第5章第2节染色体变异：解锁育种智慧课件-2024-2025学年高一下学期生物人教版必修2

该高中生物学课件聚焦多倍体育种与单倍体育种，以无子西瓜培育为情境导入，通过染色体模型构建、减数分裂异常诱导讨论及单倍体育种流程分析，搭建知识脉络支架。 其亮点在于融合探究实践（小组模型制作分工）、科学思维（育种技术对比优化）与态度责任（绿色政策适配），如“育种优化会”情境任务。采用模型建构与情境驱动法，学生提升建模及解决实际问题能力，教师可增强课堂互动与教学实效。

1 人教版 必修2 第5章 第2节 解锁“育种智慧” —多倍体育种与单倍体育种对比 1.结合染色体数目变异知识，理解多倍体育种和单倍体育种的核心原理，掌握两种育种的完整流程，明确关键操作的作用。 2.通过模型建构、流程分析和方案优化，提升逻辑推理、建模探究及对比归纳能力。 3.结合农业生产中“稳产量+绿色政策”需求，感知育种技术对粮食安全的意义，建立 “科学技术服务生活”的社会责任意识。 学习目标 【活动1】 1.请同学们以小组为单位，利用手中的材料,结合染色体数变异的相关知识，尝试摆出四倍体西瓜的染色体组成。（用2对同源染色体表示） 任务一 掌握多倍体育种技术，达成无子西瓜培育认知 时间：3分钟 思考讨论： （1）如何获得四倍体？ （2）获得四倍体的原理？ 要求：在纸板上贴出“体细胞染色体”与“配子染色体”，标注同源染色体 5 【活动1】 1.请同学们以小组为单位，利用手中的材料,结合染色体数变异的相关知识，尝试摆出四倍体西瓜的染色体组成。（用2对同源染色体表示） 任务一 掌握多倍体育种技术，达成无子西瓜培育认知 时间：3分钟 要求：在纸板上贴出“体细胞染色体”与“配子染色体”，标注同源染色体 6 【活动1】 2.请同学们以小组为单位，利用手中的材料,根据染色体数目变异的相关知识，尝试利用二倍体西瓜和四倍体西瓜的染色体模型，构建后代染色体组成。（用2对同源染色体表示） 任务一 掌握多倍体育种技术，达成无子西瓜培育认知 时间：5分钟 母本♀ 父本♂ （1）有时三倍体西瓜中有少量发育不成熟的种子，为什么？ （2）有没有其他获得无子西瓜的方法？ 7 联会紊乱示意图： 【活动2】 请同学们以小组为单位，奇数组模拟“卵细胞减数分裂异常”诱导三倍体，偶数组模拟“精子减数分裂异常”诱导三倍体，完成模型后分析后代染色体组成及育种适用性。 要求： 小组内分工明确（模型制作员、分析员、汇报员）， 确保每个成员参与 “染色体组变化” 的跟踪与讨论。 任务一 掌握多倍体育种技术，达成无子西瓜培育认知 时间：5分钟 若利用减数分裂异常诱导多倍体，当配子的染色体组数目发生异常时，与正常配子结合后，能否获得符合要求的三倍体？ 若利用减数分裂异常诱导多倍体，当配子的染色体组数目发生异常时，与正常配子结合后，能否获得符合要求的三倍体？ 10 【学以致用】育种优化会 某大型无子西瓜种植基地计划新增200亩种植面积，现面临两种育种技术选择： ①秋水仙素法：技术熟（四倍体成功率70%-80%），需试剂（有轻微土壤残留） ②减数分裂异常法：无化学试剂（绿色），但配子异常率仅15%-20%（产量不稳）。 育种技术员们，怎样优化才更适配基地稳产量+绿色政策需求？ 一、正方（支持秋水仙素法） 1. 开篇（1 分钟） “我们选秋水仙素法！文档里说这种方法‘技术成熟，四倍体诱导成功率高’，基地新增 200 亩要稳产量，70%-80% 的四倍体成功率能保证杂交出足够三倍体苗，满足亩产 3000kg 的需求；而且本地农资店能买到秋水仙素，不用额外折腾，成本也好控制。” 2. 自由辩（30 秒内 / 次） 反驳反方 “残留问题”：“文档里只说秋水仙素有‘轻微土壤残留’，我们可以控制浓度 —— 像活动 1 里模拟的‘稀释后处理幼苗’，既能诱导四倍体，又能减少残留，不影响绿色政策基本要求。” 补充产量逻辑：“减数分裂法配子异常率才 15%-20%，200 亩地可能一半苗不够，秋水仙素法能稳定出苗，基地才能按时供应市场。” 3. 总结（30 秒） “秋水仙素法最适配基地需求：成熟技术保产量（符合‘稳供应’），控制剂量降残留（不违背‘绿色政策’），200 亩大规模种植就得选这种‘靠谱、不折腾’的技术。” 二、反方（支持减数分裂异常法） 1. 开篇（1 分钟） “我们选减数分裂异常法！文档明确它‘环境友好性更高’，基地要响应绿色政策，这种方法不用秋水仙素，完全没化学污染风险，能帮基地申请‘绿色农产品’认证；虽然配子异常率 15%-20%，但可以多培育些配子，保证基础苗量。” 2. 自由辩（30 秒内 / 次） 反驳反方 “产量不稳”：“文档说秋水仙素法有‘环境风险’，要是残留超标，基地可能被取消绿色认证，反而卖不出瓜；减数分裂法虽然慢，但长期看，‘绿色品牌’能让西瓜卖更高价，弥补短期产量差。” 补充本地适配：“枣庄在推生态农业，用无化学试剂的方法，基地还能搞采摘游，比单纯种瓜赚更多，这是秋水仙素法做不到的。” 3. 总结（30 秒） “减数分裂法贴合基地‘绿色政策’的核心需求，没污染、能建品牌，虽然短期产量略低，但长期更划算，符合基地的可持续发展。 11 【活动1】 无子西瓜种植基地反馈：近期用杂合二倍体（AaBb）和杂合四倍体（AAaaBBbb）做亲本，杂交获得的三倍体西瓜出现部分有子、甜度差异大的问题——原因是杂合亲本产生的配子基因混乱，导致子代性状分离。基地急需快速培育出纯合二倍体父本（AABB）和纯合四倍体母本（AAAABBBB），保证无子西瓜无子率100%、甜度稳定。 育种技术员们，请用原始亲本AaBb为起点，在阅读课本P89 单倍体育种流程后，在学历案上完成纯合亲本培育任务！ 任务二 理解单倍体育种，建立两种育种关联 时间：4分钟 二倍体植株 花药离体培养 单倍体幼苗 秋水仙素处理 纯合二倍体植株 一、技术本质（核心 + 短案例）​ 多倍体育种：增染色体组→改性状 / 强抗逆​ ▶ 例：四倍体葡萄更大（直径 + 1-1.5cm）、四倍体番茄维 C 高 50%​ 单倍体育种：配子离体培养得单倍体→秋水仙素加倍→快获纯合子（省时间）​ ▶ 例：小麦单倍体育种 1 代获纯合系（传统需 5-6 代）；玉米单倍体育种 + 基因编辑，省 3-4 年​ 二、价值升华（按需定制，服务人类）​ 吃得饱：单倍体育种高产水稻（如 “湘早籼 45 号”），亩产高 10%​ 吃得好：多倍体无子水果（香蕉、西瓜）、高营养蔬菜（四倍体菠菜胡萝卜素高 30%）​ 抗风险：抗病玉米（单倍体育种 + 基因编辑）、耐储马铃薯（多倍体），减灾害影响 12 花药离体 培养→ P 高杆抗病 DDTT × 矮杆感病 ddtt F1 高杆抗病 DdTt 配子 DT Dt dT dt DT Dt dT dt DDTT DDtt ddTT ddtt ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ 纯合体 秋水仙素→ ↑ 需要的矮抗品种 单倍体育种 第1年 第2年 第1年 第2年 第3~6年 P： 高杆抗病 DDTT × 矮杆感病 ddtt F1： 高杆抗病 DdTt ↓ F2： D_T_ D_tt ddT_ ddtt ddTT 杂交育种 ↓ × × ↑ 需要的矮抗品种 矮抗 【活动2】完成学历案对比分析——单倍体育种与杂交育种的差异 【链接高考】2024浙江卷（节选） 下面是单倍体育种培育无子西瓜纯合四倍体母本的流程，回答问题：四倍体植株→取花药→[①]→单倍体幼苗→[②]→纯合四倍体母本 （1）图中①和②的操作分别是______________、_____________。 （2）与传统杂交育种相比，该流程获得纯合四倍体母本的优势是 ________________ ________________ ________________。 （3）若用该纯合四倍体母本与杂合二倍体父本杂交，后代三倍体西瓜的性状是否稳定？请说明理由：____ ________________ ________________________________________________。 花药离体培养 秋水仙素处理 缩短育种年限，直接获得纯合子 不稳定；杂合二倍体父本产生的配子基因组成不同，导致后代三倍体染色体组内基因存在差异，性状分离。 答案：（1）花药离体培养；秋水仙素处理 （2）缩短育种年限，直接获得纯合子 （3）不稳定；杂合二倍体父本产生的配子基因组成不同，导致后代三倍体染色体组内基因存在差异，性状分离。 14 课堂小结 主线：无子西瓜育种目标（获得3n三倍体） 技术1：多倍体育种 ①秋水仙素（低温）诱导4n→杂交获3n ②减数分裂异常直接获3n 技术2：单倍体育种 二倍体植株 花药离体培养 单倍体幼苗 秋水仙素处理 纯合二倍体植株 15 课后作业 基础（必做）： ①完成学历案基础必做部分 ②绘制多倍体育种、单倍体育种流程的示意图，标注关键步骤（如秋水仙素作用时期、配子类型、染色体组数） 2. 提升（选做）：查阅文献，寻找“秋水仙素替代试剂”（如新型化学试剂、物理诱导手段）或“单倍体育种在玉米/水稻等粮食作物中的应用案例”，撰写200字分析报告，说明其优势。 $