5.2染色体变异课件-2025-2026学年高一下学期必修2生物人教版

该高中生物学课件聚焦染色体变异核心内容，涵盖数目变异（个别增减、成套增减）、结构变异（缺失等）及育种应用，通过“问题探讨”结合马铃薯、香蕉案例，联系减数分裂知识，以表格分析和疑问链搭建学习支架。 其亮点在于融合科学思维与探究实践，如低温诱导实验分步解析、单倍体多倍体对比表格，助学生构建结构与功能观。习题巩固结合实例，提升学生分析能力，教师可依托系统内容设计高效教学，促进知识迁移。

第2节 染色体变异 第5章 基因突变及其他变异 高中生物人教版必修2《遗传与进化》 一、染色体数目的变异 二、单倍体育种和多倍体育种 三、低温诱导植物细胞染色体数目的变化 四、染色体结构的变异 目录 contents 问题探讨 作为野生植物的后代，许多栽培植物的染色体数目却与他们的祖先大不相同，如马铃薯和香蕉。 1.根据前面所学减数分裂的知识，试着完成该表格。 生物种类 体细胞染色体总数/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 12 24 11 异常 野生祖先种香蕉 （有籽） 栽培品种香蕉 （无籽） 2.为什么平时吃的香蕉是没有种子的？ 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，不能形成种子。 问题探讨 作为野生植物的后代，许多栽培植物的染色体数目却与他们的祖先大不相同，如马铃薯和香蕉。 生物种类 体细胞染色体总数/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 12 24 11 异常 3.分析表中数据，你还能提出什么问题吗？能否发挥想象力作出一些推测呢？ 减数分c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，马铃薯和香蕉的染色体数目为什么与它们的野生袓先有很大差别？ 发生了染色体数目变异 一、染色体数目的变异 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。 1.概念： 2.类型： 染色体结构的变异 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的减少 缺失、重复、倒位、易位 一、染色体数目的变异 （1）个别染色体的增加或减少 原因一： 减Ⅰ后期同源染色体未分离 原因二： 减Ⅱ后期姐妹染色单体未分离 一、染色体数目的变异 （2）染色体成套地增加或减少 ①染色体组 细胞中的每套非同源染色体称为一个染色体组。 X Y Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅱ Ⅲ 雄果蝇染色体组成 X Ⅱ Ⅲ Ⅳ Y Ⅱ Ⅲ Ⅳ 一个染色体组 一个染色体组 ①一组非同源染色体； ②染色体的形态、大小、功能各不相同； ③含有该物种生长、发育、遗传、变异的全套遗传信息。 一、染色体数目的变异 1.一个染色体组中 （填存在或不存在）同源染色体。 染色体组数的判断： 不存在 ①根据“染色体形态”判断 项目 染色体组数 每个染色体组中染色体数 3 3 2 3 1 4 4 2 2 2 相同形态的染色体有几条=有几个染色体组 有几种形态的染色体=一个染色体组中就有几条染色体 一、染色体数目的变异 染色体组数的判断： ②根据“基因型”判断 同一英文字母（无论大小写）出现几次=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 2.一个染色体组中 （填存在或不存在）等位基因。 不存在 YyRr AABBDD Aaa AABbD 2个 2个 3个 1个 ABCD 2个 一、染色体数目的变异 二倍体： 由受精卵发育而来，体细胞中含有两个染色体组的个体。 一般情况下，二倍体通过减数分裂形成的配子只有1个染色体组。 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，记作2N。 二倍体减数分裂时会出现错误，形成含两个染色体组的配子吗？ 含有两个染色体组的异常配子 减Ⅰ后期出现错误 同源染色体不分离 减Ⅱ后期出现错误 含有两个染色体组的异常配子 着丝粒分裂后， 姐妹染色单体未分离 一、染色体数目的变异 一、染色体数目的变异 异常配子与正常的配子结合后，发育成的个体的体细胞中有几个染色体组？ 正常配子 （1个染色体组） 异常配子 （2个染色体组） ＋ 三倍体 （3个染色体组） 异常配子与含有一个染色体组的正常配子结合发育成的个体的体细胞中含有三个染色体组，称作三倍体。 一、染色体数目的变异 三倍体： 由于原始生殖细胞中有3套非同源染色体，减数分裂时会出现联会紊乱，不能形成可育的配子。所以三倍体的生物一般不可育。 无子西瓜 香蕉 一、染色体数目的变异 两个异常配子结合后，发育成的个体的体细胞中有几个染色体组？ 如果两个含有两个染色体组的配子结合，发育成的个体的体细胞中就含有四个染色体组，称作四倍体。 异常配子 （2个染色体组） 异常配子 （2个染色体组） ＋ 四倍体 （4个染色体组） 有丝分裂出现错误也可以形成四倍体 一、染色体数目的变异 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。统称为多倍体。 （如香蕉（三倍体）、马铃薯（四倍体）、普通小麦（六倍体）等，多见于植物，动物中很少见） ①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 ②发育迟缓，结实率低。 特点： 一、染色体数目的变异 单倍体： 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，叫作单倍体。 1.成因 2.代表生物 3.特点 由配子（如卵细胞、花粉等）直接发育而成。 蜜蜂中的雄蜂 枝叶茎杆弱小，果实多而小，一般高度不育（不是全部）。 含偶数个染色体组：可育 含奇数个染色体组：高度不育 注意：单倍体的体细胞中并不一定只有一个染色体组。 卵 幼虫 受精卵 受精卵 持续获得蜂王浆 未受精的卵 2n=32 2n=32 n=16 n=16 2n=32 蜂王 工蜂 雄蜂 一、染色体数目的变异 习题巩固 1．自然界中，三体生物在减数分裂时，3条同源染色体会随机移向细胞两极，最终形成含1条或2条该染色体的配子（只含缺失染色体的雄配子致死）。现有一株三体且一条染色体片段缺失的雌雄同株植物甲，其细胞中相关染色体及基因分布如图。下列说法错误的是（    ） A．甲可以产生4种雌配子，3种雄配子 B．甲产生含A染色体的雄配子的概率为2/5 C．甲自交后代中该染色体为三体的植株占1/2 D．甲产生的雌配子基因型及比例为a∶aa∶Aa=2∶1∶2 【答案】D 多倍体育种： 原理： 方法： 染色体（数目）变异 用 秋水仙素或低温 处理 萌发的种子或幼苗。 1、秋水仙素： 抑制纺锤体形成，导致染色体不能移向细胞的两极，从而使细胞内染色体数目加倍。 2、低温： 抑制纺锤体形成，导致有丝分裂受阻，使细胞内染色体数目加倍。 二、单倍体育种和多倍体育种 实例：三倍体无子西瓜的培育 二倍体 授粉 二倍体 （父本） 四倍体 （母本） 三倍体 联会紊乱 无子西瓜 秋水仙素 授粉 第一年 第二年 为什么要进行两次传粉？ 第一次： 杂交获得三倍体植株的种子 第二次： 刺激子房发育成果实 二、单倍体育种和多倍体育种 1.为什么用一定浓度的秋水仙素溶液滴在二倍体西瓜幼苗的芽尖？ 芽尖正在进行有丝分裂，当秋水仙素作用于正在分裂的细胞时，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。 2.四倍体西瓜植株作母本产生的雌配子中含有几个染色体组？获得的四倍体西瓜为何要与二倍体杂交？ 雌配子中含有两个染色体组。杂交可获得三倍体植株。 二、单倍体育种和多倍体育种 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。 三倍体在进行减数分裂时有可能形成了正常的卵细胞，从而形成正常的种子，但这种概率特别小。 4.无子西瓜每年都要制种，很麻烦，有没有别的替代方法？ 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。 二、单倍体育种和多倍体育种 单倍体育种 减数 分裂 育种工作者常采用花药（或花粉）离体培养的方法来获得 ，然后人工诱导使这些植株的染色体数目加倍，恢复到正常植株染色体数目。 P DDTT×ddtt DT dT Dt dt DT DDTT dT Dt dt ddTT DDtt ddtt 花药离体培养获得单倍体 秋水仙素处理单倍体幼苗 F1 DdTt 用高秆抗病(DDTT)和矮秆不抗病(ddtt)小麦品种，培育矮秆抗病小麦的过程， 见下图： 过程： 二、单倍体育种和多倍体育种 原理： 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 ⊗ 连续⊗ 第1年 第2年 第3-6年 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 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 3.单倍体育种的优点 需要的纯合矮抗品种 需要的纯合矮抗品种 优点：单倍体育种能明显缩短育种年限，子代均为纯合子。 二、单倍体育种和多倍体育种 如何判别单倍体和多倍体？ 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，都称为单倍体；除上述情况外，体细胞中有几个染色体组，该生物就称为几倍体。 请根据上述分析，判断下列相关表述是否正确。 （1）由配子发育而来的个体，一定是单倍体。（ ） （2）体细胞中含一个染色体组的生物，一定是单倍体。（ ） （3）单倍体的体细胞中一定只含有一个染色体组。（ ） √ × √ 二、单倍体育种和多倍体育种 单倍体、二倍体、多倍体的比较 项目 单倍体 二倍体 多倍体 概念 发育起点 染色体组的数目 性状表现 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 由受精卵发育而来，体细胞中含有2个染色体组的个体 由受精卵发育而来，体细胞中含有3个或3个以上染色体组的个体 未受精的配子 受精卵 受精卵 不确定（是正常体细胞染色体组数目的一半） 2个 3个或3个以上 植株矮小，且高度不育（除雄蜂外） 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 正常（作为单倍体、多倍体的参照物） 二、单倍体育种和多倍体育种 类型 杂交育种 人工诱变育种 单倍体育种 多倍体育种 原理 常用 方法 优点 缺点 杂交→自交→选优→连续自交，选纯种 用物理或化学 方法处理萌发的种子或幼苗 花药离体培养；秋水仙素处理诱导染色体加倍 秋水仙素处理萌发的种子或幼苗 ①使不同个体的优良性状集中到一个个体;②操作简便 提高变异频率，创造新品种 明显缩短育种年限，获得品种为纯合子 器官大型，提高产量和营养成分 育种时间长，不能克服远缘杂交不亲和的障碍 有利变异少，需要大量处理实验材料，有很大盲目性 技术复杂，需与杂交育种和多倍体育种配合 只适用于植物，所得多倍体一般发育迟缓，结实率低 基因突变 染色体变异 （染色体组成倍减少） 染色体变异 （染色体组成倍增加） 基因重组 习题巩固 1.育种工作者利用秋水仙素处理洋葱根尖分生区细胞，以诱导产生多倍体植株。在显微镜下观察发现，许多细胞的染色体已完成复制，但未能被拉向两极。据此推断，秋水仙素起作用的时期和机理是（    ） A．间期  DNA复制受阻 B．前期  抑制纺锤体形成 C．中期  染色体无法排列于赤道板上 D．后期  着丝粒分裂受阻 2.单倍体育种的基本程序包括：杂交得到F1，将F1的花药在人工培养基上进行离体培养，诱导成幼苗；用秋水仙素处理幼苗，产生染色体加倍的纯合植株。下列叙述正确的是（    ） A．育种过程涉及植物组织培养技术 B．秋水仙素促进着丝粒分裂 C．育种原理只涉及染色体数目变异 D．最终培育形成的植株为单倍体 【答案】B 【答案】A A．与③→⑧相比，③→⑩过程的育种进程更快 B．③→④过程能提高植物突变频率且能使植物 出现新的基因 C．用秋水仙素处理③或⑦植株刚萌发的种子， 都是为了诱导染色体数目加倍 D．图中⑥⑨⑩分别为四倍体、三倍体、二倍体 习题巩固 3.自从人类创立农业开始，就未停止过对农作物的改良。某科研小组以某种二倍体农作物①、②（分别具有不同的优良性状）为亲本进行杂交，然后通过不同途径获得了新品种④、⑧、⑨、⑩，下列有关分析错误的是（　　） 【答案】C 三、低温诱导植物细胞染色体数目的变化 应选用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。 1.实验原理 用低温处理植物的分生组织细胞，能够抑制纺锤体的形成，以致影响细胞有丝分裂中染色体被拉向两极，导致细胞不能分裂成两个子细胞。 2.选材 3.实验过程： ①诱导培养和固定细胞 ②制作装片 ③观察装片 三、低温诱导植物细胞染色体数目的变化 三、低温诱导植物细胞染色体数目的变化 待洋葱长出1cm长的不定根时，将整个装置放入冰箱冷藏室内，诱导培养48-72h。 将蒜（或洋葱）放在装满清水的容器上，让洋葱底部接触水面，室温培养。 培养方法 低温诱导 放入卡诺氏液中浸泡0.5-1h，以固定细胞形态 剪取诱导处理的根尖0.5-1cm 取材 固定 用体积分数为95%的酒精冲洗2次 冲洗 诱导培养 固定细胞 ①诱导培养和固定细胞 三、低温诱导植物细胞染色体数目的变化 解离、漂洗、染色和制片 制片 染色 漂洗 解离 取材 ②制作装片 ③观察装片 先用低倍镜寻找，再用高倍镜观察。 三、低温诱导植物细胞染色体数目的变化 试剂 使用方法 作用 卡诺氏液 将根尖放入卡诺氏液中浸泡0.5～1 h 固定细胞形态 体积分数为 95%的酒精 冲洗卡诺氏液处理过的根尖 洗去卡诺氏液 与质量分数为15%的盐酸等体积混合，浸泡经固定处理的根尖 解离根尖细胞，使细胞分散开来 清水 漂洗解离后的根尖约10 min 洗去解离液， 防止解离过度 甲紫溶液 把漂洗干净的根尖放进盛有甲紫溶液的玻璃皿中染色3～5 min 使染色体着色 习题巩固 1.实验材料的选取是实验设计的关键环节，直接影响实验的成败和结果的可靠性。下列关于实验选材的叙述正确的是（　　） A．哺乳动物成熟的红细胞可用于制备细胞膜和DNA的粗提取与鉴定 B．黑藻叶片可用于观察叶绿体的形态和植物细胞的质壁分离与复原 C．洋葱根尖可用于观察减数分裂的过程和低温诱导染色体数目的变化 D．毛霉可用于探究细胞呼吸的方式和培养液中种群数量的动态变化 【答案】B 习题巩固 10．某同学以洋葱为材料，完成“观察细胞有丝分裂”(实验①)和“低温诱导细胞染色体数目变化”(实验②)两实验。下列关于实验操作和实验结果的叙述，正确的是（　　） A．两实验均以根尖分生区为材料，实验②中，应在制片后再进行低温诱导 B．两实验中，使用解离液处理后，组织细胞便可分散为单层细胞 C．两实验中，处于分裂后期细胞的染色体的位置和数目均相同 D．两实验均不能观察到染色体从赤道板移动到细胞两极的过程 【答案】D 四、染色体结构的变异 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。 缺失、重复、倒位、易位 类型一： 缺失 果蝇缺刻翅 果蝇正常翅 实例：果蝇缺刻翅的形成 基因数目减少 结果 ： 四、染色体结构的变异 类型二： 重复 棒状眼 正常眼 果蝇棒状眼的形成 基因数目增加 结果 ： 四、染色体结构的变异 结果：基因的 改变 易位 正常眼 花斑眼 排列顺序 类型三： 四、染色体结构的变异 类型四： 倒位 正常翅 卷翅 结果：基因的 改变 排列顺序 1.缺失后的联会现象 四、染色体结构的变异 2.重复后的联会现象 41 3.易位后的联会现象 四、染色体结构的变异 4.倒位后的联会现象 42 结果： 染色体结构上的缺失、重复、易位和倒位 基因 、 的改变 生物 的改变（变异） 数量 排列顺序 性状 大多数染色体结构变异对生物体是不利的，有的甚至会导致生物体死亡。 四、染色体结构的变异 习题巩固 1.人类红视蛋白基因M和绿视蛋白基因N都位于X染色体上且具有95%的同源序列，在减数分裂过程中M和N可能会发生同源重组而导致X染色体发生不对等片段互换，细胞中至少含有一个完整的M和一个完整的N才能视觉正常，如图所示。以下叙述正确的是（　　） A．M和N属于等位基因 B．M和N的不对等交换属于基因重组 C．视觉正常的女性一个细胞中最多含有2个M D．视觉基因完全正常的一对夫妇，儿子视觉异常的概率比女儿大 【答案】D 习题巩固 2.如图甲、乙表示某二倍体生物细胞内一对同源染色体，在正常与异常情况下的行为变化情况。A与a是该对同源染色体上的等位基因，分析时不考虑其他变异。下列叙述错误的是（    ） A．观察等臂染色体的最佳时期是有丝分裂或减数第二次分裂的后期 B．等臂染色体的形成属于染色体结构变异，会改变染色体上基因的排列顺序 C．若细胞进行有丝分裂，子细胞基因型可能为Aaa D．若细胞进行减数分裂，子细胞基因型可能为AA、Aa、aa 【答案】D THANKS! 高中生物人教版必修2《遗传与进化》 Lavf57.71.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $