人教版高中生物必修2遺傳與進(jìn)化

1、人教版高中生物必修2遺傳與進(jìn)化第五章基因突變及其它變異第二節(jié) 染色體變異 教材分析及教學(xué)設(shè)計(jì)一、 教學(xué)目標(biāo) 1.說(shuō)出染色體結(jié)構(gòu)變異的基本類型。2.說(shuō)出染色體數(shù)目的變異。3.進(jìn)行低溫誘導(dǎo)染色體數(shù)目變化的實(shí)驗(yàn)。二、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)、疑點(diǎn)和教學(xué)策略1.教學(xué)重點(diǎn)及教學(xué)策略（1）染色體數(shù)目的變異：染色體組的概念。（2）二倍體、多倍體和單倍體的概念及其聯(lián)系。（3）多倍體育種原理及在育種上的應(yīng)用。（4）低溫誘導(dǎo)染色體數(shù)目變化的實(shí)驗(yàn)。（1）讓學(xué)生閱讀有關(guān)染色體組的內(nèi)容，感知染色體組的概念；以辨圖（或用帶磁性的雄果蠅染色體組染色體模型）、設(shè)問(wèn)、討論和復(fù)習(xí)的方式理解染色體組的概念。講清染色體組的概念；用練習(xí)的方法鞏

2、固染色體組的概念。染色體組的概念較為復(fù)雜，如果直接講述，學(xué)生是很難理解其實(shí)質(zhì)的。建議教師從雌雄果蠅體細(xì)胞和生殖細(xì)胞的染色體的形態(tài)和數(shù)目分析入手，設(shè)置一系列的問(wèn)題情境，通過(guò)聯(lián)系以前所學(xué)的知識(shí)，幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)染色體組的概念。問(wèn)題情境如下。觀察教科書P86圖5-8雌雄果蠅體細(xì)胞的染色體和P87圖5- 9雄果蠅的染色體組，回答下列問(wèn)題。(1)果蠅體細(xì)胞有幾條染色體？幾對(duì)常染色體？（答：8條；3對(duì)。）(2)號(hào)和號(hào)染色體是什么關(guān)系？號(hào)和號(hào)染色體是什么關(guān)系？（答：同源染色體；非同源染色體。）(3)雄果蠅的體細(xì)胞中共有哪幾對(duì)同源染色體？（答：和，和，和， X和Y。）(4)果蠅的精子中有哪幾條染色體？這些染色體在

3、形態(tài)、大小和功能上有什么特點(diǎn)？這些染色體之間是什么關(guān)系？它們是否攜帶著控制生物生長(zhǎng)發(fā)育的全部遺傳信息？（答：、X或、Y；這些染色體在形態(tài)、大小和功能上各不相同；它們是非同源染色體；它們攜帶著控制生物生長(zhǎng)發(fā)育的全部遺傳信息。）(5)如果將果蠅的精子中的染色體看成一組，那么果蠅的體細(xì)胞中有幾組染色體？（答：兩組。）通過(guò)以上的問(wèn)題情境，再加上教師的引導(dǎo)和總結(jié)，學(xué)生能夠比較容易理解染色體組的概念，并能很好地理解二倍體和多倍體與染色體組之間的關(guān)系。（2）用舉例的方法講清二倍體、多倍體和單倍體的概念；用區(qū)分單倍體與二倍體及多倍體依據(jù)的方法辨析二倍體、多倍體和單倍體的概念；用練習(xí)的方法鞏固二倍體、多倍體和單

4、倍體的概念。（3）通過(guò)復(fù)習(xí)植物細(xì)胞的有絲分裂過(guò)程，染色體數(shù)目的變化、分裂后期的特點(diǎn)，自然引出多倍體形成的原因，同時(shí)用八倍體小黑麥說(shuō)明人工誘導(dǎo)多倍體育種的原理和方法。2教學(xué)難點(diǎn)及教學(xué)策略多倍體的形成原因。多倍體的形成原因，通過(guò)植物細(xì)胞的有絲分裂過(guò)程。染色體數(shù)目的變化，分裂后期的特點(diǎn)，自然引出多倍體形成的原因。3教學(xué)疑點(diǎn)及解決辦法（1）區(qū)分單倍體與二倍體及多倍體劃分的依據(jù)。（2）如何理解單倍體可能只有一個(gè)染色體組，也可能有多個(gè)染色體組。（1）用例證的方法來(lái)明確單倍體、二倍體或多倍體的依據(jù)。（2）用例證的方法去辨析單倍體可能只有一個(gè)染色體組，也可能有多個(gè)染色體組。用具體實(shí)例、概念的辨析和對(duì)比，認(rèn)識(shí)單

5、倍體、二倍體和多倍體之間的關(guān)系。單倍體的概念是教學(xué)中的難點(diǎn)。教師可以采用教材中提供的蜜蜂的實(shí)例來(lái)分析蜂王、工蜂和雄蜂體內(nèi)的染色體組數(shù)目，提出單倍體的概念，并設(shè)置一些問(wèn)題情境，讓學(xué)生區(qū)分單倍體與一倍體，單倍體、二倍體和多倍體之間的區(qū)別和聯(lián)系。例如，教師可以提出下列問(wèn)題。（1）一倍體一定是單倍體嗎？單倍體一定是一倍體嗎？（答：一倍體一定是單倍體；單倍體不一定是一倍體。）（2）二倍體物種所形成的單倍體中，其體細(xì)胞中只含有一個(gè)染色體組，這種說(shuō)法對(duì)嗎？為什么？（答：對(duì)，因?yàn)樵隗w細(xì)胞進(jìn)行減數(shù)分裂形成配子時(shí)，同源染色體分開，導(dǎo)致染色體數(shù)目減半。）（3）如果是四倍體、六倍體物種形成的單倍體，其體細(xì)胞中就含有兩

6、個(gè)或三個(gè)染色體組，我們可以稱它為二倍體或三倍體，這種說(shuō)法對(duì)嗎？（答：不對(duì)，盡管其體細(xì)胞中含有兩個(gè)或三個(gè)染色體組，但因?yàn)槭钦５捏w細(xì)胞的配子所形成的物種，因此，只能稱為單倍體。）（4）單倍體中可以只有一個(gè)染色體組，但也可以有多個(gè)染色體組，對(duì)嗎？（答：對(duì)，如果本物種是二倍體，則其配子所形成的單倍體中含有一個(gè)染色體組；如果本物種是四倍體、六倍體等多倍體，則其配子所形成的單倍體含有兩個(gè)或兩個(gè)以上的染色體組。）學(xué)生很容易將單倍體與一倍體相混淆。一倍體只含有一個(gè)染色體組，肯定是單倍體，但單倍體不一定只含有一個(gè)染色體組，因此，不一定是一倍體。對(duì)于多倍體的配子所形成的單倍體，學(xué)生又容易與二倍體、三倍體和四倍體

7、等相混淆。區(qū)分的關(guān)鍵是判斷生物體是由受精卵還是由配子發(fā)育而成的。由受精卵發(fā)育而成的個(gè)體，含有幾個(gè)染色體組就是幾倍體；由配子直接發(fā)育而成的生物個(gè)體，不管含有幾個(gè)染色體組，都只能稱做單倍體。染色體變異包括染色體結(jié)構(gòu)的變異和染色體數(shù)目的變異，其中染色體數(shù)目的變異是本節(jié)的教學(xué)重點(diǎn)。建議本節(jié)的教學(xué)時(shí)間為2課時(shí)，第1課時(shí)完成理論教學(xué)部分，第2課時(shí)完成低溫誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目變化的實(shí)驗(yàn)。在復(fù)習(xí)基因突變的基礎(chǔ)上，教師可以引導(dǎo)學(xué)生回憶基因和染色體的關(guān)系。基因能夠發(fā)生突變，那么染色體能不能發(fā)生變化呢？如果染色體發(fā)生變化，它會(huì)發(fā)生什么樣的變化呢？生物的性狀又會(huì)發(fā)生什么樣的變化呢？從而引出染色體變異包括染色體結(jié)構(gòu)的變異

8、和染色體數(shù)目的變異。染色體結(jié)構(gòu)的變異是學(xué)生了解的內(nèi)容，教材通過(guò)4個(gè)示意圖直觀形象地說(shuō)明了染色體結(jié)構(gòu)變異的類型。但需要提醒學(xué)生的是，盡管大多數(shù)染色體結(jié)構(gòu)的變異對(duì)生物是有害的，但也有少數(shù)變異是有利的，人們研究染色體結(jié)構(gòu)的變異可以為生產(chǎn)實(shí)踐服務(wù)，也可以為人類健康服務(wù)。關(guān)于染色體數(shù)目的變異可以采取下面的教學(xué)策略。3.用圖解、事例和圖表的形式引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)多倍體和單倍體育種。之所以將多倍體和單倍體育種放在一起來(lái)學(xué)習(xí)，是因?yàn)槎扼w、多倍體和單倍體具有可比性，有助于學(xué)生對(duì)概念的理解。同時(shí)，育種的學(xué)習(xí)是建立在這些概念的基礎(chǔ)之上的。多倍體育種可以用下列的流程圖表示。單倍體育種的教學(xué)可采用實(shí)例分析并結(jié)合流程圖的方法

9、。例如，假設(shè)體細(xì)胞的基因型為AaBb，育種過(guò)程中基因型的變化如下圖所示。最后列表讓學(xué)生總結(jié)兩種育種方法的原理、操作方法和優(yōu)缺點(diǎn)，表中的內(nèi)容由學(xué)生討論填寫。 多倍體育種單倍體育種原理染色體組成倍增加染色體組成倍減少，再加倍后得到純種(指每對(duì)染色體上成對(duì)的基因都是純合的)常用方法秋水仙素處理萌發(fā)的種子、幼苗花藥的離體培養(yǎng)后，人工誘導(dǎo)染色體加倍優(yōu)點(diǎn)器官大，提高產(chǎn)量和營(yíng)養(yǎng)成分明顯縮短育種年限缺點(diǎn)適用于植物，在動(dòng)物方面難以開展技術(shù)復(fù)雜一些，須與雜交育種配合4.關(guān)于“低溫誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目的變化”的實(shí)驗(yàn)。教師在實(shí)驗(yàn)開始前，可以先復(fù)習(xí)染色體組、二倍體、多倍體和單倍體的概念，以及多倍體和單倍體育種的原理、操作

10、方法和優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)復(fù)習(xí)“觀察植物細(xì)胞的有絲分裂”的實(shí)驗(yàn)步驟，為本實(shí)驗(yàn)打好基礎(chǔ)。在低溫誘導(dǎo)染色體數(shù)目的變化的實(shí)驗(yàn)中，低溫的作用與秋水仙素的作用基本相似。與秋水仙素相比，低溫條件容易創(chuàng)造和控制，成本低、對(duì)人體無(wú)害、易于操作。但通過(guò)顯微鏡觀察時(shí)，只能觀察到染色體數(shù)目的增加，增加的具體數(shù)目不容易確定。三、課時(shí)安排、教學(xué)方法2課時(shí)。講授法和談話法。四、教學(xué)步驟第一課時(shí)（一）明確目標(biāo)出示本節(jié)課要達(dá)到的教學(xué)目標(biāo)。1染色體結(jié)構(gòu)變異的4種類型。2染色體組，二倍體的概念。（二）重點(diǎn)、難點(diǎn)的學(xué)習(xí)與目標(biāo)完成過(guò)程引言：通過(guò)細(xì)胞有絲分裂、減數(shù)分裂以及受精作用的學(xué)習(xí)，我們知道每種生物的染色體數(shù)目及染色體形態(tài)是穩(wěn)定的。從而保持

11、了遺傳性狀的相對(duì)穩(wěn)定性。然而一切事物都是變化的，染色體也不例外，當(dāng)自然條件和人為條件發(fā)生改變時(shí)，染色體的結(jié)構(gòu)或染色體的數(shù)目可以發(fā)生改變，從而引起生物性狀發(fā)生改變。今天，我們來(lái)學(xué)習(xí)這方面的內(nèi)容。二、染色體變異1染色體變異的概念問(wèn)：什么是染色體變異？要求學(xué)生答出：在自然條件和人為條件改變的情況下，染色體結(jié)構(gòu)的改變和染色體數(shù)目的增減導(dǎo)致生物性狀的變異。教師敘述，根據(jù)染色體結(jié)構(gòu)和數(shù)目的變化，染色體變異可分為染色體結(jié)構(gòu)變異和染色體數(shù)目變異兩類。2染色體結(jié)構(gòu)的變異問(wèn)：“貓叫綜合征”是怎樣引起的？它屬于哪種染色體變異？讓學(xué)生看書第52反后回答。是人的第5號(hào)染色體部分缺失引起的遺傳病，屬染色體結(jié)構(gòu)變異。問(wèn)：染

12、色體結(jié)構(gòu)變異有哪4種類型？教師出示染色體結(jié)構(gòu)變異4種類型圖解，再一進(jìn)行解說(shuō)歸納。缺失：指一條染色體斷裂而失去一個(gè)片段，這個(gè)片段上的基因也隨之丟失。如果失去的基因是顯性的，同源染色體上保留下來(lái)的是隱性的，這一本來(lái)不能顯出的隱性性狀就能顯出來(lái)。重復(fù)：一條染色體的斷裂片段接到同源染色體的相應(yīng)部位，結(jié)果后者就有一段重復(fù)基因。倒位：一條染色體的斷裂片段，位置倒過(guò)來(lái)后再接上去，造成這段染色體上的基因位置顛倒。易位：染色體發(fā)生斷裂，斷裂片段接到非同源染色體上的現(xiàn)象。易位可使原來(lái)不連鎖的基因發(fā)生連鎖。要注意到，染色體結(jié)構(gòu)的改變，嚴(yán)重的可以造成死亡。比如當(dāng)兩個(gè)同源染色體相同部分都缺失時(shí)，某些基因就都不存在，這就

13、可以造成死亡。除了染色體結(jié)構(gòu)變異外，染色體數(shù)目的改變對(duì)生物新類型的產(chǎn)生起著很大的作用，我們一起來(lái)探討這一問(wèn)題。3染色體數(shù)目變異（1）染色體組出示果蠅的染色體圖，學(xué)生閱讀教材。問(wèn)：果蠅體細(xì)胞有幾個(gè)染色體？幾對(duì)同源染色體？其中幾對(duì)常染色體和性染色體？學(xué)生回答：（略）問(wèn)：雄果蠅產(chǎn)生精子時(shí)必須進(jìn)行減數(shù)分裂，精子里有哪幾條染色體？幾種精子？學(xué)生回答后，教師用雄果蠅染色體組模型演示。問(wèn)：兩種精子中染色體數(shù)相等嗎？分別是多少個(gè)？各是什么？學(xué)生答出，相等，分別是4個(gè)，應(yīng)為：、和X及、和Y。又問(wèn)：對(duì)一個(gè)精子而言，染色體形態(tài)大小相同嗎？為什么？學(xué)生回答：不同，因?yàn)榻?jīng)同源染色體分離，二種精子里都不含同源染色體。教師

14、歸納：像果蠅這樣，二倍體生物配子里的一組非同源染色體，它們?cè)谛螒B(tài)和功能上各不相同，但攜帶著控制一種生物生長(zhǎng)發(fā)育、遺傳和變異的全部信息，這樣的一組染色體，叫做一個(gè)染色體組。（2）二倍體由受精卵發(fā)育而成的個(gè)體，體細(xì)胞中含有兩個(gè)染色體組的叫做二倍體。如人、果蠅、玉米是二倍體，幾乎全部動(dòng)物和過(guò)半數(shù)的高等植物都是二倍體。（三）總結(jié)染色體變異分染色體結(jié)構(gòu)變異和染色體數(shù)目變異。前者主要有缺失、重復(fù)、倒位和易位4種類型；后者分為兩類：一類是細(xì)胞內(nèi)個(gè)別染色體的增加或減少，另一類是細(xì)胞中的染色體成倍地增加或減少。像果蠅的生殖細(xì)胞那樣，該細(xì)胞中的一組非同源染色體，它們?cè)谛螒B(tài)、大小和功能上各不相同的一組染色體叫染色體

15、組。凡是由受精卵發(fā)育而成的生物個(gè)體，體細(xì)胞中含有兩個(gè)染色體組的個(gè)體叫二倍體。（四）布置作業(yè)1認(rèn)真分析下圖的對(duì)照?qǐng)D，從A、B、C、D確認(rèn)出表示含一個(gè)染色體組的細(xì)胞，是圖中的（      ）答案：B2教材 P89基礎(chǔ)題目。（五）板書設(shè)計(jì)（二）染色體變異1染色體變異的概念2染色體結(jié)構(gòu)的變異4種類型：缺失  重復(fù)  倒位  易位3染色體數(shù)目變異（1）染色體組（2）二倍體第二課時(shí)（）明確目標(biāo)出示本節(jié)課要達(dá)到的教學(xué)目標(biāo)。1多倍體的概念、單倍體的概念2單倍體和多倍體的特點(diǎn)、形成原因及其在育種上的意義。3人工誘導(dǎo)多倍體在育種上的應(yīng)

16、用及成就。（二）重點(diǎn)、難點(diǎn)的學(xué)習(xí)與目標(biāo)完成過(guò)程復(fù)習(xí)提問(wèn)：?jiǎn)枺喝旧w結(jié)構(gòu)的變異有哪4種類型？什么叫染色體組？什么叫二倍體？學(xué)生回答：（略）（3）多倍體的概念及其形成的原因?qū)W習(xí)了二倍體的概念后，我們知道，由受精卵發(fā)育而來(lái)的個(gè)體，體細(xì)胞中含有3個(gè)或3個(gè)以上染色體組的叫做多倍體。其中體細(xì)胞中含有3個(gè)染色體組的叫做三倍體，如香蕉就是三倍體；體細(xì)胞中含有4個(gè)染色體組的叫做四倍體，如馬鈴薯就是四倍體。此外還有六倍體、八倍體等統(tǒng)稱為多倍體。所以，體細(xì)胞中所含的染色體組數(shù)目是劃分二倍體或者多倍體的依據(jù)。這些都是染色體數(shù)目變異中染色體成倍地增加或減少的一類情況。多倍體產(chǎn)生的原因呢？教師出示植物細(xì)胞有絲分裂過(guò)程圖，

17、并提問(wèn)：植物細(xì)胞有絲分裂的各個(gè)時(shí)期染色體數(shù)目有什么變化？分裂后期有什么特點(diǎn)？這一階段所含染色體數(shù)目和其他時(shí)期是否相同。學(xué)生回答完上述問(wèn)題后，教師歸納：植物細(xì)胞進(jìn)行有絲分裂過(guò)程中，染色體經(jīng)復(fù)制后已經(jīng)分裂，由于外界環(huán)境條件（如溫度驟變）或生物內(nèi)部因素的干擾，紡錘體的形成受到破壞，以致染色體不能被拉向兩極，細(xì)胞也不能分裂成2個(gè)子細(xì)胞，于是就形成了染色體數(shù)目加倍的細(xì)胞。這種染色體加倍的細(xì)胞，繼續(xù)進(jìn)行正常的有絲分裂，并且通過(guò)減數(shù)分裂，形成了染色體數(shù)目也相應(yīng)加倍的生殖細(xì)胞，再由這些生殖細(xì)胞結(jié)合成合子，進(jìn)一步發(fā)育成的植物，就是多倍體。例如帕米爾高原的高山植物，有65的種類是多倍體。4人工誘導(dǎo)多倍體在育種上的

18、應(yīng)用（1）多倍體植株的特點(diǎn)由于染色體數(shù)目的增多，多倍體植株一般表現(xiàn)為莖桿粗壯，葉片、果實(shí)和種子都比較大，糖類和蛋白質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的含量都有所增加。（2）方法和原理問(wèn)：人工誘導(dǎo)多倍體的方法是什么？用秋水仙素處理能夠獲得多倍體的原理是什么？讓學(xué)生閱讀教材第54頁(yè)后回答，老師歸納。然后教師以異源八倍體小黑麥培育過(guò)程說(shuō)明上述方法和原理。出示異源八倍體小黑麥培育過(guò)程圖解。教師指著圖解說(shuō)明：普通小麥?zhǔn)钱愒戳扼w（AABBDD），其雌配子中有三個(gè)染色體組（ABD），共21個(gè)染色體；以黑麥（RR）作父本，雄配子中有一個(gè)染色體組（R），7個(gè)染色體。雜交后子代含四個(gè)染色體組（ABDR），由于是異源的，聯(lián)會(huì)紊亂，是高

19、度不育的。若用一定濃度的秋水仙素處理子代幼苗即可加倍為異源八倍體（AABBDDRR），就能形成正常的雌雄配子，且都能受精、結(jié)實(shí)、繁殖后代，如圖。（見下頁(yè)。）小黑麥的創(chuàng)造，是中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院鮑文奎教授創(chuàng)造的新作物，它產(chǎn)量高，經(jīng)試驗(yàn)比當(dāng)?shù)匦←溤霎a(chǎn)30%以上，比黑麥增產(chǎn)40%以上；蛋白質(zhì)含量高；抗逆性強(qiáng)，耐瘠薄土壤，耐寒冷氣候。目前小黑麥已在貴州、甘肅等高原地區(qū)引種試種成功，推廣面積約100萬(wàn)畝以上。5單倍體（1）單倍體的概念指體細(xì)胞中含有本物種配子的染色體數(shù)目的個(gè)體。教師著重講清“體細(xì)胞”、“本物種”、“配子”3個(gè)生物用詞的含意，并舉例說(shuō)明。如玉米是二倍體，它的體細(xì)胞中含有二個(gè)染色體組，20個(gè)染色體

20、，它的單倍體植株體細(xì)胞中含有1個(gè)染色體組，10個(gè)染色體。又如普通小麥?zhǔn)橇扼w，它的體細(xì)胞中含有六個(gè)染色體組，42條染色體，它的單倍體植株體細(xì)胞中含有3個(gè)染色體組，21條染色體。問(wèn)：?jiǎn)伪扼w、二倍體和多倍體的劃分根據(jù)是什么？學(xué)生回答。教師強(qiáng)調(diào)，雖然二倍體和多倍體的劃分依據(jù)是由合子發(fā)育而來(lái)的個(gè)體，其體細(xì)胞中含有的染色體組的數(shù)目是幾就是幾倍體。但是單倍體的確定并不是以體細(xì)胞中含有染色體數(shù)目為依據(jù)的，而應(yīng)是體細(xì)胞含有本物種配子的染色體數(shù)目。由配子直接發(fā)育而來(lái)的不同生物單倍體含有染色體組的數(shù)目可以不同，絕不能認(rèn)為單倍體只含有一個(gè)染色體組，也可能有多個(gè)染色體組。如玉米的單倍體只含一個(gè)染色體，棉花的單倍體含有

21、二個(gè)染色體組。（2）單倍體植株的特點(diǎn)與正常植株相比，單倍體植株長(zhǎng)得弱小，而且是高度不育的。（3）單倍體在育種上的意義學(xué)生回答后，老師強(qiáng)調(diào)，育種工作者常常采用花藥離體培養(yǎng)的方法來(lái)獲得單倍體植株，這種植株無(wú)生產(chǎn)價(jià)值，但在育種上有特殊的意義。用人工誘導(dǎo)使單倍體植株染色體加倍，重新恢復(fù)到正常植株的染色體數(shù)目，且每對(duì)染色體上的基因都是純合的，自交產(chǎn)生的后代不會(huì)發(fā)生性狀分離。這種方法比雜交育種所需時(shí)間大大縮短，一般只需兩年時(shí)間，就可以得到一個(gè)穩(wěn)定的純系品種?，F(xiàn)舉例如下：兩對(duì)基因YyRr的雜合豌豆，要想獲得Yyrr品種，如何運(yùn)用單倍方法培育？此種方法培養(yǎng)穩(wěn)定的性狀，第二年種植下去的，就是所需的純品種了，不會(huì)

22、發(fā)生性狀分離，和雜交育種相比，明顯縮短了育種年限。（三）總結(jié)、擴(kuò)展多倍體劃分的依據(jù)是體細(xì)胞中含有3個(gè)或3個(gè)以上染色體組；單倍體的確定不是以體細(xì)胞中含有染色組數(shù)目為依據(jù)，而是指體細(xì)胞中是否含有本物種配子的染色體數(shù)目的個(gè)體。由配子直接發(fā)育而來(lái)的不同生物單倍體含有染色體組的數(shù)目可以不同，絕不能認(rèn)為單倍體只含有一個(gè)染色體組，它也可能有多個(gè)染色體組。我們已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)了雜交育種、人工誘變育種、人工誘導(dǎo)多倍體育種和單倍體育種等幾種遺傳育種的方法，現(xiàn)將它們的原理和方法列表比較如下（可用銀幕顯示）：種類原理方法單倍體育種染色體變異花粉離體培養(yǎng)后再人工加倍人工誘導(dǎo)多倍體育種染色體變異用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗人

23、工誘導(dǎo)變育種基因突變用一定劑量范圍內(nèi)的各種射線或激光處理，也可用化學(xué)藥劑處理雜交育種基因重組雜交實(shí)驗(yàn)法（四）布置作業(yè)1用親本基因型為DD和dd的植株進(jìn)行雜交，其子一代的幼苗用秋水仙素處理產(chǎn)生了多倍體，該多倍體的基因型是（       ）ADDDd           BDDDD           CDDdd  

24、60;         Ddddd2用基因型為AaBb的個(gè)體產(chǎn)生的花粉粒，分別離體培養(yǎng)成幼苗，再用秋水仙素處理使其成為二倍體，這些幼苗成熟的后代（       ）A全部雜種         B全部純種         C1/16純種     

25、0;   D4/16純種3教材 P89拓展題。（五）板書設(shè)計(jì)（3）多倍體的概念及其形成的原因4人工誘導(dǎo)多倍體在育種上的應(yīng)用（1）多倍體植株的特點(diǎn)（2）方法和原理5單倍體（1）單倍體的概念（2）單倍體植株的特點(diǎn)（3）單倍體在育種上的意義五、教材問(wèn)題的答案和提示（一）P85問(wèn)題探討提示：參見練習(xí)中的拓展題，了解無(wú)子西瓜的形成過(guò)程。（二）P88實(shí)驗(yàn)兩者都是通過(guò)抑制分裂細(xì)胞內(nèi)紡錘體的形成，使染色體不能移向細(xì)胞兩極，而引起細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目加倍。（三）P89教材練習(xí)基礎(chǔ)題1.（1）×；（2）×。 2.B。3.填表體細(xì)胞中的染色體數(shù)配子中的染色體數(shù)體細(xì)胞中的染色體組數(shù)

26、配子中的染色體組數(shù)屬于幾倍體生物豌豆14721二倍體普通小麥422163六倍體小黑麥562884八倍體拓展題1.西瓜幼苗的芽尖是有絲分裂旺盛的地方，用秋水仙素處理有利于抑制細(xì)胞有絲分裂時(shí)形成紡錘體，從而形成四倍體西瓜植株。2.雜交可以獲得三倍體植株。多倍體產(chǎn)生的途徑為：秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗。3.三倍體植株不能進(jìn)行正常的減數(shù)分裂形成生殖細(xì)胞，因此，不能形成種子。但并不是絕對(duì)一顆種子都沒有，其原因是在進(jìn)行減數(shù)分裂時(shí)，有可能形成正常的卵細(xì)胞。4.有其他的方法可以替代。方法一，進(jìn)行無(wú)性繁殖。將三倍體西瓜植株進(jìn)行組織培養(yǎng)獲取大量的組培苗，再進(jìn)行移栽。方法二，利用生長(zhǎng)素或生長(zhǎng)素類似物處理二倍體未受

27、粉的雌蕊，以促進(jìn)子房發(fā)育成無(wú)種子的果實(shí)，在此過(guò)程中要進(jìn)行套袋處理，以避免受粉。六、教學(xué)參考資料1.染色體結(jié)構(gòu)的變異及其類型染色體結(jié)構(gòu)變異包括缺失、重復(fù)、倒位和易位四種類型，染色體結(jié)構(gòu)變異最早是在果蠅中發(fā)現(xiàn)的。遺傳學(xué)家在1917年發(fā)現(xiàn)染色體缺失，1919年發(fā)現(xiàn)染色體重復(fù)，1923年發(fā)現(xiàn)染色體易位，1926年發(fā)現(xiàn)染色體倒位。人們?cè)诠売紫x唾腺染色體上，對(duì)各種染色體結(jié)構(gòu)變異進(jìn)行了詳細(xì)的遺傳學(xué)研究。染色體結(jié)構(gòu)變異的發(fā)生是內(nèi)因和外因共同作用的結(jié)果。外因有各種射線、化學(xué)藥劑、溫度的劇變等，內(nèi)因有生物體內(nèi)代謝過(guò)程的失調(diào)、衰老等。在這些因素的作用下，染色體可能發(fā)生斷裂，斷裂端具有愈合與重接的能力。當(dāng)染色體在不

28、同區(qū)段發(fā)生斷裂后，在同一條染色體內(nèi)或不同的染色體之間以不同的方式重接時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致各種結(jié)構(gòu)變異的出現(xiàn)。下面分別介紹這幾種結(jié)構(gòu)變異的情況。（1）缺失缺失是指染色體上某一區(qū)段及其帶有的基因一起丟失，從而引起變異的現(xiàn)象。如果缺失的區(qū)段發(fā)生在染色體兩臂的內(nèi)部，稱為中間缺失。如果缺失的區(qū)段在染色體的一端，則稱為頂端缺失。在缺失雜合子中，由于缺失的染色體不能和它的正常同源染色體完全相應(yīng)地配對(duì)，所以當(dāng)同源染色體聯(lián)會(huì)時(shí)，可以看到正常的一條染色體多出了一段（頂端缺失），或者形成一個(gè)拱形的結(jié)構(gòu)（中間缺失），這條正常的染色體上多出的一段或者一個(gè)結(jié)，正是染色體上相應(yīng)失去的部分。缺失引起的遺傳效應(yīng)隨著缺失片段大小和細(xì)胞所

29、處發(fā)育時(shí)期的不同而不同。在發(fā)育中，缺失發(fā)生得越早，影響越大；缺失的片段大，對(duì)個(gè)體的影響也越嚴(yán)重，重則引起個(gè)體死亡，輕則影響個(gè)體的生活力。在人類遺傳中，染色體缺失會(huì)引起較嚴(yán)重的遺傳性疾病，如貓叫綜合征等。（2）重復(fù)染色體上增加了相同的某個(gè)區(qū)段而變異的現(xiàn)象，叫做重復(fù)。在雜合子中，當(dāng)同源染色體聯(lián)會(huì)時(shí)，發(fā)生重復(fù)的染色體的重復(fù)區(qū)段形成一個(gè)拱形結(jié)構(gòu)，或者比正常染色體多出一段。重復(fù)引起遺傳效應(yīng)比缺失的小。但是如果重復(fù)的部分太大， 會(huì)影響個(gè)體的生活力，甚至引起個(gè)體死亡。例如，果蠅由正常的卵圓形眼變?yōu)榘魻钛鄣淖儺?，就是X染色體上某一區(qū)段重復(fù)的結(jié)果。重復(fù)對(duì)生物的進(jìn)化有重要作用。這是因?yàn)椤岸嘤唷被蚩梢韵蚨鄠€(gè)方向突

30、變而不至于損害細(xì)胞和個(gè)體的正常機(jī)能。突變的最終結(jié)果，有可能使重復(fù)基因變成能執(zhí)行新功能的新基因，從而為生物適應(yīng)新環(huán)境提供機(jī)會(huì)。因此，在遺傳學(xué)上往往把重復(fù)看做是新基因的一個(gè)重要來(lái)源。（3）倒位染色體在兩個(gè)點(diǎn)發(fā)生斷裂后，產(chǎn)生三個(gè)片段，中間的區(qū)段發(fā)生180°的倒轉(zhuǎn)，與另外兩個(gè)區(qū)段重新接合而引起變異的現(xiàn)象，叫做倒位。倒位雜合子形成的配子大多是異常的，從而影響了個(gè)體的育性。倒位純合子通常也不能和原種個(gè)體間進(jìn)行有性生殖，不過(guò)，這樣形成的生殖隔離，往往為新物種的進(jìn)化提供了有利條件。例如，普通果蠅（D.melanogaster）的第3號(hào)染色體上有三個(gè)基因，它們通常按猩紅眼桃色眼三角翅脈的順序排列 （S

31、t-P-Dl）；同是這三個(gè)基因，在另一種果蠅中的順序是St-Dl-P，這也是兩個(gè)物種之間差別的主要根源。（4）易位易位是指一條染色體的某一片段移到另一條非同源染色體上，從而引起變異的現(xiàn)象。如果兩條非同源染色體之間相互交換片段，叫做相互易位，這種易位比較常見。相互易位的遺傳效應(yīng)主要是產(chǎn)生部分異常的配子，使配子的育性降低或產(chǎn)生有遺傳病的后代。例如，人慢性粒細(xì)胞白血病，就是由第22號(hào)染色體的一部分易位到第14號(hào)染色體上造成的。易位在生物進(jìn)化中具有重要作用。例如，在17個(gè)科29個(gè)屬的種子植物中，都有易位產(chǎn)生的變異類型，其中，直果曼陀羅的近100個(gè)變種，就是不同染色體易位的結(jié)果。2.同源多倍體和異源多倍

32、體（1）同源多倍體同一物種經(jīng)過(guò)染色體加倍形成的多倍體，稱為同源多倍體。同源多倍體在植物界是比較常見的。由于大多數(shù)植物是雌雄同株的，兩性配子有可能同時(shí)發(fā)生減數(shù)分裂異常，結(jié)果使配子中染色體數(shù)目不減半，然后通過(guò)自交形成多倍體。多倍體在動(dòng)物中比較少見，這是因?yàn)閯?dòng)物大多數(shù)是雌雄異體，染色體稍微不平衡，就容易引起不育，甚至使個(gè)體不能生存，所以多倍體動(dòng)物個(gè)體通常只能依靠無(wú)性生殖來(lái)傳代。例如，有一種甲殼動(dòng)物，它的二倍體個(gè)體進(jìn)行有性生殖，而四倍體個(gè)體則進(jìn)行無(wú)性生殖。此外，在蠑螈、蛙以及家蠶等動(dòng)物中，也發(fā)現(xiàn)過(guò)三倍體和四倍體的個(gè)體，但是都沒有能夠連續(xù)傳代。同源多倍體中最常見的是同源四倍體和同源三倍體。同源四倍體是正

33、常二倍體通過(guò)染色體加倍形成的。例如，馬鈴薯就是一個(gè)天然的同源四倍體。人為地用化學(xué)藥劑秋水仙素等處理發(fā)芽的水稻種子，可以獲得人工同源四倍體水稻。大麥、煙草、油菜等用化學(xué)藥劑處理，也可以獲得同源四倍體。同源四倍體與二倍體相比，大多表現(xiàn)出細(xì)胞體積的增大，有時(shí)出現(xiàn)某些器官的巨型化。這種巨型化一般都表現(xiàn)在花瓣、果實(shí)和種子等有限生長(zhǎng)的器官上。但是多倍體化卻很少導(dǎo)致整個(gè)植株的巨型化，有時(shí)甚至相反。這是因?yàn)橹仓甑捏w積不僅取決于細(xì)胞的體積，還取決于生長(zhǎng)期間所產(chǎn)生的細(xì)胞的數(shù)目。通常情況下，同源多倍體的生長(zhǎng)速率比其二倍體親本低，因而大大限制了生長(zhǎng)過(guò)程中細(xì)胞數(shù)目的增加。在自然條件下，同源三倍體的出現(xiàn)，大多是因減數(shù)分裂

34、不正常，由未經(jīng)減數(shù)分裂的配子與正常的配子結(jié)合而形成的。香蕉是天然的三倍體植物。它一般只有果實(shí)，種子退化，以營(yíng)養(yǎng)體進(jìn)行無(wú)性繁殖。采用人工手段使同種植物的四倍體與正常二倍體雜交，也可以獲得同源三倍體植物。在減數(shù)分裂過(guò)程中，三倍體植物由于染色體配對(duì)發(fā)生紊亂，通常很難正常分裂并形成有功能的配子。例如，在分裂前期，每種染色體有三條，它們既可以組成三價(jià)體（三條染色體連在一起），也組成二價(jià)體（兩條染色體連在一起）和單價(jià)體（一條染色體單獨(dú)存在）。在分裂后期，二價(jià)體分離正常，但是三價(jià)體一般是兩條染色體進(jìn)入一極，一條進(jìn)入另一極。而單價(jià)體有兩種可能，或是隨機(jī)進(jìn)入某一極，或是停留在赤道板上，隨后在細(xì)胞質(zhì)中消失。無(wú)論是

35、哪一種方式，最終得到有功能全部染色體都成對(duì)存在配子的概率只有（1/2）n（n代表一個(gè)染色體組中所有染色體的數(shù)目），而得到全部染色體都是單個(gè)全部染色體都不成對(duì)配子的概率也是（1/2）n，這些配子雖然有功能、能正常受精，但是數(shù)目很少。絕大多數(shù)配子都是染色體數(shù)目不平衡的配子，不能正常地受精結(jié)實(shí)。因此，三倍體是高度不育的。三倍體的西瓜、香蕉和葡萄與相應(yīng)的二倍體品種相比，不僅果實(shí)大、品質(zhì)好，而且無(wú)子、便于食用。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，人們常用人工誘導(dǎo)的方法培育三倍體優(yōu)良品種，如無(wú)子西瓜。（2）異源多倍體異源多倍體是指不同物種雜交產(chǎn)生的雜種后代經(jīng)過(guò)染色體加倍形成的多倍體。常見的多倍體植物大多數(shù)屬于異源多倍體，例如，

36、小麥、燕麥、棉、煙草、蘋果、梨、櫻桃、菊、水仙、郁金香等。異源多倍體可以通過(guò)人工的方法進(jìn)行培育。例如，蘿卜和甘藍(lán)是十字花科中不同屬的植物，它們的染色體都是18條（2n=18），但是二者的染色體間沒有對(duì)應(yīng)關(guān)系。如果將兩者雜交，雖然能夠得到雜種，但由于蘿卜和甘藍(lán)的染色體之間不能配對(duì)，雜種不能產(chǎn)生有功能的配子，因而雜種高度不育。不過(guò)，如果用雜種染色體數(shù)目尚未減半的配子受精，或者用秋水仙素處理，人工誘導(dǎo)雜種的染色體加倍，就可以得到異源四倍體。這種異源四倍體分別含有兩個(gè)物種的兩套染色體，因而又稱為雙二倍體。從外觀上分類，這種雙二倍體既不是蘿卜也不是甘藍(lán)，它是一個(gè)新種，叫做蘿卜甘藍(lán)。很可惜，蘿卜甘藍(lán)的根像

37、甘藍(lán)根，葉像蘿卜葉，沒有經(jīng)濟(jì)價(jià)值。不過(guò)，上述方法為我們提供了通過(guò)種間或?qū)匍g雜交在短期內(nèi)（只需兩代）創(chuàng)造新種的方法。通過(guò)這種方法，人們已經(jīng)培育出越來(lái)越多的異源多倍體新種。我國(guó)已故遺傳育種學(xué)家鮑文奎經(jīng)過(guò)30多年的研究，在20世紀(jì)六七十年代用普通小麥（六倍體）與黑麥（二倍體）雜交，成功地培育出異源八倍體小黑麥新物種。普通小麥和黑麥分別屬于不同的屬，兩個(gè)屬的物種一般是難以雜交的。但是也有少數(shù)的普通小麥品種含有可雜交基因，稱為“橋梁品種”。橋梁品種之間的雜交一代及其后代都很容易與黑麥雜交。非橋梁品種也可以先與橋梁品種雜交；將可雜交基因傳給后代，這樣就可以廣泛利用小麥資源與黑麥雜交了。用普通小麥作母本，雌配子中有3個(gè)染色體組（A