（必修2）第2节 染色体变异 第1课时（教案1）

skybamboo

第2节染色体变异（第1课时）

• 教学目标
  

1．说出染色体结构变异的基本类型。
2．说出染色体数目的变异。
3．进行低温诱导染色体数目变化的实验。

• 教学重难点
  

【教学重点】
染色体数目的变异。
【教学难点】
1．染色体组的概念。
2．二倍体、多倍体和单倍体的概念及其联系。
3．低温诱导染色体数目变化的实验。

• 教学过程
  

一、导入新课
教师引导学生分析课本P87页马铃薯和香蕉的染色体数目表并完成表格。思考问题：为什么平时吃的香蕉是没有种子的？
引出染色体变异的概念和类型。生物体的体细胞或生殖细胞内染色体数目或结构的变化，称为染色体变异。染色体变异包括染色体的数目变异和结构变异。
二、讲授新课
（一）染色体数目的变异
染色体数目包括两种：一种个别染色体数目增加或减少（教师展示21三体综合征患者的染色体组成），另一类是细胞内染色体数目以一套完整的非同源染色体为基数成倍地增加或成套地减少（结合导入过程中提到的香蕉和马铃薯的染色体变化进行分析）。
1．染色体“个别数目”的增加或减少，它只是染色体数目变异的一种类型。
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。
例如，人类有一种叫“21三体综合征”的遗传病，患者比正常人多一条染色体——21号染色体是三条，其征状表现为智力低下，身体发育缓慢等（展示患者症状以及染色体组成）；
再如，人类的另一种遗传病叫“性腺发育不良（Turner综合征）”，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。（展示患者症状以及染色体组成）
2．染色体数目变异的另一种类型是染色体数目以“染色体组”为单位成倍增加或减少，这种类型的变异在实践中的应用更为普遍。因此，我们重点介绍后一种类型的染色体数目变异。
（1）染色体组
教师展示动物精子形成过程图，组织学生观察、归纳、总结：
①在减数分裂过程中，染色体复制一次，细胞分裂两次，结果生殖细胞中的染色体数减少了一半。
②精原细胞和体细胞中的染色体是成对存在的，精子中因同源染色体的分离而使染色体成单存在。
③由于同源染色体的分离，使得生殖细胞中所含染色体成为大小、形状各不相同的非同源染色体。
教师出示野生马铃薯的染色体组成图。
学生观察图片中的染色体组成并分析。
观察说明：野生马铃薯有24条染色体，共12对同源染色体。这样一个生殖细胞中的全部染色体即为一个染色体组。
师生总结染色体的概念：细胞中的一组非同源染色体在形态和功能上各不相同，携带着控制生物生长发育的全部遗传信息，其中每套非同源染色体称为一个染色体组。一个染色体组内的染色体大小、形状均各不相同，但却包含了控制生物体生长发育、遗传和变异的全部信息。
教师展示雌雄果蝇的染色体组成，学生分析。（建议使用知识卡片：【知识解析】染色体组数量的判断方法）
（2）二倍体和多倍体
人、果蝇、玉米体细胞中各含两个染色体组，都属于二倍体。在自然界中，几乎全部的动物和过半数的高等植物均是二倍体。（结合野生马铃薯的染色体组成图）
师生共同总结二倍体的概念：二倍体指的是体细胞中含有两个染色体组的个体。
依此类推，体细胞中含三个染色体组的个体该称为三倍体，如香蕉、无籽西瓜等；体细胞中含四个染色体组的个体被称为四倍体，如马铃薯。
多倍体：我们把体细胞中含三个或三个以上染色体组的个体称为多倍体。三倍体、四倍体都属于多倍体。（展示香蕉、马铃薯、小麦等的图片）
多倍体个体在植物中广泛存在，动物中较少见。
①多倍体成因
体细胞在有丝分裂的过程中，染色体完成复制，但是细胞受到外界环境条件（如温度骤变）或生物内部因素的干扰，纺锤体的形成受到破坏，以致染色体不能被拉向两极，细胞不能分裂成两个子细胞，于是形成染色体数目加倍的细胞。
②多倍体植株特点
与二倍体植株相比，多倍体植株常常是茎秆粗壮，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都有所增加。
③人工诱导多倍体在育种上的应用
用秋水仙素来处理萌发的种子或幼苗。当秋水仙素作用于正在分裂的细胞时，能够抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向两极，从而引起细胞内染色体数目加倍。染色体数目加倍的细胞继续进行有丝分裂，将来就可能发育成多倍体植株。（建议使用卡片：【生物世界】秋水仙素的诱变机理）
（3）单倍体
在生物的体细胞中，染色体数目不仅可以成倍增加，也可以成倍减少。
例如，蜜蜂中的工蜂和蜂王由受精卵发育而成，而雄蜂由未受精卵直接发育而成（展示蜜蜂的蜂王、工蜂和雄蜂的图片）。因此，雄蜂体细胞中的染色体数是工蜂和蜂王的一半。像这样，体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体，称为单倍体。
一个个体是单倍体还是几倍体，关键看它是由受精卵发育而成的个体，还是由配子发育而成的个体。由受精卵发育而成的个体叫几倍体，由配子发育而成的个体叫单倍体。
①单倍体植株的特点
单倍体植株长得弱小，而且高度不育。
②单倍体育种
单倍体育种常常采用花药离体培养的方法来获得单倍体植株，然后经过人工诱导使染色体数目加倍，重新恢复到正常植株的染色体数目。其优点是用这种方法培育得到的植株，不仅能够正常生殖，而且是纯种，自交产生的后代不会发生性状分离，能明显缩短育种年限。
（二）染色体结构的变异
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。染色体发生的结构变异主要有以下四种：
①缺失：染色体中某一片段缺失引起变异。
②重复：染色体中增加某一片段引起变异。
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变异。（建议使用知识卡片：【知识解析】比较染色体易位与交叉互换）
④倒位：染色体中某一片段位置颠倒引起变异。
三、课堂反馈
1．下列关于染色体组的正确叙述是（ A ）
A．染色体组内不存在同源染色体   
B．染色体组只存在于生殖细胞中
C．染色体组只存在于体细胞中      
D．染色体组在减数分裂过程中消失
2．秋水仙素诱导多倍体形成的原因是（  B  ）
A．诱导染色体多次复制
B．抑制细胞有丝分裂时纺锤体的形成
C．促使染色单体分开，形成染色体
D．促进细胞融合
3．分析对照图，从A B C D中确认出表示包含一个染色体组的细胞，是图中的（　B ）


4．下列有关单倍体的叙述，正确的是（  C  ）
A．体细胞中含有一个染色体组的个体
B．体细胞中含有奇数染色体数目的个体
C．体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体
D．体细胞中含有奇数染色体组数目的个体
5．据下图分析下列关于染色体交叉互换与染色体易位的叙述中，不正确的是（  D ）


A．图甲是交叉互换，图乙是染色体易位
B．交叉互换发生于同源染色体之间，染色体易位发生于非同源染色体之间
C．交叉互换属于基因重组，染色体易位属于染色体结构变异
D．交叉互换与染色体易位在显微镜下都观察不到
四、课堂小结
教师与学生一起小结本节知识，学生边讲，教师边板书，或通过课件展示。
五、拓展延伸
染色体数目变异部分，建议使用知识卡片：【生物世界】小麦的形成过程-异源多倍体、活动卡片：【活动设计】先天智力障碍与染色体异常的关系。
染色体结构变异部分，建议使用知识卡片：【生物世界】果蝇唾腺细胞染色体、【活动设计】模拟染色体结构的变异、【活动设计】探究染色体结构变异的类型、【活动设计】研究环境中的化学物质对染色体结构变异的影响。