第七单元 第21讲 染色体变异与育种

第21讲染色体变异与育种一、考纲要求：1.染色体结构变异和数目变异(Ⅱ)。

2.生物变异在育种上的应用(Ⅱ)。

3.转基因食品的安全(Ⅰ)。

4.实验：低温诱导染色体加倍。

二、教学目标：1.掌握染色体变异的概念、类型及特点。

2.掌握染色体组、二倍体、多倍体的概念。

3.了解染色体变异在育种方面应用，例如无籽西瓜的培育过程。

素养培养目标：1．生命观念：通过对染色体变异基本原理及在生物学中意义的理解，建立起进化与适应的观点。

2．科学思维：通过三种可遗传变异的比较，培养归纳与概括能力。

3．科学探究：通过低温诱导植物染色体数目的变化、生物变异类型的判断与实验探究，培养实验设计及结果分析的能力。

三、教学重、难点：1.教学重点：举例说明染色体结构变异的类型。

染色体数目的变异及染色体组的概念。

二倍体、多倍体及单倍体的概念及其联系。

2.教学难点：染色体组的概念。

二倍体、多倍体及单倍体的概念及其联系。

四、课时安排：2课时五、教学过程：考点一染色体变异（一）知识梳理：（学生自主看书填空、课堂学生间交流反馈纠正）1．染色体结构的变异(1)类型(连线)(2)结果：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。

2．染色体数目变异(1)类型⎩⎪⎨⎪⎧个别染色体的增加或减少以染色体组的形式成倍地增加或减少(2)染色体组(根据果蝇染色体组成图归纳)①从染色体来源看，一个染色体组中不含同源染色体。

②从形态、大小和功能看，一个染色体组中所含的染色体各不相同。

③从所含的基因看，一个染色体组中含有控制本物种生物性状的一整套基因，但不能重复。

(3)单倍体、二倍体和多倍体（三）拓展（教师精讲）分析染色体的结构变异和数目变异(1)图甲①～④的结果中哪些是由染色体变异引起的？它们分别属于哪类变异？能在光学显微镜下观察到的是哪几个？哪类变异没有改变染色体上基因的数量和排列顺序？提示 ①染色体片段缺失；②染色体片段易位；③基因突变；④染色体片段倒位。

①②④均为染色体变异，可在光学显微镜下观察到，③为基因突变，不能在光学显微镜下观察到。

③(基因突变)只是产生了新基因，染色体上基因的数量和排列顺序均未发生改变。

(2)图乙、丙均发生了某些片段的交换，其交换对象分别是什么？它们属于哪类变异？提示图乙发生了非同源染色体间片段的交换，图丙发生的是同源染色体上的非姐妹染色单体间相应片段的交换；前者属于染色体结构变异中的“易位”，后者属于交叉互换型基因重组。

(3)上述的染色体结构变异中有的甚至导致生物体死亡，为何还称为可遗传的变异？提示染色体结构变异使排列在染色体上的基因的数目或排列顺序发生改变，即由遗传物质的变化引起的变异就称为可遗传的变异。

(4)下图中丁是某二倍体生物体细胞染色体模式图，戊、己、庚是发生变异后的不同个体的体细胞中的染色体组成模式图，据图回答：①若果蝇的某细胞在减数第一次分裂后期X染色体和Y染色体没有分离，最终形成的精子中含有的是不是一个染色体组？不是。

②上图中戊所示个体减数分裂产生的配子种类及比例如何？图己所示个体在减数分裂联会时，3条同源染色体中的任意2条配对联会，另1条同源染色体不能配对，减数第一次分裂的后期配对的同源染色体正常分离，而不能配对的1条染色体随机移向细胞的任意一极，则其减数分裂时可产生的配子种类和比例如何？提示b∶B∶ab∶aB＝1∶1∶1∶1；aB∶ab∶AB∶Ab∶AaB∶Aab∶AAB∶AAb＝1∶1∶2∶2∶2∶2∶1∶1。

③读上图辨析“三体”＝“三倍体”吗？四、课堂精练：学生当堂完成，互评，教师协助精练一透过图像辨析三种可遗传变异如图①②③④分别表示不同的变异类型，a、a′基因仅有图③所示片段的差异。

下列相关叙述正确的是(C)A．图中4种变异中能够遗传的变异是①②④B．③中的变异属于染色体结构变异中的缺失C．④中的变异可能是染色体结构变异中的缺失或重复D．①②都表示同源染色体非姐妹染色单体的交叉互换，发生在减数第一次分裂的前期精练二染色体组及生物体倍性的判断3．下列是对a～h所示的生物体细胞图中各含有几个染色体组的叙述，正确的是(C)A．细胞中含有一个染色体组的是h图，该个体是单倍体B．细胞中含有两个染色体组的是e、g图，该个体是二倍体C．细胞中含有三个染色体组的是a、b图，但该个体未必是三倍体D．细胞中含有四个染色体组的是c、f图，该个体一定是四倍体精练三变异类型的实验探究5．玉米的紫株和绿株由6号染色体上一对等位基因(H、h)控制，紫株对绿株为显性。

紫株A经X射线照射后再与绿株杂交，子代出现少数绿株(绿株B)。

为研究绿株B出现的原因，让绿株B与正常纯合的紫株C 杂交得F1，F1自交得F2。

请回答：(1)假设一：X射线照射导致紫株A发生了基因突变。

若此假设成立，则F1的基因型为__________；F2中紫株所占的比例为________。

(2)假设二：X射线照射导致紫株A的6号染色体断裂，含有基因H的片段缺失(注：一条染色体部分片段缺失的个体生存，两条同源染色体皆有相同部分片段缺失的个体死亡)。

若此假设成立，则绿株B产生的雌雄配子各有____种，F1的表现型____________；F2中，紫株∶绿株＝________。

(3)为验证假设二是否正确。

最好选择________(填“紫株A”“绿株B”或“紫株C”)的根尖制成装片，在显微镜下观察和比较________________________________(填分裂方式及分裂时期)的染色体形态。

答案(1)Hh 34(2)2全部为紫株6∶1(3)绿株B有丝分裂中期考点二生物变异在育种上的应用（一）知识梳理：（学生自主看书填空、课堂学生间交流反馈纠正）1．单倍体育种(1)原理：染色体(数目)变异。

(2)方法(3)优点：明显缩短育种年限，所得个体均为纯合子。

(4)缺点：技术复杂。

2．多倍体育种(1)方法：用秋水仙素或低温处理。

(2)处理材料：萌发的种子或幼苗。

(3)原理分裂的细胞――――――→秋水仙素或低温处理―→导致(4)实例：三倍体无子西瓜①两次传粉⎩⎪⎨⎪⎧第一次传粉：杂交获得三倍体种子第二次传粉：刺激子房发育成果实②三倍体西瓜无子的原因：三倍体西瓜在减数分裂过程中，由于染色体联会紊乱，不能产生正常配子。

3．杂交育种 (1)原理：基因重组。

(2)过程①培育杂合子品种选取符合要求的纯种双亲杂交(♀×♂)→F 1(即为所需品种)。

②培育隐性纯合子品种选取符合要求的双亲杂交(♀×♂)→F 1――→⊗F 2→选出表现型符合要求的个体种植并推广。

③培育显性纯合子品种a ．植物：选择具有不同优良性状的亲本杂交，获得F 1→F 1自交→获得F 2→鉴别、选择需要的类型，自交至不发生性状分离为止。

b ．动物：选择具有不同优良性状的亲本杂交，获得F 1→F 1雌雄个体交配→获得F 2→鉴别、选择需要的类型与隐性类型测交，选择后代不发生性状分离的F 2个体。

(3)优点：操作简便，可以把多个品种的优良性状集中在一起。

(4)缺点：获得新品种的周期长。

4．诱变育种 (1)原理：基因突变。

(2)过程(3)优点①可以提高突变频率，在较短时间内获得更多的优良变异类型。

②大幅度地改良某些性状。

(4)缺点：有利变异个体往往不多，需要处理大量材料。

（二）基础训练（课前完成，课上提问）：讲义P167（三）拓展（教师精讲）图中甲、乙表示水稻两个品种，A、a和B、b分别表示位于两对同源染色体上的两对等位基因，①～⑥表示培育水稻新品种的过程，请分析：(1)图中哪种途径为单倍体育种？其为什么能缩短育种年限？提示图中①③⑤过程表示单倍体育种。

采用花药离体培养获得的单倍体植株，经人工诱导染色体加倍后，植株细胞内每对染色体上的基因都是纯合的，自交后代不会发生性状分离，因此缩短了育种年限。

(2)图中哪一标号处需用秋水仙素处理？应如何处理？提示图示⑤处需用秋水仙素处理单倍体幼苗，从而获得纯合子；⑥处常用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，以诱导染色体加倍。

(3)④⑥的育种原理分别是什么？提示④的育种原理为基因突变，⑥的育种原理为染色体变异。

(4)图中最简便及最难以达到育种目标的育种途径分别是哪个过程？提示图中最简便的育种途径为①②过程所示的杂交育种，但育种周期较长；最难以达到育种目标的途径为④过程。

(5)杂交育种选育从F2开始的原因是什么？其实践过程中一定需要连续自交吗？为什么？提示因为从F2开始发生性状分离。

不一定需要连续自交。

若选育显性优良纯种，需要连续自交筛选直至性状不再发生分离；若选育隐性优良纯种，则只要在F2出现该性状个体即可。

(6)原核生物常选哪种育种方式，为什么？提示诱变育种。

原核生物无减数分裂，不能进行杂交育种，所以一般选诱变育种。

(7)大幅度改良某一品种，使之出现前所未有的性状，如何设计育种方案？提示大幅度改良某一品种，使之出现前所未有的性状需采用诱变育种。

四、课堂精练：学生当堂完成，互评，教师协助精练一分析单倍体育种与多倍体育种的应用1．如图是利用野生猕猴桃种子(aa,2n＝58)为材料培育无子猕猴桃新品种(AAA)的过程，下列叙述错误的是(B)A．③和⑥都可用秋水仙素处理来实现B．若④是自交，则产生AAAA的概率为1/16C．AA植株和AAAA植株是不同的物种D．若⑤是杂交，产生的AAA植株的体细胞中染色体数目为87精练二分析诱变育种和杂交育种的应用玉米长果穗(H)对短果穗(h)为显性，黄粒(F)对白粒(f)为显性，两对基因独立遗传。

现有甲(HHFF)、乙(hhFF)、丙(HHff)三个品系的纯种玉米。

请回答问题：(1)将甲与短果穗白粒植株杂交得F1，F1再与某植株杂交，后代的表现型及比例为长果穗黄粒∶短果穗黄粒＝3∶1，那么某植株的基因型是____________。

(2)为提高产量，在生产中使用的玉米种子都是杂交种。

现有长果穗白粒和短果穗黄粒两个玉米杂合子品种，为了达到长期培育长果穗黄粒(HhFf)玉米杂交种的目的，科研人员设计了如图的快速育种方案。

图中的处理方法A和B分别是指__________________、____________________。

以上育种过程中所依据的两个遗传学原理是________________________________________________。

答案(1)HhFF(2)花药离体培养秋水仙素处理基因重组、染色体变异考点三低温诱导植物染色体数目的变化（一）知识梳理：（学生自主看书填空、课堂学生间交流反馈纠正）1．实验原理低温处理植物分生组织细胞→纺锤体不能形成→染色体不能被拉向两极→细胞不能分裂→细胞染色体数目加倍。

2．实验步骤（二）基础训练（课前完成，课上提问）：讲义P170（三）拓展（教师精讲）(1)本实验是否温度越低效果越显著？提示不是，必须为“适当低温”，以防止温度过低对根尖细胞造成伤害。