[摘要]本文針對(duì)高中生物學(xué)中難點(diǎn)內(nèi)容——染色體組、二倍體、多倍體和單倍體,介紹了如何幫助學(xué)生正確判斷的方法,并對(duì)相關(guān)試題進(jìn)行解析,從而提高學(xué)生的理解能力。
[關(guān)鍵詞]染色體組 二倍體 多倍體 單倍體
高中生物有關(guān)染色體組內(nèi)容比較抽象,一部分學(xué)生對(duì)染色體組、二倍體、多倍體、單倍體內(nèi)容難理解掌握,導(dǎo)致不能正確進(jìn)行相關(guān)辨析,以下是我在教學(xué)中突破此難點(diǎn)的方法。
一、染色體組概念及確認(rèn)條件
1.概念:細(xì)胞中的一組非同源染色體.它們?cè)谛螒B(tài)和功能上各不相同,但是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.條件:①一個(gè)染色體組中不含同源染色體;②一個(gè)染色體組中所含的染色體形態(tài)、大小和功能各不相同;③一個(gè)染色體組中含有控制生物性狀的一整套基因,但不能重復(fù)。
二、染色體組數(shù)的判斷方法
判斷生物體中染色體組數(shù)目的主要依據(jù)是染色體組的概念,從以下幾個(gè)方面來(lái)考慮:
1.根據(jù)細(xì)胞中同源染色體的數(shù)目判斷
從本質(zhì)上看,組成一個(gè)染色體組的所有染色體,互為非同源染色體,無(wú)同源染色體存在。因此,在一個(gè)體細(xì)胞中同源染色體有幾條,就有幾個(gè)染色體組。
2.根據(jù)細(xì)胞內(nèi)染色體形態(tài)判斷
細(xì)胞內(nèi)形態(tài)相同的染色體有幾條,則含有幾個(gè)染色體組。
從形式上看,一個(gè)染色體組中的所有的染色體形態(tài)、大小各不相同。做題時(shí)就是憑觀察形態(tài)、大小來(lái)判斷有幾個(gè)染色體組。如圖所示的細(xì)胞中形態(tài)相同的染色體a中有3條,b中兩兩相同,c中各不相同。則可判定它們分別含3個(gè)、2個(gè)、l個(gè)染色體組。
3.根據(jù)基因型判斷
在細(xì)胞或生物體的基因型中,控制同一性狀的基因出現(xiàn)幾次,則有幾個(gè)染色體組。如基因型為AaaBBb的細(xì)胞,含有3個(gè)染色體組,基因型為Aa的細(xì)胞含2個(gè)染色體組.基因型為ABcd的細(xì)胞則含1個(gè)染色體組。
4.根據(jù)染色體的數(shù)目和染色體的形態(tài)數(shù)來(lái)推算
染色體組的數(shù)目=染色體數(shù)/染色體形態(tài)數(shù)。如果蠅體細(xì)胞中有8條染色體,分為4種形態(tài),則染色體組的數(shù)目為2個(gè),韭菜細(xì)胞共32條染色體有8種形態(tài),可推出每種形態(tài)有4條,進(jìn)而推出韭菜細(xì)胞內(nèi)應(yīng)含四個(gè)染色體組。注意:含性染色體的按特例處理。
三、染色體組與二倍體、多倍體、單倍體生物倍體的判斷
1.單倍體、二倍體、多倍體是能夠獨(dú)立生活的個(gè)體。染色體組是上述這些個(gè)體中染色體類別組成的計(jì)量單位。只有二倍體生物形成的單倍體細(xì)胞中的所有染色體才能稱為一個(gè)染色體組。
2.二倍體的“二”、三倍體的“三”、多倍體的“多”,都是指染色體組的數(shù)目。
3.多倍體的生殖細(xì)胞內(nèi)含有不止一個(gè)染色體組,但由這樣的生殖細(xì)胞直接發(fā)育成的個(gè)體是單倍體,而不能根據(jù)細(xì)胞內(nèi)染色體組數(shù)目叫做幾倍體。所以生物幾倍體的判斷不能只看細(xì)胞內(nèi)含有多少個(gè)染色體組,還要考慮到生物的個(gè)體發(fā)育和直接來(lái)源。(1)如果生物體由受精卵或合子發(fā)育而成,那么生物體細(xì)胞內(nèi)有幾個(gè)染色體組就叫幾倍體。(2)如果生物體是由生殖細(xì)胞直接發(fā)育而成的,無(wú)論細(xì)胞內(nèi)含有幾個(gè)染色體組,都只能叫單倍體。染色體組倍性變化是:染色體組數(shù)目倍性減半→形成單倍體;染色體組數(shù)目成倍增加→形成多倍體。
如由六倍體小麥的花粉經(jīng)花藥離體培養(yǎng)而獲得的植株,盡管其細(xì)胞內(nèi)有三個(gè)染色體組,但應(yīng)屬單倍體。而由四倍體西瓜授以二倍體花粉所結(jié)種子發(fā)育來(lái)的植株,其細(xì)胞中也有三個(gè)染色體組,卻可稱作三倍體。
四、變式拓展
1.把普通小麥的花粉和一部分體細(xì)胞,通過(guò)組織培養(yǎng),分別培育與兩種小麥植株,它們分別是( )
A.單倍體、二倍體 B.三倍體、六倍體 C.單倍體、六倍體 D.二倍體、單倍體
解析:對(duì)花粉進(jìn)行組織培養(yǎng),是把精子培育成新的生物體,屬于單倍體;把普通小麥的體細(xì)胞組織培育成新的生物體,屬于生物的營(yíng)養(yǎng)生殖。普通小麥的體細(xì)胞是受精卵通過(guò)有絲分裂形成的,其體細(xì)胞中含有6個(gè)染色體組,因此屬于多倍體。答案:C
2.普通小麥的細(xì)胞在有絲分裂后期和減數(shù)第二次分裂后期,染色體組數(shù)分別是()
A.6組和1組 B.6組和3組 C.12組和3組 D.12組和6組
解析:普通小麥屬于六倍體,體細(xì)胞中含有6個(gè)染色體組,有絲分裂后期著絲點(diǎn)分裂,姐妹染色單體分離,細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目加倍,所以染色體組數(shù)是12組;在減數(shù)第二次分裂后期細(xì)胞內(nèi)同源染色體已經(jīng)分離,此時(shí)著絲點(diǎn)分裂,姐妹染色單體分離,細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目與體細(xì)胞相等,仍為6個(gè)染色體組。答案:D
3.分析下列圖形中各細(xì)胞內(nèi)染色體組成情況,并回答相關(guān)問(wèn)題.
(1)一般情況下,一定屬于單倍體生物體細(xì)胞染色體組成的圖是_______。
(2)由C細(xì)胞組成的生物體可育嗎?如何處理才能產(chǎn)生有性生殖的后代?_______。
(3)對(duì)于有性生殖生物而言,在_______時(shí)。由B細(xì)胞組成的生物體是二倍體;_______時(shí),由B細(xì)胞組成的生物體是單倍體。
(4)假若A細(xì)胞組成的生物體是單倍體,則其正常物種體細(xì)胞內(nèi)含個(gè)染色體組。
答案(1)D
(2)不可育。用秋水仙素處理其幼苗。誘導(dǎo)使之發(fā)生染色體數(shù)目加倍
(3)該個(gè)體由受精卵發(fā)育而來(lái)由未受精有性生殖細(xì)胞直接發(fā)育而來(lái)(4)8
4.完成下列表格
解析:由表中給定的條件可知,玉米體細(xì)胞中染色體數(shù)為20條,有2個(gè)染色體組;水稻四倍體,其單倍體的染色體數(shù)為24條;棉花體細(xì)胞中染色
體數(shù)為52條,每個(gè)染色體組含13條染色體;小麥體細(xì)胞中有6個(gè)染色體組,每個(gè)染色體組含7條染色體。由此可推知。水稻、小麥體細(xì)胞中染色體數(shù)為48、42條;玉米、水稻每個(gè)染色體組分別含l0、l2條染色體;水稻、棉花體細(xì)胞中有4個(gè)染色體組;玉米、棉花、小麥分剮是二、四、六倍體;4種生物的有性生殖細(xì)胞的染色體組分別為1、2、2、3個(gè);玉米、棉花、小麥單倍體的染色體數(shù)分別是l0、26、21條。
答案:(略)
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(作者單位:河北廊坊第一中學(xué))