5.2《染色体变异》一、教学目标【知识与技能目标】1.举例说出并理解染色体结构变异的四种类型以及染色体数目的变异。2.知道染色体组、单倍体、二倍体、多倍体的概念。3.说出单倍体和多倍体的特点及其在育种上的应用,解释多倍体形成的原理。【过程与方法目标】通过学习染色体结构、数目变异以及染色体组、二倍体、多倍体及单倍体的概念,提高观察分析问题、总结归纳的能力。【情感态度价值观目标】通过对染色体结构和数目变异的理解以及对单倍体、多倍体的特点和应用,理解生物界这种可遗传的变异类型,感受生命的奥妙。二、教学重难点【重点】1.染色体结构变异的四种类型、染色体组、单倍体、二倍体和多倍体的概念。2.多倍体育种原理及应用。【难点】1.正确辨认染色体结构变异中的倒位、易位以及姐妹染色单体交叉互换的染色体示意图。2.正确区分单倍体、二倍体以及多倍体划分的依据。3.解释多倍体形成的原因。三、教学过程
(一)创境情景,导入新课炎炎夏日,清凉多汁的西瓜成为我们避暑的果品,看到大屏幕上这一块块鲜红诱人的西瓜,我看大家已经垂涎欲滴了,课下大家再想吃西瓜的事,现在大家观察一下这西瓜除了以上的特点,还有什么特别之处吗?没错,它们没有西瓜子。大家大胆猜测一下,无子西瓜是怎样形成的呢?噢,你认为是卵细胞没有受精,嗯,你说是受精卵没有正常发育。到底是什么原因造成了西瓜不结子呢?我们一起学完“染色体的变异”就能解释了。(二)讨论交流,学习新知1.染色体结构变异播放猫叫综合征患儿的录像和资料,患儿的症状是怎样的?患儿哭声轻、音调高,像猫叫,两眼较低,存在着严重的智力障碍。演示猫叫综合征染色体缺失的动画图,患儿的病因是什么?患儿第5号染色体部分缺失。除了猫叫综合征这种由染色体部分缺失造成结构发生改变的变异,还有哪些类型呢?继续演示染色体结构变异的其他三种类型的动态变化图,学生仔细观察染色体的变化情况后总结:①重复:染色体增加某一片断;如果蝇的棒状眼②倒位:染色体某一片断位置颠倒180°,如夜来香③易位:染色体的某一片断移接到另一条非同源染色体上。易位和减数第一次分裂前期姐妹染色单体交叉互换有什么区别?观看两种变异的动画图,总结:易位是发生在非同源染色体间,能使本来不连锁的基因发生连锁。为什么染色体结构变异能引起生物性状变异?
染色体结构的变化会引起染色体上的基因数目和排列顺序发生改变。2.染色体数目变异出示“21-三体综合征”的染色体变化动画图,患儿的染色体数目和正常人有什么区别?患儿的21号染色体上多出了一条染色体,即“个别染色体”增加出示由二倍体加倍变成四倍体西瓜的实例,染色体数目发生了什么变化?四倍体西瓜的染色体数目成倍增加了。3.染色体组、二倍体、多倍体、单倍体出示果蝇的染色体图,并阅读教材,提问以下问题:(1)果蝇体细胞有几条染色体?几对同源染色体?其中有几对常染色体,几对性染色体?8条染色体,4对同源染色体,3对常染色体,1对性染色体。(2)雄果蝇产生精子进行减数分裂时,精子中有哪几条染色体?是同源染色体吗?几种精子?有3条常染色体,1条性染色体,都互为非同源染色体,能产生2种精子。归纳:像果蝇这样,在精子形成过程中,经过减数分裂,染色体的数目减半,雄果蝇的精子中只含有一组非同源染色体,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、遗传和变异的全部信息,这样的一组染色体,叫做一个染色体组。由受精卵发育而成的个体,体细胞中含有两个染色体组的叫做二倍体。如人、果蝇、玉米是二倍体,几乎全部动物和过半数的高等植物都是二倍体。
由受精卵发育而来的个体,体细胞中含有3个或3个以上染色体组的叫做多倍体。如香蕉就是三倍体,马铃薯就是四倍体,普通小麦是六倍体。出示初中生物中学过的雄蜂由未受精卵直接发育而成。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。由玉米花粉、普通小麦花粉直接发育成的个体是几倍体?含有几个染色体组?由玉米花粉直接发育成的个体称之为单倍体,玉米是二倍体所以其配子含一个染色体组。普通小麦花粉直接发育成的个体也是单倍体,含有三个染色体组。凡是由其配子直接发育成的个体,无论含有几个染色体组都叫单倍体。二倍体、多倍体和单倍体的划分依据是什么?学生讨论总结出:二倍体、多倍体是由受精卵发育来的,根据染色体组的数目来划分;单倍体是由配子发育来的,只含有本物种体细胞染色体数目的一半,与含染色体组的数目多少没有关系。(三)知识拓展结合教材,谈一谈多倍体和单倍体植株有哪些特点?由于染色体数目的增多,多倍体植株一般表现为茎杆粗壮,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。与正常植株相比,单倍体植株长得弱小,而且高度不育。出示植物细胞有丝分裂过程动画,分裂后期有什么特点?植物细胞有丝分裂后期:着丝点分裂,染色体数目加倍,在纺锤体的牵引下向细胞两极移动。
育种上经常低温或者用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗,获得多倍体,获得多倍体的原理是什么?由于外界环境条件(如温度骤变)或生物内部因素的干扰,抑制了植物细胞分裂过程中纺锤体的形成,导致染色体不能被移向细胞两极,细胞也不能分裂成2个子细胞,形成染色体数目加倍的细胞。这种染色体加倍的细胞,通过正常的减数分裂,形成了染色体数目也相应加倍的生殖细胞,再由这些生殖细胞结合成合子,进一步发育成的植物,就是多倍体。出示无子西瓜的培育过程图解,获得无子西瓜的原理是什么?二倍体幼苗经秋水仙素处理后得到四倍体植株,其开花后形成的雌配子中有2个染色体组,与普通二倍体的父本进行杂交,得到的子代中含3个染色体组,子代在形成配子的过程中联会紊乱,不能正常形成配子,是高度不育的。结合教材,总结育种上获得单倍体的方法和优点是什么?育种者常常用花药(或花粉)离体培养得到单倍体植株,再人工诱导染色体数目加倍,得到纯合的植株,自交后其后代也不会发生性状分离,并且大大降低了育种年限。(四)课外延伸大家课下自主搜集单倍体、多倍体以及太空育种的资料,面对无穷的生命奥妙你有哪些感想?四、板书设计