色體數(shù)目?jī)H相當(dāng)于本物種配子的染色體數(shù)，所以稱該植物體為單倍體。這種培育方法叫花藥離體培養(yǎng)，也叫植物組織培養(yǎng)。 （3）單倍體幼苗的基因型為AB、Ab、aB、ab。用秋水仙素可以誘導(dǎo)其染色體數(shù)目加倍（原理是抑制細(xì)胞有絲分裂過程中紡錘體的形成），加倍后的植物體細(xì)胞基因型為AABB、AAbb、aaBB、aabb，并且全部為純合子，這一步驟叫人工誘導(dǎo)多倍體。 答案：（1）減數(shù)分裂　AB、Ab、aB、ab?。?）花藥離體培養(yǎng)　培養(yǎng)基?。?）秋水仙素　人工誘導(dǎo)多倍體 ［例4］已知小麥的基因型為AaBbCc，三對(duì)基因分別位于三對(duì)同源染色體上，利用其花藥進(jìn)行離體培養(yǎng)，獲得n株小麥，其中基因型為aabbcc的個(gè)體占 A.n/4 B.n/8 C.n/16 D.0 分析：此題考查單倍體育種和基因的自由組合定律?；ㄋ庪x體培養(yǎng)，就是將花粉培育成花粉植株?；ǚ哿Ｊ腔ǚ勰讣?xì)胞經(jīng)減數(shù)分裂產(chǎn)生的?；蛐蜑锳aBbCc的個(gè)體，按基因的自由組合定律，形成的花粉粒的基因型為23=8種，即ABC、ABc、AbC、Abc、aBc、aBC、abC、abc；經(jīng)組織培養(yǎng)形成的單倍體（花粉植株）的基因型也是上述8種。根據(jù)題意分析可知花藥離體培養(yǎng)獲得的n株小麥，均未經(jīng)過秋水仙素處理，染色體均未加倍，故不存在基因型為aabbcc的個(gè)體。 答案：D ［例5］下面是普通小麥自然條件下形成過程的示意圖，請(qǐng)據(jù)圖回答： 普通小麥的進(jìn)化 （1）由圖可知，小麥的一個(gè)染色體組含有_____條染色體，最后得到的普通小麥?zhǔn)莀____倍體，它的形成在自然演變過程中必須經(jīng)歷兩個(gè)重要步驟，第一是完成______，第二是完成______，這兩個(gè)步驟缺一不可。 （2）利用上述原理，我國(guó)科學(xué)家鮑文奎等利用普通小麥和黑麥（2n=14）培育出了八倍體小黑麥，小黑麥的體細(xì)胞中含______條染色體，它的優(yōu)點(diǎn)是耐______和______，面粉白，蛋白質(zhì)含量高，莖稈可作青飼料。 分析：（1）從小麥形成過程可知，異種間自然雜交后再經(jīng)自然加倍，使異源多倍體的細(xì)胞中含有兩個(gè)相等的本物種復(fù)制的染色體，在減數(shù)分裂時(shí)才能正常聯(lián)會(huì)和分離，如果染色體不加倍，則將出現(xiàn)異源染色體之間不能聯(lián)會(huì)，不能產(chǎn)生正常的配子，造成不育而無法繁殖后代。 （2）八倍體小黑麥的培育過程是普通小麥（2N=6x=42）與黑麥（2N=14）通過一定技術(shù)處理實(shí)現(xiàn)種間雜交后形成異源四倍體，再經(jīng)秋水仙素誘導(dǎo)處理，使染色體加倍形成可育的八倍體小黑麥（2N=8x=56），它具有耐瘠薄土和寒冷氣候的特點(diǎn)，比較適于在高原地區(qū)栽培。 答案：（1）7　六　自然雜交　自然加倍?。?）56　瘠薄土壤　寒冷氣候 ［例6］用花藥離體培養(yǎng)出馬鈴薯單倍體植株，當(dāng)它進(jìn)行減數(shù)分裂時(shí)，觀察到染色體兩兩配對(duì)，形成12個(gè)四分體，據(jù)此現(xiàn)象可知產(chǎn)生花藥的馬鈴薯是 A.二倍體 B.三倍體 C.四倍體 D.六倍體 有絲分裂 分析：?jiǎn)伪扼w馬鈴薯在減數(shù)分裂過程中，發(fā)現(xiàn)染色體兩兩配對(duì)，形成12個(gè)四分體，這說明偶數(shù)倍的單倍體是可能產(chǎn)生正常配子的。兩兩配對(duì)聯(lián)合，說明該單倍體含有兩個(gè)染色體組，從而推知產(chǎn)生花藥馬鈴薯必是四倍體。即馬鈴薯（4n）花藥（2n） 馬鈴薯單倍體（2n）兩兩配對(duì)。 答案：C ［例7］基因型為Aa的西瓜經(jīng)秋水仙素加倍后，形成的四倍體在減數(shù)分裂時(shí)，形成的配子基因的比例為 A.3∶1 B.1∶2∶1 C.1∶4∶1 D.1∶6∶1 分析：四倍體西瓜含有四個(gè)同源染色體，等位基因Aa加倍為AAaa，在減數(shù)分裂形成配子的過程中，兩兩移向兩極的可能性為1AA∶4Aa∶1aa。 答案：C ［例8］用普通小麥（六倍體）的花粉培育的小麥植株可稱為 A.六倍體 B.單倍體 C.二倍體 D.三倍體 分析：花粉是普通小麥的配子，用花粉培育的植株的體細(xì)胞中染色體數(shù)目是小麥體細(xì)胞染色體的一半，因是配子發(fā)育而成，所以叫單倍體。 答案：B ［例9］將基因型為AaBb（獨(dú)立遺傳）的玉米的一粒花粉離體培養(yǎng)獲得幼苗，再用秋水仙素處理幼苗，處理后植株的基因型為 A.Ab和ab或Ab和aB B.AABB或aabb或AAbb或aaBB C.AB、ab、Ab、Ab D.AABB或aabb或AABb或aaBb 分析：該個(gè)體在減數(shù)分裂的過程中，通過非同源染色體上非等位基因的自由組合，可以產(chǎn)生基因型不同的四種等量花粉粒（AB、Ab、aB、ab），花粉粒離體培養(yǎng)并經(jīng)秋水仙素處理后，成為正常的二倍體純種個(gè)體，其基因型是四種中的一種（AABB、AAbb、aaBB、aabb）。 答案：B ［例10］自然界中多倍體植物的形成過程一般是 ①減數(shù)分裂受阻?、诩?xì)胞染色體加倍?、坌纬杉颖兜呐渥印、苄纬杉颖兜暮献印、萦薪z分裂受阻 A.①②③④ B.⑤②③④ C.⑤①②④ D.⑤③②④ 分析：自然界中由于外界條件的劇烈變化，使植物細(xì)胞有絲分裂受阻，使已復(fù)制的染色體無法進(jìn)入到兩個(gè)子細(xì)胞中去，核內(nèi)染色體加倍。加倍的細(xì)胞繼續(xù)進(jìn)行正常的有絲分裂且通過減數(shù)分裂形成染色體數(shù)目也加倍的生殖細(xì)胞，由這些生殖細(xì)胞結(jié)合形成合子再進(jìn)一步發(fā)育成的植物，就是多倍體。故供選答案⑤②③④正確。 答案：B ［例11］下列有關(guān)多倍體和單倍體成因的敘述中，錯(cuò)誤的是 A.染色體已經(jīng)分裂，但細(xì)胞分裂受阻 B.未受精的卵細(xì)胞發(fā)育而成 C.染色體結(jié)構(gòu)發(fā)生變化 D.花藥離體培養(yǎng)的結(jié)果 分析：多倍體和單倍體兩者均是染色體組數(shù)目的變化，多倍體是成倍增加，單倍體是成倍減少，并非染色體的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。 答案：C ［例12］單倍體玉米植株的體細(xì)胞中應(yīng)含有的染色體數(shù)目是 A.16個(gè) B.10個(gè) C.8個(gè) D.20個(gè) 答案：B 九、相關(guān)高考題回顧 1.（xx年廣東、河南、廣西高考題）已知普通小麥?zhǔn)橇扼w，含42條染色體。有關(guān)普通小麥的下列敘述中，錯(cuò)誤的是 A.它的單倍體植株的體細(xì)胞含21條染色體 B.它的每個(gè)染色體組含7個(gè)染色體 C.它的胚乳含3個(gè)染色體組 D.離體培養(yǎng)它的花粉，產(chǎn)生的植株表現(xiàn)高度不育 答案：C 2.（1997年上海高考題）水稻的某三對(duì)相對(duì)性狀，分別由位于非同源染色體上的三對(duì)等位基因控制。利用它的花藥進(jìn)行離體培養(yǎng)，再用適當(dāng)濃度的秋水仙素處理。經(jīng)此種方法培育出的水稻植株，其表現(xiàn)型最多可有 A.1種 B.4種 C.8種 D.16種 答案：C 3.（1997年上海高考題）某二倍體動(dòng)物有k對(duì)染色體，經(jīng)減數(shù)分裂形成遺傳信息不同的配子，其種類為 A.2k B.（）k C.k2 D. 答案：A 4.（xx年上海高考題）在下列敘述中，正確的是 A.培育無籽西瓜是利用生長(zhǎng)素促進(jìn)果實(shí)發(fā)育原理 B.培育八倍體小黑麥?zhǔn)抢萌旧w變異的原理 C.培育無籽番茄是利用基因重組的原理 D.培育青霉素高產(chǎn)菌株是利用基因突變的原理 答案：BD 5.（1993年全國(guó)高考題）用基因型為AaBbCc（無連鎖）水稻植株的花藥培養(yǎng)出來的單倍體植株，經(jīng)染色體加倍，可培育出多少種純合體植株 A.2種 B.4種 C.6種 D.8種 答案：D 6.（1990年全國(guó)高考題）秋天，在桃樹上如發(fā)現(xiàn)個(gè)別芽變，欲將變異芽的性狀保留下來，則應(yīng)該 A.等開花時(shí)進(jìn)行自花授粉 B.等開花時(shí)接受同株花粉 C.等開花時(shí)接受異株花粉 D.取下變異芽嫁接到砧木上 答案：D 7.（1990年全國(guó)高考題）大麥的一個(gè)染色體組有7條染色體，在四倍體大麥根尖細(xì)胞有絲分裂后期能觀察到染色體數(shù)是 A.7條 B.56條 C.28條 D.14條 答案：B 8.（1996年上海高考題）用基因型為DdTt植株所產(chǎn)生的花粉粒，經(jīng)分別離體培養(yǎng)成幼苗，再用秋水仙素處理，使其成為二倍體，這些幼苗長(zhǎng)成后的自交后代 A.全部為純合體 B.全部為雜合體 C.1/16為純合體 D.4/16為純合體 答案：A 9.（xx年上海高考題）將甲、乙、丙、丁4種二倍體植物進(jìn)行雜交，產(chǎn)生的雜交后代在減數(shù)分裂時(shí)同源染色體可以配對(duì)，非同源染色體不能配對(duì)，配對(duì)情況如下表。請(qǐng)寫出每種植物的染色體組成（依次用A、B、C等字母表示）： 乙 丁 甲 甲與乙各1條配對(duì)乙有1條不能配對(duì) 甲與丁各1條配對(duì)丁有2條不能配對(duì) 乙 乙與乙各2條配對(duì) 乙與丁各2條配對(duì)丁有1條不能配對(duì) 丙 乙與丙不能配對(duì) 丙與丁各1條配對(duì)丁有2條不能配對(duì) （1）甲______； （2）乙______； （3）丙______； （4）丁______。 答案：（1）AA?。?）AABB?。?）CC　（4）AABBCC 10.（xx年上海高考題）母馬的體細(xì)胞染色體數(shù)為64，公驢的體細(xì)胞染色體為62。則母馬與公驢雜交后代騾的體細(xì)胞染色體數(shù)目為 A.61 B.62 C.63 D.64 答案：C 11.（xx年上海高考題）用四倍體西瓜與二倍體西瓜雜交所得的子一代植株開花后，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(shí) B.結(jié)出的果實(shí)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(shí)為三倍體 答案：CD 12.（xx年全國(guó)聯(lián)賽題）一個(gè)二倍體的配子（AA，A為一個(gè)染色體組）與該物種正常的單倍體配子（A）相結(jié)合，其后代是 A.異源三倍體 B.同源三倍體 C.三倍體 D.二倍體 答案：B ●教后分析 本節(jié)內(nèi)容較少，主要是解決染色體數(shù)目變異的問題。染色體的結(jié)構(gòu)和數(shù)目發(fā)生變化而導(dǎo)致生物性狀的變異與基因突變和基因重組引起的生物的變異是不同的。這主要表現(xiàn)在：發(fā)生的時(shí)間不同，前者主要發(fā)生在有絲分裂、減數(shù)分裂或受精作用過程中；原因不同，前者是在自然和人為條件下，染色體的結(jié)構(gòu)和數(shù)目發(fā)生變化；結(jié)果也不同，前者不產(chǎn)生新的基因而引起性狀的變化。這些不同都需要學(xué)生很好地掌握。 此外，這部分內(nèi)容內(nèi)涵較多，抽象難懂，應(yīng)該盡量多采用直觀的教學(xué)手段，把知識(shí)具體化、形象化，讓學(xué)生能夠淺顯地接受理論性較強(qiáng)的知識(shí)。同時(shí)，還要注意把理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合，對(duì)于多倍體育種和單倍體育種要講清育種原理，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)生產(chǎn)實(shí)際與高新技術(shù)相結(jié)合的理解。