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1、邗江區(qū)蔣王中學(xué)高二生物教學(xué)案 第四節(jié) 生物的變異 一、染色體變異 主備人：邱雪松 2006、2、31 學(xué)習(xí)目標 1．染色體結(jié)構(gòu)的變異。知道染色體結(jié)構(gòu)的變異與染色體數(shù)目的變異的區(qū)別，染色體結(jié)構(gòu)的變異類型。 2．染色體數(shù)目的變異（染色體組、二倍體和多倍體、人工誘導(dǎo)多倍體在育種上的應(yīng)用、單倍體及其在育種上的應(yīng)用）。能說出一個染色體組內(nèi)的染色體特點；比較二倍體、多倍體、單倍體，能說出它們之間的區(qū)別；要求能描述人工誘導(dǎo)多倍體及單倍體的方法，識別多倍體育種和單倍體育種。 學(xué)習(xí)重點、難點 1．染色體組、二倍體和多倍體、單倍體的概念 2．多倍體育種和單倍體育種 學(xué)習(xí)過程 （二）染色

2、體變異 1．染色體結(jié)構(gòu)的變異 ⑴ 種類：主要有4種：①染色體中某一片斷的缺失；② ； ③染色體某一片段的位置顛倒了180°；④染色體的某一片段移接到另一條 上。 ⑵特點：大多數(shù)染色體結(jié)構(gòu)變異對生物體是 ，有的甚至?xí)?dǎo)致生物體死亡。 2．染色體數(shù)目的變異 染色體數(shù)目的變異包括細胞內(nèi)的 增加或減少和細胞內(nèi)的染色體以 的形式成倍地增加或減少。 下面著重復(fù)習(xí)細胞內(nèi)的染色體以染色體組的形式成倍地增加或減少的染色體數(shù)目的變異類型。 ⑴染色體組的概念：一般地說，

3、 稱為一個染色體組。它具有下列特點：①一個染色體組內(nèi)的染色體均為 ；②同一個染色體組中的染色體肯定 各不相同；③一個染色體組包含該生物生長發(fā)育、遺傳和變異所需的全部 ；④一般地說，不同生物的染色體組中 、形狀各不相同。 ⑵二倍體概念：由 的個體，體細胞中含有 個染色體組的叫二倍體。 ⑶多倍體 ①概念：由 的個體，體細胞中含有 個染色體組的叫多倍體。 ②自然界產(chǎn)生多倍體的原因：外界條件劇變或內(nèi)部因素

4、的干擾，細胞分裂過程中 的形成受到破壞，以致有絲分裂或減數(shù)分裂受阻，染色體數(shù)目加倍。 ③特點：莖桿粗壯，葉片、果實和種子都比較大，營養(yǎng)物質(zhì)含量比較高等。 ④人工誘導(dǎo)多倍體在育種上的應(yīng)用 方法：目前最常用而且最有效的方法是用 。 原理：秋水仙素抑制 的形成，導(dǎo)致 不分離，從而使細胞內(nèi)的染色體加倍。 實例：三倍體無子西瓜的培育和 。 ⑷單倍體 ①概念：經(jīng)減數(shù)分裂生成的 的個體，叫單倍體。單倍體體細

5、胞中所含的染色體數(shù)目是本物種體細胞的 。 ②特點：植株弱小，高度不育。 ③在育種上的應(yīng)用 方法：先經(jīng) 把花粉培育成單倍體幼苗，再用 處理單倍體幼苗，就可獲得純合子。 優(yōu)點： 。 疑難點撥 1．怎樣判別細胞內(nèi)有幾個染色體組？ 答：由于一個染色體組內(nèi)的各個染色體的形態(tài)、大小均不相同，所以細胞內(nèi)染色體組數(shù)目可通過下列兩種方法進行判別： ① ② ③ ④ 圖1 ⑴細胞內(nèi)形態(tài)、大小相同的染色體有n條，則含有n個染色體組。如圖1，細胞中含有形態(tài)、大小相同的染色體有①②③④共4條，則此細胞內(nèi)有4個染色體

6、組。 ⑵在生物體的基因型中，控制同一性狀的基因出現(xiàn)n次，則細 胞內(nèi)有n個染色體組。如若生物甲的基因型為Aaa，生物乙的基因型為bbbbCCCcDDdd，因生物甲、乙的基因型中分別有三個A和四 個B（或四個C或四個D），則生物甲細胞內(nèi)有三個染色體組，生 物乙細胞內(nèi)有四個染色體組。 根據(jù)染色體的形態(tài)和數(shù)目可推算染色體組的數(shù)目=。 總結(jié)：染色體組是指細胞中一組非同源染色體。即染色體組具有以下特征： ①一個染色體組不含同源染色體。 ②一個染色體組中所含的染色體大小、形態(tài)和功能各不相同。 ③一個染色體組中含有控制生物性狀的一整套基因，但不能重復(fù)。 2． 幾組需要澄清的概念 （1）

7、染色體組和單倍體，二倍體，多倍體 A．單倍體，二倍體，多倍體是能夠獨立生活的個體。染色體組是上述這些個體中染色體類別組成的計量單位。只有二倍體生物形成的單倍體細胞中的所有染色體才能成為一個染色體組。 B．二倍體的“二”，三倍體的“三”，多倍體的“多”都是指染色體組的數(shù)目。 （2）單倍體和一倍體 A．一倍體，二倍體，多倍體都是根據(jù)生物體細胞中染色體組的數(shù)目而命名的。體細胞中含1個染色體組的個體叫一倍體。而單倍體生物體細胞中含有本物種配子染色體數(shù)的個體。 B自然界中生物一般是二倍體個體，因此，一倍體生物個體一般均是單倍體，而單倍體個體體細胞中卻不一定只含一個染色體組。 總結(jié)：只要是配

8、子發(fā)育來的個體，不管體細胞中含有幾個染色體組，都稱為單倍體。只要是受精卵發(fā)育來的個體，細胞中有幾個染色體組就是幾倍體。 （3）無籽西瓜和無籽番茄 兩者都是無籽果實，但培育原理卻不一樣。無籽番茄使用一定濃度的生長素來處理沒有授粉的番茄花蕾，，是子房壁發(fā)育成果實（果皮）；而無籽西瓜是由于三倍體植株在減數(shù)分裂時同源染色體聯(lián)會紊亂，不能形成正常的生殖細胞，因而沒有種子 3．蜂群里三種蜂的發(fā)育及雄蜂的假減數(shù)分裂 蜂王：由受精卵發(fā)育而成的，是發(fā)育完全的雌蜂，自始至終喂用蜂王漿；只能是產(chǎn)卵，繁殖后代。 工蜂：也是受精卵發(fā)育而成，是發(fā)育不完全的雌蜂，主要吃花粉和花蜜，不能繁殖后代；職能是采集花粉，釀

9、制花蜜，建造，清潔 雄蜂：是由未受精的卵直接發(fā)育而來。 精典例題 例1（2004年春季卷）下列有關(guān)水稻的敘述，錯誤的是 A．二倍體水稻含二個染色體組 B．二倍體水稻經(jīng)秋水仙素處理，可得到四倍體水稻，稻穗、米粒變大 C．二倍體水稻與四倍體水稻雜交，可得到三倍體水稻，含三個染色體組 D．二倍體水稻的花粉經(jīng)離體培養(yǎng)，可得到單倍體水稻，稻穗、米粒變小 例2下面是兩個實驗：①用適當(dāng)濃度的生長素溶液處理未被傳粉的番茄花蕾，其子房就發(fā)育成無籽果實；②用四倍體西瓜（♀)與二倍體西瓜（♂）雜交，獲得三倍體西瓜種子，種子萌發(fā)并長成植株后，用二倍體西瓜的花粉進行人工授粉，能形成無籽西瓜，請根據(jù)實驗回

10、答下列問題： （1）番茄果實的無籽這一變異__________遺傳。如果用這株番茄的枝條進行扦插，長成的植株所結(jié)的果實為__________果實。 （2）三倍體西瓜的無籽這一變異__________遺傳。如果用這株西瓜的枝條進行扦插，在長成的植株上，子房壁細胞含有__________個染色體組。 例3將基因型為AA和aa的兩個植株雜交，得到F1，將F1植株再進一步做如下圖解所示的處理，請分析回答： 甲植株 AA×aa→F1 →丙植株 乙植株 （1）乙植株的基因型是__________，屬于__________倍體

11、。 （2）用乙植株的花粉直接培育出的后代屬于__________倍體，其基因型及其比例是__________。 （3）丙植株的體細胞中有__________個染色體組，基因型有__________種。 拓展提升 1．三種可遺傳變異的比較 基因重組 基因突變 染色體數(shù)目成倍地增加或減少 多倍體 單倍體 變異 實質(zhì) 控制不同性狀的基因重新組合，產(chǎn)生新的基因型，沒有產(chǎn)生新的基因 基因結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，產(chǎn)生新的基因 染色體組成倍的增加，產(chǎn)生新的基因型 染色體組成倍的減少，產(chǎn)生新的基因型 產(chǎn)生 過程 減數(shù)分裂產(chǎn)生配子時，非等位基因重新組合 物理、化學(xué)、生物因素可引

12、起基因結(jié)構(gòu)發(fā)生改變 細胞分裂過程中，染色體復(fù)制后不能形成兩個子細胞 有性生殖過程中，配子不經(jīng)受精作用直接發(fā)育成新個體 意義 是形成生物多樣性的重要原因之一，對于生物進化具有重要意義 是變異的根本來源，為生物進化提供最初的原材料 多倍體育種 單倍體育種 舉例 自然界進行有性生殖的同一物種的不同個體 鐮刀型細胞貧血癥 自然界的多倍體植株 單倍體玉米 2．雜交育種、誘變育種、多倍體育種、單倍體育種的比較 育種類型 雜交育種 誘變育種 單倍體育種 多倍體育種 轉(zhuǎn)基因育種 原理 基因重組 基因突變 染色體變異 染色體變異 基因重組 常用方法 將分別具

13、有優(yōu)良性狀的兩親本進行雜交 用物理或化學(xué)方法處理生物 先花藥離體培養(yǎng)，后用秋水仙素處理單倍體幼苗 秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗 基因工程 優(yōu)點 操作簡便 提高變異頻率，加速育種進程 明顯縮短育種年限 器官均比較大，營養(yǎng)物質(zhì)較多 能按人的意愿定各改變生物的性狀，克服遠緣雜交的不親和性 缺點 育種時間長 有利變異少，需大量處理供試材料 技術(shù)復(fù)雜，需要雜交育種配合 只適用于植物 技術(shù)要求高，成功率比較低 舉例 高桿抗病與矮桿不抗病小麥雜交產(chǎn)生矮桿抗病品種 高產(chǎn)青霉素菌株的育成 抗病植株的培育 三倍體無子西瓜的培育 培育生產(chǎn)人胰島素的大腸桿菌 鞏固練習(xí)

14、1．基因突變和染色體變異的一個重要區(qū)別是 A．基因突變在光鏡下看不見 B．染色體變異是定向的，基因突變是不定向的 C．基因突變是可以遺傳的 D．染色體變異是不能遺傳的 2．多倍體植物的特點是 A.不結(jié)種子 B.莖稈粗壯 C.植株弱小 D.染色體粗大 3．下列關(guān)于單倍體的敘述中，不正確的是 A.單倍體的體細胞中只有一個染色體組 B.花粉粒發(fā)育成的花粉植株是單倍體 C.卵細胞直接發(fā)育成的雄蜂是單倍體 D.體細胞中含有本物種配子染色體數(shù)目的個體叫單倍體 4．普通小麥的卵細胞中有三個染色體組。用這種小麥的胚芽細胞、花

15、粉分別進行離體培養(yǎng)，發(fā)育成的植株分別是 A.六倍體、單倍體 B.六倍體、三倍體 C.二倍體、三倍體 D.二倍體、單倍體 5．用基因型為AaBb的普通小麥的花粉進行離體培養(yǎng)，得到的植株再用秋水仙處理，得到的植株是 A.純合子的二倍體 B.雜合子的二倍體 C.純合子的六倍體 D.純合子的單倍體 6．三倍體香蕉不結(jié)種子的原因是 A.子房內(nèi)無胚珠 B.聯(lián)會紊亂 C.缺少生長素 D.基因發(fā)生突變 7．番茄體細胞內(nèi)有12對染色體，用一定濃度的生長素溶液處理沒有受粉的番茄花蕾，得到了無子的番茄果實。它的果皮細胞內(nèi)的染色體數(shù)目是 A

16、.12條 B.24條 C.48條 D.36條 8．多倍體育種中，常常使用一定濃度的秋水仙素處理剛萌發(fā)的種子或幼苗，它的作用是 A.促進染色體復(fù)制 B.抑制紡錘體形成 C.促進細胞分裂 D.抑制高爾基體活動 9．大麻是雌雄異株植物，體細胞中有20條染色體。若將其花藥離體培養(yǎng)，將獲得的幼苗再用秋水仙素處理，所得植株的染色體組成狀況應(yīng)是 A. 18＋XX B. 18＋XY C. 20＋XX D.18＋XX或XY 10．根據(jù)遺傳學(xué)原理，能迅速獲得新品種的育種方法是 A.雜交育種 B.多倍體育種

17、C.單倍體育種 D.誘變育種 11．下列是表示生物體的體細胞中染色體上所攜帶的基因，肯定是單倍體的是 A. AaBb B. Aaaa C. ABCD D.Bbb 12．基因突變、基因重組和染色體變異在遺傳上的共同點是 A.都能產(chǎn)生新的基因 B.都能產(chǎn)生新的基因型 C.都能產(chǎn)生可遺傳的變異 D.都會改變基因中的遺傳信息 13．普通小麥是六倍體，黑麥是二倍體，二者雜交得到的后代是 A.四倍體 B.六倍體 C.二倍體 D.八倍體 14．秋水仙素能使細胞中的染色體數(shù)目加倍，它主要作用于有絲分裂的

18、A.前期 B.后期 C.間期 D.末期 15．同一染色體組內(nèi)的染色體，其大小和形態(tài) A.都相同 B.多數(shù)相同 C.都不相同 D.少數(shù)相同 16．下列與多倍體形成有關(guān)的是 A．染色體結(jié)構(gòu)的變異 B．紡錘體的形成受到抑制 C．個別染色體增加 D．非同源染色體自由組合 17．在自然界中，多倍體形成過程的順序是 ①減數(shù)分裂過程受到阻礙 ②細胞核內(nèi)染色體數(shù)目加倍 ③形成染色體數(shù)目加倍的生殖細胞 ④蛋白質(zhì)合成過程受到阻礙 ⑤形成染色體加倍的合子 ⑥染色體復(fù)制過程受到阻礙 A．④②⑤③ B．

19、④⑤③⑥ C．⑥②③⑤ D．①②③⑤ 18．已知普通小麥是六倍體，含42條染色體。下列有關(guān)普通小麥的敘述中，錯誤的是 A．單倍體植株的體細胞中含21條染色體 B．每個染色體組含7條染色體 C．胚乳細胞內(nèi)含3個染色體組 D．離體培養(yǎng)它的花粉，產(chǎn)生的植株表現(xiàn)高度不育 19．馬（2N=64）和驢（2N=62）雜交形成的騾是高度不育的，其原因是 A．騾的體細胞只含有一個染色體組 B．騾的染色體結(jié)構(gòu)發(fā)生了變異 C．馬和驢的染色體互相排斥 D．騾不能進行正常的減數(shù)分裂 20．引起生物可遺傳變異的原因有3種，即基因重組、基因突變和染色體變異。以下幾種生物性狀的產(chǎn)生，來源于同

20、一種變異類型的是 ①果蠅的白眼 ②豌豆的黃色皺粒、綠色圓粒 ③八倍體小黑麥的出現(xiàn) ④人類的色盲 ⑤玉米的高莖皺葉 ⑥人類的鐮刀型細胞貧血癥 A．①②③ B．④⑤⑥ C．①④⑥ D．①②⑤ 二、非選擇題： 21．以下是無籽西瓜的培養(yǎng)方法： 先以二倍體西瓜幼苗(A）用秋水仙素處理后獲得四倍體西瓜植株（♀）(B)用二倍體西瓜（♂）(C)授粉，產(chǎn)生種子（D）．將該種子種下，長成的植株(E）開花后用二倍體西瓜的花粉刺激，可獲得無籽西瓜(F）．請回答： （1）上述培養(yǎng)西瓜的方法稱為___________________. （2）D的胚細胞內(nèi)含_______

21、__個染色體組;上為______倍體． （3）B長成的西瓜果皮細胞含___個染色體組，其發(fā)育中的胚乳細胞內(nèi)有___個染色體組． （4）F為無籽西瓜的原因是_____________________________________________. （5）因三倍體西瓜種子較少，不利于擴大栽培，請?zhí)岢鲆环N既不改變其遺傳特性，又能在較大面積上擴大 22．我國科學(xué)工作者運用花藥離體培養(yǎng)技術(shù)培育成了“京花—號”小麥新品種。在育種過程中，如果親本為抗病的雜合子（Tt），用親本花藥離體培養(yǎng)獲得的植株可稱為 體；如果對這些植株用人工誘導(dǎo)方法使染色體加倍，那么在獲得的小麥個體中，抗病個體與

22、不抗病個體的數(shù)量之比理論上應(yīng)為 。 23．現(xiàn)有高稈抗?。―DTT）和矮稈不抗病(ddtt）的兩個小麥品種，現(xiàn)要用單倍體育種方法培育出矮稈抗病的新品種． （1）簡要說明培育過程: ①雜交得子一代基因型為 ，將子一代的花粉離體培養(yǎng)，得小麥單倍體基因型為 ______ . ②將四種單倍體植株用??______? 處理，使其?_______?? 加倍成基因型為??____ _? 四種二倍體植物． ③長成植株后，選矮稈抗病植株，基因型為 ，即為所需培養(yǎng)的新品種． （2）這種育種方法的優(yōu)越性是??_______________

23、____? . 24．圖2為五種不同育種方法示意圖。據(jù)圖回答： 圖2 （1）圖中A、D方向所示的途徑表示 育種方式，A→B→C的途徑表示 育種方式。這兩種育種方式相比較，后者的優(yōu)越性主要表現(xiàn)在 。 （2）B常用的方法為 。 （3）E方法所運用的原理是 。 （4）C、F過程中最常采用的藥劑是 。 （5）由G→J的過程中涉及到的生物工程技術(shù)有 和 。 圖3 25．圖3為果蠅體細胞染色體圖解，請據(jù)圖回答： （1）果蠅的體細胞內(nèi)有 個染色體組。 （2）若果蠅基因型為BbXDXd，則兩對等 位基因按照 定律遺傳，可產(chǎn)生各種 基因型的配子數(shù)量比例為 。 8