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

该高中生物学课件聚焦染色体数目变异及育种核心知识，从野生祖先种与栽培品种的染色体数目差异（如香蕉、马铃薯）切入，通过问题探讨联系减数分裂知识，搭建从具体实例到染色体组、二倍体等抽象概念的学习支架。 其亮点在于以科学思维为核心，通过染色体组判定方法（形态、基因型判断）和课堂小测实例分析培养逻辑推理能力，结合无籽西瓜培育流程等探究实践深化原理理解，融入农业应用体现态度责任，助力学生系统掌握知识，教师可高效开展教学。

无籽西瓜的培育 野生祖先种（多种颜色） 栽培品种（一般都为黄色） 野生祖先种（有籽） 栽培品种（无籽） 问题探讨 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它们的祖先大不相同，如马铃薯和香蕉。 讨论1、请根据所学的减数分裂的知识，试着完成该表格。 2、为什么我们平时吃的香蕉没有种子？ 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 12 24 11 异常 因为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，形成种子。 染色体变异 3、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，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？ 生物体的体细胞或生殖细胞内染色体数目或结构的变化。 染色体结构的变异： 染色体数目的变异 （1）个别染色体的增加或减少 （2）染色体数目以一套完整的非同源染色体组为基数成套增加或减少 染色体片段的缺失、重复、倒位、易位 染色体 变异 5.2.1 染色体数目 变异及育种 第五章 基因突变及其他变异 人教版 2019 必修二《遗传与进化》 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 学习目标 6 3 目录 content 2 探究实验-低温诱导植物细胞染色体数目的变化 1 染色体数目的变异及育种 染色体结构的变异 7 自主阅读教材P87，思考讨论完成以下问题。 1.染色体变异的类型？ 2.染色体数目变异的类型？ 3.什么是染色体组？ 每个染色体组的染色体组成是什么？ 4.什么是二倍体、三倍体、四倍体、多倍体以及多倍体的应用？ 一：染色体数目的变异及育种 21三体综合征/唐氏综合征 病因：21号同源染色体由2条增为3条 症状：智力低下，发育迟缓，眼间较宽，外眼角上斜，口常半张，舌外伸，又叫伸舌样痴呆。 类型一：个别染色体数目的增加或减少 21三体综合征形成的原因是什么？ 1.染色体数目变异类型 一：染色体数目的变异及育种 2+1 9 原因①：减数分裂I 后期21号同源染色体未分离 原因②：减数分裂II 后期姐妹染色单体分离后移向同一极 1.染色体数目变异类型 一：染色体数目的变异及育种 a.性腺发育不良（特纳综合征） 特征： 1.外观表现为女性，但性腺发育不良，没有生育能力。 2.身高、体重落后，手、足背明显浮肿，颈侧皮肤松弛。 一：染色体数目的变异及育种 又称XYY综合征、波利综合征，1961年桑德伯格等首次报告此征，是一种较为常见的性染色体非整倍数异常。患者比正常男性多一条Y染色体，大部分患者性发育正常并有生育能力，可表现为身材高大，有攻击性行为、暴力倾向、学习障碍等，有时还伴躯干畸形。本病目前尚无有效治疗方法。 b.超雄综合征（supermale syndrome） 一：染色体数目的变异及育种 c.双性人（Intersex） 又称XXY综合征，医学上称为两性畸形或性别畸形，俗称“阴阳人”，是指生殖器官发生变异，出现与正常的男女生殖器官不同的器官的人。 雌雄同体的人在不同文化中有不同待遇。在某些文化中这种人被归类为“第三性”或性别混合的社会角色。在大部分社会中，雌雄同体的人期待选择一个生物性别，并顺从此性别的社会性别角色。 现代医学在西方社会兴起后，性别不明的雌雄同体个体会以手术改变其生殖器，使生殖器看来像雄性或雌性。 一：染色体数目的变异及育种 1. 智力低下：超雌综合征患者因存在2个以上的X染色体，三个碱基对序列重复较多，导致智力下降。 2. 卵巢功能衰退：患者性腺可能会发育不良，存在小子宫，少数患者可能会出现无生育能力。 3. 其他症状：患者可能出现乳距宽、眼距宽和头小等症状。 d.超雌综合征(笨蛋美女) 一：染色体数目的变异及育种 正常果蝇 （2n=8） 增加一套 （3n=12） 减少一套 （n=4） 类型二：以染色体组的形式增加或减少 2个染色体组 1个染色体组 3个染色体组 1.染色体数目变异类型 一：染色体数目的变异及育种 15 染色体组模拟 一副扑克牌能分几组？ 一：染色体数目的变异及育种 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。 类型二：以染色体组的形式增加或减少 一：染色体数目的变异及育种 2、染色体组的判定方法： 方法一：根据染色体形态判断 细胞中同一形态的数量=染色体组数； 细胞中不同形态的染色体数=每组染色体个数。 1组(3个) 3组(5个) 4组(2个) 4组(4个) 一：染色体数目的变异及育种 方法二：根据基因型判断 同一英文字母（无论大小写）次数=染色体组数; 不同字母个数=每组染色体数。 YyRr AABBDD Aaa ABCD 2、染色体组的判定方法： 2组(2个) 2组(3个) 3组(1个) 1组(4个) 一：染色体数目的变异及育种 请判断下列的细胞含几个染色体组？每组有几条染色体？ 3组3个 1组4个 2组4个 3组2个 4组3个 4组2个 1组4个 2组2个 课堂小测 20 下面细胞分别处于什么时期，此时细胞中各有几个染色体组？ 减数分裂Ⅰ后期 有丝分裂中期 有丝分裂后期 减数分裂Ⅱ后期 4组2个 2组2个 2组2个 2组2个 课堂小测 21 （1）二倍体：由受精卵发育而来，体细胞中有两个染色体组的 生物。 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。 野生马铃薯 ♀ ♂ 果蝇体细胞 人类 2N=8 2N=24 2N=46 N代表： 某物种的一个染色体组 一：染色体数目的变异及育种 果蝇、马铃薯、人类的染色体有什么共同点？ 22 （2）三倍体：由受精卵发育而来，体细胞中含有三个染色体组的个体 例如：无子西瓜、香蕉等 …… 体细胞 3个染色体组 三倍体 一：染色体数目的变异及育种 （3）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 多倍体在植物中广泛存在，而在动物中则较少见 特点： 缺点： 生长发育延迟,结实率低 四倍体玫瑰葡萄 多倍体草莓 普通二倍体草莓 四倍体西红柿 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增加 一：染色体数目的变异及育种 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。 三倍体:由受精卵发育而来,体细胞中含有三个染色体组的个体。 四倍体:由受精卵发育而来,体细胞中含有四个染色体组的个体。 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的统称(偶数可育,奇数不可育) 注意：二倍体和多倍体都是由受精卵发育而来的个体。 二倍体和多倍体——小结 一：染色体数目的变异及育种 （4）单倍体： 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。 1、成因：由配子（如卵细胞、花粉等）直接发育而来的个体。 2、代表生物：蜜蜂中的雄蜂 蜂王 雄蜂 工蜂 32条 16条 32条 一：染色体数目的变异及育种 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：染色体数目的变异及育种 单倍体生物的体细胞中一定只含有一个染色体组吗？ 3、特点：植株长得弱小，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 一个染色体组一定是单倍体,但单倍体不一定是一个染色体组(如六倍体的单倍体是3个染色体组) 一：染色体数目的变异及育种 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，由受精卵发育而来,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。（ ） √ × √ 一：染色体数目的变异及育种 （1）方法： （2）处理对象： （3）原理： 低温处理，秋水仙素诱发。 目前常用、最有效 萌发的种子或幼苗。 抑制前期的纺锤体的形成，导致染色体后期不能移向细胞的两极，从而引起细胞内染色体数目加倍。 前期 中期 间期 后期 DNA复制 末期 染色体数目加倍 秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，抑制纺锤体形成。 无纺锤体牵引，细胞不能正常分裂，染色体不能移向两级。 注意：着丝粒是自动分裂，不需要纺锤丝牵引。 【与社会的联系】多倍体体育种 实例：P91页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 三倍体 “8424”二倍体 一：染色体数目的变异及育种 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。 一：染色体数目的变异及育种 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。 一：染色体数目的变异及育种 【与社会的联系】单倍体育种 ①原理： 染色体数目变异 ②过程： 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） 注意：秋水仙素只能处理萌发的幼苗 ③优点： 明显缩短育种年限。 子代全是纯合子，不发生性状分离。 ④缺点： 技术复杂，需与杂交育种配合 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 一：染色体数目的变异及育种 (1)花药离体培养≠单倍体育种： 注意：染色体变异在育种上的应用 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。 一：染色体数目的变异及育种 36 类 型 杂交育种 诱变育种 单倍体育种 多倍体育种 育种原理 育种方法 优点 应用 实例 基因突变 染色体变异 基因重组 染色体变异 杂交→自交→选优 →自交 物理或化学的方法处理生物 花药离体培养后再用秋水仙素加倍 使不同亲本的优良性状集中于同一个体上 提高变异频率加速育种进程 明显缩短育种年限 器官大型， 营养含量高 培育矮抗小麦 培育青霉素高产菌株 培育矮抗小麦 三倍体无子 西瓜的培育 用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗 四种育种方法的比较 小结： 37 1.下列对染色体组的叙述，正确的是( ) A.染色体组在减数分裂过程中消失 B.配子中的全部染色体为一个染色体组 C.体细胞中的一半染色体是一个染色体组 D.染色体组内不存在同源染色体 D 2.如图表示某生物正常体细胞中染色体的组成， 下列各项中可以表示该生物基因型的是( ) A.ABCd B.Aaa C.AaBbCcDd D.AaaaBbbb B 课堂小测 3．《齐民要术》中记载：“韭之美者，其色如玉，其叶如带，实乃韭中上品。”二倍体韭菜植株自然条件下会由于某些环境因素作用成为四倍体。若将四倍体韭菜与原始的二倍体韭菜进行杂交产生子代。下列相关说法错误的是（     ） A．与二倍体植株相比，四倍体韭菜发育延迟 B．子代细胞在减数分裂Ⅰ后期时，细胞中含有6个染色体组 C．该育种方法的原理是染色体数目变异，与无子西瓜的培育原理相同 D．若想使子代植株恢复可育性，通常需用秋水仙素处理其幼苗 B 减数分裂Ⅰ后期同源染色体分离但细胞未完成分裂，因此仅含3个染色体组 课堂小测 39 4.某二倍体作物中有矮秆(A)和高秆(a)抗病(B)和不抗病(b)两对相对性状。下图表示用不同方法进行育种的操作设计思路。下列叙述不正确的是( ） B A.通过①④⑤过程获得新品种的育种方法可以明显缩短育种年限 B.通过⑥过程获得新品种的过程一定有基因发生了碱基的替换 C.通过①②③过程获得新品种的育种方法所依据的原理是基因重组 D.过程⑦和过程⑤可以用秋水仙素处理幼苗使细胞中染色体数目加倍 课堂小测 染色体变异 课堂小结 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 41 因通常是有遗传 效应的DNA片段 $