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，涵盖数目变异（个别增减、染色体组增减）和结构变异（缺失、重复等），通过21三体综合征等实例导入，衔接减数分裂、育种应用及变异对比，构建系统知识支架。 其亮点是结合具体病例分析（如21三体减数分裂异常）和实验操作（低温诱导染色体变化步骤），用对比表格（染色体移接与互换）培养科学思维，动画演示结构变异过程提升直观性。助力学生形成生命观念，教师可高效开展探究实践教学。

5.2 染色体变异 染色体数目变异 染色体结构变异 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。 果果仔 熊猫办公素材https://tukuppt.tukuppt.com 染色体数目变异 果果仔 2 染色体数目变异 个别染色体 的增减 染色体组 的增减 增加1条 减少1条 减少1套 增加2套 果果仔 1 NE 个别染色体的增减 果果仔 4 21三体综合征的形成原因 唐氏综合征 （21三体综合征又称先天愚型）， 由于多了一条21号染色体而导致的疾病。存活者有明显的智能落后、特殊面容、生长发育障碍和多发畸形。 【教材P93】 指挥家——舟舟 果果仔 21三体综合征 正常情况下21号染色体 的减数分裂 减数分裂I后期 21号染色体同源染色体未分离 减数分裂II正常进行 减数分裂I 正常进行 减数分裂II后期 21号染色体姐妹染色单体未分离 同源分离 姐妹分离 同源未分离 姐妹分离 同源分离 姐妹未分离 姐妹分离 形成原因 果果仔 21三体综合征 患者的减数分裂 50% 正常配子 50% 异常配子 果果仔 22+X+Y 22+O 44+XXY 44+XO 性腺发育不全 X Y 特纳氏综合征 特纳氏综合征： 外观表现为女性，但性腺发育不良，没有生育能力。身高、体重落后，手、足背明显浮肿，颈侧皮肤松弛。 22+X 22+X 果果仔 X Y “超雄” XYY 果果仔 X X Y b b X Y B X X B b 【练习】一对表现正常的夫妇，生了一个XbXbY（色盲）的儿子。如果异常的原因是夫妇中的一方减数分裂产生配子时发生了一次差错之故，则这次差错一定发生在____方减数第____次分裂的过程中。 母 二 果果仔 2 TW 染色体组 果果仔 11 果果仔 果果仔 “套” 果果仔 2 2 4 4 3 3 染色体组——细胞中的 一套 非同源染色体 分组 TW 果果仔 染色体组——细胞中的 一套 非同源染色体 在形态和功能上各不相同 分组 具有控制个体的生长发育和遗传变异的全套遗传物质 2 2 4 4 3 3 2 2 4 4 3 3 TW 果果仔 2 2 4 4 3 3 染色体组——细胞中的 一套 非同源染色体 在形态和功能上各不相同 分组 具有控制个体的生长发育和遗传变异的全套遗传物质 TW 果果仔 人的体细胞中染色体组成为： ________________________ 共_______个染色体组。 每个染色体组含_______条染色体。 染色体组——细胞中的 一套 非同源染色体 44+XX 或 44+XY 2 23 TW 果果仔 染色体组——细胞中的 一套 非同源染色体 TW 各核基因 均不连锁 【练习】下图中有几个染色体组？ 1个 2个 3个 4个 2个 1个 3个 3个 染色体 相同形状重复几次， 就有几个染色体组。 1个组内无同源 基因 相同读音重复几次， 就有几个染色体组。 1个组内无等位 果果仔 TW 染色体组——细胞中的 一套 非同源染色体 【练习】下图中有几个染色体组？ 2个 2个 2个 果果仔 TW 染色体组——细胞中的 一套 非同源染色体 【练习】下图中有几个染色体组？ 1个 4个 2个 1个 果果仔 TW 染色体组——细胞中的 一套 非同源染色体 野生马铃薯的染色体组成 2 2 4 4 3 3 由受精卵发育来的， 体细胞中含有两个染色体组的个体 叫作二倍体 在自然界，几乎全部动物和过半数的高等植物都是二倍体。 如：人类、果蝇、豌豆、玉米、小麦等。 果果仔 TW 染色体组——细胞中的 一套 非同源染色体 由受精卵发育来的，体细胞中含有三个染色体组的个体叫作三倍体 2n 二倍体(♀) 雌配子 2n 2n 二倍体(♂) 3n 受精卵 雄配子 n 3n 三倍体 异常减 数分裂 减数分裂 受精作用 发育 有丝分裂 由受精卵发育来的，体细胞中含有三个及三个以上染色体组的个体叫作多倍体 多倍体在植物中广泛存在，而在动物中则较少见。 果果仔 TW 染色体组——细胞中的 一套 非同源染色体 由配子发育来的，体细胞中染色体数目与本物种配子染色体数目相同的个体，称为单倍体 雄蜂(n=16) 精子 (n=16) 受精卵 (2n=32) 卵细胞（n=16） 蜂王(2n=32) (♀性腺发育成熟) 减数 分裂 假减数 分裂 工蜂(2n=32) (♀性腺发育不良) (只吃3天蜂王浆) 蜂王(2n=32) (一直吃蜂王浆) 不受精 直接发育 【思考】单倍体只含有一个染色体组吗？ 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。 与正常植株相比，单倍体植株长得弱小，而且高度不育。 果果仔 染色体数目变异 个别染色体 的增减 染色体组 的增减 增加1条 减少1条 减少1套 增加2套 果果仔 曼陀螺是四倍体，紫花（G）对白花（g）为显性，一紫花植株（GGgg）与白花植株进行人工授粉，则其后代性状分离比为（假设曼陀螺减数分裂正常）（ ） A．35紫：1白 B．3紫：1白 C．5紫：1白 D．1紫：1白 C 曼陀螺是四倍体，紫花（G）对白花（g）为显性，一紫花植株（Ggg）与白花植株进行人工授粉，则其后代性状分离比为（假设曼陀螺减数分裂正常）（ ） A．35紫：1白 B．3紫：1白 C．5紫：1白 D．1紫：1白 D 配子： G： gg： Gg： g 配子：GG：gg：Gg 1 ： 1 ： 2 ： 2 1 ： 1 ： 4 果果仔 3 HREE 多倍体育种 果果仔 27 与二倍体植株相比，多倍体植株常常是茎秆粗壮，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。 HREE 【多倍体优势】 缺点：发育迟缓，结实率低。 ？ 果果仔 HREE 【染色体加倍的机理】 低温或 秋水仙素 着丝粒分裂后，染色体不能移 向细胞的两极 纺锤体 的形成 配子 染色体数目加倍 多倍体 抑制 导致 导致 正常配子 受精 体细胞 染色体数目加倍 无性生殖 前期：无纺锤体形成 后期：无纺锤体牵引 染色体加倍的 体细胞或配子 多倍体育种 果果仔 一般用秋水仙素处理植物的什么结构？ 秋水仙素的作用原理？ 秋水仙素处理后细胞一般停滞在什么时期？ 二倍体和四倍体杂交所得果实是无子西瓜吗？ 三倍体为什么没有种子？ 减数分裂时联会紊乱，不能正常进行减数分裂产生配子。 杂交所得果实有种子，果皮是母本细胞发育来，种子是F1受精卵发育来 分裂中期，因为染色体无法移向两极不能进入后期 种子或幼苗，因为分裂旺盛 抑制纺锤体的形成 HREE 【三倍体无子西瓜】 多倍体育种 果果仔 【必刷题P78】9. 如图为五倍体异源杂种栽培棉的培育过程，字母A、D、E 均代表一个染色体组，每组有13条染色体。下列叙述错误的是( ) A.栽培棉的育种方式属于多倍体育种 B.F1含有3个染色体组，是三倍体植株 C.秋水仙素处理导致染色体不能移向细胞两极 D.栽培棉细胞中最多含有65条染色体 D 果果仔 实验【低温诱导植物细胞染色体数目的变化】 【实验原理】 用低温处理植物的_________细胞，能够抑制_______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_________________，于是，植物细胞的染色体数目发生变化。 HREE 分生组织 纺锤体 分裂成两个子细胞 根冠 分生区 伸长区 成熟区/根毛区 果果仔 固定细胞 制作装片 观察 诱导培养 待蒜长出约___cm长的不定根时，将_________放入冰箱冷藏室内，诱导培养________h； 1 整个装置 48-72 取材：剪取诱导处理的根尖_____cm， 固定：放入_________中浸泡______h，以____________， 冲洗：然后用_____________________冲洗____次； 0.5-1 卡诺氏液 0.5-1 固定细胞形态 体积分数为95%的酒精 2 将蒜（或洋葱）在冰箱冷藏室内（__℃）放置一周；取出后，将蒜放在装满清水的容器上方，让蒜的底部接触水面，于室温（约____℃）进行培养； 4 25 【实验步骤】 实验【低温诱导植物细胞染色体数目的变化】 果果仔 制作装片 包括______、______、______、_______4个步骤； 解离 漂洗 染色 制片 解离目的： 漂洗目的： 染色目的： 制片目的： 用药液使组织中的细胞相互分离开来 洗去药液，防止解离过度 甲紫溶液或醋酸洋红液能使染色体着色 使细胞分散开来，有利于观察 解离3一5min 漂洗约10min 甲紫溶液染色3-5min 压片 【实验步骤】 实验【低温诱导植物细胞染色体数目的变化】 诱导培养 固定细胞 观察 果果仔 34 观察 低温诱导 72 h 对照 先用________寻找染色体形态好的分裂象；视野中既有__________________，也有__________________________；确认某个细胞发生染色体数目变化后，再用________观察。 低倍镜 正常的二倍体细胞 染色体数目发生改变的细胞 高倍镜 【实验步骤】 实验【低温诱导植物细胞染色体数目的变化】 诱导培养 固定细胞 制作装片 果果仔 35 果果仔 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 体积分数为95%的酒精 冲洗卡诺氏液处理过的根尖 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 清水 漂洗解离后的根尖约10 min 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 固定细胞形态 洗去卡诺氏液 解离根尖细胞 洗去解离液 使染色体着色 实验中几种试剂的使用方法和作用 果果仔 4 F UR 单倍体育种 果果仔 38 与正常植株相比，单倍体植株长得弱小，而且高度不育。 F UR 单倍体育种 单倍体 多倍体 果果仔 不一定。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。 单倍体的体细胞中一定只有一个染色体组吗？ 单倍体都是高度不育吗？ 不一定，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。 F UR 单倍体育种 果果仔 F UR 单倍体育种 Aa a A 花粉 AA aa 秋水仙素处理 A a 花药离体培养 单倍体 植株 纯合 二倍体 植株 杂合 二倍体 植株 主要技术：花药离体培养 + 秋水仙素处理 过程： 原理： 染色体(数目)变异 果果仔 AAbb、aaBB的亲本，如何获得AABB的纯合个体？ F UR 单倍体育种 AAbb×aaBB→AaBb→花药离体培养→秋水仙素处理→筛选出AABB个体 秋水仙素处理 花药离体培养 单倍体 植株 纯合 二倍体 植株 杂合 二倍体 植株 不同表型亲本杂交 果果仔 优势： F UR 单倍体育种 明显缩短育种年限 P 早熟皮厚AABB × 晚熟皮薄aabb F1 早熟皮厚AaBb F2 A_B_ A_bb aaB_ aabb AAbb 杂 交 育 种 早熟皮薄 自交 连续自交 第1年 第2年 第3-6年 P F1 配子 AABB AAbb aaBB aabb 正常植株（纯合） 秋水仙素 早熟皮厚AABB × 晚熟皮薄aabb 早熟皮厚AaBb 单倍体 植株 第1年 第2年 AB Ab aB ab 单 倍 体 育 种 AB Ab aB ab 花药离体培养 果果仔 单倍体育种获得的植株一定是纯合体吗？ F UR 单倍体育种 不一定。如四倍体AAaa进行单倍体育种，可获得AAAA、aaaa纯合子，以及AAaa的杂合子。 二倍体植株进行单倍体育种可获得纯合体，多倍体植株进行单倍体育种，不一定能获得纯合体。 果果仔 诱变育种 杂交育种 多倍体育种 单倍体育种 杂交 ⑥是______倍体，⑨是______倍体，⑦是______倍体。一定纯合的植株是____。 获得⑩的育种方法的主要步骤是___________________________。 上述育种方法中，利用了基因重组原理的是____________________(用序号表示)。 图中秋水仙素处理的都是幼苗，其中也能处理种子的是____→_____ 二倍体AAbb 二倍体aaBB 四 三 单 ⑩ ①×②→③→⑤→⑧  花药离体培养、秋水仙素处理 ③ ⑥ 【基因突变】 【基因重组】 【染色体变异】 【染色体变异】 果果仔 育种方法 原理 常用方法 优点 缺点 杂交育种 基因重组 杂交、自交 集中亲本优良性状, 操作简便 育种时间长,局限于亲缘关系较近的个体 诱变育种 基因突变 物理、化学 因素诱导 提高突变频率, 大幅度改良性状 有盲目性,有利变异少,需大量实验材料 单倍体育种 染色体变异 花药离体培养+ 秋水仙素处理幼苗 明显缩短育种年限 技术较复杂 多倍体育种 染色体变异 秋水仙素处理萌发的种子或幼苗 器官大,营养成分含量高,产量增加 发育迟缓,结实率较低 果果仔 染色体结构变异 果果仔 47 【猫叫综合征】 果果仔 果果仔 b 染色体的某一片段消失 正常翅 缺刻翅 实例：果蝇缺刻翅的形成 人猫叫综合征 (1)【缺失】 a c d e f b a c d e f 动画演示：缺失 染色体结构变异 果果仔 b 染色体增加了某一片段 （2）【重复】: a c d e f b a c d e f 动画演示：重复 b 实例：果蝇棒状眼的形成 正常眼 棒状眼 染色体结构变异 果果仔 染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上 实例：果蝇花斑眼的形成 (3)【易位/移接】 b a c d e f g h i j k 动画演示：易位/移接 正常眼 花斑眼 染色体结构变异 果果仔 图解 区别 位置 原理 观察 非同源染色体之间 发生于同源染色体的 非姐妹染色单体之间 染色体结构变异 基因重组 显微镜下可见 显微镜下不可见 染色体移接 染色体互换 染色体移接 VS 染色体互换 果果仔 染色体结构变异 染色体的某一片段位置颠倒引起的变异 b a c d e f a e f b c d 动画演示：倒位 (4) 【倒位】 d c b 实例：果蝇卷翅的形成 正常翅 卷翅 果果仔 果果仔 染色体结构变异中基因的结构发生变化了吗？ 染色体结构变异 染色体的片段发生：缺失、重复、移接、倒位 染色体上的基因数目和基因位置（排序）发生改变 生物性状改变 基因的结构没有改变 一个染色体片段中可能有0个或1个或多个基因 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 果果仔 果果仔 项 目 基因突变 基因重组 染色体变异 本 质 发生时期 观 察 适用范围 产生结果 共同点 基因结构的改变 基因的重新组合 染色体的数目或结构发生改变 任何时期， DNA复制时易发 减数分裂Ⅰ 任何时期 （有染色质即可发生） 光学显微镜下无法观察 光学显微镜下无法观察 光学显微镜下可以观察 任何生物 真核生物有性生殖 真核生物 产生新的基因 只改变基因型 基因的数量及位置发生变化 都是可遗传的变异 果果仔 项目 基因突变 染色体结构变异 变化实质 对象 结果 镜检 基因发生碱基的 替换、增添或缺失 染色体上的基因片段缺失、重复、倒位及易位 碱基 染色体片段 基因中碱基的排列顺序改变 基因数目或排列顺序改变 不可见 可见 果果仔 染色体变异 个别染色体的增减 染色体组的增减 染色体数目变异 染色体结构变异 缺失、重复、 移接、倒位 果果仔 果果仔 Lavf60.4.100 Lavf58.20.100 $