5.2染色体变异（第1课时）课件 2025-2026学年高一下学期生物人教版必修2

第5章 基因突变和其他变异 第2节 染色体变异 （第1课时） 教材分析 课标要求 素养目标 1.举例说明染色体结构和数目的变异都可能导致生物性状的改变甚至死亡。 1.生命观念：理解染色体数目变异的类型和原因，认识染色体变异在生物进化中的意义，形成遗传变异与进化相适应的生命观念。 2.科学思维：通过分析染色体组的概念和判断方法，培养归纳概括和逻辑推理能力；能够比较二倍体、多倍体、单倍体的异同。 3.科学探究：能够分析21三体综合征的形成原因；能够设计简单的多倍体育种或单倍体育种方案。 4.社会责任: 理解染色体变异在农业生产中的应用价值（如无子西瓜、多倍体作物）；认识遗传咨询在预防染色体遗传病中的重要性。 难点 重点 2 01 染色体变异概念及类型 02 目录 染色体数目变异 03 二倍体、多倍体和单倍体 3 生物种类 体细胞染色体数/条 体细胞非同源染色体/套 配子染色体数/条 马铃薯 野生祖先种 24 2 栽培品种 48 4 香蕉 野生祖先种 22 2 栽培品种 33 3 为什么平时吃的香蕉是没有种子的？ 根据前面所学减数分裂的知识，试着完成该表格。 香蕉栽培品种体细胞中的染色体数目是33条，减数分裂时染色体发生联会紊乱，不能形成正常的配子，因此无法形成受精卵，进而形成种子。 过渡 染色体的变异有哪些类型呢? 12 24 11 异常 减数分裂 ♀ P ♂ × 配子 ♀ ♂ 体细胞 受精作用 使生物体亲子代间的染色体数目保持稳定。 马铃薯和香蕉的染色体数目为什么与它们的野生祖先有很大差别呢？ 【任务1】 归纳染色体变异概念及类型 5 生物体的体细胞或生殖细胞内染色体数目或结构的变化。 染色体数目的变异 ①细胞内个别染色体的增加或减少 ②细胞内染色体数目以一套完整的非同源染色体为基数成倍地增加或成套地减少 染色体结构的变异 ①增添 ②缺失 ③重复 ④移接 1.概念： (2)类型： 【任务1】 归纳染色体变异概念及类型 6 【任务2】 分析染色体数目变异 个别增多 个别减少 1.细胞内个别染色体的增加或减少 实例： 21三体综合征 比正常人多一条21号染色体 请从减数分裂角度分析，21三体综合征形成的原因？ ①其父亲或母亲形成配子时减数第一次分裂后期21号同源染色体未分离。 【任务2】 分析染色体数目变异 8 请从减数分裂角度分析，21三体综合征形成的原因？ ②其父亲或母亲形成配子时减数第二次分裂后期姐妹染色单体分离后移向细胞的同一极。 【任务2】 分析染色体数目变异 9 【任务2】 分析染色体数目变异 2.以一套完整的非同源染色体为基数成倍的增加或或成套的减少 阅读课本p87-89 思考回答下列问题: (1)什么叫做染色体组？ (2)二倍体、三倍体、多倍体、单倍体的概念、特点及实例？ (3)人工诱导多倍体的方法有哪些？ 【任务2】 分析染色体数目变异 2.以一套完整的非同源染色体为基数成倍的增加或或成套的减少 野生马铃薯的染色体组成 (红色为荧光标记) ◆野生马铃薯体细胞中有几对同源染色体? (1)染色体组 ◆野生马铃薯配子(精子或卵细胞)中有几条染色体?这些染色体的形态和功能有什么特点?这些染色体之间是什么关系? 有12对同源染色体 野生马铃薯配子中有12条染色体 这些染色体的形态和功能各不相同 这些染色体属于非同源染色体 在大多数生物的体细胞中，染色体都是两两成对的，也就是说含有两套非同源染色体，其中每套非同源染色体称为一个染色体组。 【任务2】 分析染色体数目变异 2.以一套完整的非同源染色体为基数成倍的增加或或成套的减少 (1)染色体组： ◆野生马铃薯体细胞中有几个染色体组? 有2个染色体组 ▲从本质上看，组成一个染色体组的所有染色体互为非同源染色体，在一个染色体组中无同源染色体存在。 ▲从形式上看,一个染色体组中的所有染色体的形态、大小各不相同。 ▲从物种类型上看,每种生物一个染色体组的染色体数目、大小、形态都是一定的，不同种生物染色体组的数目、大小、形态一般是不同的。 ▲从功能上看，一个染色体组携带着一种生物生长、发育、遗传和变异的遗传信息,不能重复，不能缺少。 染色体组模拟 【任务2】 分析染色体数目变异 2.以一套完整的非同源染色体为基数成倍的增加或或成套的减少 (1)染色体组： ①根据染色体的形态判断染色体组的数量，并完成表格。 项目 染色体组数 每个染色体组内染色体数 3 2 2 3 1 3 4 2 2 2 细胞中同一形态的染色体有几条，则含有几个染色体组； 细胞中有几种形态的染色体，一个染色体组中就有几条染色体。 方法一：根据染色体形态判断 染色体组数的判断： 核心探讨 项目 染色体 染色体组数 同一英文字母（无论大小写）出现几次，就含有几个染色体组。 有几种字母出现，一个染色体组中就有几条染色体。 方法二：根据基因型判断 ②根据基因型判断染色体组数 2 3 1 4 A a a a A A B B DD A a a A B C D Aaaa AABBDD Aaa ABCD 染色体组数的判断： 核心探讨 YyRr 4 2 4 4 4 3 2 A D C B 2 A:有 个染色体组、每组有 条染色体 B:有 个染色体组、每组有 条染色体 C:有 个染色体组、每组有 条染色体 D:有 个染色体组、每组有 条染色体 现学现用： 说出下面细胞中各有几个染色体组？ 4个 2个 2个 2个 现学现用： 【任务3】 阐明二倍体、多倍体和单倍体的概念及其联系 ◆果蝇体细胞有几个染色体组? ◆果蝇配子有几个染色体组? ◆每组染色体组含几条染色体？ 2个染色体组 1个染色体组 4条染色体 1.二倍体 由受精卵发育而成，体细胞中含有两个染色体组的个体。 在自然界中，几乎全部动物和过半数的高等植物都是二倍体 【任务3】 阐明二倍体、多倍体和单倍体的概念及其联系 2.三倍体 二倍体的减数分裂出现错误，形成含有两个染色体组的配子，这样的配子与含有一个染色体组的配子结合，发育成的个体的体细胞中就含有三个染色体组，称作三倍体 二倍体的减数分裂出现错误，形成含有两个染色体组的配子 若二倍体减数分裂Ⅰ出现错误 含有一个染色体组的配子 二倍体的减数 三倍体 【任务3】 阐明二倍体、多倍体和单倍体的概念及其联系 2.三倍体 若野生马铃薯减数分裂I后期同源染色体不分离，则配子中有几个染色体组？ 二倍体的减数分裂出现错误，形成含有两个染色体组的配子 若二倍体减数分裂Ⅱ出现错误 含有一个染色体组的配子 三倍体 二倍体的减数 【任务3】 2.三倍体 阐明二倍体、多倍体和单倍体的概念及其联系 若减数分裂Ⅱ后期，着丝粒分裂后，姐妹染色单体进入同一个子细胞中，所形成的配子中有几个染色体组? 【任务3】 阐明二倍体、多倍体和单倍体的概念及其联系 2.三倍体 二倍体的减数分裂出现错误，形成含有两个染色体组的配子，这样的配子与含有一个染色体组的配子结合，发育成的个体的体细胞中就含有三个染色体组，称作三倍体。 由受精卵发育而成，体细胞中含有三个染色体组的个体。 受精 发育 个体 (含3个染色体组) 减数分裂出现错误 配子 (含2个染色体组) 减数分裂正常 配子 (含1个染色体组) 二倍体 (含2个染色体组) 二倍体 (含2个染色体组) 三倍体 体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体，统称为多倍体 受精 发育 个体 (含4个染色体组) 减数分裂出现错误 配子 (含2个染色体组) 减数分裂出现错误 配子 (含2个染色体组) 二倍体 (含2个染色体组) 二倍体 (含2个染色体组) 胚或幼苗时期受某种因素影响，体细胞在进行有丝分裂时，染色体只复制未分离 四倍体 【任务3】 阐明二倍体、多倍体和单倍体的概念及其联系 3.多倍体 P88相关信息： 在被子植物中，约有33%的物种是多倍体。例如，普通小麦、棉、烟草、菊、水仙等都是多倍体。某些品种的苹果、梨、葡萄也是多倍体 【任务3】 阐明二倍体、多倍体和单倍体的概念及其联系 3.多倍体 三倍体： ➡三倍体的生物一般不可育。 无子西瓜 无子香蕉 多倍体能产生配子吗？ 因为原始生殖细胞中有三套非同源染色体，减数分裂时出现联会紊乱，因此不能形成可育的配子。 四倍体： 四倍体可以通过减数分裂形成含有两个染色体组的配子 【任务3】 阐明二倍体、多倍体和单倍体的概念及其联系 26 ①茎秆粗壮 ②叶片、果实和种子都比较大 ③糖类和蛋白质等营养物质的含量都有所增加。 优点 缺点: 生长发育延迟,结实率低。 【任务3】 阐明二倍体、多倍体和单倍体的概念及其联系 3.多倍体 (1)特点： 四倍体葡萄 三倍体葡萄 二倍体草莓 四倍体草莓 27 4.填表比较豌豆、普通小麦、小黑麦的体细胞和配子中的染色体数目、染色体组数目，并且注明它们分别属于几倍体生物。 生物种类 豌豆 普通小麦 小黑麦 体细胞中染色体数/条 42 配子中染色体数/条 7 28 体细胞中染色体组数 2 配子中染色体组数 3 属于几倍体生物 八倍体 14 56 6 8 1 4 二倍体 六倍体 21 课后习题·概念检测 帕米尔高原的植物65%的种类是多倍体。 多倍体是如何形成的呢？ 【任务3】 阐明二倍体、多倍体和单倍体的概念及其联系 4.人工诱导多倍体 （1）方法： Ⅰ低温处理。 染色体数加倍 染色体复制 着丝点分裂 细胞无法正常分裂 无纺缍丝牵引 Ⅱ秋水仙素诱发。 处理萌发的种子或幼苗。 抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞的两极，从而引起细胞内染色体数目加倍 （2）原理： 作用时期： 有丝分裂的前期 目前常用、最有效 【任务3】 阐明二倍体、多倍体和单倍体的概念及其联系 4.人工诱导多倍体 无子西瓜的培育 【任务3】 阐明二倍体、多倍体和单倍体的概念及其联系 5.多倍体育种 31 1.为什么用一定浓度的秋水仙素滴在二倍体西瓜幼苗的芽尖？ ： 无子西瓜的培育 二倍体 杂交 三倍体 第一年 第二年 四倍体 二倍体 ♀ ♂ 联会紊乱 芽尖细胞有丝分裂旺盛，用秋水仙素作用于正在有丝分裂的细胞时，能够抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞两极，从而引起细胞内染色体数目加倍。 2.获得的四倍体西瓜为何要与二倍体杂交？联系第1问，你能说出产生多倍体的基本途径吗？ 杂交可获得三倍体植株。多倍体产生的途径有：秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。 无子西瓜的培育 【任务3】 阐明二倍体、多倍体和单倍体的概念及其联系 5.多倍体育种 3.有时可以看到三倍体西瓜中有少量发育并不成熟的种子，请推测产生这些种子的原因。 ： 无子西瓜的培育 二倍体 杂交 三倍体 第一年 第二年 四倍体 二倍体 ♀ ♂ 联会紊乱 三倍体植株不能进行正常的减数分裂，一般情况下不能形成配子，也有可能形成正常的配子。 无子西瓜的培育 【任务3】 阐明二倍体、多倍体和单倍体的概念及其联系 5.多倍体育种 异常配子 正常配子 4.无子西瓜每年都要制种，很麻烦，有没有别的替代方法？ ： 无子西瓜的培育 二倍体 杂交 三倍体 第一年 第二年 四倍体 二倍体 ♀ ♂ 联会紊乱 1.进行无性繁殖。将三倍体西瓜植株进行组织培养获得大量的组织苗，再进行移栽。 2.利用生长素或生长素类似物处理未受粉的雌蕊，促进子房发育成无子果实。 无子西瓜的培育 【任务3】 阐明二倍体、多倍体和单倍体的概念及其联系 5.多倍体育种 5.四倍体植株上结的西瓜是无子西瓜吗？ 四倍体植株上结的西瓜是含有三倍体种子的有子西瓜。 三倍体植株结的西瓜是无子西瓜。 无子西瓜的培育 【任务3】 阐明二倍体、多倍体和单倍体的概念及其联系 5.多倍体育种 6.秋水仙素处理过芽尖之后，得到的四倍体植株，整个植株的所有细胞都是四个染色体组吗？ 秋水仙素处理后，分生组织分裂产生的茎、叶、花的细胞中染色体数目加倍，变成四个染色体组；而未处理的如根部细胞中染色体数仍为两个染色体组。 7.两次传粉的目的？ 第一次传粉：获得三倍体种子 第二次传粉：促进子房发育成果实 无子西瓜的培育 二倍体 杂交 三倍体 第一年 第二年 四倍体 二倍体 ♀ ♂ 联会紊乱 蜜蜂 2N=32 N=16 2N=32 蜂王 雄蜂 工蜂 【任务3】 阐明二倍体、多倍体和单倍体的概念及其联系 4.单倍体 像蜜蜂的雄蜂这样，由配子直接发育而成，体细胞中的染色体数目与本物种配子染色体数目相同的个体。 概念： 精子 卵细胞 受精卵 蜂王 工蜂 雄蜂 单倍体 2N=32 N=16 2N=32 【任务3】 阐明二倍体、多倍体和单倍体的概念及其联系 4.单倍体 单倍体植株长得弱小，而且高度不育 在自然条件下，玉米、高粱、水稻、番茄等二倍体植物，偶尔也会出现单倍体植株 ◆实例： ◆特点： ◆应用： 单倍体育种 【任务3】 阐明二倍体、多倍体和单倍体的概念及其联系 4.单倍体 二倍体植株 花药离体培养 单倍体植株 秋水仙素处理 二倍体植株(纯合子) 染色体变异 明显缩短育种年限; 为纯合子，自交后代不会发生性状分离。 技术复杂，需与杂交育种配合 注意：处理萌发的幼苗 【任务3】 阐明二倍体、多倍体和单倍体的概念及其联系 5.单倍体育种 请自主阅读教材P89，请尝试构建出单倍体育种的过程。 （1）过程： （2）原理： （3）优点： （4）缺点： 40 现有纯合的高秆抗病的小麦（DDTT）和矮秆不抗病的小麦（ddtt），怎样得到矮秆抗病的优良品种（ddTT）？用遗传图解表示出来。 花药离体培养 P F1 配子 DDTT DDtt ddTT ddtt 正常植株（纯合） 秋水仙素 单 倍 体 育 种 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 矮抗 ⊗ 需要的纯合矮抗品种 连续⊗ 第1年 第2年 第3-6年 高杆抗病 DDTT × 矮杆感病 ddtt 高杆抗病 DdTt DT Dt dT dt 单倍体植株 第1年 第2年 DT Dt dT dt 需要的纯合矮抗品种 【任务3】 阐明二倍体、多倍体和单倍体的概念及其联系 5.单倍体育种 (1)花药离体培养≠单倍体育种： 单倍体育种一般包括： 杂交➡花药离体培养➡秋水仙素处理➡筛选4个过程 (2)单倍体育种的选择时机： 不能选择特定基因型的花粉，因为花粉不能表现出相关性状，应在秋水仙素处理后获得的纯合子中选择具有所需性状的个体。 (3)单倍体育种与多倍体育种的操作对象不同： ①由于单倍体往往高度不育，育种操作的对象一般是单倍体幼苗，通过组织培养得到纯合子植株； ②多倍体育种操作的对象是正常萌发的种子或幼苗。 易错提醒 42 单倍体的概念 1. 玉米是二倍体，体细胞中含有20条染色体。由离体的玉米花粉直接发育成的个体体细胞中含有多少条染色体？该个体是单倍体还是二倍体？ 含有10条染色体；该个体是单倍体。 2.普通小麦是六倍体，体细胞中有几个染色体组？其配子中有几个染色体组？ 体细胞中有6个染色体组；其配子中有3个染色体组。 3. 由普通小麦的配子发育而成的个体，体细胞中有几个染色体组？ 该个体是几倍体？ 该个体是单倍体。 由普通小麦的配子发育而成的个体，体细胞中有3个染色体组； 深度剖析 1.由受精卵发育而成，体细胞含有两个染色体组的个体叫二倍体( ) 2.未经受精的卵细胞发育成的植株，一定是单倍体( ) 3.含有两个染色体组的生物体，一定是二倍体 ( ) 4.生物的一个精子或卵细胞就是单倍体。( ) 5.基因型是aaaBBBCcc的植株一定不是单倍体( ) 6.含一个染色体组的个体是单倍体，但单倍体未必只含一个染色体组( ) √ √ √ × × × 思考：判断下列描述的正误，并说出理由 【任务3】 阐明二倍体、多倍体和单倍体的概念及其联系 5.单倍体育种 (1)单倍体的体细胞中并不一定只有一个染色体组，如四倍体的配子形成的单倍体的体细胞中含有两个染色体组。 (2)单倍体并非都不育：如多倍体的配子含有偶数个染色体组，则发育成的单倍体含有同源染色体，可育并能产生后代。 (3)单倍体是生物个体，而不是配子；精子和卵细胞属于配子，但不是单倍体。 对单倍体认识的三个易错点 易错提醒 判断单倍体、二倍体、多倍体的方法 方法归纳 判 断 方 法 无性生殖： 体细胞发育成的个体 与亲本倍性相同 有性生殖： 雄配子 直接发育 花药离体培养 生物体 雌配子 直接发育 雄峰 生物体 单倍体 受精卵 发育 生物体 体细胞有几个染色体就是几倍体 单倍体 低温、秋水仙素诱导 体细胞有几个染色体就是几倍体 单倍体、二倍体和多倍体总结 项目 二倍体 多倍体 单倍体 概念 发育起点 染色体组的数目 性状表现 由受精卵发育而成，体细胞中含有2个染色体组的个体 由受精卵发育而成，体细胞中含有3个或3个以上染色体组的个体 由配子发育而来，体细胞的染色体数目与本物种配子染色体数目相同的个体 受精卵 受精卵 未受精的配子 2个 3个或3个以上 不确定（是正常体细胞染色体组数目一半） 正常 茎秆粗壮，叶片、果实、种子较大，营养丰富，但发育迟缓，结实率低 植株矮小，且一般高度不育（雄蜂可育） 知识归纳 染色体变异 染色体数目的变异 体细胞或生殖细胞内染色体数目或结构的变化 (1)概念: 细胞内个别染色体的增加或减少 细胞内染色体数目以一套完整的非同源染色体为基数成倍地增加或成套地减少。 (1)类型: (3)多倍体: 低温 (2)二倍体: 概念:由受精卵发育而成，体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体，统称为多倍体。 人工诱导多倍体的方法: (4)单倍体: 概念: 由配子直接发育形成，体细胞中的染色体数目与本物种配子染色体数目相同的个体 秋水仙素处理 由受精卵发育而成，体细胞中含有两个染色体组的个体。 特点: 茎秆粗壮，叶片、果实和种子都比较大，糖类和蛋白质等营养物质的含量都有所增加。 特点: 植株长得弱小，而且高度不育 课堂小结 48 $