5.2染色体变异 课件 2025—2026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染色体变异，系统涵盖数目变异（非整倍、整倍）、结构变异（缺失等）及单倍体、多倍体等核心知识。以栽培植物与野生祖先染色体数目差异导入，衔接减数分裂旧知，通过扑克牌模拟染色体组、三种判断方法等学习支架构建知识脉络。 其亮点在于融合科学思维与探究实践，如用扑克牌模型直观解析染色体组，通过对比表格区分易位与互换、不同育种方法，结合低温诱导染色体数目变化实验培养操作能力。实例丰富如无子西瓜培育、猫叫综合征，助力学生形成生命观念，教师可高效开展概念教学与实验指导。

第5章 基因突变和其他变异 本节聚焦 1.染色体数目的变异有哪些类型？ 2.什么是单倍体、二倍体和多倍体？ 3.染色体结构的变异有哪些？ 4.人工诱多倍体的方法有哪些？原理是什么？ 第2节 染色体变异 新课导入 减数分裂和受精作用能够使生物体亲子代间的染色体数目保持稳定，然而作为野生植物的后代，许多栽培植物的染色体数目却与它们的祖先大不相同，如马铃薯和香蕉 栽培品种 (体细胞含48条染色体） 野生祖先种(体细胞含24条染色体） 野生祖先种 (体细胞含22条染色体） 栽培品种 (体细胞含33条染色体） 生物体的体细胞或生殖细胞内染色体数目或结构的变化，称为染色体变异 思考：染色体变异与基因突变、基因重组最重要的区别？ 分子水平的变异，光学显微镜下不可见 细胞水平的变异，光学显微镜下可见 基因突变 基因重组 染色体变异 可遗传变异 一、染色体数目的变异 1. 类型 ①非整倍变异：细胞内个别染色体增加或减少 ②整倍变异：以一套完整的非同源染色体为基数成倍的增加 或成套的减少 增加一条 减少一条 增加一套 减少一套 正常果蝇 （2n=8） 一、染色体数目的变异 2. 染色体组 要点：① 不含同源染色体 ②染色体形态、大小、功能各不相同 ③含有控制该生物生长、发育、遗传、变异的一整套遗传信息 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 Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅱ Ⅲ X Y Ⅱ Ⅲ Ⅳ X Ⅱ Ⅲ Ⅳ Y 或 1个染色体组 1个染色体组 模拟染色体组 一副扑克牌可以分成几组？ 一、染色体数目的变异 判断染色体组数目的方法 细胞中同一形态的染色体有几条，就有几个染色体组 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： 每组染色体条数： 4个 2条 3个 3条 2个 3条 1个 4条 一、染色体数目的变异 判断染色体组数目的方法 同一英文字母(无论大小写)出现几次，就有几个染色体组 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 染色体组数： 每组染色体条数： 4个 1条 2个 3条 3个 1条 1个 4条 染色体组数=染色体数/染色体形态数 方法三：根据染色体数与形态数的比值判断 由受精卵发育而来，体细胞中含有两个染色体组的个体 (记作2N，2: 两个染色体组、N: 一个染色体组中的染色体数） 一、染色体数目的变异 3. 单倍体、二倍体和多倍体 ①二倍体： 在自然界，几乎全部动物和过半数的高等植物都是二倍体 人类(2N=46) 玉米(2N=20) 猫咪(2N=38) 一、染色体数目的变异 减数 分裂Ⅰ 受精 作用 ♀ ♂ 减数 分裂Ⅰ 复制 复制 减数 分裂Ⅱ 减数 分裂Ⅱ 二倍体 正常情况下，二倍体通过减数分裂形成的配子有1个染色体组 (图示两对同源染色体的情况) 一、染色体数目的变异 若二倍体的减数分裂出现错误，如减数分裂Ⅰ后期同源染色体未分离或减数分裂Ⅱ后期着丝粒分裂后姐妹染色单体未分离，就会形成含有两个染色体组的配子 (图示两对同源染色体的情况) 受精作用 减数分裂 减数分裂 受精作用 四倍体 三倍体 减数分裂 异常 正常 一、染色体数目的变异 3. 单倍体、二倍体和多倍体 由受精卵发育而来，体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体 ②多倍体： 菊花(六倍体) 葡萄(三/四倍体) 番茄(四倍体) 普通小麦(六倍体) 植物中常见，动物几乎没有 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。但发育迟缓，结实率低。 一、染色体数目的变异 多倍体育种 ①原理： 染色体数目变异 ②方法： 秋水仙素或低温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（不是使着丝粒不能分裂） 染色体数加倍 染色体复制 着丝粒分裂 细胞无法正常分裂 无纺缍丝牵引 P88相关信息：秋水仙素(C22H25O6N)是从百合科植物秋水仙的种子和球茎中提取的一种植物碱。它是白色或淡黄色的粉末或针状结晶，有剧毒 一、染色体数目的变异 ③实例： 无子西瓜的培育 授粉 二倍体 (父本) 四倍体 (母本) 种子(三倍体) 联会紊乱 无子西瓜 滴秋水仙素 授粉 第一年 第二年 两次传粉的目的 第一次:杂交获得三倍体种子 第二次:刺激子房发育成果实 三倍体西瓜无子的原因 三倍体西瓜染色体组数为奇数,减数分裂过程中染色体联会紊乱,不能产生正常配子 蜂王 雄蜂 工蜂 2N=32 2N=32 N=16 一、染色体数目的变异 3. 单倍体、二倍体和多倍体 由配子直接发育而来，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 ③单倍体： 蜂王 蜜蜂 工蜂 雄蜂 由受精卵发育而来的二倍体 由卵细胞发育而来的单倍体 特点: ①植株弱小 ②且一般高度不育 含偶数个染色体组：可育 含奇数个染色体组：高度不育 单倍体不一定只含一个染色体组 一、染色体数目的变异 单倍体育种 ①原理： 染色体数目变异 ②过程 秋水仙素处理 离体 培养 花药 (花粉) 单倍体幼苗 染色体数目 加倍，得到 纯合子植株 具有不同优良性状的亲本 F1 杂交 (获得能稳定遗传的正常植株，而不是单倍体植株) ③优点： ④缺点： 能明显缩短育种时间，且得到的个体是纯合子 技术难度大，需与杂交技术结合 易错●警示 花药离体培养≠单倍体育种：花药离体培养后获得的是单倍体植株，而单倍体育种一般包括杂交、花药离体培养、秋水仙素处理和筛选4个过程，不能简单地认为花药离体培养就是单倍体育种 单倍体育种与多倍体育种中秋水仙素处理的对象不同：单倍体往往高度不育没有种子产生，所以单倍体育种中秋水仙素处理的对象一般是单倍体幼苗；而多倍体育种中秋水仙素处理的对象是正常萌发的种子或幼苗 判断单倍体、二倍体和多倍体的关键：看个体发育起点，若是直接由配子发育而来的，不管有几个染色体组，都属于单倍体；若由受精卵发育而来，则根据染色体组数判断 一、染色体数目的变异 单倍体与单体、三倍体与三体的区别 三体 单体 正常二倍体 个别染色体减少1条 单倍体 染色体组减少1套 正常二倍体 个别染色体增加1条 染色体组增加1套 三倍体 类别 杂交育种 诱变育种 单倍体育种 多倍体育种 原理 常用 方法 优点 缺点 基因重组 杂交→自交→选优→自交 将不同品种的优良性状集中于同一个体上 不能产生新基因；育种进程缓慢过程复杂 基因突变 用物理或化学方法处理生物 提高突变率，在较短的时间内获得更多的优良变异类型 有利变异少,需大量处理实验材料,工作量大 染色体数目变异 花药离体培养→秋水仙素处理幼苗 明显缩短育种年限;得到的植株都是纯合子 技术性强，需结合杂交育种和人工诱导多倍体技术 染色体数目变异 秋水仙素处理萌发的种子或幼苗 茎秆粗壮，叶片、果实、种子都比较大，营养物质含量有所增加 所得品种发育迟缓,结实率降低,只适用于植物 1.下图为果蝇体细胞染色体组成示意图，以下叙述正确的是(　 ) A.果蝇的一个染色体组含有的染色体是Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X、Y B.对果蝇进行基因测序时，选择Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X四条染色体即可 C.雄果蝇体内的细胞，除生殖细胞外都含有两个 染色体组 D.雄果蝇由受精卵发育而成，体细胞中含有两个 染色体组，属于二倍体 即时巩固 练习册P110 D Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y 处于有丝分裂后期的体细胞含4个染色体组 对有性染色体的生物进行基因测序，对象为每对常染色体中的一条加两条性染色体 SZ-LWH 2.(2025·柳州高一检测)种子是农业的核心，玉米育种是一项重要的农业技术。下图为利用玉米(2N=20)的幼苗芽尖细胞(基因型BbTt)进行实验的流程示意图。下列有关分析不正确的是(　 ) A.植株a为二倍体, 其体细胞内最 多有4个染色体组；植株C属于 单倍体，其发育起点为配子 B.秋水仙素用于培育多倍体的原理是其能够抑制纺锤体的形成 C.基因重组发生在图中过程①，过程③中能够在显微镜下看到染色单体的时期是前期和中期 D.利用幼苗2进行育种的最大优点是明显缩短育种年限，植株b纯合的概率为100% 即时巩固 练习册P112 C SZ-LWH 探究·实践 低温诱导植物细胞染色体数目的变化 低温能够抑制纺锤体的形成，导致染色体加倍后不能被拉向细胞两极，细胞不能分裂成两个子细胞，从而引起细胞内染色体数目加倍 【实验原理】 注意实验材料应该选择能进行分裂的分生组织细胞，否则不会出现染色体加倍的情况 探究·实践 低温诱导植物细胞染色体数目的变化 【实验试剂及用途】 ①卡诺氏液： ②95%的酒精： ③解离液[15%的盐酸和95%的酒精1:1混合]： ④清水： ⑤甲紫溶液： 固定细胞的形态 洗去解离液，防止解离过度 使组织细胞分离 洗去多余的固定液 使染色体着色 【方法步骤】 漂洗 卡诺氏液 95% 注意：温度不能太低，过低会对根尖细胞造成伤害 探究·实践 低温诱导植物细胞染色体数目的变化 【实验结果】 视野中大多数是正常的二倍体细胞，少部分是染色体数目加倍的细胞 正常细胞 染色体数目发生改变的细胞 3.(2025·桂林高一检测)为了验证低温能诱导植物染色体数目的变化，选取不定根长约1cm的大蒜放入4℃的冰箱内，诱导培养48~72h后进行固定处理、制片并观察。下列说法正确的是(　 ) A.该实验须将大蒜根尖制成装片后再进行低温处理 B.该实验的原理是低温处理能促进细胞内DNA的复制和抑制细胞分裂 C.该实验中，甲紫溶液用于染色 D.固定处理时需要用体积分数为95%的酒精冲洗两次以固定细胞形态 即时巩固 练习册P115 C 低温处理在前,制片在后 抑制纺锤体形成 用的是卡诺氏液 SZ-LWH 二、染色体结构的变异 染色体结构变异 缺失 重复 易位 倒位 在自然条件或人为因素的影响下，染色体发生的结构变异主要有以下4种类型 染色体结构的改变，会使排列在染色体上的基因数目或排列顺序发生改变，导致性状的变异 大多数染色体结构变异对生物体是不利的，有的甚至导致生物体死亡 二、染色体结构的变异 ①缺失 染色体的某一片段缺失引起的变异 结果： 基因数目减少 联会示意图 实例： 人类的猫叫综合征（5号染色体部分缺失） 正常翅 缺刻翅 果蝇缺刻翅的形成 二、染色体结构的变异 ②重复 染色体中增加某一片段引起的变异 联会示意图 结果： 基因数目增加 实例： 果蝇棒状眼的形成 正常眼 棒状眼 二、染色体结构的变异 ③易位 染色体某一片段移接到另一条非同源染色体上引起的 联会示意图 结果： 基因排列顺序发生改变 实例： 人慢性粒细胞白血病 果蝇花斑眼的形成 正常眼 花斑眼 二、染色体结构的变异 ④倒位 染色体的某一片段位置颠倒引起的变异 联会示意图 结果： 基因排列顺序发生改变 实例： 果蝇卷翅的形成 正常翅 卷翅 项目 染色体易位 染色体片段互换 图解 区别 染色体易位VS互换 发生在非同源染色体间 发生在同源染色体的非姐妹染色单体间 属于染色体结构变异 属于基因重组 能在显微镜下观察到 在显微镜下观察不到 染色体结构变异 VS 基因突变 染色体结构变异 细胞水平的变异，光学显微镜下可见 (没有产生新基因，发生了基因数目或排列顺序的变化) 基因突变 分子水平的变异，光学显微镜下不可见 (产生新基因，基因数目、排列顺序没有变化) 缺失 重复 倒位 基因突变 4.图①②③④分别表示不同的变异类型，其中③中的基因片段2由基因片段1变异而来。下列有关叙述正确的是(　 ) A.图①②表示染色体片段交换， 都发生在减数分裂的四分体时期 B.图③中的变异属于染色体结构 变异中的缺失 C.图②④中的变异属于染色体结构变异 D.图中4种变异能够遗传的是①③ 即时巩固 练习册P114 C 染色体互换 易位 碱基缺失 染色体缺失或重复 SZ-LWH Lavf58.20.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $