资源简介 (共49张PPT)第二节染色体变异沪科版高中生物学习目的掌握染色体变异类型、染色体与基因突变的区别,了解单倍体和多倍体育种。1.文化基础:举例说明染色体结构和数量的变异都可能导致生物性状的改变甚至死亡。2.自主发展:通过分析染色体数量变异的实例,掌握科学探究的基方法,探讨生命活动规律,发展科学思维。3.社会参与:阐述染色体的变异以及多倍体和单倍体的育种形成正确的生命观。染色体变异说"蚕欲老,箔头作茧丝皓皓。"养蚕业在我国已经有悠久的历史,雄蚕食桑量少、吐丝早、出丝率高,而且生丝质量好,所以蚕农喜欢专养雄蚕。如果能够早早区分出蚕的性别,就有利于提高蚕丝的产量和品质。科学家通过对家蚕的染色体进行改造,使得雄蚕在孵化前出现一个可以机器识别的独特性状,解决了生产上的一大难题。2、基因突变和染色体变异的区别1.类型染色体结构变异染色体数目变异个别染色体增减染色体成倍增减染色体变异基因突变:可用显微镜直接观察到的比较明显的染色体变化。染色体上某一个位点上基因的改变,光学显微镜下不可见。染色体变异一、染色体结构变异可能改变生物性状一般来说,染色体的形态和结构是相对稳定的,但同种生物体的非同源染色体形态和结构各不相同。从下图中可以看出,人的不同染色体形状、大小各不相同。分析讨论1.对染色体进行标记的目的是什么?为什么要对Ⅰ和Ⅱ做不同的标记?2.整理结果,一共模拟出多少种染色体变异类型?3.取其中一条变异的染色体,与其正常的同源染色体联会,观察会有怎样的现象发生?4.科学家把家蚕常染色体上一个片段移植到W染色体,使得雌、雄蚕卵的颜色不同,易于分辨。你模拟的染色体变化中包括这类变异吗?染色体结构变异主要有4种类型,即缺失、重复、倒位和易位。缺失重复倒位易位abcdefbacdef果蝇缺刻翅的形成1、缺失:指染色体上某一区段及其带有的基因一起缺失,从而引起变异的现象。例如果蝇缺刻翅的形成 “猫叫综合症”是人的5号染色体部分缺失引起的遗传病,病儿生长发育迟缓,头部畸形,哭声奇特,皮纹改变等特点,并有智能障碍,而其最明显的特征是哭声类似猫叫。重复2、重复:染色体中增加某一片段而引起的变异现象。例果蝇棒状眼形成。abcdefbbabcdefb果蝇棒状眼的形成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3、易位:abcdefghijklghijklabcefdabcklghdefji夜来香的变异移接思考:染色体结构变异的易位与减数第一次分裂前期的交叉互换是一回事吗?交叉互换提示:不同,这属于基因重组。易位是非同源染色体之间交叉互换是同源染色体的非姐妹染色体之间。染色体的某一片段位置颠倒也可以引起变异4、倒位:abcdefabcdefbcdeaf颠倒为什么染色体结构的改变会导致性状发生改变?染色体结构上的缺失、重复、易位和倒位导致染色体上基因数量、排列顺序的改变导致生物性状的改变(变异)染色体由于某些自然条件或者人为因素的作用而发生断裂,并可能引起结构变异,而这些变异常常可以通过显微镜直接观察到(图4-14)。___________、__________、______________或者______________________,可以增加染色体结构改变的频率。染色体结构的改变,会导致染色体上的基因的_______、_________________发生改变,从而引起生物性状的改变,这种变异对生物往往是不利的,甚至会导致生物体死亡。科学家还发现人的染色体断裂与致癌作用及衰老等有关。X射线γ射线某些化学药品生物体某些代谢产物等结构数量或排列顺序染色体数目的变异(一)概念:在某些特定的环境条件下,生物体的染色体数目会发生改变,从而产生的可遗传的变异。细胞内的个别染色体增加或减少细胞内的染色体数目以染色体组的形式成倍的增加或减少(二)类型(1)个别染色体的增加或减少①个别染色体的增加:如21三体综合征(染色体数为:45+XX或XY)21三体综合征的异常染色体21三体综合征(先天愚型),患者比正常人多一条染色体--21号染色体是三条,其症状表现为智力低下,身体发育缓慢等。二、染色体数量变异对生物性状的影响■姓名/胡一舟■年龄:31岁■出生/1978年4月1日■智商:30重度弱智(正常人的最低70)■演出/自1999年1月在保利剧场进行第一场指挥表演以来,至今已演出20场,与国内外十余家交响乐团进行过合作。智障“天才”舟舟的资料舟舟是一个先天智力障碍(三体综合症)患者病因:常染色体变异,比正常人多了一条21号染色??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????性腺发育不良(Turner综合征),女性患者少了一条X染色体,外观表现为女性,但性腺发育不良,没有生育能力。②个别染色体的减少:如性腺发育不良(染色体数为:44+X)请思考:1.果蝇体细胞有几条染色体?8条2.Ⅱ号和Ⅱ号染色体是什么关系?Ⅱ号和Ⅳ号呢?同源染色体非同源染色体3.雄果蝇的体细胞中共有哪几对同源染色体?Ⅱ和Ⅱ、Ⅲ和Ⅲ、Ⅳ和Ⅳ、X和Y(2)染色体数目成倍的增加或减少ⅣⅡⅢⅡⅢXYⅢYⅡⅡⅢXⅣ4.雄果蝇产生的精子中有哪几条染色体?这些染色体在形态、结构和功能上有什么特点?这些染色体之间是什么关系?Ⅳ减数分裂由此可见,雄果蝇有____种精子,精子内染色体组成可表示为:2Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ,XⅡ,Ⅲ,Ⅳ,Y这些染色体在形态、结构和功能上各不相同它们是非同源染色体携带着控制果蝇生长发育的全部遗传信息雄果蝇精子中的一组染色体就是一个染色体组5.它们是否携带着控制生物生长发育的全部遗传信息?6.如果将果蝇的精子的染色体看成一组,那么果蝇的体细胞中有几组染色体?两组细胞中的一组非同源染色体,在形态和功能上各不相同,但又互相协调,共同控制生物生长、发育、遗传和变异,这样的一组染色体,称为一个染色体组。染色体组特点:①一个染色体组中无同源染色体②一个染色体组中所含的染色体在形态、大小和功能上各不相同③一个染色体组中含有控制生物性状的一整套遗传信息。每一种生物的染色体不仅结构稳定,而且数量恒定。例如,果蝇的体细胞中有8条染色体,共4对同源染色体(图4-15)。果蝇精母细胞经减数分裂,4对同源染色体相互分离,最后形成的精子细胞中只含有一组非同源染色体,它们在____________上各不相同,但携带着控制生物_______、___________的基本信息。形态和功能生长发育和繁殖染色体组数目及一个染色体组中染色体数目的判别方法4个染色体组3个染色体组(1)根据染色体形态判断:细胞中形态相同的染色体(即同源染色体)有几条,则含有几个染色体组。(2)根据“基因型”判断——控制同一性状的基因有几个(不分大小写)就含几个染色体组YyRrAABBDDAaaABCD二个染色体组二个染色体组三个染色体组一个染色体组思考:下列细胞中各有几个染色体组?每个染色体组有几条染色体?A、AaB、AABbC、AaBbXWYD、AAa2个;1条2个;2条2个;3条3个;1条在自然界中,多数生物个体是由受精卵发育而成,体细胞中含有2个染色体组,这样的个体叫作__________。几乎所有动物和一半以上的植物都是二倍体,例如人、狗、马、水稻、拟南芥等都是二倍体。如果体细胞中含有3个或3个以上染色体组,这样的个体叫作____________,如香蕉是三倍体,马铃薯是四倍体,普通小麦是六倍体。二倍体多倍体八倍体草莓(左)和二倍体草莓(右)(二)二倍体和多倍体马铃薯是四倍体普通小麦是六倍体香蕉是三倍体多倍体的特征⑴多倍体植株茎秆粗壮、叶片、果实、种子都比较大,糖类和蛋白质等营养物质的含量都增加。⑵抗旱、抗病能力较强⑶变异性增大,更易适应生存条件的变化⑷但发育迟缓,结实率低4个染色体8个染色体无纺锤体形成染色体复制着丝点分裂无纺锤丝牵引多倍体的形成:若继续进行正常的有丝分裂染色体加倍的组织或个体有丝分裂前期纺锤体的形成受到破以至染色体不能被拉向两极,染色体加倍。蜜蜂:精子(16条)卵细胞(16条)精用受作蜂王、工蜂(32条)雄蜂(16条)直接发育单倍体:3.单倍体单倍体:由配子发育而成的个体,体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体。如蜜蜂中的雄蜂。二倍体、多倍体和单倍体的判定一个染色体组生物一定是单倍体吗?单倍体一定只有一个染色体组吗?受精卵发育有几个染色体组,就是几倍体配子(卵细胞或花粉)发育无论几个染色体组,都是单倍体不一定一定(I)人工诱导多倍体-多倍体育种1.方法:低温处理秋水仙素处理萌发的种子或幼苗抑制纺锤体的形成有丝分裂旺盛2.时期:有丝分裂前期(1)在进行本实验的过程中,与观察植物细胞的有丝分裂一样,所观察的细胞已经被杀死了,最终在显微镜下看到的是死细胞。(2)选材的时候必须选用能够进行分裂的分生组织细胞,不分裂的细胞染色体不复制,不会出现染色体加倍的情况。二倍体三倍体秋水仙素处理使染色体数目加倍四倍体(母本)三倍体西瓜子种植三倍体西瓜第一年第二年传粉传粉刺激果实发育二倍体三倍体无籽西瓜的培育过程:(2)单倍体育种1、方法花药(花粉)离体培养2、过程取F1花药离体培养秋水仙素3、优点①明显缩短育种年限②得到的植株都是纯合体①方法复杂,要与杂交育种配合②成活率较低,成本高恢复正常植株(纯合体)单倍体植株4、缺点5、原理:染色体变异不同优点的品种杂交PAABBaabbF1AaBb配子ABAbaBabAABBAAbbaaBBaabb单倍体育种:花药离体培养杂交秋水仙素处理,染色体数目加倍第一年第二年单倍体ABAbaBab花药离体培养+人工诱导多倍体比较项目基因突变基因重组染色体变异多倍体单倍体变异实质产生过程特点举例基因分子结构的改变,产生新的基因复制时基因中脱氧核苷酸的增减和改变减数分裂形成配子时,非等位基因自由组合或等位基因的互换不同性状的基因重新组合,产生新的基因型染色体组成倍增加,产生新基因型染色体组成倍减少,产生新基因型细胞分裂时染色体复制后不能形成两子细胞有性配子未经受精作用直接发育成个体发生频率低,有害变异多,变异的根本来源,进化的重要因素器官大,养分多,成熟迟,结实少植株弱小,高度不育镰刀型细胞贫血症黄圆、绿皱豌豆杂交出现黄皱、绿圆豌豆普通小麦雄蜂染色体变异染色体变异个别增减染色体组二倍体概念特点应用成因概念特征多倍体单倍体分类数目变异成倍增减缺失、增加、易位、倒位结构变异:课堂小结学业检测与巩固练习1.人体细胞含有23对同源染色体,普通小麦只有21对。这些染色体上包含了几乎全部关于个体生长发育及繁殖的基因。一旦染色体结构或数量发生变化,就会导致生物性状发生改变。(1)下列描述的情况中不属于染色体变异引起的是()。A.人的第5号染色体缺失引起的遗传病B.由于多一条第18号染色体而导致的人类遗传病C.用花药离体培养得到的单倍体小麦植株D.由于非同源染色体自由组合导致子代出现多种表型D(2)下列结构和概念中一定不含同源染色体的是()A.小麦的花粉细胞B.人的精细胞C.小麦的染色体组D.人的生发层细胞B2.通过“自制模具探究染色体结构变异的类型”活动,同学们加深了对染色体结构变异的认识,在对染色体变异概念进行概括时,有了个小组在黑板上各自通之图(见右)来解释变异类型。(1)右图中3种情况是否都发生了染色体结构变异?分别属于结构变异的类型?否,b为染色体数目变异;a为重复,c为异位(2)3种变异是否都只会出现在有丝分裂过程中?是否都可以用显微镜观察检验否,b可能发生于减数分裂;是3.市场上经常见到无籽西瓜,这是人们根据染色体变异的原理培育的。右图是利用二倍体西瓜获得三倍体无籽西瓜的培育过程示意图,请分析后作答∶(1)在二倍体西瓜幼苗的芽尖滴加秋水仙素的目的是什么?依据的原理是什么?使染色体数目加倍,从而形成含有四个染色体组的西瓜植株;染色体数目变异(2)四倍体西瓜植株作母本,产生的雌配子中含几个染色体组?若对未受精的雌配子进行离体培养,得到的个体是几倍体?(3)四倍体植株上结的西瓜是无籽西瓜吗?(4)三倍体植株上所结西瓜没有种子的原因是什么?两个;单倍体不是三倍体植株不能进行正常的减数分形成生殖细胞,所以不能形成种子4.某兴趣小组的同学查询资料得知"低温可诱导植物细胞染色体加倍"。为验证这一点,该组同学在实验室进行了如下实验∶(1)将洋葱置于4℃条件下24h,然后撕取洋葱鳞茎表皮制成标本玻片。(2)用秋水仙素进行染色,接着在显微镜下观察染色体数量。该组同学的实验有许多不当之处,请至少找出2处。https://www.21cnjy.com/help/help_extract.php中小学教育资源及组卷应用平台《染色体的变异》教学设计课题第二节染色体的变异单元第四章学科生物年级高一学习目标与核心素养掌握染色体变异类型、染色体变异与基因突变的区别,了解单倍体和多倍体育种。1.文化基础:举例说明染色体结构和数量的变异都可能导致生物性状的改变甚至死亡。2.自主发展:通过分析染色体数量变异的实例,掌握科学探究的基方法,探讨生命活动规律,发展科学思维。3.社会参与:阐述染色体的变异以及多倍体和单倍体的育种形成正确的生命观。重点阐明染色体变异与基因突变的区别难点阐明染色体变异类型及特点,单倍体与多倍体育种教学过程教学环节教师活动学生活动设计意图导入新课播放视频《染色体变异说》"蚕欲老,箔头作茧丝皓皓。"养蚕业在我国已经有悠久的历史,雄蚕食桑量少、吐丝早、出丝率高,而且生丝质量好,所以蚕农喜欢专养雄蚕。如果能够早早区分出蚕的性别,就有利于提高蚕丝的产量和品质。科学家通过对家蚕的染色体进行改造,使得雄蚕在孵化前出现一个可以机器识别的独特性状,解决了生产上的一大难题。课前查阅资料,观看视频《染色体变异说》,提出问题,分析问题。联系实际,讨论染色体变异在生产生活中的应用,激发学生的学习兴趣。讲授新课染色体变异1.类型染色体结构变异染色体数目变异个别染色体增减染色体成倍增减2、基因突变和染色体变异的区别基因突变:染色体上某一个位点上基因的改变,光学显微镜下不可见。染色体变异:可用显微镜直接观察到的比较明显的染色体变化。一、染色体结构变异可能改变生物性状一般来说,染色体的形态和结构是相对稳定的,但同种生物体的非同源染色体形态和结构各不相同。从下图中可以看出,人的不同染色体形状、大小各不相同。分析讨论1.对染色体进行标记的目的是什么?为什么要对Ⅰ和Ⅱ做不同的标记?2.整理结果,一共模拟出多少种染色体变异类型?3.取其中一条变异的染色体,与其正常的同源染色体联会,观察会有怎样的现象发生?4.科学家把家蚕常染色体上一个片段移植到W染色体,使得雌、雄蚕卵的颜色不同,易于分辨。你模拟的染色体变化中包括这类变异吗?染色体结构变异主要有4种类型,即缺失、重复、倒位和易位。1、缺失:指染色体上某一区段及其带有的基因一起缺失,从而引起变异的现象。例如果蝇缺刻翅的形成“猫叫综合症”是人的5号染色体部分缺失引起的遗传病,病儿生长发育迟缓,头部畸形,哭声奇特,皮纹改变等特点,并有智能障碍,而其最明显的特征是哭声类似猫叫。2、重复:染色体中增加某一片段而引起的变异现象。例果蝇棒状眼形成。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思考:染色体结构变异的易位与减数第一次分裂前期的交叉互换是一回事吗?提示:不同,这属于基因重组。易位是非同源染色体之间交叉互换是同源染色体的非姐妹染色体之间。4、倒位:染色体的某一片段位置颠倒也可以引起变异为什么染色体结构的改变会导致性状发生改变?染色体结构上的缺失、重复、易位和倒位染色体上基因数量、排列顺序的改变生物性状的改变(变异)染色体由于某些自然条件或者人为因素的作用而发生断裂,并可能引起结构变异,而这些变异常常可以通过显微镜直接观察到)。___________、__________、______________或者___________,可以增加染色体结构改变的频率。染色体结构的改变,会导致染色体上的基因的_______、_________________发生改变,从而引起生物性状的改变,这种变异对生物往往是不利的,甚至会导致生物体死亡。科学家还发现人的染色体断裂与致癌作用及衰老等有关。染色体数目的变异(一)概念:在某些特定的环境条件下,生物体的染色体数目会发生改变,从而产生的可遗传的变异。(二)类型细胞内的个别染色体增加或减少细胞内的染色体数目以染色体组的形式成倍的增加或减少二、染色体数量变异对生物性状的影响(1)个别染色体的增加或减少①个别染色体的增加:21三体综合征(先天愚型),患者比正常人多一条染色体--21号染色体是三条,其症状表现为智力低下,身体发育缓慢等。②个别染色体的减少:性腺发育不良(Turner综合征),女性患者少了一条X染色体,外观表现为女性,但性腺发育不良,没有生育能力。(2)染色体数目成倍的增加或减少请思考:1、果蝇体细胞有几条染色体?8条2、Ⅱ号和Ⅱ号染色体是什么关系?Ⅱ号和Ⅳ号呢?同源染色体、非同源染色体3.Ⅱ号和Ⅱ号染色体是什么关系?Ⅱ号和Ⅳ号呢?Ⅱ和Ⅱ、Ⅲ和Ⅲ、Ⅳ和Ⅳ、X和Y4.雄果蝇产生的精子中有哪几条染色体?这些染色体在形态、结构和功能上有什么特点?这些染色体之间是什么关系?这些染色体在形态、结构和功能上各不相同它们是非同源染色体5.它们是否携带着控制生物生长发育的全部遗传信息?携带着控制果蝇生长发育的全部遗传信息如果将果蝇的精子的染色体看成一组,那么果蝇的体细胞中有几组染色体?两组染色体组:细胞中的一组非同源染色体,在形态和功能上各不相同,但又互相协调,共同控制生物生长、发育、遗传和变异,这样的一组染色体,称为一个染色体组。特点:①一个染色体组中无同源染色体②一个染色体组中所含的染色体在形态、大小和功能上各不相同③一个染色体组中含有控制生物性状的一整套遗传信息。每一种生物的染色体不仅结构稳定,而且数量恒定。例如,果蝇的体细胞中有8条染色体,共4对同源染色体。果蝇精母细胞经减数分裂,4对同源染色体相互分离,最后形成的精子细胞中只含有一组非同源染色体,它们在____________上各不相同,但携带着控制生物_______、___________的基本信息。染色体组数目及一个染色体组中染色体数目的判别方法(1)根据染色体形态判断:细胞中形态相同的染色体(即同源染色体)有几条,则含有几个染色体组。(二)二倍体和多倍体在自然界中,多数生物个体是由受精卵发育而成,体细胞中含有2个染色体组,这样的个体叫作__________。几乎所有动物和一半以上的植物都是二倍体,例如人、狗、马、水稻、拟南芥等都是二倍体。如果体细胞中含有3个或3个以上染色体组,这样的个体叫作____________,如香蕉是三倍体,马铃薯是四倍体,普通小麦是六倍体。多倍体的形成有丝分裂前期纺锤体的形成受到破以至染色体不能被拉向两极,染色体加倍。3.单倍体由配子发育而成的个体,体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体。如蜜蜂中的雄蜂。(1)在进行本实验的过程中,与观察植物细胞的有丝分裂一样,所观察的细胞已经被杀死了,最终在显微镜下看到的是死细胞。(2)选材的时候必须选用能够进行分裂的分生组织细胞,不分裂的细胞染色体不复制,不会出现染色体加倍的情况。(2)单倍体育种常采用花药离体培养的方法获得单倍体幼苗,然后经过人工诱导使染色体数量加倍,重新恢复到正常植株的染色体数量。这种育种方法叫作单倍体育种,可以在较短的时间内得到一个稳定的品种,从而明显缩短育种年限。三、学业检测与巩固练习1.人体细胞含有23对同源染色体,普通小麦只有21对。这些染色体上包含了几乎全部关于个体生长发育及繁殖的基因。一旦染色体结构或数量发生变化,就会导致生物性状发生改变。(1)下列描述的情况中不属于染色体变异引起的是(D)。A.人的第5号染色体缺失引起的遗传病B.由于多一条第18号染色体而导致的人类遗传病C.用花药离体培养得到的单倍体小麦植株D.由于非同源染色体自由组合导致子代出现多种表型(2)下列结构和概念中一定不含同源染色体的是(B)A.小麦的花粉细胞B.人的精细胞C.小麦的染色体组D.人的生发层细胞2.通过“自制模具探究染色体结构变异的类型”活动,同学们加深了对染色体结构变异的认识,在对染色体变异概念进行概括时,有了个小组在黑板上各自通之图(见右)来解释变异类型。(1)右图中3种情况是否都发生了染色体结构变异?分别属于结构变异的类型?否,b为染色体数目变异;a为重复,c为异位(2)3种变异是否都只会出现在有丝分裂过程中?是否都可以用显微镜观察检验否,b可能发生于减数分裂;是【学习活动一】学生阅读课本,分析生物变异的类型,回答问题。【学习活动二】学生阅读,分组讨论染色体结构变异可能改变生物性状。小组讨论,分析相关问题。【学习活动三】学生阅读教材,分析染色体数目的变异。小组讨论,分析相关问题【学习活动四】学生阅读教材,分组讨论,分析染色体组概念及特点。根据所学,完成相关练习带着问题,通过阅读,了解生物变异的类型及概念,培养学生获取信息的能力,加深学生对概念的认识,激发学生的科学研究的兴趣。分组讨论,引导学生认识染色体变异改变生物性状,分析相关问题,提高学生解决问题能力。提高学生解决问题分析问题能力。通过阅读及图解,使学生更加直观、深入了解染色体数量变异对性状的影响,树立科学普及相关知识的意识,提高社会责任感。提高学生分析概括能力。通过分析染色体组概念及单倍体育种实例,掌握科学探究的基方法,探讨生命活动规律,发展科学思维。回顾旧知,巩固和应用所学知识。课堂小结1.染色体结构的改变,会导致染色体上的基因的结构、数量或排列顺序发生改变,从而引起生物性状的改变,这种变异对生物往往是不利的,甚至会导致生物体死亡。2.每一种生物的染色体不仅结构稳定,而且数量恒定。3.染色体组:果蝇精母细胞经减数分裂,4对同源染色体相互分离,最后形成的精子细胞中只含有一组非同源染色体,它们在形态和功能上各不相同,但携带着控制生物生长、发育和繁殖的基本信息。4.二倍体在自然界中,多数生物个体是由受精卵发育而成,体细胞中含有2个染色体组。5.单倍体:如果体细胞中只含有本物种配子的染色体数量。6.一种生物的染色体结构和数量基本是恒定的,染色体结构和数量的变异都可能导致生物性状的改变甚至生物死亡。染色体变异与基因突变、基因重组引起的变异都是可以遗传的。板书第二节染色体的变异一、染色体变异类型二、染色体结构变异主要有4种类型,即缺失、重复、倒位和易位。染色体数目变异:细胞内的个别染色体增加或减少、细胞内的染色体数目以染色体组的形式成倍的增加或减少三、二倍体、多倍体、单倍体21世纪教育网www.21cnjy.com精品试卷·第2页(共2页)HYPERLINK"http://www.21cnjy.com/"21世纪教育网(www.21cnjy.com) 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