5.2 染色体变异课件-2026-2027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（数目变异类型、染色体组、二倍体/多倍体/单倍体）及无籽西瓜培育应用，通过课前调查学生对无籽西瓜的疑问，承接上节课黄瓤富硒西瓜培育过程，搭建知识支架引出本节课原理。 其亮点是以真实问题驱动教学，通过小组用染色体教具模拟减数分裂异常、讨论无籽西瓜培育流程等活动，培养科学思维与探究实践，结合调查结果解决安全性认知短板，落实生命观念与社会责任。学生提升探究能力，教师获得结构化资源，助力核心素养落地。

在上节课中我们共同探究了 黄瓤富硒西瓜的培育过程。 有同学提出： 是否可以像市 面的无籽西瓜一样培育无籽 富硒西瓜?也有同学提出异 议，认为无籽西瓜存在食品 安全隐患。 课前调查 *1.在品尝水果时，你有多看重“不用吐籽”这种食用上的方便性? OA. 非常看重，这是决定我买不买的首要因素 OB. 比较看重，会优先选择无籽的品种 OC. 一般，有籽无籽我都无所谓 OD. 不太看重，甚至觉得吐籽也是一种乐趣 *2.如果让你参与培育无籽西瓜，了解到需要经过“人工诱导多倍体”、“杂交”等繁琐步骤，你认 为： OA. 非常有意思，再繁琐也值得尝试，这是科学的魅力 OB. 比较麻烦，但为了最终的成果可以接受 ○C. 太复杂了，可能不会去尝试 OD. 不关心培育过程，只关心能不能吃到 OA. 非常安全，是科学的产物，相信专业评估 OB. 比较安全，但吃的时候可能还是会有点疑虑 OC. 不确定，觉得它和转基因食品一样可能有风险 OD. 觉得不安全，更倾向于吃天然有籽的西瓜 *4.综合来看，如果未来“无籽富硒西瓜”上市，价格略高，你的购买意愿是? OA. 肯定会买，愿意为便利和健康付费 OB. 可能会买，先买一个尝尝看 OC. 可能不会买，还是买普通的更划算 OD. 肯定不会买 关于培育无籽富硒西瓜意向调查表： *3.无籽西瓜是通过遗传学技术培育的，你对其食用安全性有何看法? 亲 爱 的 同 学 ： 表格 表格 表格 选项 选项 核心优势：大部分同学认可无籽西瓜的便捷性，有消费意 愿，并对无籽西瓜培育流程充满好奇。 认知短板：少部分同学认为无籽西瓜存在安全隐患。可能买(先尝尝) C.太复杂(不尝试) 187 26.0% C.可能不买(选普 24.0% D.不关心过程(只 44 6.1% D. 不太看重(吐籽 J.I/0 目 H 不 / 然) 43 6.0% 关于培育无籽富硒西瓜意向调查结果 1.对“不用吐籽”便利性的看重程度 2. 对“人工诱导多倍体+杂交”培育步骤的态 度 3. 对无籽西瓜食用安全性的看法 4.“无籽富硒西瓜”(价格略高)的购买意愿 图4学生购买“无籽富硒西瓜”的意愿 4% 20% 52% 24% B. 可能会买(51.9%) C. 可能不会买(24.0%) ■A. 肯定会买(20.0%) D. 肯定不会买(4.0%) 图2:学生对参与培育无籽西瓜的态度 6% 22% 46% 26% 图3:学生对无籽西瓜安全性的看法 6% 20% 48% 26% 5% 44% 27% A. 非常 因素) B.比转 择) C. 一般 B.可接受(46.0%) C.畏难放弃(26.0%) ■ A.不畏繁琐(21.9%) D. 只关心结果(6.1%) B. 信任但存疑(48.1' A.非常安全(26.0% □C.概念混淆(20.0% D.觉得不安全(6.09 图1:学生对水果“无籽”便利性的看重程度 比例 20.0% B.比较看重 A. 非常看重 C.无所谓 D.不太看重 51.9% 24.0% 有乐趣) 4.0% 表格 14 4 173 24% 29 ■ 1.无籽西瓜是怎么培育的? 2.无籽西瓜是否安全? 3.无籽西瓜为什么没有籽? 豆包Al 生成 第五章 基因突变及其他变异 第二节染色体变异 染色体数目变异 减数分裂中染色体异常行为分析 无籽西瓜的培育流程 社会责任 认识生物技术如多倍体育种在 农业增产和改善生活中的应用，提 高食物安全意识和社会责任感。 科学思维 能够运用推理与建模的方法，分 析异常配子形成的原因，并阐述 无籽西瓜的培育流程。 生命观念 理解染色体数目变异如何导致 生物体性状改变，建立“结构 与功能相统一”的认知。 科学探究 了解多倍体育种的科学探究思 路与方法，特别是秋水仙素的 作用和杂交流程的设计。 原理：染色体变异 核心素养 染色体变异的定义及类型 定义：生物体的体细胞或生殖细胞内染色体数目或结构的变化 染色体数目变异 染色体结构变异 个别染色体增加或减少 缺失 重复 以染色体组的形式成倍的增加或成套的减少 易位 倒位 资料一：自然状态下西瓜体细胞含有22条染色体，科学家在实验室培育出三 体西瓜，染色体数目为22+1条，三体西瓜具有独特的表型变化， 如：叶片形状改变：可能出现更皱缩、更厚实或更狭长的叶片。 植株形态改变：可能出现矮化、节间缩短或藤蔓变细等。 果实性状改变：可能影响果皮颜色、花纹、果肉颜色或糖度。 受精作用 受精卵 减数分裂和受精作用保证了亲子代之间的染色体数目稳定性 为什么会出现染色体数目发生变化的情况呢? 染色体变异 染色体数目变异 类型一细胞内个别染色体增加或减少 小组活动一：用染色体教具(2n=4) 模拟减数分裂异常，观察配子中染色 体数目变化：减数分裂 I 异 常 → 产 生n+1或n-1的配子； 减数分裂Ⅱ异常 → 产生n+1、n-1或n的配子。4min 初级精母细胞 次级精母细胞 配子 Xx X 方ǎ XX K88h AA Ah 11 12 13 14 15 Xxx2 具队 8× 8 x 16 17 18 19 20 21 22 21-三体综合征(唐氏综合征) 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 染色体数目变异 类型一 细胞内个别染色体增加或减少 染色体数目变异 类型二、以染色体组的形式增加或减少 资料二 ：市面上的有籽西瓜体细胞内含有22条染色体，其配子中有11条 染色体，而无籽西瓜体细胞内含有33条染色体，无法形成正常的配子。 任务一：请同学们自主阅读教材P87-88, 独立完成学案上以下问题。3min 1.染色体组的概念 2.什么是二倍体?什么是三倍体?什么是多倍体? 3.多倍体果实具有哪些优点? 4.什么是单倍体? 染色体数目变异 类型二、以染色体组的形式增加或减少 9.2 μm FIGURE2-3 Karyotype of a normal male.Twenty-three pairs of chromosomes are shown.The 23rd pair is the XY pair present in normal males.In normal females,the 23rd pair is XX.In this karyotype,a chromosome painting uses DNA probes attached to different-colored fluorescent dyes to identify chromosomes by their color.From Raven PH et al: Biology,ed 8,New York,2008,McGraw-Hill. 生物体细胞中每套非同源染色体为一个染色体组 染色体组 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 为什么无籽 西瓜更大更 甜呢? 四倍体西红柿 由受精卵发 育 而 来 ，体细胞中含有两个染色体组的个体。 (在自然界，几乎全部动物和过半数植物都是二倍体) 2N N 2N 2N 2N N 亲代 配子 受精卵 子代 染色体数目变异 二倍体及多倍体 二倍体 ◎多倍体特点 优点：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 四倍体葡萄 三倍体无籽西瓜 二倍体体 的含量都有所增加。 缺点：发育迟缓，结实率低。 染色体数目变异 二倍体及多倍体 四倍体草莓与 二倍体草莓对比 大小对比 大 果 染色体数目变异 单倍体 ◎概念诠释 由配子 (如卵细胞、花粉等)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。 雄性 雌性 (n) (2n) 特点 与正常植株相比， 单倍体植株一般长得弱小，且高度不育 蜜蜂中的雄蜂就是直接由 配子发育而来的单倍体 特殊的减数分裂 精子 受精作用 亲 代 雌性 (2n) 雄性 (n) 减数分裂 n n 无受精作用 案例 子代 卵细胞 资料三：传统的二倍体西瓜均有种子，三倍体西瓜没有种子，为什么三倍 体的西瓜没有种子呢?三倍体西瓜是怎么培育出来的呢? 小组活动二： 请同学们阅读教材P88结合资料，小组讨论以下问题。4min 1.三倍体个体是如何形成的? 2.为什么三倍体西瓜没有种子? 3.四倍体个体是如何形成的? 4.人工如何诱导获得四倍体西瓜幼苗呢? 染色体数目变异 类型二以染色体组的形式增加或减少 问题1: 三倍体个体是如何形成的? 如果二倍体减数分裂出现错误，形成含有两个染色体组的配子，这样的 配子与含有一个染色体组的配子结合，发育成的个体的体细胞内就有三 个染色体组，称为三倍体。 染色体数目变异 类型二、以染色体组的形式增加或减少 3n 2n 染色体数目变异 类型二以染色体组的形式增加或减少 小组活动三：用染色体教具(2n=4) 模拟减数分裂异常，观察配子染色体 数目变化： 减数分裂 I 异 常 → 产 生 2n或0的配子； 减数分裂Ⅱ异常 → 产生2n、n、0的配子4min 初级精母细胞 次级精母细胞 精子 染色体数目变异 类型二 以染色体组的形式增加或减少 问题2: 为什么三倍体西瓜没有种子? 三倍体因为原始生殖细胞中有三套非同源染色体， 减数分裂时出现联会紊乱，因此不能形成可育的配 子 ，因此无法形成受精卵，进而无法形成种子。 因 此三倍体西瓜中没有种子 问 题 3 : 四倍体个体是如何形成的? 如果含有两个染色体组的配子结合，发育成的体细胞中就含有 四个染色体组，称为四倍体 二倍体在胚或幼苗时期受到某种因素的影响，体细胞在 进行有丝分裂时，染色体只复制未分离，也会形成四倍体 问题4: 人工如何诱导获得四倍体西瓜幼苗呢? 染色体数目变异 类型二以染色体组的形式增加或减少 方法一：低温处理二倍体西瓜幼苗 原理：低温处理植物分生组织细胞，能够抑制 纺锤体的形成，以致影响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， 于是染色体数目发生变化 低温处理 方法二：秋水仙素处理二倍体西瓜 萌发的种子或者幼苗 原理：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 4n 染色体数目变异 类型二 以染色体组的形式增加或减少 秋水仙素处理 滴加秋水仙素 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? 2.三倍体西瓜种下去后，为什么要 授以二倍体西瓜花粉? 四倍体 (母体) 第一年 第二年 染色体数目变异 无籽西瓜的培育 小组活动四： 请同学们阅读无籽西瓜培育流程，小组讨论以下问题：3min 二倍体 杂交 一三倍体 联会紊乱 二倍体 (父体) 染色体数目变异 无籽西瓜的培育 问 题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? 西瓜幼苗的芽尖是有丝分裂旺盛的地方，用秋水仙素处理可以抑制细胞 有丝分裂时形成纺锤体，导致细胞内染色体数目加倍，从而得到四倍体 植株 问题2.三倍体西瓜种下去后，为什么要授以二倍体西瓜花粉? 三倍体西瓜的植株在减数分裂过程中，染色体联会紊乱，因而不能形成 正常的生殖细胞。 授以二倍体西瓜成熟的花粉，并不是完成受精作用，而是刺激子房壁产 生生长素 ，促进子房发育成果实。 通过本节课我们实现了无籽黄瓤富硒西瓜的培育。但是 收获的三倍体无籽西瓜，没有种子，无法繁殖后代，每 年制种费时费力，有没有别的方法可以快速获得大量的 无籽西瓜幼苗，降低培育的时间和成本呢? 请同学们课下查阅资料，寻找更优的培育方法。 与生活联系 ◆同一英文字母(不区分大小写)出现几 次，就含有几个染色体组。 ◆有几种字母出现，一个染色体组中就有几条染色体。 A. 过程①使用一定浓度的秋水仙素，着丝粒不能分裂导致染色体数目加倍 B. 过程②在生产实践中也可采用二倍体西瓜为母本，四倍体西瓜为父本进行杂交 C. 过程③得到的无籽西瓜果实细胞中的染色体数目比精子染色体数目多一倍 D. 无 籽 西 瓜 体 细 胞 含 有 三 个 染 色 体 组 ， 减 数 分 裂 联 会 紊 乱 ， 这 种 无 籽 性 状 可 遗 传 给 后 代 1个染色体组 3个染色体组 2个染色体组 4个染色体组 2. 下图为无籽西瓜培育过程示意图，相关叙述正确的是 ( D ) 随堂检测 一① 四 倍 体 ( + ) (4n) 二倍体(古) (2n) 1.判断以下细胞中染色体组数： ② 三倍体(早) (3n) 二倍体(古) (2n) 二倍体西瓜幼苗 (2n) 无子 西瓜 细胞内个别染色体增加或减少 类型 核心概念： 二倍体、三倍体、多倍体 单倍体 应用：无籽西瓜培育 以染色体组的形式增减 染色体组 课堂总结 概念 类型 模拟异常配子形 成过程 人工诱导染色体 数目加倍 染色体数 目变异 染色体结构变异 染色体变异· 评价维度 评价标准与具体描述 自评 (A/B/c/D) 组评 (A/B/c/D) 教师评 (A/B/c/D) 知识理解与 应用 能准确说出染色体组、二倍体、多倍体等核心概念 能清晰、有条理地解释三倍体西瓜“无籽”的根本原因(联会紊 乱 ) 能完整复述或用图表展示无籽西瓜的培育流程(秋水仙素处理→ 四倍 体×二倍体→三倍体) 模型构建与 操作 能正确利用模型模拟减数分裂过程中异常配子形成的原因 科学探究与 思维 能基于模型现象，提出有价值的问题(如：“为什么三倍体联会会紊 乱?”) 能客观分析多倍体育种的优点(果实大、营养丰富)与局限性(技术 复杂、周期长) 合作与交流 小组分工明确，每位成员都能积极参与到模型操作或讨论中 能认真倾听同伴发言，并礼貌地提出自己的见解或疑问 情感态度与 价值观 对生物育种技术表现出浓厚的兴趣和求知欲 认同科学技术在解决人类需求(如培育新品种)中的巨大作用 树立了严谨求实的科学态度，尊重模型实验的客观结果 三、总结与反馈(我最想说的话) 具体内容 本节课我们小组最大的收获是 我们在 方面可以做得更好 我仍然存在的疑问是 小组成员签名 1. 2. 3. 4. 老师寄语 科学探索的魅力不仅在于记住结论，更在于亲历推导的过程。希望 你们通过今天的模型构建和小组协作，真正理解了染色体变异背后 的奥秘，感受到了生物学的逻辑之美与应用之广。继续保持这份探 究的热情! 基本信息 内容 小组名称 —— 评价说明 请根据小组成员在课前预习、课中模型操作、讨论及课后总结中的实际表现，在相应等级(A 一优秀， B-良好， C-合格， D-需改进)下打“ √ ” 小组评价 《染色体变异》小组学习评价表 袁隆平院士曾说： “中国人的种子，要牢牢攥在自己手 里。”这不仅是粮食的安全根基，更是国家的战略底线。 从田间地头的每一粒种子，到守护国门的每一份力量，背 后离不开一代代科学家的默默奉献与赤子之心。 愿我们始终保持好奇、心怀家国，用属于自己的方式，接 力守护这片土地的未来。 $