5.2 染色体变异 教案【新教材】2020-2021学年高一生物人教版（2019）必修二

5.2 染色体变异
教案
一、教学目标
1.说出染色体变异包括染色体数目的变异和染色体结构的变异。
2.阐明二倍体、多倍体和单倍体的概念及其联系。
3.进行低温诱导植物细胞染色体数目变化的实验。
二、教学重难点
1.教学重点
染色体数目的变异。
2.教学难点
（1）染色体组和单倍体的概念。
（2）低温诱导植物细胞染色体数目变化的实验。
教学过程
【导入】：问题探讨： 作为野生植物的后代，许多栽培植物的染色体数目却与它们的祖先大不相同，如马铃薯和香蕉（见下表）。
讨论：
根据前面所学减数分裂的知识，试着完成该表格。
为什么平时吃的香蕉是没有种子的？
因为香蕉栽培品种体细胞中的染色体数目是33条，减数分裂时染色体发生联会紊乱，不能形成正常的配子，因此无法形成受精卵，进而形成种子。
分析表中数据，你还能提出什么问题吗？能否发挥想象力作出一些推测呢？
染色体变异：生物体的体细胞或生殖细胞内染色体数目或结构的变化。
变异类型
类型一：染色体数目的变异
类型二：染色体结构的变异
【一、染色体数目的变异】
1.分类
（1）一类是细胞内个别染色体的增加或减少；
实例：21三体综合征：先天愚型或唐氏综合征、性腺发育不良：Turner综合征
一类是细胞内染色体数目以一套完整的非同源染色体为基数成倍地增加或成套地减少；
实例：三倍体无子西瓜、四倍体马铃薯
2.染色体组
细胞中的一套完整的非同源染色体
（2）组成（以果蝇为例）
一个染色体组是Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X（3+X）或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y（3+Y）
染色体组：在大多数生物的体细胞中，染色体都是 两两成对的，也就是含有两套非同源染色体，其中把每套非同源染色体称为一个染色体组。
（3）染色体组数的判断方法
①细胞中同源染色体（一般同种形态）有几条，细胞内就含有几个染色体组
②根据基因型判断细胞中的染色体数目，根据细胞的基因型确定控制每一种性状的基因（相同基因或等位基因，往往用同一字母大小写表示）出现的次数，该次数就等于染色体组数
3.二倍体和多倍体：
人和野生马铃薯等生物的体细胞中都有两个染色体组。像这样体细胞中含有两个染色体组的个体叫做二倍体。
二倍体植株经减数分裂产生的配子中应该有几个染色体组？
若减数分裂时姐妹染色单体未分离，配子中应该有几个染色体组？
若该异常配子与正常的配子结合后发育成个体，其体细胞中应该含有几个染色体组？
这样的配子与含有一个染色体组的正常配子结合发育成的个体体细胞中含有三个染色体组，称作三倍体。
若两个正常的配子结合后形成的幼苗受到外界环境的影响，进行有丝分裂时，姐妹染色单体未分离，则子细胞中有几个染色体组？
由2个含有两个染色体组的配子结合发育成的个体，体细胞中含有4个染色体组，称为四倍体。
体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体统称为多倍体。
思考：四倍体的生物可育吗？
一般是可育的
思考：三倍体的生物可育吗？
由于原始生殖细胞中有3套非同源染色体，减数分裂时会出现联会紊乱，不能形成可育的配子。所以三倍体的生物一般不可育。
与二倍体植株相比，多倍体植株的特点有：
①茎秆粗壮；
②叶片、果实和种子都比较大；
③糖类和蛋白质等营养物质的含量都有所增加。
因此，人们常常采用人工诱导多倍体的方法来培育多倍体植株，培育新品种
多倍体育种（人工诱导多倍体）
（1）人工诱导多倍体的方法
（2）原理**
秋水仙素作用于正在分裂的细胞时，能够_______________________，导致______________________，从而引起_______________________，染色体数目加倍的细胞继续进行________，就可能发育成多倍体植株；
注意：**秋水仙素只影响纺锤体的形成，不影响着丝粒的分裂；
**低温处理和秋水仙素诱发的原理是一样的；
（3）作用时期：主要作用于有丝分裂的前期
（4）该过程的变异类型：染色体（数目）变异
【探究 实践】：低温诱导植物细胞染色体数目的变化实验
（1）原理
______处理植物的___________细胞，能够________________，以致影响细胞________中染色体__________，导致________________________，于是植物细胞中的染色体数目发生变化（加倍）;
（3）方法步骤（详见课本）
①蒜根尖的培养
②取材
③制作装片
④观察
注意：
a.诱导率不是百分之百，因此视野中既有二倍体细胞，也有染色体数目发生改变的细胞，且前者数目多于后者；
b.解离之后，细胞失去活性，因此不能观察到连续的变化；
5.单倍体
（1）概念
________中染色体数目与本物种_______染色体数目相同的个体
（2）发育起点
一般是由未受精的______直接发育来的
思考：
①体细胞中含有一个染色体组的生物一定是单倍体吗？（一定）
②单倍体的体细胞中一定只含有一个染色体组吗？
如马铃薯是四倍体，其配子发育而成的单倍体的体细胞中有两个染色体组；
普通小麦是六倍体，其配子发育而成的单倍体的体细胞中有三个染色体组；
③体细胞中有四个染色体组的个体一定是四倍体吗？
不一定，若是受精卵发育而来的就是四倍体，若是配子发育而来的就是单倍体。
*简单来说，是配子发育来的，体细胞中无论有几个染色体组，都是单倍体；
体细胞中有几个染色体组不一定是几倍体，还要看它的发育起点是受精卵还是配子；
（3）单倍体植株特点
与正常植株相比，单倍体植株长得______，而且__________；
（5） 单倍体育种：育种工作者常采用花药（或花粉）离体培养的方法来获得单倍体植株，然后人工诱导使这些植株的染色体数目加倍，恢复到正常植株染色体数目。
单倍体育种有什么优点 ？①获得的都是纯合子，自交后代不会发生性状分离；
②明显缩短育种年限。
【二、染色体结构的变异】
1. 缺失：染色体的某一片段缺失引起变异。例如果蝇缺刻翅的形成。
2. 重复：染色体中增加某一片段引起变异。例如果蝇棒状眼的形成。
3. 易位：染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上引起的变异，例如果蝇花斑眼的形成。
4. 倒位：染色体某一片段位置颠倒引起变异，例如果蝇卷翅的形成。
5.结果
染色体结构的改变，会使排列在染色体上的基因数目或排列顺序发生改变，导致性状的变异；
*大多数染色体结构变异对生物体是不利的，有的甚至导致生物体死亡。
【课堂小结】