1、第三节 染色体变异及其应用一、教学目的： 1、使学生明确掌握染色体组、单倍体、二倍体的概念，单倍体的特点及其在育种上的意义。 2、使学生明确多倍体的概念，形成原因及其特点。3、使学生了解人工诱导多倍体在育种上的应用和成就。4、染色体结构变异的的形式5、染色体结构变异对生物性状的影响6、染色体结构变异在生产中的应用二、教学重点、难点：教学重点： 多倍体育种原理及在生产上的应用。染色体结构变异对生物性状的影响教学难点： 区分单倍体和二倍体或多倍体划分的依据。染色体结构变异在生产中的应用三、板书设计：一、染色体数目变异1、整倍性2、非整倍性二、染色体组概念三、应用四、染色体形态结构及变异 1、染色体
2、形态 2、变异五、结构变异对性状的影响六、在育种上的应用四、教学过程：引言：记得我们在第一章学习细胞有丝分裂时，根据有丝分裂的特点，明确每一种生物都含有一定数目的染色体，这样就保证了染色体上的遗传物质在亲子两代间的连续性，从而表现出遗传性状的相对稳定性。然而，一切事物都是变化的，染色体也不例外。当自然或人为条件发生改变时，会使一些生物的染色体在数目和结构上也发生变化，从而引起生物性状发生改变，我们把这种变异叫做染色体变异。讲述：一般来说，生物体细胞中染色体数目能保持稳定，但在某些特殊情况下，如受到外界环境条件或生物内部因素如自然和人为因素等，生物体细胞中的染色体数目会发生改变，从而产生可遗传的
3、变异。染色体数目变异非整倍体：细胞内个别染色体增加或减少。讲述：这种个别染色体数目的增减会打破原有遗传物质的平衡，从而影响生物体正常的生长发育：如先天性愚型21三体综合症性腺发育不良X0单发性小睾丸症XXY 例题1投影整倍体：细胞内的染色体数目以染色体组的形式成倍地增加或减少。 染色体组讲述：生物体细胞中的染色体通常是成对存在的，如人23对，果蝇4对投影：雌雄果蝇体细胞染色体组成示意图提问：果蝇体细胞中有多少对同源染色体？其中常染体有多少对？性染色体有多少对？分别是哪几对？投影：雌雄染色体组图解讲述：观察雄果蝇精子中一组染色体，不难发现，其中的每条染色体在形状、大小上各不相同，是一套完整的非同
4、源染色体，这一组染色体就是一个染色体组。投影：雌雄果蝇体细胞的染色体组成图提问：如果把果蝇体细胞中的8条染色体分组，每一组的染色体形状大小各不相同，可以分成几组？哪几组？果蝇体细胞中有几个染色体组？染色体数目变异的根本类型类型公式染色体组整倍数染色体变异单倍体n(ABCD)二倍体2n(ABCD)(ABCD)三倍体3n(ABCD)(ABCD)(ABCD)同源四倍体4n(ABCD)(ABCD)(ABCD)(ABCD)异源多倍体4n(ABCD)(ABCD)(ABCD)(ABCD)非整倍数染色体变异单体2n-1(ABCD)(ABC)三体2n+1(ABCD)(ABCD)(A)四体2n+2(ABCD)(A
5、BCD)(AA)染色体组的概念让学生观察果蝇的染色体图图5-8、图5-9，并阅读染色体组的局部内容。在此根底上用多媒体教学出示制作的雄果蝇染色体组图解活动课件，银幕显示图5-9所示雄果蝇体细胞中染色体组成图。老师问：果蝇体细胞中有几个染色体，几对同源染色体？其中几对常染色体和性染色体？学生答：8个染色体，4个同源染色体。 3对常染色体 、，1对性染色体雌果蝇为XX，雄果蝇为XY。老师问：雄果蝇形成精子时必须进行减数分裂，请同学们回忆一下，减数分裂时同源染色体的变化特点是什么？学生答：同源染色体要发生别离，非同源染色体要发生自由组合。接着银幕显示图74示意果蝇体细胞经减数分裂分别进入两个配子。老
6、师问：两个配子中染色体数相等吗？分别是多少个？各是什么？学生答：相等。分别是4个，应该是X、 、和Y、。老师问：对一个配子而言，染色体形态大小相同吗？为什么？学生答：不同。一条一个样。因为不含同源染色体。教师归纳：象果蝇生殖细胞那样，形态、大小不同的一组染色体叫做染色体组。并由此得出：不同种的生物，每个染色体组所含的染色体数目和形态是不同的。讨论：为什么人类基因组方案研究的是24条染色体呢？讲述：如何根据染色体形态来判断染色体组数目呢？染色体组数目的判断细胞内形状大小相同的染色体有几条？就是有几个染色体组？如含三个染色体组。细胞内控制同一性状的基因有几个，就是有几个染色体组，如AaaBbb含三
7、个染色体组 例题2投影提问：人和果蝇的体细胞分别含多少个染色体组？讲述：像人、果蝇、玉米这样的生物，但凡由受精卵发育而成的体细胞中含2个染色体组的个体叫二倍体。二倍体二倍体概念投影讲述：由此推下去：由受精卵发育而成的个体，体细胞含三个染色体组的个体叫三倍体如香蕉，四倍体：马铃薯，六倍体：普通小麦。像香蕉，马铃薯，普通小麦这样的生物，但凡由受精卵发育而成的个体，体细胞中含三个或三个以上染色体组的叫多倍体。3三倍体多倍体概念投影讲述：多倍体在动物中很罕见，但在高等植物中，到少有三分之一以上是多倍体。投影：二倍体和四倍体水稻体细胞染色体组成图总结：判断生物是几倍体的主法：由受精卵发育而成的个体，体细
8、胞中含水量几个染色体组就是几倍体。例题3，例题5投影讲述：在自然界中多倍体是怎样形成的呢？多倍体产生原因讲述：通过资料“帕米尔高原上的高山植物有65%左右是多倍体得出外界环境剧烈变化如温度骤变是形成多倍体的主要诱因。投影：多倍体形成原因及示意图讲述：如上述染色体数目加倍发生在减数分裂过程中，就会形成染色体数目也相应加倍的配子，这样的配子受精后就发育成多倍体植株。例题4投影讲述：在自然条件下，能产生多倍体，毫无疑问，在人为条件下当然也能诱导多倍体的形成人工诱导多倍体在育种上的应用多倍体的特点讲述：与二倍体相比，多倍体植株的茎、叶、果实等器官明显增大，糖类、蛋白质等营养物质的含量增多，因此多倍体本
9、身在生产上有它的应用价值。人工诱导多倍体投影展示人工诱四、染色体结构及变异阅读课本，学生观察染色体的类型，教师总结：中着丝粒染色体，亚中着丝粒染色体，近着丝粒染色体，具随体的染色体那么染色体是不是结构不改变的呢，今天我们介绍一下色体结构的改变：染给出染色体结构变异的图解，逐个讲解。染色体缺某一片段；染色体增加某一片段；染色体的某一片段接到另一非同源染色体上；染色体某一片段位置颠倒。讲述：染色体结构的改变，都会使排列在染色体上的基因的数目或排列顺序发生改变，从而导致性状的变异。大多数染色体结构的变异对生物是有害的，但也有少数变异是有利的，人们研究染色体结构的变异可以为生产实践效劳，也可以为人类健
10、康效劳。讲述：在自然条件或人为因素的影响下，染色体发生的结构变异主要有4种： 1染色体中某一片段的缺失上图1； 2染色体中增加了某一片段上图2； 3染色体某一片段的位置颠倒了180。上图3； 4染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上上图4问：染色体的结构发生了改变，会出现什么结果呢？对生物有何影响？答：染色体是基因的载体，基因是生物性状的控制者。会使排列在染色体上的基因的数目和排列顺序发生改变，从而导致生物性状的变异。问：染色体变异与基因突变有何不同？引导学生从两者的变异类型出发进行比拟说明。染色体变异是染色体片段出现了缺失、增添、倒位和易位，涉及到多个基因，但每个基因却没有突变，肉眼在显
11、微镜下是可以观察到的。而基因突变是碱基对的缺失、增添和替换，显微镜下是不能看到的。问：有什么相同吗？答：DNA分子中碱基排序即遗传信息发生了改变。但因为染色体变异涉及多个基因，故生物的性状改变很大，是多方面的，借此说明人体细胞中第5号染色体局部缺失引起的遗传病叫猫叫综合“征，而不是“症。引起学生对“征和“症的注意。讲述：染色体除了结构的改变外，在自然因素或人为因素的作用下，有可能发生数目的变化。染色体数目的变化可以分为两类：一类是细胞中个别染色体数目的增加可减少；另一类是细胞内的染色体数目以染色体组的形式成倍地增加或减少。引导学生分析下表，培养学生获取信息的能力和图文转化的能力。五、对性状的影
12、响一般认为，染色体的结构变异起因于染色体或染色单体的断裂，每一个断裂产生两个断裂端，它们将沿着三条途径开展： 1、保持原状，不愈合，最终丧失不含着丝粒的片段缺失。 2、同一个断裂的两个断裂端重新愈合，回复到原来的结构。不发生变异。 3、某一个断裂的一个或两个断裂端与另一个断裂产生的断裂端连接，引起变异。 名称图解现象缺失 染色体上的某一区段及其所带有的基因一起丧失，从而引起变异的现象。重复 染色体上增加了相同的某个区段而引起变异的现象。倒位染色体发生两个断裂以后，某一区段连同它带有的基因顺序发生180度的倒转又重新接合并引起变异的现象易位 非同源染色体间相互交换染色体片段以上的各种结构的改变，
13、都会使排列在染色体上的基因的数目和排列顺序，甚至基因的结构发生改变，从而导致性状的变异，其中大多数的变异是对生物体不利的，有的甚至是致死的。猫叫综合征：五号染色体缺失果蝇的榜眼现象：X染色体重复六、应用：阅读课本，主要应用于家蚕的选育工作，根据生物的表现形不同来选育性别。七、总结现在我们来总结一下：象果蝇的生殖细胞那样，形态、大小和数目都不相同的染色体叫染色体组。以染色体组的数目为依据来划分，但凡体细胞有两个染色体组的个体为二倍体，但凡体细胞中有三个以上的染色体组的个体为多倍体。多倍体形成的外因是外界条件自然条件或人为条件的剧烈变化，内因是染色体复制后细胞分裂受阻，使细胞核染色体加倍导多倍体的常用方法和秋水仙素的作用原理
