高中生物《染色体变异》教案8 新人教版必修2.docx
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高中生物《染色体变异》教案8新人教版必修2
2019-2020年高中生物《染色体变异》教案8新人教版必修2
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。
教学重点和难点
1.教学重点
染色体数目的变异。
2.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。
课时安排
2课时
教学过程
第1课时
引入在复习基因突变的基础上,引导学生回忆基因和染色体的关系。
基因能够发生突变,那么染色体能不能发生变化呢?
如果染色体发生变化,它会发生什么样的变化呢?
生物的性状又会发生什么样的变化呢?
从而引出染色体变异包括染色体结构的变异和染色体数目的变异。
新授
一、染色体结构的变异
缺失1917年猫叫综合症果蝇的缺刻翅
结构的变异重复1919年果蝇的棒状翅
易位1923年慢性粒细胞白血病
倒位
二、染色体数目的变异
(一)染色体组
1.以辨图、设问、讨论和复习的方式理解染色体组的概念。
分析雌雄果蝇体细胞和生殖细胞的染色体的形态和数目,设置一系列的问题情境,通过联系以前所学的知识,帮助学生认识染色体组的概念。
问题情境如下。
观察教科书图5-8雌雄果蝇体细胞的染色体和图59雄果蝇的染色体组,回答下列问题。
(1)果蝇体细胞有几条染色体?
几对常染色体?
(答:
8条;3对。
)
(2)Ⅱ号和Ⅱ号染色体是什么关系?
Ⅲ号和Ⅳ号染色体是什么关系?
(答:
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?
(答:
Ⅱ和Ⅱ,Ⅲ和Ⅲ,Ⅳ和Ⅳ,X和Y。
)
(4)果蝇的精子中有哪几条染色体?
这些染色体在形态、大小和功能上有什么特点?
这些染色体之间是什么关系?
它们是否携带着控制生物生长发育的全部遗传信息?
(答:
Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y;这些染色体在形态、大小和功能上各不相同;它们是非同源染色体;它们携带着控制生物生长发育的全部遗传信息。
)
(5)如果将果蝇的精子中的染色体看成一组,那么果蝇的体细胞中有几组染色体?
(答:
两组。
)
通过以上的问题情境,再加上教师的引导和总结,学生能够比较容易理解染色体组的概念,并能很好地理解二倍体和多倍体与染色体组之间的关系。
2.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,携带着控制生物生长发育、遗传和变异的全部遗传信息的染色体。
如:
人的为22常+X或22常+Y
(二)二倍体和多倍体
1、二倍体
1)概念
2)举例说明二倍体
2、多倍体
1)概念
2)举例
3)多倍体形成的原因
4)多倍体植株的特点
5)人工诱导多倍体——多倍体育种
方法:
举例
课堂总结略
第2课时
3、单倍体
1)概念
分析蜂王、工蜂和雄蜂体内的染色体组数目,提出单倍体的概念,并设置一些问题情境,让学生区分单倍体与一倍体,单倍体、二倍体和多倍体之间的区别和联系。
问题:
(1)一倍体一定是单倍体吗?
单倍体一定是一倍体吗?
(答:
一倍体一定是单倍体;单倍体不一定是一倍体。
)
(2)二倍体物种所形成的单倍体中,其体细胞中只含有一个染色体组,这种说法对吗?
为什么?
(答:
对,因为在体细胞进行减数分裂形成配子时,同源染色体分开,导致染色体数目减半。
)
(3)如果是四倍体、六倍体物种形成的单倍体,其体细胞中就含有两个或三个染色体组,我们可以称它为二倍体或三倍体,这种说法对吗?
(答:
不对,尽管其体细胞中含有两个或三个染色体组,但因为是正常的体细胞的配子所形成的物种,因此,只能称为单倍体。
)
(4)单倍体中可以只有一个染色体组,但也可以有多个染色体组,对吗?
(答:
对,如果本物种是二倍体,则其配子所形成的单倍体中含有一个染色体组;如果本物种是四倍体、六倍体等多倍体,则其配子所形成的单倍体含有两个或两个以上的染色体组。
)
学生很容易将单倍体与一倍体相混淆。
一倍体只含有一个染色体组,肯定是单倍体,但单倍体不一定只含有一个染色体组,因此,不一定是一倍体。
对于多倍体的配子所形成的单倍体,学生又容易与二倍体、三倍体和四倍体等相混淆。
区分的关键是判断生物体是由受精卵还是由配子发育而成的。
由受精卵发育而成的个体,含有几个染色体组就是几倍体;由配子直接发育而成的生物个体,不管含有几个染色体组,都只能称做单倍体。
2)单倍体植株的特点
3)在生产上的应用——单倍体育种
单倍体育种的教学可采用实例分析并结合流程图的方法。
例如,假设体细胞的基因型为AaBb,育种过程中基因型的变化如下图所示。
3、比较多倍体育种和单倍体育种
最后列表让学生总结两种育种方法的原理、操作方法和优缺点,表中的内容由学生讨论填写。
多倍体育种
单倍体育种
原理
染色体组成倍增加
染色体组成倍减少,再加倍后得到纯种(指每对染色体上成对的基因都是纯合的)
常用
方法
秋水仙素处理萌发的种子、幼苗
花药的离体培养后,人工诱导染色体加倍
优点
器官大,提高产量和营养成分
明显缩短育种年限
缺点
适用于植物,在动物方面难以开展
技术复杂一些,须与杂交育种配合
三、关于“低温诱导植物染色体数目的变化”的实验。
教师在实验开始前,可以先复习染色体组、二倍体、多倍体和单倍体的概念,以及多倍体和单倍体育种的原理、操作方法和优点。
同时复习“观察植物细胞的有丝分裂”的实验步骤,为本实验打好基础。
在低温诱导染色体数目的变化的实验中,低温的作用与秋水仙素的作用基本相似。
与秋水仙素相比,低温条件容易创造和控制,成本低、对人体无害、易于操作。
但通过显微镜观察时,只能观察到染色体数目的增加,增加的具体数目不容易确定。
课堂总结略
课堂练习书后的复习题
2019-2020年高中生物《染色体变异及其应用》教案1苏教版必修2
一、教学目的:
1、使学生明确掌握染色体组、单倍体、二倍体的概念,单倍体的特点及其在育种上的意义。
2、使学生明确多倍体的概念,形成原因及其特点。
3、使学生了解人工诱导多倍体在育种上的应用和成就。
4、染色体结构变异的的形式
5、染色体结构变异对生物性状的影响
6、染色体结构变异在生产中的应用
二、教学重点、难点:
教学重点:
多倍体育种原理及在生产上的应用。
染色体结构变异对生物性状的影响
教学难点:
区分单倍体和二倍体或多倍体划分的依据。
染色体结构变异在生产中的应用
三、板书设计:
一、染色体数目变异
1、整倍性
2、非整倍性
二、染色体组概念
三、应用
四、染色体形态结构及变异
1、染色体形态
2、变异
五、结构变异对性状的影响
六、在育种上的应用
四、教学过程:
引言:
记得我们在第一章学习细胞有丝分裂时,根据有丝分裂的特点,明确每一种生物都含有一定数目的染色体,这样就保证了染色体上的遗传物质在亲子两代间的连续性,从而表现出遗传性状的相对稳定性。
然而,一切事物都是变化的,染色体也不例外。
当自然或人为条件发生改变时,会使一些生物的染色体在数目和结构上也发生变化,从而引起生物性状发生改变,我们把这种变异叫做染色体变异。
讲述:
一般来说,生物体细胞中染色体数目能保持稳定,但在某些特殊情况下,如受到外界环境条件或生物内部因素如自然和人为因素等,生物体细胞中的染色体数目会发生改变,从而产生可遗传的变异。
染色体数目变异
非整倍体:
细胞内个别染色体增加或减少。
讲述:
这种个别染色体数目的增减会打破原有遗传物质的平衡,从而影响生物体正常的生长发育:
如①先天性愚型(21三体综合症)②性腺发育不良(X0)③单发性小睾丸症(XXY)
例题1(投影)
整倍体:
细胞内的染色体数目以染色体组的形式成倍地增加或减少。
⑴染色体组
讲述:
生物体细胞中的染色体通常是成对存在的,如人23对,果蝇4对
投影:
雌雄果蝇体细胞染色体组成示意图
提问:
●果蝇体细胞中有多少对同源染色体?
●其中常染体有多少对?
性染色体有多少对?
分别是哪几对?
投影:
雌雄染色体组图解
讲述:
观察雄果蝇精子中一组染色体,不难发现,其中的每条染色体在形状、大小上各不相同,是一套完整的非同源染色体,这一组染色体就是一个染色体组。
投影:
雌雄果蝇体细胞的染色体组成图
提问:
如果把果蝇体细胞中的8条染色体分组,每一组的染色体形状大小各不相同,可以分成几组?
哪几组?
果蝇体细胞中有几个染色体组?
染色体数目变异的基本类型
类型
公式
染色体组
整倍数染色体变异
单倍体
n
(ABCD)
二倍体
2n
(ABCD)(ABCD)
三倍体
3n
(ABCD)(ABCD)(ABCD)
同源四倍体
4n
(ABCD)(ABCD)(ABCD)(ABCD)
异源多倍体
4n
(ABCD)(ABCD)(A'B'C'D')(A'B'C'D')
非整倍数染色体变异
单体
2n-1
(ABCD)(ABC)
三体
2n+1
(ABCD)(ABCD)(A)
四体
2n+2
(ABCD)(ABCD)(AA)
①染色体组的概念
让学生观察果蝇的染色体图(图5-8、图5-9),并阅读染色体组的部分内容。
在此基础上用多媒体教学出示制作的雄果蝇染色体组图解活动课件,银幕显示图5-9所示雄果蝇体细胞中染色体组成图。
老师问:
果蝇体细胞中有几个染色体,几对同源染色体?
其中几对常染色体和性染色体?
学生答:
8个染色体,4个同源染色体。
3对常染色体(ⅡⅡ、ⅢⅢ、ⅣⅣ),1对性染色体(雌果蝇为XX,雄果蝇为XY)。
老师问:
雄果蝇形成精子时必须进行减数分裂,请同学们回忆一下,减数分裂时同源染色体的变化特点是什么?
学生答:
同源染色体要发生分离,非同源染色体要发生自由组合。
接着银幕显示图74示意果蝇体细胞经减数分裂分别进入两个配子。
老师问:
两个配子中染色体数相等吗?
分别是多少个?
各是什么?
学生答:
相等。
分别是4个,应该是X、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和Y、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ。
老师问:
对一个配子而言,染色体形态大小相同吗?
为什么?
学生答:
不同。
一条一个样。
因为不含同源染色体。
教师归纳:
象果蝇生殖细胞那样,形态、大小不同的一组染色体叫做染色体组。
并由此得出:
不同种的生物,每个染色体组所含的染色体数目和形态是不同的。
讨论:
为什么人类基因组计划研究的是24条染色体呢?
讲述:
如何根据染色体形态来判断染色体组数目呢?
②染色体组数目的判断
●细胞内形状大小相同的染色体有几条?
就是有几个染色体组?
如
含三个染色体组。
细胞内控制同一性状的基因有几个,就是有几个染色体组,如
AaaBbb含三个染色体组
例题2(投影)
提问:
人和果蝇的体细胞分别含多少个染色体组?
讲述:
像人、果蝇、玉米这样的生物,凡是由受精卵发育而成的体细胞中含2个染色体组的个体叫二倍体。
⑵二倍体
二倍体概念(投影)
讲述:
由此推下去:
由受精卵发育而成的个体,体细胞含三个染色体组的个体叫三倍体如香蕉,四倍体:
马铃薯,六倍体:
普通小麦。
像香蕉,马铃薯,普通小麦这样的生物,凡是由受精卵发育而成的个体,体细胞中含三个或三个以上染色体组的叫多倍体。
(3)三倍体
①多倍体概念(投影)
讲述:
多倍体在动物中很罕见,但在高等植物中,到少有三分之一以上是多倍体。
投影:
二倍体和四倍体水稻体细胞染色体组成图
总结:
判断生物是几倍体的主法:
由受精卵发育而成的个体,体细胞中含水量几个染色体组就是几倍体。
例题3,例题5(投影)
讲述:
在自然界中多倍体是怎样形成的呢?
②多倍体产生原因
讲述:
通过资料“帕米尔高原上的高山植物有65%左右是多倍体”得出外界环境剧烈变化如温度骤变是形成多倍体的主要诱因。
投影:
多倍体形成原因及示意图
讲述:
如上述染色体数目加倍发生在减数分裂过程中,就会形成染色体数目也相应加倍的配子,这样的配子受精后就发育成多倍体植株。
例题4(投影)
讲述:
在自然条件下,能产生多倍体,毫无疑问,在人为条件下当然也能诱导多倍体的形成
③人工诱导多倍体在育种上的应用
多倍体的特点
讲述:
与二倍体相比,多倍体植株的茎、叶、果实等器官明显增大,糖类、蛋白质等营养物质的含量增多,因此多倍体本身在生产上有它的应用价值。
人工诱导多倍体
投影展示人工诱
四、染色体结构及变异
阅读课本,学生观察染色体的类型,
教师总结:
中着丝粒染色体,亚中着丝粒染色体,近着丝粒染色体,具随体的染色体
那么染色体是不是结构不改变的呢,今天我们介绍一下色体结构的改变:
染给出染色体结构变异的图解,逐个讲解。
⑴染色体缺某一片段;⑵染色体增加某一片段;⑶染色体的某一片段接到另一非同源染色体上;⑷染色体某一片段位置颠倒。
讲述:
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。
大多数染色体结构的变异对生物是有害的,但也有少数变异是有利的,人们研究染色体结构的变异可以为生产实践服务,也可以为人类健康服务。
讲述:
在自然条件或人为因素的影响下,染色体发生的结构变异主要有4种:
1.染色体中某一片段的缺失(上图1);
2.染色体中增加了某一片段(上图2);
3.染色体某一片段的位置颠倒了180。
(上图3);
4.染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上(上图4)
问:
染色体的结构发生了改变,会出现什么结果呢?
对生物有何影响?
答:
染色体是基因的载体,基因是生物性状的控制者。
会使排列在染色体上的基因的数目和排列顺序发生改变,从而导致生物性状的变异。
问:
染色体变异与基因突变有何不同?
引导学生从两者的变异类型出发进行比较说明。
染色体变异是染色体片段出现了缺失、增添、倒位和易位,涉及到多个基因,但每个基因却没有突变,肉眼在显微镜下是可以观察到的。
而基因突变是碱基对的缺失、增添和替换,显微镜下是不能看到的。
问:
有什么相同吗?
答:
DNA分子中碱基排序即遗传信息发生了改变。
但因为染色体变异涉及多个基因,故生物的性状改变很大,是多方面的,借此说明人体细胞中第5号染色体部分缺失引起的遗传病叫猫叫综合“征”,而不是“症”。
引起学生对“征”和“症”的注意。
讲述:
染色体除了结构的改变外,在自然因素或人为因素的作用下,有可能发生数目的变化。
染色体数目的变化可以分为两类:
一类是细胞中个别染色体数目的增加可减少;另一类是细胞内的染色体数目以染色体组的形式成倍地增加或减少。
引导学生分析下表,培养学生获取信息的能力和图文转化的能力。
五、对性状的影响
一般认为,染色体的结构变异起因于染色体或染色单体的断裂,每一个断裂产生两个断裂端,它们将沿着三条途径发展:
1、保持原状,不愈合,最终丢失不含着丝粒的片段————缺失。
2、同一个断裂的两个断裂端重新愈合,回复到原来的结构。
————不发生变异。
3、某一个断裂的一个或两个断裂端与另一个断裂产生的断裂端连接,引起变异。
名称
图解
现象
缺失
染色体上的某一区段及其所带有的基因一起丢失,从而引起变异的现象。
重复
染色体上增加了相同的某个区段而引起变异的现象。
倒位
染色体发生两个断裂以后,某一区段连同它带有的基因顺序发生180度的倒转又重新接合并引起变异的现象
易位
非同源染色体间相互交换染色体片段
以上的各种结构的改变,都会使排列在染色体上的基因的数目和排列顺序,甚至基因的结构发生改变,从而导致性状的变异,其中大多数的变异是对生物体不利的,有的甚至是致死的。
猫叫综合征:
五号染色体缺失
果蝇的榜眼现象:
X染色体重复
六、应用:
阅读课本,主要应用于家蚕的选育工作,根据生物的表现形不同来选育性别。
七、总结
现在我们来总结一下:
①象果蝇的生殖细胞那样,形态、大小和数目都不相同的染色体叫染色体组。
以染色体组的数目为依据来划分,凡是体细胞有两个染色体组的个体为二倍体,凡是体细胞中有三个以上的染色体组的个体为多倍体。
②多倍体形成的外因是外界条件(自然条件或人为条件)的剧烈变化,内因是染色体复制后细胞分裂受阻,使细胞核染色体加倍
导多倍体的常用方法和秋水仙素的作用原理
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