【教學(xué)目標(biāo)】
1、說出染色體數(shù)目變異的基本類型。（生命觀念、科學(xué)思維）
2、理解并記憶利用染色體數(shù)目變異進(jìn)行育種的方法。（科學(xué)思維、社會責(zé)任）
3、進(jìn)行低溫誘導(dǎo)染色體數(shù)目變異的實驗。（科學(xué)探究）
4、說出染色體結(jié)構(gòu)變異的基本類型。（生命觀念）
【教學(xué)重難點】
1、教學(xué)重點：染色體結(jié)構(gòu)的變異和染色體數(shù)目的變異及應(yīng)用。
2、教學(xué)難點：染色體數(shù)目的變異。
【教學(xué)過程】
一、染色體數(shù)目的變異
1、染色體變異的概念
生物體的體細(xì)胞或生殖細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目或結(jié)構(gòu)的變化。
2、變異類型和實例
3、染色體組
（1）概念：細(xì)胞中的一組非同源染色體，在形態(tài)和功能上各不相同。
（2）染色體組數(shù)的判斷方法
①根據(jù)染色體形態(tài)判斷
方法：細(xì)胞內(nèi)形態(tài)相同的染色體有幾條，則含有幾個染色體
實例： 1111 ））））
細(xì)胞中3個染色體組，
////// ^^^^^^ ））））））
細(xì)胞中6個染色體組
②根據(jù)基因型判斷
方法：控制同一性狀的基因出現(xiàn)幾次，就含幾個染色體組（每個染色體組內(nèi)不含等位基因或相同基因）。
實例：AAAaaa為6個染色體組。
③根據(jù)染色體數(shù)和形態(tài)數(shù)的比值判斷
方法：染色體數(shù)/形態(tài)數(shù)=每種形態(tài)染色體的數(shù)目=染色體組數(shù)。
實例：果蠅體內(nèi)該8條染色體/4種形態(tài)=每種形態(tài)染色體2條=2個染色體組。
4、二倍體、多倍體、單倍體
（1）二倍體：由受精卵發(fā)育而來體細(xì)胞中含二個染色體組的個體。幾乎全部動物、過半數(shù)的高等植物都是二倍體。
（2）多倍體
①由受精卵發(fā)育而來體細(xì)胞中含三個或以上染色體組的個體。香蕉（3N），普通小麥（6N），無子西瓜（3N）
②特點：莖稈粗壯，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，但結(jié)實率低，生長遲緩。
③人工誘導(dǎo)多倍體育種
方法：用秋水仙素處理或用低溫處理萌發(fā)的種子或幼苗
原理：抑制紡錘體的形成，導(dǎo)致染色體不能移向細(xì)胞的兩極，從而使染色體數(shù)目加倍
（3）單倍體
①概念：體細(xì)胞中的染色體數(shù)目與本物種配子染色體數(shù)目相同的個體。蜜蜂中的雄蜂（由卵細(xì)胞發(fā)育而來）
②特點：植物弱小，高度不育（一般指二倍體植物）。
注意：a.單倍體的體細(xì)胞中并不一定只有一個染色體組，如四倍體的配子形成的單倍體的體細(xì)胞中含有兩個染色體組。
b.單倍體并非都不育：二倍體的配子發(fā)育成的單倍體，表現(xiàn)為高度不育；多倍體的配子如含有偶數(shù)個染色體組，則發(fā)育成的單倍體含有同源染色體及等位基因，可育并能產(chǎn)生后代。
5、應(yīng)用：育種
（1）多倍體育種
①原理：染色體數(shù)目變異。
②多倍體育種的過程
正在萌發(fā)的種子或幼苗eq \(――――――――――――――――――――――――→ ,\s\up10(秋水仙素處理)) 抑制紡錘體形成eq \(――――――→ ,\s\up10(導(dǎo)致)) 染色體不分離eq \(―――――→― ,\s\up10(導(dǎo)致)) 細(xì)胞中染色體數(shù)目加倍eq \(――――――――――――――――――――――→ ,\s\up10(正常分裂、分化)) 多倍體植株。
③特點 ：
優(yōu)點：與二倍體相比，多倍體植株常常是莖稈粗壯，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。
缺點：多倍體育種適用于植物，在動物方面難以開展，且多倍體植物往往發(fā)育遲緩，結(jié)實率低。
④實例：三倍體無子西瓜的培育過程
Ⅰ、b過程傳粉是為了雜交得到三倍體種子，c過程傳粉是為了提供生長素刺激子房發(fā)育成果實。
Ⅱ、獲取三倍體種子是在第一年四倍體植株上；獲取三倍體無子果實則是在第二年的三倍體植株上。
Ⅲ、無子的原因：三倍體西瓜進(jìn)行減數(shù)分裂時，由于同源染色體聯(lián)會紊亂，不能產(chǎn)生正常配子。
（2）單倍體育種
①原理：染色體數(shù)目變異。
②方法：eq \x(\a\al(花,藥))eq \(―――――――――→ ,\s\up10(離體),\s\d10(培養(yǎng))) eq \x(\a\al(單倍體,幼苗))eq \(―――――――――――――――――――――――→ ,\s\up10(人工誘導(dǎo)),\s\d10(用秋水仙素處理))eq \x(\a\al(染色體數(shù)目加倍,得到正常純合子))
常與雜交育種結(jié)合使用。單倍體育種的目的不是為了獲得單倍體，而是通過培育單倍體的途徑較快的獲得所需純合子。
③特點
優(yōu)點：明顯縮短育種年限，子代均為純合子，加速育種進(jìn)程。
缺點：技術(shù)復(fù)雜且需與雜交技術(shù)結(jié)合使用。
④實例：用高稈抗?。―DTT）和矮稈不抗?。╠dtt）小麥品種，培育矮稈抗病小麥的過程。
其中單倍體育種的核心步驟為①花藥離體培養(yǎng)和②秋水仙素處理誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍。
二、低溫誘導(dǎo)植物細(xì)胞染色體數(shù)目的變化
1、“低溫誘導(dǎo)植物細(xì)胞染色體數(shù)目的變化”實驗應(yīng)注意的問題
（1）選材：應(yīng)選用能進(jìn)行分裂的分生組織細(xì)胞，否則不會出現(xiàn)染色體加倍的情況。
（2）溫度不是越低越好：溫度過低對根尖細(xì)胞造成傷害，應(yīng)選擇適宜溫度。
（3）并不是所有細(xì)胞中染色體均已加倍：只有少部分細(xì)胞實現(xiàn)“染色體加倍”，大部分細(xì)胞仍為二倍體狀況。
（4）細(xì)胞是死的而非活的：顯微鏡下觀察到的細(xì)胞是已被解離液殺死的細(xì)胞。
（5）著絲粒分裂與紡錘體無關(guān)：著絲粒到有絲分裂后期才分裂，與有無紡錘體無關(guān)。
三、染色體結(jié)構(gòu)的變異
1、染色體結(jié)構(gòu)變異的類型
①缺失②重復(fù)③倒位④易位
2、染色體結(jié)構(gòu)變異的結(jié)果
（1）染色體上基因的數(shù)目或排列順序發(fā)生改變，而導(dǎo)致性狀的變異。
（2）大多數(shù)染色體結(jié)構(gòu)變異對生物體是不利的，有的甚至?xí)?dǎo)致生物體死亡。
3、染色體缺失、重復(fù)與基因突變的區(qū)別
4、染色體易位與交叉互換的區(qū)別
類型
實例
個別染色體的增加或減少
21三體綜合征
以染色體組形式成倍增減
三倍體無子西瓜
項目
基因突變
染色體缺失、重復(fù)
實質(zhì)
堿基對的替換、增添或缺失
染色體上基因的缺失或重復(fù)
對象
堿基對
基因
結(jié)果
堿基對的數(shù)目或排列順序改變
基因數(shù)目或排列順序改變
是否可見
分子水平、光學(xué)顯微鏡下觀察不到
光學(xué)顯微鏡下可觀察到
項目
染色體易位
交叉互換
圖解
區(qū)別
發(fā)生于非同源染色體之間
發(fā)生于同源染色體的非姐妹染色單體之間
屬于染色體結(jié)構(gòu)變異
屬于基因重組
可在顯微鏡下觀察到
在顯微鏡下觀察不到
可發(fā)生于有絲分裂和減數(shù)分裂過程中
只發(fā)生于減數(shù)第一次分裂的四分體時期

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第2節(jié) 染色體變異

版本： 人教版 (2019)

年級： 必修2《遺傳與進(jìn)化》

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