20162017版高中生物第1单元第2章染色体变异对性状的影响第1节染色体数目变异对性状的影响学案.doc
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1、第二章染色体变异对性状的影响第一节染色体数目变异对性状的影响1简述染色体组、单倍体、二倍体的概念,了解单倍体的特点及其在育种上的意义。(重难点)2简述多倍体的概念、形成原因及其特点。(重点)3了解人工诱导多倍体在育种上的应用和成就。染 色 体 数 目 与 染 色 体 组1染色体组(1)形态和功能互不相同的非同源染色体。(2)含本物种一整套遗传信息,共同控制生物的生长和发育、遗传和变异。2二倍体发育起点受精卵染色体组数体细胞中含有两个染色体组实例几乎全部动物和过半数的高等植物3.单倍体体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体。4人类染色体组成合作探讨探讨1:依据人体的染色体组成,你能推测人类卵细胞
2、和精子中常染色体及性染色体状况吗?提示:卵细胞:22条常染色体X性染色体,精子:22条常染色体X(或Y)性染色体。探讨2:请你推测孩子的性别取决于父方还是母方?提示:取决于参与受精的精子是含X染色体,还是含Y染色体,前者形成的受精卵为XX,发育为女孩,后者形成的受精卵为XY,发育为男孩。探讨3:一个染色体组中有同源染色体吗?提示:没有,一个染色体组实质是指控制某种生物生长和发育、遗传、变异的一组非同源染色体。思维升华1一个染色体组所含染色体的三大特点(1)一个染色体组中不含有同源染色体。(2)一个染色体组中所含有的染色体形态、大小和功能各不相同。(3)一个染色体组中含有控制一种生物性状的一整套
3、遗传信息(即含一整套基因)。2染色体组数目的三类常用判断方法(1)据染色体形态判断细胞内形态相同的染色体有几条,则含有几个染色体组。如下图所示的细胞中,形态相同的染色体a中有4条,b中有3条,c中两两相同,d中各不相同,则可判定它们分别含4个、3个、2个、1个染色体组。(2)根据染色体数目和染色体形态推算含有几个染色体组。染色体组数。(3)根据细胞分裂图像判断:以二倍体、生殖细胞中的染色体数为标准,判断题目图示中的染色体组数。如图所示:减数第一次分裂前期,染色体4条,二倍体、生殖细胞中染色体2条,每个染色体组有2条染色体,该细胞中有2个染色体组。减数第二次分裂前期,染色体2条,生殖细胞中染色体
4、2条,每个染色体组有2条染色体。该细胞中有1个染色体组。减数第一次分裂后期,染色体4条,生殖细胞中染色体2条,每个染色体组有2条染色体。该细胞中有2个染色体组。有丝分裂后期,染色体8条,生殖细胞中染色体2条,每个染色体组有2条染色体,该细胞中有4个染色体组。(4)举例:雄果蝇染色体组成如下1如图表示细胞中所含的染色体,下列叙述不正确的是()A代表的生物可能是二倍体,其每个染色体组含4条染色体B代表的生物可能是二倍体,其每个染色体组含3条染色体C代表的生物可能是单倍体,其每个染色体组含2条染色体D代表的生物可能是单倍体,其每个染色体组含4条染色体【解析】本题考查对染色体组数及生物倍性的判断,意在
5、考查考生的理解能力及识图分析能力。所示的细胞有2个染色体组,每个染色体组含4条染色体,若它是由受精卵发育而来的个体的体细胞,则代表的生物是二倍体;所示的细胞有3个染色体组,每个染色体组含2条染色体,若它是由受精卵发育而来的个体的体细胞,则代表的生物是三倍体;所示的细胞有4个染色体组,每个染色体组含2条染色体,若它是由配子发育而来的个体的体细胞,则代表的生物是单倍体;所示的细胞有1个染色体组,每个染色体组含4条染色体,它代表的生物可能是单倍体。【答案】B2下列均属于单倍体的一组是()蜜蜂中的雄蜂白蚁中的雄蚁无子西瓜具有三个染色体组的普通小麦具有一个染色体组的玉米具有两个染色体组的豌豆A BC D
6、【解析】本题考查单倍体的相关知识,意在考查考生的理解能力。单倍体是指体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体。蜜蜂中的雄蜂、白蚁中的雄蚁是由未受精的卵细胞发育而成的;无子西瓜为三倍体;普通小麦为六倍体,其配子中有三个染色体组;玉米是二倍体,其配子中有一个染色体组;豌豆是二倍体,其体细胞中含有两个染色体组。【答案】A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:染色体数目变化是完整染色体组的改变。(2)非整倍性改变:染色体数目是增减个别染色体所致。(3)类型举例:整倍性改变非整倍性改变:如单体、缺体、三体、双三体、四体等。2多倍体成因及特点(1)染色体组
7、数:三个或三个以上。(2)植株特点优点:茎秆粗壮、叶片及其上气孔明显增大、种子和果实等也大一些。缺点:也有可能出现一些不良反应,如叶子皱缩、分蘖减少、生长缓慢、育性降低等。(3)形成原因: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单倍体成因及特点(1)染色体组数:一个或多个。(2)形成原因:通常由未受精的卵细胞或精子发育而成。(3)特点:单倍体植株一般表现出个体矮小、生活力较弱,高度不育等现象。合作探讨探讨1:三体与三倍体分别含几个染色体组?提示:三倍体含三个染色体组,而三体只含2个
8、染色体组,只是其中某种形态的染色体有3条。探讨2:单倍体一定含1个染色体组,对吗?提示:不对,只要由配子发育而来,不论其含几个染色体组均是单倍体。思维升华1单倍体、二倍体和多倍体的比较2.“二看法”判断单倍体、二倍体与多倍体1下列关于染色体组、单倍体和二倍体的叙述中不正确的是() 【导学号:73730008】A一个染色体组中不含同源染色体B由受精卵发育而成的个体,体细胞含有两个染色体组的叫二倍体C含一个染色体组的个体是单倍体,单倍体不一定含一个染色体组D人工诱导多倍体唯一的方法是用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗【解析】除了使用秋水仙素之外,还可以在低温条件下得到多倍体。【答案】D2如图表示某些植
9、株的体细胞,请据图回答问题:(1)肯定是单倍体的是_图,它是由_倍体的生殖细胞直接发育形成的。(2)茎秆较粗壮但不能产生种子的是_图,判断的理由是_。(3)如果都不是由生殖细胞直接发育形成,其中肯定是二倍体的是_图。(4)如图C图植株是由甲植株的卵细胞直接发育形成的,那么C图植株是_倍体,形成它的甲植物是_倍体,甲植株有性生殖形成种子时,发育中的胚乳细胞内含_个染色体组。【解析】(1)A、B、C、D四图中依次含有的染色体组数是3、2、2、1,含有一个染色体组的一定是单倍体。(2)染色体组数大于等于三的植株茎秆较粗壮,染色体组数为奇数的植物在减数分裂时会联会紊乱,不能产生生殖细胞,也就不能产生种
10、子。(3)由受精卵发育而来的,体细胞中含有几个染色体组就是几倍体,所以B、C图表示的是二倍体细胞。(4)由卵细胞直接发育形成的是单倍体,单倍体细胞中含有两个染色体组,则原体细胞中含有四个染色体组,是四倍体。胚乳是由受精极核发育而来的,含有六个染色体组。【答案】 (1)D二(2)A含有三个染色体组,减数分裂时会发生联会紊乱而产生不可育的配子,因此,不能产生种子(3)B、C(4)单四六染 色 体 数 目 变 异 在 实 践 中 的 应 用1单倍体育种(1)方法:花药离体培养。(2)过程:花药离体培养单倍体植株人工诱导染色体加倍正常生殖的纯合体。(3)优点:明显缩短育种年限。2多倍体育种(1)方法:
11、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、子粒蛋白含量高,生长优势强。合作探讨探讨1:单倍体育种是不是等于花药离体培养?提示:单倍体育种不等于花药离体培养。单倍体育种获得的几乎都是纯合体,且有几个染色体组就是几倍体,而花药离体培养得到的都是单倍体,仅是单倍体育种的一个步骤。探讨2:单倍体育种时,常采用哪种方法人工诱导染色体加倍?应怎样处理?提示:单倍体育种过程中,常用秋水仙素人工诱导染色体加倍,处理材料应为“幼苗”而不是“萌发的种子”,因为单倍体往往不育,不能结出种子。探讨3:人工诱导多倍体为何要处理萌发的种子或幼苗?提示:萌发的种子或幼苗的植物细胞有丝分裂旺盛,
12、易于诱导染色体数目的加倍。思维升华1单倍体育种流程切不可将“花药离体培养”看作“单倍体育种”的全部,前者仅是后者的“手段”之一,经其处理获得的“单倍体幼苗”是“高度不育”的,本身在生产上无价值,故必须再经“人工诱导染色体加倍”(如用秋水仙素处理)后,方可变成“可育”、“纯合”的目标品种。2多倍体育种(1)原理:(2)三倍体无子西瓜的培育过程(3)注意问题两次传粉秋水仙素处理后,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。四倍体植株上结的西瓜,只有胚细胞内含有三个染色体组。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,不能产生正常配子。1如图是
13、三倍体无子西瓜培育过程的部分图解,在无子西瓜的培育过程中,接受花粉的植株是()A甲B乙C甲和丙 D丙【解析】培育无子西瓜时,首先用秋水仙素将二倍体母本处理为四倍体(甲植株),然后授以二倍体的花粉,所得种子为三倍体,三倍体种子种下去即是三倍体植株(丙植株),由于三倍体植株减数分裂时联会紊乱,所以无法形成正常的配子,但此时可以授以二倍体的花粉刺激三倍体植株的子房发育成果实。【答案】C2三倍体无子西瓜培育原理及流程如图所示:(1)无子西瓜的培育方法叫_,其理论基础是_。秋水仙素的作用是_。(2)四倍体植株授以二倍体西瓜的花粉,所结果实各个部分的染色体组数目是:果皮_,种皮_,胚_,胚乳_。(3)三倍
14、体植株应授以二倍体植物成熟的花粉,其目的是_。(4)从变异的原因及变异的种类看,无子西瓜是_。(5)三倍体西瓜产量高,果实无子,含糖量提高10%左右,这些事实说明染色体组倍增变化的意义在于_。【解析】无子西瓜的培育是染色体变异的应用,是利用秋水仙素抑制纺锤体的形成,从而使细胞内的染色体数目加倍。利用二倍体给四倍体进行授粉,在四倍体上结出西瓜,此西瓜的果皮和种皮均是由母本体细胞发育而成,均有4个染色体组,胚是受精作用的产物,应有3个染色体组,胚乳是由母本提供的两个极核,父本提供的一个精子,形成受精极核发育而来的,所以共有5个染色体组。【答案】(1)多倍体育种染色体变异抑制有丝分裂过程中纺锤体的出
15、现,从而使染色体数目加倍(2)4435(3)刺激子房发育成无子果实(4)染色体变异引起的可遗传变异(5)促使基因效应增强制 作 并 观 察 根 尖 染 色 体 加 倍 的 装 片 (实 验)1实验原理低温处理植物分生组织细胞,能够抑制纺锤体的形成,染色体不能被拉向两极,细胞不能分裂成两个子细胞,导致细胞内染色体数目加倍。2实验步骤、现象观察3实验结论适当低温可以诱导细胞中染色体数目加倍。4低温诱导的优点低温的作用与秋水仙素的作用基本相似,即作用于细胞分裂的前期,抑制纺锤体的形成。与秋水仙素相比,低温条件容易创造和控制,成本低,对人体无害,易于操作。5显微镜观察的不足由于显微镜观察到的是一个平面
16、,而细胞是一个立体结构,观察时染色体之间可能相互重叠,因此只能观察到染色体数目的增加,增加的具体数目不容易确定。6其他注意事项(1)根尖分生区在尖端,剪取根尖不能太长。(2)加盖玻片时,注意防止产生气泡。(3)用显微镜观察时,要遵循“先低后高”的原则。(4)观察装片时,装片的移动方向与物像的移动方向相反。可选择不重叠或重叠较少的部位观察。(5)可以设置梯度温度分组进行培养,探究不同温度对染色体数目变化的影响。1下列关于低温诱导染色体加倍实验的叙述,正确的是()A原理:低温抑制染色体着丝粒分裂,使子染色体不能分别移向两极B解离:体积分数为70%的酒精溶液或浓酒精与浓硫酸混合液都可以使洋葱根尖解离
17、C染色:龙胆紫染液和醋酸洋红溶液都可以使染色体着色D观察:显微镜下可以看到大多数细胞的染色体数目发生改变【解析】低温诱导染色体加倍的原理:抑制纺锤体的形成,使子染色体不能分别移向两极;体积分数为70%的酒精为保存液,体积分数为95%的酒精溶液体积分数为98%的浓硫酸溶液(11)为解离固定液。低温诱导染色体加倍的时期是前期,大多数细胞处于间期;龙胆紫染液和醋酸洋红溶液都可以用于染色体的染色。【答案】C2研究表明:温度骤变以及秋水仙素等理化因素都会使植物细胞染色体数目加倍。某同学为验证低温能诱导洋葱(2N16)根尖细胞染色体数目加倍,开展了相关的研究。请分析回答:(1)实验原理:低温处理根尖细胞,
18、能够抑制_期_的形成,以致染色体不能移向两极,细胞也不分裂。(2)材料用具:洋葱、冰箱、_(显微操作器材),解离液和碱性染料等。(3)方法步骤:培养洋葱根尖,待不定根长至1 cm左右时,在冰箱的低温室内(4 )诱导培养40 h;制作装片:解离保存_染色制片;显微观察并绘图:该同学用低倍镜能清楚观察到细胞,但不能顺利换上高倍镜,最可能的原因是_。(4)计数:若常温下的装片中,分裂期细胞占细胞总数的10%,细胞周期总时间为20 h,则分裂间期经历_h;该实验中处于分裂中期的细胞含有_条染色体。【解析】(1)低温能抑制纺锤体的形成,洋葱根尖进行有丝分裂,故为有丝分裂的前期。(2)显微镜操作的器材不能
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