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

该高中生物学课件围绕染色体变异展开，系统涵盖数目变异（个别增减、成倍增减）、结构变异（缺失、重复等）及育种应用，通过问题探讨（如香蕉无种子原因）衔接减数分裂知识，以表格和问题构建学习支架，引导学生从已知过渡到未知。 其特色在于融合生命观念（如染色体组与生物性状关系）、科学思维（比较育种方法）和探究实践（低温诱导实验），实例丰富（三倍体西瓜培育等），用表格对比梳理知识，帮助学生深化理解，为教师提供清晰教学框架，提升教学效率。

5.2 染色体变异 第5章 基因突变及其他变异 1 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 问题探讨：根据前面所学减数分裂的知识，试着完成该表格 2、野生祖先种和栽培品种性状差异的原因是什么？ 细胞内发生了染色体数目变异 1、为什么平时吃的香蕉是没有种子的？ 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，进而形成种子。 栽培种香蕉的染色体 3n=33 染色体数目变化有没有什么规律/ 以什么规律在增加 2 生物体的体细胞或生殖细胞内染色体数目或结构的变化。 2.染色体变异： 3.类型 染色体数目的变异 染色体结构的变异 （光学显微镜下可以观察到） 染色体变异 1. 染色体 染色体显微图 染色体与DNA和蛋白质的关系示意图 基因突变是分子水平的变异，这种变异类型无法通过显微镜观察。 3 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。 染色体变异——数目变异 类型一：个别染色体数目的增加或减少 2+1 4 类型一：个别染色体数目的增加或减少 减Ⅰ后期 异常 21号同源染色体未分离 减Ⅱ后期 异常 姐妹染色单体分离后移向细胞的同一极 21三体综合征形成的原因？ 染色体变异——数目变异 5 7 8 9 10 11 减数分裂 请画出雄果蝇减数分裂产生的精子中含有的染色体？ 动 动 手 染色体变异——数目变异 问1：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? 这些染色体的形态、功能不同 这些染色体互为非同源染色体 问2：如果把配子中的染色体看作一组，果蝇体细胞中有几组染色体？ 两组 类型二：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？ 染色体变异——数目变异 染色体组： 特征 本质上 1 形态上 2 功能上 3 一个染色体组不含同源染色体，不含等位基因。 各不相同 各不相同，但携带生物生长、发育、遗传和变异的一整套遗传信息。 染色体变异——数目变异 细胞中染色体组数的判断 1．请根据染色体的形态判断染色体组的数量，并完成表格的填写 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 染色体组数＝ ， 一个染色体组中的染色体数＝ 。 方法一：根据染色体形态判断 形态相同的染色体的条数 不同形态染色体的种类数 细胞中染色体组数的判断 2个染色体组 2个染色体组 3个染色体组 1个染色体组 YyRr AABBDD Aaa AABbD ABCD 2个染色体组 Y y R r A A B B D D A a a A B C D A A B b D 控制同一性状的基因位于同源染色体上！ 染色体组数＝ 。 方法二：根据基因型判断 控制同一性状的基因（不分大小写）的个数 2．请根据基因型判断染色体组数 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： 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 染色体变异——数目变异 N代表： 某物种的一个染色体组 果蝇、马铃薯、人类的染色体有什么共同点？ 12 多倍体：由受精卵发育而来，体细胞中有三个或三个以上染色体组的生物，统称为多倍体。（有几个染色体组就叫几倍体） 染色体变异——数目变异 4n=48 3n=33 6n=42 多倍体在植物中很常见，动物中极少见。 多倍体在植物中很常见，动物中极少见 为什么栽培品种一般都是多倍体，多倍体有什么优势呢 13 四倍体番茄的维生素C含量比二倍体的几乎增加了一倍。 四倍体水稻平均粒重10克 二倍体平均粒重6克 多倍体的特点： 优点 缺点 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。 ①结实率低， ②晚熟 染色体变异——数目变异 育种过程中，为什么要把二倍体培育出多倍体 14 染色体变异——数目变异 多倍体植物的诱导方法有哪些？作用原理是什么？ 资料1：自然界中的高等植物，较容易形成多倍体，特别是一些环境条件剧烈变化的地方，如帕米尔高原的高山植物，有65%的种类是多倍体。形成多倍体的主要原因是低温能抑制纺锤体的形成，使这些植物幼苗的体细胞在进行有丝分裂时受阻，使细胞内染色体数目加倍。 资料2: 秋水仙素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。能够抑制纺锤体的形成，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. 1、低温等极端环境→抑制纺锤丝形成，阻止细胞分裂 2、秋水仙素→抑制纺锤丝形成，阻止细胞分裂 抑制纺锤丝的形成，不处于分裂期的细胞不受影响 15 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。 染色体变异——数目变异 如何利用二倍体（2N）西瓜获得三倍体（3N）无籽西瓜？ 应该用秋水仙素处理什么材料？你的思路是什么？ 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 17 如图是三倍体无子西瓜的培育过程图解。据图回答下列问题： 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？ 芽尖有丝分裂旺盛，秋水仙素能够抑制纺锤体的形成，引起细胞内染色体数目加倍。 染色体变异——数目变异 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 2、为什么要进行两次传粉？ 3、处理后的植株，各个部位染色体数目是否都为4N？ 秋水仙素处理后的茎、叶、花的染色体数目加倍，而未处理的根细胞中仍为两个染色体组。 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 18 如图是三倍体无子西瓜的培育过程图解。据图回答下列问题： 4、三倍体西瓜为什么没有种子? 真的一颗没有吗？ 染色体变异——数目变异 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 ①三倍体植株不能进行正常的减数分裂形成生殖细胞，因此不能形成种子。 ②并不是绝对一颗种子都没有，因为在进行减数分裂时，有可能形成正常的卵细胞。 5、按照一般流程，获得无子西瓜需要几年？ 2年 19 如图是三倍体无子西瓜的培育过程图解。据图回答下列问题： 染色体变异——数目变异 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 6、每年都要制种，很麻烦，有没有替代方法？ ①进行无性繁殖。将三倍体西瓜植株进行组织培养获取大量的组培苗，再进行移栽。 ②利用生长素或生长素类似物处理二倍体未受粉的雌蕊，以促进子房发育成无种子的果实。 20 一、概念： 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。 蜜蜂 蜂王 工蜂 雄峰 由受精卵发育而来 二倍体 由卵细胞发育而来单倍体 （2）代表生物：蜜蜂中的雄蜂 蜂王 雄蜂 工蜂 32条 16条 32条 单倍体 （3）特点：单倍体在动物中比较少见，植物种较多，单倍体植株长势弱小、 一般高度不育。 单倍体生物的体细胞中一定只含有一个染色体组吗？ 染色体变异——数目变异 S z L w h S z L w h 考点一 一 特别提醒 ②单倍体并非都不育： 二倍体的配子发育成的单倍体，表现为高度不育； 多倍体的配子如含有偶数个染色体组，则发育成的单倍体含有 同源染色体及等位基因，可育并能产生后代。 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。 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。 注意：含有1个染色体组的个体一定是单倍体，单倍体不一定只含一个染色体组 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、秋水仙素处理和筛选4个过程。 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。 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。 特别提醒 ⑥ ④ ⑤ 花药(或花粉）离体培养、人工诱导加倍 二倍体植株 花药离体培养 单倍体幼苗 人工诱导 秋水仙素处理 恢复二倍体植株 （3）优点： （1）原理： 染色体数目变异 （2）方法： ①明显缩短育种年限，②所得个体均为纯合子 单倍体植株高度不育 两年 （一般应用于二倍体植物） 二、应用：单倍体育种 注意：单倍体育种≠花药离体培养 （4）缺点： 技术复杂操作困难 染色体变异——数目变异 实例： 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）？ 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 单倍体育种 优点：明显缩短育种年限，得到的植株是纯合子 25 1 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： S z L w h S z L w h 考点一 一 26 1.实验原理 (1)低温处理:低温处理植物的________细胞, 能够抑制________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______。 分生组织 纺锤体 加倍 碱性染料 甲紫 低温诱导植物细胞染色体数目的变化 (2)染色体染色: 染色体容易被__________染成深色,用质量浓度为0.01 g/mL的______溶液染色。 27 低温诱导植物细胞染色体数目的变化 28 培养不定根 低温诱导 1.将洋葱在冰箱冷藏室内放置一周。取出后,放在装满清水的容器上方,让洋葱的底部接触水面,于室温(约25°C )进行培养。 2.待蒜长出约1 cm长的不定根时，将整个装置放入冰箱冷藏室内，诱导培养48~72 h。 3.剪取诱导处理的根尖0.5~1 cm,放人卡诺氏液中浸泡0.5~1 h，以固定细胞的形态，然后用体积分数为95%的酒精冲洗2次。 5. 先用低倍镜寻找染色体形态较好的分裂象。 确认某个细胞发生染色体数目变化后，再用高倍镜观察。 诱导培养 固定 细胞形态 制作装片 观察 2. 实验过程 低温诱导植物细胞染色体数目的变化 制片 染色 漂洗 解离 将无水乙醇和冰醋酸按照3:1的体积比均匀混合。能迅速穿透细胞，将其固定并维持染色体结构的完整性，还能够增强染色体的嗜碱性，达到优良染色效果。使用后细胞会死亡。 29 3. 实验结果 低温诱导植物细胞染色体数目的变化 不是，只有部分细胞染色体数目加倍，绝大多数植物细胞染色体没有加倍。 1、该实验是使所有的植物细胞中染色体数目都加倍了吗？ 30 请根据教材P89“低温诱导植物细胞染色体数目的变化”的实验，回答下列问题： 2．该实验中显微镜下观察到的植物细胞是死的，还是活的？ 死的。因为植物细胞经过卡诺氏液固定后已经死亡。 用低温处理植物的分生组织细胞，能够抑制纺锤体的形成，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，于是植物细胞的染色体数目发生了变化。 不是，必须是“适当低温”(4 ℃)。温度过低会对植物细胞造成伤害。 低温诱导植物细胞染色体数目的变化 3．低温能诱导植物细胞染色体数目发生变化的机理是什么？ 4．低温诱导植物细胞染色体数目的变化时，是不是温度越低效果越好？ 31 实验中几种试剂的使用方法和作用 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 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，使细胞分散开来 洗去解离液，防止解离过度 使染色体着色 32 问题探讨 　　资料1：在各种射线、化学试剂、温度剧变等外部因素或生物代谢失调、衰老等内部因素的影响下，染色体片段可能发生断裂，而断裂后的片段具有一定的愈合能力，可能发生重接。 染色体结构变异 1.猫叫综合征的变异属于哪种变异类型? 资料2：猫叫综合征是一种罕见的先天性疾病，该疾病由5号染色体部分缺失导致。典型症状为患儿特有的、类似猫叫的声音。症状表现因情况而异，具体取决于遗传物质缺失的多少和位置。 a b c d e f 2.染色体结构变异对生物体会产生怎样的影响? 33 ①缺失：染色体的某一片段缺失 实例：果蝇缺刻翅的形成 正常翅 缺刻翅 基因数目减少 结果 ： 染色体 结构 变异 1 类型 基因在染色体上 缺失环是缺失杂合子在减数分裂过程中同源染色体配对时出现的特征性的环状结构。 34 染色体 结构 变异 项目 染色体变异：缺失 基因突变：缺失 图解 实质 结果 观察 染色体上基因的缺失 基因中碱基对的缺失 基因的数目减少 碱基对的数目减少 在光学显微镜下能观察到 在光学显微镜下观察不到 35 果蝇棒状眼的形成 棒状眼 正常眼 基因数目增加 结果 ： ②重复：染色体增加了某一片段 染色体 结构 变异 1 类型 36 ③易位：染色体某一片段移接到另一条非同源染色体上 正常眼 花斑眼 ①果蝇花斑眼的形成 染色体 结构 变异 1 类型 排列顺序 ②慢性粒细胞白血病 结果：基因的 改变 37 染色体 结构 变异 项目 染色体易位 互换 图解 区别 位置 原理 观察 非同源染色体之间 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 在显微镜下观察到 在显微镜下观察不到 38 ④倒位：染色体某一片段位置颠倒 ①果蝇卷翅的形成 染色体 结构 变异 1 类型 a b c d e f a b c d e f b c d e a f 位置颠倒 排列顺序 结果：基因的 改变 ②人9号染色体倒位导致习惯性流产 39 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） 大多数染色体结构变异对生物体是 ， 有的甚至会导致生物体 。 染色体 结构 变异 2 结果 3 影响 数量 排列顺序 性状 不利的 死亡 40 现学现用：下图为显微镜观察的变异杂合子染色体联会异常现象，通过图示辨析 染色体结构变异的类型。 缺失 重复 易位 倒位 2对染色体，发生在非同源染色体上 1对染色体 辨析染色体结构变异的类型 黑色实心圆代表着丝粒 41 类别 基因突变 基因重组 染色体变异 对象 类型 发生时期 结果 光学显微 镜观察 意义 育种中的应用 所有生物（包括病毒） 自然状态下，发生在真核生物的有性生殖过程中 真核生物 诱发突变、自发突变或（显性突变、隐性突变） 交叉互换型、自由组合型 （广义：基因工程、转化实验） 染色体结构变异、 染色体数目变异 任何时期，主要发生在间期 减数第一次分裂前期、减数第一次分裂后期 任何时期，主要发生在细胞分裂时 引起基因碱基序列的改变（产生了新基因或等位基因） 产生了新基因型和性状组合 使排列在染色体上基因的数目或排列顺序发生改变，不产生新的基因， 不能观察到，属于分子水平 不能观察到，属于分子水平 能观察到， 属于细胞水平 新基因产生的途径； 生物变异的根本来源； 为生物的进化提供了丰富的原材料； 生物变异的来源之一，对生物进化具有重要的意义 诱变育种 杂交育种 单倍体育种、多倍体育种 生物变异的来源之一，对生物进化具有重要的意义 可遗传变异的来源 42 ①非同源染色体之间相互交换片段 染色体变异：易位 基因重组 基因重组 基因突变 染色体变异 1.辨析下列变异属哪种变异 ②非同源染色体之间自由组合 ③同源染色体之间通过互换交换片段 ④染色体中DNA的碱基对增加或缺失发生改变 ⑤染色体缺失或增加片段 练一练 43 一、概念检测 1.染色体变异包括染色体数目的变异和结 构的变异。判断下列相关表述是否正确。 （1）只有生殖细胞中的染色体数目或结构的变化才属于染色体变异（ ） （2）体细胞中含有两个染色体组的个体就是二倍体。 （ ） （3）用秋水仙素处理单倍体植株后得到的一定是二倍体。 （ ） 2.秋水仙素能诱导多倍体形成的原因是（ ） A．促进细胞融合 B．诱导染色体多次复制 C．促进染色单体分开，形成染色体 D．抑制细胞有丝分裂时纺锤体的形成 × × × D 44 一、概念检测 3.慢性髓细胞性白血病是一种恶性疾病，患者骨髓内会出现大量恶性增殖的白细胞。该病是由于9号染色体和22号染色体互换片段所致。这 种变异属于 （ ） A．基因突变 B．基因重组 C．染色体结构变异 D．染色体数目变异 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。 C 14 1 二倍体 21 6 六倍体 4 8 56 45 EVCapture4.1.9软件录制 Lavf57.25.100 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制，www.ieway.cn $