5.2 染色体变异 教案

第五章 基因突变及其他变异
第2节 染色体变异
（一）教学目标
1、举例说明染色体结构和数目变异的类型，及其可能导致生物体性状的改变甚至死亡。
2、然后判断细胞中染色体的数目，学会判断二倍体多倍体单倍体的方法，体会人工诱导多倍体在育种上的应用及成就。
3、学习低温诱导染色体数目变化的实验，观察染色体数目的变化。
（二）教学重难点
1、教学重点
（1）染色体变异的类型及应用。。
（2）染色体组、二倍体、多倍体、单倍体的判断
2、教学难点
（1）染色体组、二倍体、多倍体、单倍体的判断
（2）染色体变异的类型。
（三）教学过程
创设情境、导入新课
1、野生祖先种马铃薯具有多种颜色而且体细胞中含有24条染色体，现在栽培的马铃薯几乎都是淡黄色，而且体细胞中含有48条染色体。野生的香蕉祖先又小又涩，而且有很多籽，体细胞中含有22条染色体，而目前我们食用的香蕉又大又甜而且是无籽的，体细胞中含有33条染色体。
思考：根据以上事例能否发挥想象力做出一些推测。
二、染色体变异
1、概念：生物体的体细胞或生殖细胞内染色体数目或结构的变化。
2、类型：（1）染色体数目的变异（2）染色体结构的变异
3、（1）染色体数目变异——细胞内个别染色体增加或减少
（2）实例：①21三体综合征（唐氏综合征）
原因：亲代减数分裂时同源染色体未分离，或姐妹染色单体未分离。
②Turner综合征
症状：先天性卵巢发育不全综合征，颈蹼，肘外翻、部分患者智力轻度低下。有的患者伴有心、肾、骨骼等先天畸形。
病因：单一的X染色体来自母亲，失去的X染色体由于父亲的精母细胞性染色体未分离造成的。
4、染色体数目变异的类型——以染色体组的形式成倍增加或减少
（1）果蝇配子中有几条染色体？这些染色体形态上有怎样的区别？
果蝇的配子中有4条染色体，这4条染色体是形态和功能不同的非同源染色体
（2）如果把配子中的染色体看作一组，果蝇体细胞中有几组染色体？
两组
（3）染色体组概念：在大多数生物的体细胞中，染色体都是两两成对的，也就是说有两套非同源染色体，其中每套非同源染色体称为一个染色体组
注意：每个染色体组中包含的非同源染色体形态和功能各不相同
（4）染色体组相关练习
注意：图形题就看形状大小相同的染色体(同源染色体)有几条，就是几个染色体组。
（5）二倍体：由受精卵发育而来，体细胞中有两个染色体组的生物。自然界中，几乎全部动物和过半数的高等植物都是二倍体
（6）多倍体：由受精卵发育而来，体细胞中有三个或三个以上染色体组的生物，统称为多倍体。（有几个染色体组就叫几倍体）
①三倍体：原始生殖细胞中含有三套非同源染色体，减数分裂时出现联会紊乱，因此不能形成可育的配子。（香蕉、三倍体无子西瓜的果实中没有种子）
②四倍体：四倍体通过减数分裂形成含有两个染色体组的配子，能形成可育后代（四倍体的葡萄、番茄）
（7）多倍体植株的特点：
优点： 茎秆粗壮，叶片、果实和种子都比较大，糖类和蛋白质等营养物质的含量有所增加
缺点： 生长发育延迟，结实率低。（番茄：四倍体番茄的维生素C含量比二倍体的几乎增加了一倍。）
（8）人工诱导多倍体的方法
①低温处理
②秋水仙素诱发
用秋水仙素来处理萌发的种子或幼苗是目前最常用且最有效的方法。
诱导原理：低温或秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，能够抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞两极，从而引起细胞内染色体数目加倍。
结果：染色体加倍的细胞继续进行有丝分裂，就可能发育成多倍体植株。
应用：含糖量高的甜菜、三倍体无子西瓜等
（9）多倍体育种
（10）单倍体：有些生物的配子(生殖细胞)能发育成新个体，这些生物体细胞中的染色体数目与本物种配子染色体数目相同的个体，叫做单倍体。
（11）单倍体育种
原理：染色体变异
优点：明显缩短育种年限。
原因：子代全是纯合子，不发生性状分离。
缺点：技术复杂，需与杂交育种配合。
实例：选育矮杆抗锈病的纯合植株
3、染色体结构变异
（1）类型：缺失、重复、倒位、异位
（2）缺失：染色体的某一片段缺失引起的变异
实例：猫叫综合征
病因 ：人的5号染色体某一片段缺失引起
症状 ：患儿哭声轻，音调高，像猫叫，生长发育迟缓、而且存在严重的智力障碍。
（3）重复：染色体增加某一片段引起的变异。
（4）倒位：染色体的某一片段位置颠倒引起的变异
（5）易位 ：染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体
注意：染色体易位发生在两条非同源染色体之间
（6）比较染色体易位与染色体互换
染色体结构上的缺失、重复、易位和倒位；会引起基因数量、排列顺序的改变进而导致生物性状的改变（变异），大多数染色体结构变异对生物体是不利的，甚至导致生物体死亡。
三、实验：低温诱导植物染色体数目的变化
1.实验原理：
低温抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞两极，从而引起细胞内染色体加倍
2.试剂及用途
（1）卡诺氏液：杀死细胞并固定细胞形态
（2）甲紫溶液：使染色体着色
3.方法步骤：
洋葱根尖培养→低温诱导→固定（卡诺氏液）→制作装片（解离→漂洗→染色（甲紫溶液）→制片）→观察