高中生物染色體組及生物倍體的判斷方法

[摘要]本文針對高中生物學中難點內容——染色體組、二倍體、多倍體和單倍體，介紹了如何幫助學生正確判斷的方法，并對相關試題進行解析，從而提高學生的理解能力。

[關鍵詞]染色體組 二倍體 多倍體 單倍體

高中生物有關染色體組內容比較抽象，一部分學生對染色體組、二倍體、多倍體、單倍體內容難理解掌握，導致不能正確進行相關辨析，以下是我在教學中突破此難點的方法。

一、染色體組概念及確認條件

1．概念：細胞中的一組非同源染色體．它們在形態(tài)和功能上各不相同，但是攜帶著控制一種生物生長發(fā)育、遺傳和變異的全部信息，這樣的一組染色體，叫做一個染色體組。

2．條件：①一個染色體組中不含同源染色體；②一個染色體組中所含的染色體形態(tài)、大小和功能各不相同；③一個染色體組中含有控制生物性狀的一整套基因，但不能重復。

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，從以下幾個方面來考慮:

1．根據(jù)細胞中同源染色體的數(shù)目判斷

從本質上看，組成一個染色體組的所有染色體，互為非同源染色體，無同源染色體存在。因此，在一個體細胞中同源染色體有幾條，就有幾個染色體組。

2．根據(jù)細胞內染色體形態(tài)判斷

細胞內形態(tài)相同的染色體有幾條，則含有幾個染色體組。

從形式上看，一個染色體組中的所有的染色體形態(tài)、大小各不相同。做題時就是憑觀察形態(tài)、大小來判斷有幾個染色體組。如圖所示的細胞中形態(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、2個、l個染色體組。

3．根據(jù)基因型判斷

在細胞或生物體的基因型中，控制同一性狀的基因出現(xiàn)幾次，則有幾個染色體組。如基因型為AaaBBb的細胞，含有3個染色體組，基因型為Aa的細胞含2個染色體組．基因型為ABcd的細胞則含1個染色體組。

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，韭菜細胞共32條染色體有8種形態(tài)，可推出每種形態(tài)有4條，進而推出韭菜細胞內應含四個染色體組。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、多倍體是能夠獨立生活的個體。染色體組是上述這些個體中染色體類別組成的計量單位。只有二倍體生物形成的單倍體細胞中的所有染色體才能稱為一個染色體組。

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．多倍體的生殖細胞內含有不止一個染色體組，但由這樣的生殖細胞直接發(fā)育成的個體是單倍體，而不能根據(jù)細胞內染色體組數(shù)目叫做幾倍體。所以生物幾倍體的判斷不能只看細胞內含有多少個染色體組，還要考慮到生物的個體發(fā)育和直接來源。（1）如果生物體由受精卵或合子發(fā)育而成，那么生物體細胞內有幾個染色體組就叫幾倍體。（2）如果生物體是由生殖細胞直接發(fā)育而成的，無論細胞內含有幾個染色體組，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，盡管其細胞內有三個染色體組，但應屬單倍體。而由四倍體西瓜授以二倍體花粉所結種子發(fā)育來的植株，其細胞中也有三個染色體組，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胞，通過組織培養(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：對花粉進行組織培養(yǎng)，是把精子培育成新的生物體，屬于單倍體；把普通小麥的體細胞組織培育成新的生物體，屬于生物的營養(yǎng)生殖。普通小麥的體細胞是受精卵通過有絲分裂形成的，其體細胞中含有6個染色體組，因此屬于多倍體。答案：C

2．普通小麥的細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，體細胞中含有6個染色體組，有絲分裂后期著絲點分裂，姐妹染色單體分離，細胞內染色體數(shù)目加倍，所以染色體組數(shù)是12組；在減數(shù)第二次分裂后期細胞內同源染色體已經(jīng)分離，此時著絲點分裂，姐妹染色單體分離，細胞內染色體數(shù)目與體細胞相等，仍為6個染色體組。答案：D

3．分析下列圖形中各細胞內染色體組成情況，并回答相關問題．

(1)一般情況下，一定屬于單倍體生物體細胞染色體組成的圖是_______。

(2)由C細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)對于有性生殖生物而言，在_______時。由B細胞組成的生物體是二倍體；_______時，由B細胞組成的生物體是單倍體。

(4)假若A細胞組成的生物體是單倍體，則其正常物種體細胞內含個染色體組。

答案(1)D

(2)不可育。用秋水仙素處理其幼苗。誘導使之發(fā)生染色體數(shù)目加倍

(3)該個體由受精卵發(fā)育而來由未受精有性生殖細胞直接發(fā)育而來(4)8

4．完成下列表格

解析:由表中給定的條件可知，玉米體細胞中染色體數(shù)為20條，有2個染色體組；水稻四倍體，其單倍體的染色體數(shù)為24條；棉花體細胞中染色

體數(shù)為52條，每個染色體組含13條染色體;小麥體細胞中有6個染色體組，每個染色體組含7條染色體。由此可推知。水稻、小麥體細胞中染色體數(shù)為48、42條；玉米、水稻每個染色體組分別含l0、l2條染色體；水稻、棉花體細胞中有4個染色體組；玉米、棉花、小麥分剮是二、四、六倍體；4種生物的有性生殖細胞的染色體組分別為1、2、2、3個；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)

參考文獻：

[1]呼智陶等．高中生物要點、難點分析[J].光明日報出版社，1999，（3）.

[2]屠廣越等.2002高考能力型試題研練[J].北京工業(yè)大學出版社，2001，（9）.

（作者單位：河北廊坊第一中學）