5.2染色体变异第一课时课件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变异核心内容，涵盖数目变异（二倍体、多倍体、单倍体）、结构变异及育种应用。课堂导入通过野生与栽培品种（马铃薯、香蕉）染色体数据对比引发思考，搭建从染色体组概念到二倍体、多倍体定义，再到育种实践的学习支架。 其亮点是结合农民种瓜问题等真实情境，通过三倍体无子西瓜培育实验、染色体易位与交叉互换探究任务，培养科学思维与探究实践能力。三种可遗传变异比较表助学生系统梳理知识，既提升学生对生命结构与功能观的理解，也为教师提供丰富实例与实验指导，提高教学效率。

农民伯伯有问题 老王 我种的西瓜小，籽又多，市场上有一种西瓜很大，还没有籽，为什么？ 农科所的同志说这是三倍体无子西瓜什么是三倍体? 我怎么样才能种出无子西瓜？ 第五章 基因突变和其他变异 第2节 染色体变异 新课导入 野生祖先种VS栽培品种（马铃薯、香蕉） 野生祖先种马铃薯 （多种颜色） 栽培品种马铃薯 （一般都为黄色） 野生祖先种香蕉 （有籽） 栽培品种香蕉 （无籽） 新课导入 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 1、请根据所学的减数分裂的知识，试着完成该表格。 12 24 11 异常 无籽香蕉 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（见下表） 2、减数裂和受精作用，能够使生物体亲子代之间的染色体数目保持稳定，为什么马铃薯和香蕉的染色体数目和野生祖先有很大差异？ 染色体变异 一、染色体数目的变异 1、概念： 体细胞或生殖细胞内染色体数目或结构的变化。 （光学显微镜下可以观察到） 、染色体数目变异的类型 细胞内个别染色体增加或减少 （例如21三体综合征） 以一套完整的非同源染色体为基数（染色体组）成倍的增加或成套的减少。 （例如现代栽培的土豆与香蕉） 果蝇的染色体组成 思考1： 一、染色体数目的变异 （1）果蝇的配子中有哪几条染色体？这些染色体在形态、大小和功能上是否相同？ II、III、Ⅳ、X 或II、III、Ⅳ、Y， 这些染色体的形态、大小和功能各不相同， （3）如果将果蝇的精子中的染色体看成一组，那么果蝇的体细胞中有几组染色体？ 2组 染色体 2组 染色体 染色体组 细胞中的一整套非同源染色体，在形态和功能上各不相同，但又相互协调，共同控制生物的生长、发育、遗传和变异，这样的一组染色体，构成了一个染色体组。 一、染色体数目的变异 蜂王 32条染色体 雄峰 16条染色体 工蜂 32条染色体 蜂王 32条染色体 卵细胞 16条染色体 雄峰 16条染色体 减数分裂 有丝分裂 配子 （4）为什么雄峰可以直接由卵细胞发育而来？ 一套染色体组几乎携带着控制生物生长发育的全套遗传信息。 功能 3个 （每组5条） 4个 （每组2条） 1个 （每组3条） 4个 （每组4条） 根据染色体形态判断 细胞中同一形态的染色体有几条，则含有几个染色体组； 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。 染色体组判别方法 人类：2个染色体组 栽培马铃薯：4个染色体组 生物种类 体细胞染色体数/条 体细胞非同源染色体/套 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 二倍体 2个染色体组 二倍体 由受精卵发育而成的个体，体细胞中含有两个染色体组的个体。 几乎全部动物和过半数的高等植物都是二倍体，例如：人、果蝇、玉米、水稻等。 配子 亲代 × 2N 2N N N 受精卵 2N 子代 2N 二、二倍体和多倍体 人类：2个染色体组 生物种类 体细胞染色体数/条 体细胞非同源染色体/套 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 3个染色体组 4个染色体组 思考2：现代栽培品种的香蕉和马铃薯，含有多个染色体组是如何形成的呢？还称为二倍体么？ 三倍体 正常减数分裂 异常减数分裂 由受精卵发育而成的个体，体细胞中含有三个染色体组的个体。 例如香蕉、无子西瓜。 配子 亲代 × 2N 2N 2N N 受精卵 3N 子代 3N 二、二倍体和多倍体 …… 二、二倍体和多倍体 ♂ 受精作用 三倍体 ♀ 减数分裂 减数分裂 三倍体的形成原因①—— 减数分裂Ⅰ后期同源染色体未分离 三倍体的形成原因②—— 减数分裂ⅠⅠ后期染色体移向一个子细胞 （1）异常的减数分裂可能发生在什么时期？ 思考3： 二、二倍体和多倍体 因为原始生殖细胞中有3套染色体组，减数分裂时出现联会紊乱，不能形成可育的配子。 思考4： 三倍体等植物如香蕉和无子西瓜为什么高度不育，没有种子？ 二、二倍体和多倍体 思考4： 请推测马铃薯含有4个染色体组形成的原因？（提示：有些植物主要进行无性繁殖） …… 异常减数分裂 配子 亲代 × 2N 2N 2N 2N 受精卵 4N 子代 4N 二、二倍体和多倍体 异常减数分裂 2N 异常有丝分裂 4N 无性生殖或组织培养 四倍体以及多倍体 由受精卵发育而成的个体，体细胞中含有四或者多个染色体组的个体。 例如马铃薯（四倍体）、小麦（六倍体）等。 二、二倍体和多倍体 多倍体特点 与二倍体植株相比，多倍体植株常常是茎和粗壮，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，但生长周期长。 应用：多倍体育种 低温处理 秋水仙素处理萌发的种子或幼苗 二、二倍体和多倍体 青藏高原东北部多年生草本植物多倍体频率 海拔/m 2100-3000 3000-4000 4000-5200 草本植物多倍体频率 29.4%-47.1% 33.3%-53.3% 55.6%-70.4% 原理：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 探究实验：低温诱导植物细胞染色体数目的变化 二、二倍体和多倍体 2. 实验过程: 培养诱导： 蒜或洋葱→冰箱4℃放置一周→取出置于培养皿，底部触水→长出不定根1cm→整个装置放入冰箱4℃冷藏室内(低温诱导）→培养48~72h。 固定细胞形态：剪取诱导处理的根0.5~1cm →卡诺氏液浸泡0.5~1h→体积分数为95%的酒精冲洗2次。 制作装片： 解离→ 漂洗→ 染色→ 制片（压片）。 观察： 先用低倍镜观察，再用高倍镜观察。 冲洗附着在根尖表面的卡诺氏液 解离：解离液（15% HCl和 95%酒精 1：1混合）；目的是使组织中的细胞相互分离；时间3~5 min 漂洗：清水洗去解离液，防止解离过度，便于染色 染色：甲紫染液或改良苯酚品红染液；使染色体（质）着色 探究实验：低温诱导植物细胞染色体数目的变化 使细胞分散开来，有利于观察 3. 实验结果： 探究实验：低温诱导植物细胞染色体数目的变化 探究实验：低温诱导植物细胞染色体数目的变化 (1)选材：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。 (2)并不是所有细胞中染色体均已加倍：只有少部分细胞实现“染色体加倍”，大部分细胞仍为二倍体分裂状况。 (3)细胞是死的而非活的：显微镜下观察到的细胞是已被解离液杀死的细胞。 (4)着丝粒分裂与纺锤体无关：着丝粒到有丝分裂后期即分裂，无纺锤丝牵引，着丝粒也分裂。 实验注意事项 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。 特点：由配子发育而成的个体与正常植株相比，单倍体植株长得弱小，而且高度不育，但生长周期短。 蜂王 32条染色体 雄峰 16条染色体 工蜂 32条染色体 蜂王 32条染色体 卵细胞 16条染色体 雄峰 16条染色体 减数分裂 有丝分裂 配子 单倍体 二、二倍体和多倍体 应用——单倍体育种 二、二倍体和多倍体 应用——单倍体育种 (1) 方法： 花药（花粉）离体培养 + 人工诱导染色体加倍 (2) 流程： 离体培养 秋水仙素处理 筛选 花药 单倍体 幼苗 纯合体 优良性状 纯合体 思考·讨论： 现有纯合的高秆抗病小麦（DDTT）和矮秆感病小麦(ddtt)，怎样尽快得到矮秆抗病的优良品种(ddTT)？ 二、二倍体和多倍体 P 高杆抗病 矮杆不抗病 DDTT ddtt × ↓ 高杆抗病 DdTt F1 ↓ F2 高杆抗病 9D_T_ 高杆不抗病 3D_tt 矮杆抗病 3ddT_ 矮杆不抗病 1ddtt （淘汰） （淘汰） （保留） （淘汰） 多次自交选种 矮杆抗病 ddTT 杂交 自交 选种 多次自交选种 优良性状的纯合子 杂交育种 纯种既矮杆抗病（ddTT）的小麦育种过程  第1年 第2年 第3-6年 二、二倍体和多倍体 花药 单倍 体幼苗 DDTT DDtt ddTT ddtt 花药离 体培养 秋水仙 素处理单倍体幼苗 DdTt DT Dt dT dt 纯种既矮杆抗病（ddTT）的小麦育种过程 杂交 高杆抗病 矮杆不抗病 DDTT ddtt × DT Dt dT dt 正常植株 第1年 第2年 单倍体育种 二、二倍体和多倍体 杂交育种 单倍体育种 二、二倍体和多倍体 花药 单倍 体幼苗 DDTT DDtt ddTT ddtt 花药离 体培养 秋水仙 素处理 DdTt DT Dt dT dt 纯种既矮杆抗病（ddTT）的小麦育种过程 杂交 高杆抗病 矮杆不抗病 DDTT ddtt × DT Dt dT dt 正常植株 第1年 第2年 操作技术复杂 ①能明显缩短育种年限 优点： 缺点： 单倍体育种 ②子代全是纯合子，自交后代不发生性状分离 二、二倍体和多倍体 实验设计： 根据以上了解，你能否设计一个实验，获得三倍体的无子西瓜？ 二、二倍体和多倍体 柱头 珠被 胚囊 胚珠 果皮 发育 子房壁 种皮 发育 胚 +精子 胚乳 种子 补充子房的结构 卵细胞 极核 果实（发育需受精作用产生生长素） 二、二倍体和多倍体 二倍体 授粉 二倍体 （父本） 四倍体 （母本） 三倍体（母本） 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？ 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 阅读P91，请尝试说出三倍体西瓜培育的过程 1.为什么三倍体植株（又如：香蕉）不能产生卵细胞？ 减数分裂时，联会紊乱 4.三倍体西瓜无法繁殖，因此每年都需制备三倍体西瓜的种子，有没有什么替代方法？ 三倍体在进行减数分裂时有可能形成正常的卵细胞，从而形成正常的种子，但这种概率特别小。 3、为什么有时看到三倍体无子西瓜中仍有少量发育并不成熟的种子？ 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。 34 二、多倍体育种 三、染色体结构的变异 染色体结构的改变，会使排列在染色体上的基因______或__________发生改变，导致性状的变异； 数目 排列顺序 染色体结构变异 缺失 染色体的某一片段缺失引起变异。 例如：人的猫叫综合征、果蝇缺刻翅的形成。 a b c d e f a c d e f 正常翅 缺刻翅 三、染色体结构的变异 重复 染色体中增加某一片段引起变异。 例如：果蝇棒状眼的形成 a b c d e f a b c d e f b 正常眼 棒状眼 三、染色体结构的变异 易位 染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上引起变异。 例如：果蝇花斑眼的形成 a b c d e f 1 2 3 4 5 a b c d e f 1 2 3 4 5 正常眼 花斑眼 三、染色体结构的变异 项目 染色体易位 交叉互换 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 探究任务：染色体易位与交叉互换的区别 倒位 染色体的某一片段位置颠倒也可引起变异。 例如：果蝇卷翅的形成 a b c d e f a e d c b f 正常翅 卷翅 三、染色体结构的变异 三、染色体结构的变异 染色体结构变异 缺失 重复 易位 倒位 染色体变异对生物体一定是不利的么？对于生物的进化呢？（课后查阅资料） 染色体结构变异 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 类别 基因突变 基因重组 染色体变异 适用范围 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 交叉互换型、自由组合型（R-S转化实验） 染色体结构变异、染色体数目变异 任何时期，主要发生在有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期 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） 产生了新基因型和性状组成、不能产生新的基因和性状 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 三种可遗传变异比较表 生物变异的来源之一，对生物进化具有重要的意义 (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。（ ） X (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。（ ） X X 练习与应用（P91） 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 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 C 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。 生物种类 豌豆 普通小麦 小黑麦 体细胞中的染色体数/条 42 配子中的染色体数/条 7 28 体细胞中的染色体组数 2 配子中的染色体组数 3 属于几倍体生物 八倍体 14 56 21 6 8 1 4 二倍体 六倍体 1.下列是对a～h所示的生物体细胞图中各含有几个染色体组的叙述，正确的是（ ） A.细胞中含有一个染色体组的是h图，该个体是单倍体 B.细胞中含有两个染色体组的是g、e图，该个体是二倍体 C.细胞中含有三个染色体组的是a、b图，但该个体未必是三倍体 D.细胞中含有四个染色体组的是f、c图，该个体一定是四倍体 C 习题检测 46 习题检测 2、如图是无子西瓜培育的过程。下列有关叙述错误的是( ) A.①过程也可进行低温诱导处理，与秋水仙素的作用原理不同 B.三倍体植株不育的原因是在减数分裂过程中联会发生紊乱 C.培育得到的无子西瓜与二倍体有子西瓜相比个大、含糖量高 D.要得到无子西瓜，需每年制种，很麻烦，所以可用无性繁殖进行快速繁殖 A 习题检测 3、下列有关变异和生物育种的说法，正确的是(　　) A.基因重组只发生在减数分裂过程中 B.与单倍体育种相比，杂交育种操作更为复杂 C.二倍体水稻经花药离体培养获得单倍体的过程称为单倍体育种 D.可通过杂交育种和单倍体育种，利用aabb和AABB获得AAbb的植株 D Lavf58.20.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf58.45.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf58.29.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $