5.2.1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，系统涵盖类型、染色体组、二倍体、多倍体及单倍体的概念与应用。以马铃薯和香蕉染色体数据表格导入，结合减数分裂知识引导讨论，搭建前后知识联系的学习支架。 其亮点在于通过任务驱动（如分析21三体综合征成因）、方法归纳（染色体组判断的形态与基因型法）及实例探究（无子西瓜培育流程），培养科学思维与探究实践。学生能深化生命观念，教师可高效开展概念教学与应用拓展。

01 说出染色体变异的类型。 02 说出染色体组的概念，学会判断染色体组数目的方法。 03 说出二倍体、多倍体和单倍体的特点及应用。 2 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： 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 栽培品种 （马铃薯） 野生祖先种香蕉 （有籽） 栽培品种香蕉 （无籽） 野生祖先种 栽培品种 （香蕉） 3 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染色体数目是33条，减数分裂时染色体联会紊乱，不能形成正常配子，无法形成受精卵，进而无法形成种子。 3.还能提出什么问题？发挥想象作假设？ 讨论： 2.为什么我们平时吃的香蕉没种子？ 1.根据所学减数分裂知识，完成表格。 普通香蕉无法形成种子，它是怎样形成的？如何繁殖下一代？ 能形成种子的植物细胞中，染色体数目一定是偶数吗？ 4 一、染色体变异 染色体结构变异 染色体数目变异 2.类型： 体细胞或生殖细胞内染色体数目或结构的变化，叫染色体变异。 1.概念： 个别染色体数目的增加或减少 以染色体组（一套完整的非同源染色体）为基数成倍地增加或减少 3.区别 分子水平的变异，光镜下不可见。 细胞水平的变异，光镜下可见。 基因突变 基因重组 染色体变异 缺失、重复、倒位、易位 原核生物和病毒会发生染色体变异吗？为什么？ 思考 不会，因为没有染色体。 5 正常果蝇：2n=8 增加1条 减少1条 举例：21三体综合征、超雄综合征、女性特纳氏综合征 1.个别染色体的增加或减少 思考：根据所学知识回答：形成个别染色体的增加或减少原因是什么呢？ 唐氏综合征/21三体综合征 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。 二、染色体的数目变异 女性特纳氏（Turner）综合征 病因：少了一条X染色体（X0） 症状：先天性卵巢发育不全综合征，身体矮小，肘外翻，颈部皮肤松弛为蹼颈。外观虽表现为女性，但卵巢发育不良，乳房不发育，无生育能力。 超雄综合征 病因：多了一条Y染色体（XYY） 症状：身材特别高，易于兴奋，自我克制力差，易产生攻击行为，有狂暴倾向。 XXX综合征（超雌综合征），又称“芭比娃娃”，可能特别漂亮，但智力迟钝，大部分患者表现为身体发育正常、有生育能力或稍差，仅少数表现为乳腺发育不良，卵巢功能异常等 6 任务一：根据减数分裂染色体变化过程，分析21-三体综合征形成的原因？ 减数第一次分裂后期21号同源染色体未分离 减数第二次分裂后期姐妹染色单体分离后移向细胞的同一极 7 正常（8） 增加一套（12） 减少一套（4） 2.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 两套 在大多数生物的体细胞中，染色体都是两两成对的，也就是说含有两套非同源染色体。每套非同源染色体称为一个染色体组。 8 条染色体 对同源染色体 对常染色体 对性染色体 8 4 3 1 Ⅱ号和Ⅱ号染色体是 ， Ⅲ号和Ⅳ号染色体是 。 同源染色体 非同源染色体 像上图中Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y这样的一组非同源染色体，称为一个染色体组。 9 染色体组 细胞中的一组非同源染色体，在形态和功能上各不相同，携带着控制生物生长发育的全部遗传信息，其中每套非同源染色体称为一个染色体组。 一个染色体组中不存在同源染色体 一个染色体组中不含有等位基因或相同基因 一个染色体组中各个染色体的形态、大小、功能均不相同 一个染色体组中含有该物种控制生物生长、发育、遗传和变异的全部遗传信息 同种生物具有相同的染色体组，不同物种的染色体组不同。 野生马铃薯的染色体组成 野生马铃薯有 个染色体组 2 10 判断：下图是不是果蝇的一个染色体组？ 染色体组是一组非同源染色体，不存在同源染色体 染色体组必须含有控制该物种生长发育的全套遗传信息 ①大小、形态、功能各异 ②一组非同源染色体， ③含有该物种的全套遗传信息 11 点石成金 1.根据染色体的形态判断染色体组的数量，并完成表格。 项目 染色体组数 每个染色体组内染色体数 3 3 2 3 1 4 4 2 2 2 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。 方法一：根据染色体形态判断 染色体组数的判断 基因主要位于染色体上√ 12 点石成金 2组 2组 2组 4组 1组 2组 【学以致用】细胞分裂图的染色体中判断： 动物体细胞有丝分裂后期染色体数量最多，染色体组数也最多，一般为4组 基因主要位于染色体上√ 13 2. 根据基因型判断染色体组数。 染色体组数： 4 2 3 1 同一英文字母（无论大小写）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。 方法二：根据基因型判断 14 玉米2N=20 猫咪2N=38 （1）二倍体： 受精卵发育而来，体细胞中含有两个染色体组的个体。 在自然界中，几乎全部动物和过半数的高等植物都是二倍体。 人类2N=46 二倍体形成原因： 受精作用 2n 受精卵 雌配子 n 减数分裂 2n 二倍体(♂) 雄配子 n 减数分裂 2n 二倍体(♀) 三、二倍体与多倍体 15 即学即练 （2020·全国卷Ⅱ，4)关于高等植物细胞中染色体组的叙述，错误的是(　　) A.二倍体植物的配子只含有一个染色体组 B.每个染色体组中的染色体均为非同源染色体 C.每个染色体组中都含有常染色体和性染色体 D.每个染色体组中各染色体DNA的碱基序列不同 C 雌雄同体的高等植物如水稻、豌豆等没有性染色体，C错误。 16 (2)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 菊花 六倍体 葡萄 三/四倍体 四倍体番茄 例：四倍体葡萄的果实比二倍体的大得多；四倍体番茄的维生素C含量比二倍体的几乎增加了一倍。 普通小麦 六倍体 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的含量都有所增加。 多倍体在植物中很常见，在动物中极少见。 缺点：发育迟缓，结实率低。 17 2n 二倍体(♀) 2n 二倍体(♂) 受精作用 3n 受精卵 雄配子 n 减数分裂 发育 3n 三倍体 有丝分裂 2n 异常雌配子 减数分裂 出错 4n 四倍体(♀) 2n 二倍体(♂) 受精作用 3n 受精卵 雄配子 n 减数分裂 发育 3n 三倍体 有丝分裂 2n 雌配子 减数分裂 可育吗？ 不可育，原始生殖细胞中有三套非同源染色体，减数分裂会出现联会紊乱 多倍体形成原因： 18 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。 四倍体可以通过减数分裂形成含有两个染色体组的配子 香蕉、三倍体无子西瓜的果实中没有种子，原因就在于此。 多倍体都不能产生配子吗？ 偶数可育 奇数不可育 19 减数分裂 过程异常 含 个染色体组的配子 含 个染色体组的配子 受精作用 受精卵 二倍体 减数分裂 过程异常 倍体 有丝分裂 过程正常 2 2 四 四倍体葡萄 四倍体能形成可育配子吗？ 思考 可以，四倍体减数分裂过程中，能正常联会，产生含有两个染色体组的配子。 四倍体的形成过程 20 四倍体葡萄 四倍体还可以通过其他方式形成吗？ 思考 如果二倍体在胚或幼苗时期受某种因素影响，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。 减数分裂 过程异常 含 个染色体组的配子 含 个染色体组的配子 受精作用 受精卵 二倍体 减数分裂 过程异常 倍体 有丝分裂 过程正常 2 2 四 四倍体的形成过程 21 形成纺锤体 内外因素的影响下 不形成纺锤体 细胞分裂异常，导致子细胞染色体加倍 X X X X X X X X v v v v v v v v v v v v v v v v v v v v v v v v v v v v v v v v 细胞分裂正常，染色体平均分配到两个子细胞中 22 请同学们自主阅读教材P88 完成下面关于人工诱导多倍体的方法、处理对象、原理等填空 方法 处理对象 原理 图像表示 实例 低温处理 秋水仙素诱发 萌发的种子或幼苗(进行有丝分裂) 抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞的两极，从而引起细胞内染色体数目加倍。（作用于有丝分裂前期） 目前常用、最有效 染色体数加倍 染色体复制 着丝粒分裂 细胞无法正常分裂 无纺缍丝牵引 含糖量高的甜菜和三倍体无子西瓜的培育 23 秋水仙素（C22H25O6N）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。它是白色或淡黄色的粉末或针状结晶，有剧毒，使用时应当特别注意。 秋水仙 24 Q1：秋水仙素抑制纺锤体形成，那么着丝粒能否正常分裂? 秋水仙素只影响纺锤体的形成，不影响着丝粒的分裂（着丝粒的分裂是基因控制的，不是由纺锤丝的牵拉导致的）；低温处理和秋水仙素诱发的原理是一样的。 Q2：染色体加倍于什么时期？ 有丝分裂后期 Q3：为什么要处理萌发的种子或幼苗，处理成熟的植株可以不？ 因为萌发的种子和幼苗具有分生能力，细胞进行有丝分裂，秋水仙素处理后可达到使产生的新细胞染色体数目加倍的目的。成熟的植株大多细胞不进行有丝分裂。 Q4：处理后植物体的所有体细胞染色体都加倍吗？ 不一定。若处理茎尖则只有地上部分加倍，若处理种子则有可能全部加倍。 25 探讨无子西瓜的培育过程 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： 传粉 三倍体 （母本） （父本） 联会紊乱 无子西瓜 第一年 第二年 三倍体植株 芽尖细胞正在进行有丝分裂，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。 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？ 传粉 26 传粉 三倍体 （母本） （父本） 联会紊乱 无子西瓜 第一年 第二年 三倍体植株 2．秋水仙素处理过芽尖之后，得到的四倍体植株，整个植株的所有细胞都是四个染色体组吗？ 秋水仙素处理后，分生组织分裂产生的茎、叶、花的细胞中染色体数目加倍，变成四个染色体组；而未处理的如根部细胞中染色体数仍为两个染色体组。 【注意】如果以二倍体为母本，四倍体为父本进行杂交，也能得到三倍体的种子，但是这种种子结的西瓜，因珠被发育成厚硬的种皮，播种时这样的三倍体种子难以突破种皮萌发。 传粉 27 传粉 三倍体 （母本） （父本） 联会紊乱 无子西瓜 第一年 第二年 三倍体植株 第二次：刺激子房发育成果实 3.在无子西瓜培育的过程中有两次传粉，作用是什么？ 4．三倍体无子西瓜的果实中没有种子的原因是什么？ 三倍体西瓜的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，不能形成可育的配子。 第一次：杂交获得三倍体种子 传粉 28 三倍体 （母本） （父本） 联会紊乱 无子西瓜 第一年 第二年 三倍体植株 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。 5．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。 6．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。 传粉 传粉 29 三倍体 （母本） （父本） 联会紊乱 无子西瓜 第一年 第二年 三倍体植株 7．三倍体真的完全不育吗？ 8．四倍体植株上结的西瓜是无籽西瓜吗？ 不是，只是可育的概率太低，即高度不育，而且植物能进行无性生殖。 四倍体植株上结的四倍体西瓜三倍体种子的有籽西瓜。 传粉 传粉 30 传粉 三倍体 （母本） （父本） 联会紊乱 无子西瓜 第一年 第二年 三倍体植株 9．四倍体植株结的西瓜，其瓜皮，瓜瓤，种皮，种子的胚分别含几个染色体组？ 瓜皮，瓜瓤，种皮都是直接由母本的细胞发育而来，都含4个染色体组； 胚由受精卵发育而来，含3个染色体组 传粉 31 拓展：被子植物的双受精过程 雌蕊柱头 1 花开放以后，通过传粉，花粉粒被传送到雌蕊的柱头上。 花粉管 2 花粉粒萌发并长出花粉管，里面的两个精子通过花粉管到达胚囊。 极核 （2个） 卵细胞 （1个） 3 一个精子和卵细胞结合形成受精卵；另一个精子和两个极核结合形成受精极核。 胚囊 这种受精方式—双受精 胚珠 32 拓展：被子植物的双受精过程 被子植物的种子和果实的形成 1个卵细胞 2个极核 1个精子 + 1个精子 + 受精极核 受精卵 胚 子房壁 胚珠 珠被 胚囊 子房 子叶 胚芽 胚轴 胚根 胚乳 种皮 果皮 种子 果实 2N 2N N 2N + N 2N + N 2N 2N 2N 3N 3N 33 （2022·贵州铜仁高一期末)二倍体西瓜的染色体组成是2n＝22，如图是培育三倍体无子西瓜的流程图。下列分析正确的是 A.西瓜细胞一个染色体组含有11条同源染色体 B.①②③表示杂交过程，杂交过程发生基因重组 C.四倍体(♀)提供的生殖细胞含有两个染色体组 D.三倍体(♀) 无籽西瓜不能结出种子，因此是不可遗传变异 √ 34 有些生物的配子(生殖细胞)能发育成新个体，这些生物体细胞的染色体数目与本物种配子染色体数目相同 定 义 植株弱小，且高度不育（偶数染色体组可育，奇数染色体组高度不育） 特 点 体细胞：2N=32 配　子： 减数分裂 单倍体： 发育 N=16 16（N） N=16（N） 染色体数相等 四、单倍体 例子：雄蜂 35 个体是单倍体还是几倍体，关键看什么？ 由受精卵而来，体细胞含几个染色体组就是几倍体 由配子而来，无论含几个染色体组都是单倍体 是否经过受精作用 思考：体细胞中有3个染色体组的个体，一定是三倍体吗？ 不一定。可能是三倍体，也可能是单倍体 36 易错提醒 二倍体生物的配子发育而来的个体，其体细胞中只含一个染色体组。 如果是四倍体、六倍体生物的配子发育而来的个体，其体细胞中就含有两个或三个染色体组，我们可以称它为二倍体或三倍体。 单倍体中可以只有一个染色体组，也可以有多个染色体组。 个体的体细胞中含几个染色体组就是几倍体。 一倍体一定是单倍体； 单倍体一定是一倍体。 单倍体一定不育。 单倍体是生物个体，精子和卵细胞是配子。 辨析：判断以下关于“倍体”的说法 √ × √ × √ × × √ 37 项目 概念 由配子发育而来， 体细胞的染色体数目与本物种配子染色体数目相同的个体。 由受精卵发育而来，体细胞中含有2个染色体组的个体。 由受精卵发育而来， 体细胞中含有3个或3个以上染色体组的个体。 发育起点 染色体组的数目 性状表现 正常(作为单倍体、多倍体的参照物) 配子 受精卵 受精卵 不确定(是正常体细胞染色体组数目的一半) 2个 3个或3个以上 单倍体 二倍体 多倍体 植株矮小，且高度不育(雄蜂除外) 茎秆粗壮，叶片、果实、种子较大，营养丰富， 但发育迟缓，结实率低 38 (3)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） (2)原理： 染色体变异 注意：秋水仙素只能处理萌发的幼苗 单倍体育种 (1)方法： 用花药离体培养的方法获得单倍体植株幼苗，然后人工诱导使这些植株的染色体数目加倍，恢复到正常植株的染色体数目。 减数 分裂 P AABB×aabb AB Ab aB ab AB AABB Ab aB ab AAbb aaBB aabb 花药离 体培养 获得 单倍体 秋水仙素处理幼苗 F1 AaBb 39 优点： 明显缩短育种年限。用单倍体育种得到的植株，不仅能正常生殖，而且每对染色体上成对的基因都是纯合的，自交产生的后代不会发生性状分离，因此与杂交育种相比，单倍体育种明显缩短了育种年限。 缺点： 技术性强，需要结合组织培养技术、杂交技术和人工诱导染色体加倍技术。 (4)优缺点： 40 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 F2 D_T_ D_tt ddT_ ddtt ddTT 杂交育种 矮抗 P 高杆抗病 DDTT × 矮杆感病 ddtt F1 高杆抗病 DdTt ⊗ 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 41 点石成金 (1)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 。 (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。 染色体变异在育种上的应用 注 意 基因主要位于染色体上√ 42 Lavf58.45.100 $