2019-2020年高中生物《染色體變異》教案5新人教版必修2.doc
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2019-2020年高中生物《染色體變異》教案5新人教版必修2 一、教學(xué)目標(biāo) 1.染色體結(jié)構(gòu)變異的4種類型(B:識記)。 2.染色體組、二倍體、多倍體、單倍體的概念(B:識記)。 3.單倍體和多倍體的特點、形成原因及其在育種上的意義(B:識記)。 4.人工誘導(dǎo)多倍體在育種上的應(yīng)用及成就(B:識記)。 二、教學(xué)重點和難點 1.教學(xué)重點 (1)染色體組的概念。 ?。?)二倍體、多倍體和單倍體的概念。 ?。?)多倍體育種原理及在育種上的應(yīng)用。 2.教學(xué)難點 ⑴多倍體的形成原因。 ⑵區(qū)分單倍體與二倍體及多倍體劃分的依據(jù)。 ?、侨绾卫斫鈫伪扼w可能只有一個染色體組,也可能有多個染色體組。 三、教學(xué)方法 講授法,談話法。 四、教學(xué)課時 2 五、教學(xué)過程 教學(xué)內(nèi)容 教師組織和引導(dǎo) 學(xué)生活動 教學(xué)意圖 引言 通過細胞有絲分裂、減數(shù)分裂以及受精作用的學(xué)習(xí),我們知道每種生物的染色體數(shù)目及染色體形態(tài)是穩(wěn)定的。從而保持了遺傳性狀的相對穩(wěn)定性。然而一切事物都是變化的,染色體也不例外,當(dāng)自然條件和人為條件發(fā)生改變時,染色體的結(jié)構(gòu)或染色體的數(shù)目可以發(fā)生改變,從而引起生物性狀發(fā)生改變。今天,我們來學(xué)習(xí)這方面的內(nèi)容。 聽講 1.染色體變異的概念 問:什么是染色體變異? 【敘述】根據(jù)染色體結(jié)構(gòu)和數(shù)目的變化,染色體變異可分為染色體結(jié)構(gòu)變異和染色體數(shù)目變異兩類。 在自然條件和人為條件改變的情況下,染色體結(jié)構(gòu)的改變和染色體數(shù)目的增減導(dǎo)致生物性狀的變異。 回答 2.染色體結(jié)構(gòu)的變異 問:“貓叫綜合征”是怎樣引起的?它屬于哪種染色體變異? 問:染色體結(jié)構(gòu)變異有哪4種類型? 教師出示染色體結(jié)構(gòu)變異4種類型圖解,再一進行解說歸納。 缺失:指一條染色體斷裂而失去一個片段,這個片段上的基因也隨之丟失。如果失去的基因是顯性的,同源染色體上保留下來的是隱性的,這一本來不能顯出的隱性性狀就能顯出來。 重復(fù):一條染色體的斷裂片段接到同源染色體的相應(yīng)部位,結(jié)果后者就有一段重復(fù)基因。 倒位:一條染色體的斷裂片段,位置倒過來后再接上去,造成這段染色體上的基因位置顛倒。 易位:染色體發(fā)生斷裂,斷裂片段接到非同源染色體上的現(xiàn)象。易位可使原來不連鎖的基因發(fā)生連鎖。 要注意到,染色體結(jié)構(gòu)的改變,嚴重的可以造成死亡。比如當(dāng)兩個同源染色體相同部分都缺失時,某些基因就都不存在,這就可以造成死亡。 除了染色體結(jié)構(gòu)變異外,染色體數(shù)目的改變對生物新類型的產(chǎn)生起著很大的作用,我們一起來探討這一問題。 看書第85—86頁后回答。是人的第5號染色體部分缺失引起的遺傳病,屬染色體結(jié)構(gòu)變異。 3.染色體數(shù)目變異 (1)染色體組 (2)二倍體 (3)多倍體的概念及其形成的原因 出示果蠅的染色體圖,學(xué)生閱讀教材。 問:果蠅體細胞有幾個染色體?幾對同源染色體?其中幾對常染色體和性染色體? 問:雄果蠅產(chǎn)生精子時必須進行減數(shù)分裂,精子里有哪幾條染色體?幾種精子? 教師用雄果蠅染色體組模型演示。 問:兩種精子中染色體數(shù)相等嗎?分別是多少個?各是什么? 問:對一個精子而言,染色體形態(tài)大小相同嗎?為什么?教師歸納:像果蠅這樣,二倍體生物配子里的一組非同源染色體,它們在形態(tài)和功能上各不相同,但攜帶著控制一種生物生長發(fā)育、遺傳和變異的全部信息,這樣的一組染色體,叫做一個染色體組。 由受精卵發(fā)育而成的個體,體細胞中含有兩個染色體組的叫做二倍體。如人、果蠅、玉米是二倍體,幾乎全部動物和過半數(shù)的高等植物都是二倍體。 學(xué)習(xí)了二倍體的概念后,我們知道,由受精卵發(fā)育而來的個體,體細胞中含有3個或3個以上染色體組的叫做多倍體。其中體細胞中含有3個染色體組的叫做三倍體,如香蕉就是三倍體;體細胞中含有4個染色體組的叫做四倍體,如馬鈴薯就是四倍體。此外還有六倍體、八倍體等統(tǒng)稱為多倍體。所以,體細胞中所含的染色體組數(shù)目是劃分二倍體或者多倍體的依據(jù)。這些都是染色體數(shù)目變異中染色體成倍地增加或減少的一類情況。 多倍體產(chǎn)生的原因呢?教師出示植物細胞有絲分裂過程圖,并提問:植物細胞有絲分裂的各個時期染色體數(shù)目有什么變化?分裂后期有什么特點?這一階段所含染色體數(shù)目和其他時期是否相同。 學(xué)生回答完上述問題后,教師歸納:植物細胞進行有絲分裂過程中,染色體經(jīng)復(fù)制后已經(jīng)分裂,由于外界環(huán)境條件(如溫度驟變)或生物內(nèi)部因素的干擾,紡錘體的形成受到破壞,以致染色體不能被拉向兩極,細胞也不能分裂成2個子細胞,于是就形成了染色體數(shù)目加倍的細胞。這種染色體加倍的細胞,繼續(xù)進行正常的有絲分裂,并且通過減數(shù)分裂,形成了染色體數(shù)目也相應(yīng)加倍的生殖細胞,再由這些生殖細胞結(jié)合成合子,進一步發(fā)育成的植物,就是多倍體。例如帕米爾高原的高山植物,有65%的種類是多倍體。 回答(略)回答 相等,分別是4個,應(yīng)為:Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和X及Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和Y。 不同,因為經(jīng)同源染色體分離,二種精子里都不含同源染色體。 4.人工誘導(dǎo)多倍體在育種上的應(yīng)用 (1)多倍體植株的特點 由于染色體數(shù)目的增多,多倍體植株一般表現(xiàn)為莖桿粗壯,葉片、果實和種子都比較大,糖類和蛋白質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)的含量都有所增加。 (2)方法和原理 問:人工誘導(dǎo)多倍體的方法是什么?用秋水仙素處理能夠獲得多倍體的原理是什么? 教師以異源八倍體小黑麥培育過程說明上述方法和原理。出示異源八倍體小黑麥培育過程圖解。 教師指著圖解說明:普通小麥?zhǔn)钱愒戳扼w(AABBDD),其雌配子中有三個染色體組(ABD),共21個染色體;以黑麥(RR)作父本,雄配子中有一個染色體組(R),7個染色體。雜交后子代含四個染色體組(ABDR),由于是異源的,聯(lián)會紊亂,是高度不育的。若用一定濃度的秋水仙素處理子代幼苗即可加倍為異源八倍體(AABBDDRR),就能形成正常的雌雄配子,且都能受精、結(jié)實、繁殖后代,如圖。(見下頁) 小黑麥的創(chuàng)造,是中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院鮑文奎教授創(chuàng)造的新作物,它產(chǎn)量高,經(jīng)試驗比當(dāng)?shù)匦←溤霎a(chǎn)30%以上,比黑麥增產(chǎn)40%以上;蛋白質(zhì)含量高;抗逆性強,耐瘠薄土壤,耐寒冷氣候。目前小黑麥已在貴州、甘肅等高原地區(qū)引種試種成功,推廣面積約100萬畝以上。 閱讀教材第54頁后回答 5.單倍體 (1)單倍體的概念 指體細胞中含有本物種配子的染色體數(shù)目的個體。教師著重講清“體細胞”、“本物種”、“配子”3個生物用詞的含意,并舉例說明。如玉米是二倍體,它的體細胞中含有二個染色體組,20個染色體,它的單倍體植株體細胞中含有1個染色體組,10個染色體。又如普通小麥?zhǔn)橇扼w,它的體細胞中含有六個染色體組,42條染色體,它的單倍體植株體細胞中含有3個染色體組,21條染色體。 問:單倍體、二倍體和多倍體的劃分根據(jù)是什么? 教師強調(diào),雖然二倍體和多倍體的劃分依據(jù)是由合子發(fā)育而來的個體,其體細胞中含有的染色體組的數(shù)目是幾就是幾倍體。但是單倍體的確定并不是以體細胞中含有染色體數(shù)目為依據(jù)的,而應(yīng)是體細胞含有本物種配子的染色體數(shù)目。由配子直接發(fā)育而來的不同生物單倍體含有染色體組的數(shù)目可以不同,絕不能認為單倍體只含有一個染色體組,也可能有多個染色體組。如玉米的單倍體只含一個染色體,棉花的單倍體含有二個染色體組。 (2)單倍體植株的特點 與正常植株相比,單倍體植株長得弱小,而且是高度不育的。 ?。?)單倍體在育種上的意義 老師強調(diào),育種工作者常常采用花藥離體培養(yǎng)的方法來獲得單倍體植株,這種植株無生產(chǎn)價值,但在育種上有特殊的意義。用人工誘導(dǎo)使單倍體植株染色體加倍,重新恢復(fù)到正常植株的染色體數(shù)目,且每對染色體上的基因都是純合的,自交產(chǎn)生的后代不會發(fā)生性狀分離。這種方法比雜交育種所需時間大大縮短,一般只需兩年時間,就可以得到一個穩(wěn)定的純系品種。 現(xiàn)舉例如下:兩對基因YyRr的雜合豌豆,要想獲得Yyrr品種,如何運用單倍方法培育? 此種方法培養(yǎng)穩(wěn)定的性狀,第二年種植下去的,就是所需的純品種了,不會發(fā)生性狀分離,和雜交育種相比,明顯縮短了育種年限。 回答 (三)總結(jié) 染色體變異分染色體結(jié)構(gòu)變異和染色體數(shù)目變異。前者主要有缺失、重復(fù)、倒位和易位4種類型;后者分為兩類:一類是細胞內(nèi)個別染色體的增加或減少,另一類是細胞中的染色體成倍地增加或減少。 像果蠅的生殖細胞那樣,該細胞中的一組非同源染色體,它們在形態(tài)、大小和功能上各不相同的一組染色體叫染色體組。凡是由受精卵發(fā)育而成的生物個體,體細胞中含有兩個染色體組的個體叫二倍體。 多倍體劃分的依據(jù)是體細胞中含有3個或3個以上染色體組;單倍體的確定不是以體細胞中含有染色組數(shù)目為依據(jù),而是指體細胞中是否含有本物種配子的染色體數(shù)目的個體。由配子直接發(fā)育而來的不同生物單倍體含有染色體組的數(shù)目可以不同,絕不能認為單倍體只含有一個染色體組,它也可能有多個染色體組。 我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了人工誘導(dǎo)多倍體育種和單倍體育種等遺傳育種的方法,現(xiàn)將它們的原理和方法列表比較如下(可用銀幕顯示): 種類 原理 方法 單倍體育種 染色體變異 花粉離體培養(yǎng)后再人工加倍 人工誘導(dǎo)多倍體育種 染色體變異 用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗 【板書設(shè)計】 第2節(jié) 染色體變異 1.染色體變異的概念 2.染色體結(jié)構(gòu)的變異 4種類型:缺失 重復(fù) 倒位 易位 3.染色體數(shù)目變異 ?。?)染色體組 ?。?)二倍體 (3)多倍體的概念及其形成的原因 4.人工誘導(dǎo)多倍體在育種上的應(yīng)用 (1)多倍體植株的特點 ?。?)方法和原理 5.單倍體 ?。?)單倍體的概念 ?。?)單倍體植株的特點 (3)單倍體在育種上的意義 【典型例題】 1.用馬鈴薯的花藥離體培養(yǎng)出的單倍體植株,可以正常地進行減數(shù)分裂,用顯微鏡可以觀察到染色體兩兩配對形成12對。據(jù)此現(xiàn)象可推知產(chǎn)生該花藥的馬鈴薯是( ) A.三倍體 B.二倍體 C.四倍體 D.六倍體 解析:用花藥離體培養(yǎng)得到單倍體植株,單倍體的體細胞中含有本物種配子的染色體數(shù)目,單倍體植株進行減數(shù)分裂時,染色體能兩兩配對,說明細胞中含有兩組染色體,據(jù)此可推知產(chǎn)生花藥的馬鈴薯的體細胞中含有四組染色體故為四倍體,所以應(yīng)選C。 點評:單倍體的概念是學(xué)生較難理解的難點,要通過識記概念并結(jié)合具體的例子來分析理解。 2.水稻的某3對相對性狀,分別由位于非同源染色體上的3對等位基因控制。利用它的花藥進行離體培養(yǎng),再用濃度適當(dāng)?shù)那锼伤靥幚?。?jīng)此種方法培育出的水稻植株,其表現(xiàn)型最多可有( ) A.l種 B.4種 C.8種 D.16種 解析:由于水稻為3對等位基因的遺傳,因此產(chǎn)生配子基因型為 種,用花藥離體培養(yǎng)獲得的單倍體植物基因型亦為8種,該單倍體用秋水仙素處理得到的正常植株,基因型亦為8種,由于它們皆是純合體,因此,它們的表現(xiàn)型亦為8種。答案:C 點評:本題綜合考查基因的自由組合定律、單倍體育種。 3.用四倍體西瓜與二倍體西瓜雜交所得的子一代植株開化后,經(jīng)適當(dāng)處理,則( ) A.能產(chǎn)生正常配子,結(jié)出種子形成果實 B.結(jié)出的果實為五倍體 C.不能產(chǎn)生正常配子,但可形成無籽西瓜 D.結(jié)出的果實為三倍體 解析:四倍體西瓜與二倍體西瓜雜交產(chǎn)生的子一代西瓜植株是三倍體,由于其染色體組數(shù)為奇數(shù),在減數(shù)分裂時同源染色體配對紊亂,因而不能產(chǎn)生正常生殖細胞,故不能結(jié)種子。若經(jīng)適當(dāng)處理,如用二倍體花粉刺激其子房,可結(jié)出無籽西瓜。該果實僅由果皮構(gòu)成,由于果皮細胞屬于三倍體西瓜植株的體細胞,故該果實為三倍體。答案:CD 點評:三倍體無籽西瓜的培育過程較復(fù)雜,應(yīng)利用課本插圖加深理解。 4.用基因型為 一植株所產(chǎn)生的花粉粒,經(jīng)分別離體培養(yǎng)成幼苗,再用秋水仙素處理,使其成為二倍體,這些幼苗長成后的自交后代( ) A.全部為純合體 B.全部為雜合體 C. 為純合體 D. 為純合體 解析:經(jīng)二倍體植物的花藥離體培養(yǎng)形成的單倍體,經(jīng)秋水仙素處理后形成的個體均是純合體。無論上述純合體基因型如何,純合體自交的后代均為純合體。答案:A 點評:基因型為 植株產(chǎn)生的花粉的基因型有 、 、 、 四種,經(jīng)秋水仙素處理得到DDTT、 、 、 的植株,全部為純合體。 5. 到右圖為果蠅的原始生殖細胞示意圖。圖中1、 ,……4、 表示染色體; 、 、 、 、 、 分別表示控制不同性狀基因。試據(jù)圖回答下列問題: ?。╨)此原始生殖細胞是_____________細胞; (2)圖中的________屬常染色體上,而_________屬性染色體; ?。?)此原始生殖細胞中有二個染色體組,它們分別是_______; ?。?)該細胞中有_________個DNA分子; ?。?)該果蠅基因型可寫成__________; (6)經(jīng)減數(shù)分裂它可產(chǎn)生_________種配子。 解析:解答本題要從觀察著手,(l)4和 是一對性染色體,從圖觀察可知此細胞為卵原細胞,因為4和 形態(tài)和大小相同;(2)1和 、2和 、3和 都屬常染色體,4和 屬性染色體;(3)果蠅屬二倍體生物,含二個染色體組,它們分別是:1、2、3、4與 、 、 、 (或由非同源染色體自由組合形成的其他兩組染色體組合);(4)細胞不處在分裂期時染色體的個數(shù)即為DNA分子數(shù);(5)基因型為 ;(6)經(jīng)減數(shù)分裂形成的配子數(shù)為: 。 答案:(l)卵原;(2)l、 、2、 、3、 、4、 ;(3)l、2、3、4與 、 、 、 (或由非同源染色體自由組合形成的其他兩組染色體組合);(4)8;(5) ;(6)8。 點評:本題考查的考點有:減數(shù)分裂、性染色體、常染色體、染色體組等概念、基因自由組合定律等,涉及面廣、綜合性強,屬綜合能力試題。學(xué)習(xí)時,要以本習(xí)題為例,對相關(guān)知識進行分析,比較、歸納整理,提高發(fā)散思維與聚會思維能力。- 1.請仔細閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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