5.2染色体变异课件-高一下学期生物人教版必修2

新人教版必修2《遗传与进化》第2节染色体变异第5章基因突变及其他变异一、课标要求

概念理解：属于概念3“遗传信息控制生物性状，并代代相传”的范畴。具体要求学生能够举例说明染色体结构和数量的变异都可能导致生物性状的改变甚至死亡，让学生理解染色体变异是可遗传变异的一种类型。

知识应用：学生需能够运用遗传与变异的观念，解释染色体变异在生物进化、农业生产以及人类遗传病等方面的影响和应用，如利用染色体数目变异的原理进行多倍体育种和单倍体育种，了解染色体异常与人类遗传病的关系等。高考题型分布·选择题：高频考点为染色体结构变异与基因突变的辨析、染色体组的判断、单倍体/多倍体的概念理解（如2023年全国乙卷第6题、2022年湖南卷第14题）。·非选择题：常结合育种流程考查染色体数目变异的应用（如2021年全国甲卷第32题考查单倍体育种、2020年山东卷第24题考查多倍体形成机制）。核心考点·染色体结构变异（缺失、重复、易位、倒位）的实例与图像辨析。·染色体组的判断方法（如根据染色体形态、基因型判断）。·单倍体与多倍体的成因、特点及育种流程（如秋水仙素的作用机理）。·低温诱导染色体数目加倍实验的原理与操作（实验探究能力）。二、教材分析

1.地位与作用本节是必修二第五章“生物的变异”的核心内容，上承基因突变和基因重组，下启“人类遗传病”和“育种专题”，是理解生物多样性和进化的基础，也是高考中变异与育种模块的核心考点。教材通过实例（如猫叫综合征、无子西瓜）和模型建构（染色体组示意图），引导学生从宏观现象深入分子机制，培养科学思维与社会责任。2.内容结构染色体结构变异：以实例引入四种变异类型，对比基因突变，强调“显微镜可观察”的特点。染色体数目变异：基础：染色体组的概念（难点），通过果蝇染色体模型突破。分类：个别染色体增减（如21三体综合征）和整倍体变异（单倍体、多倍体）。低温诱导染色体数目变化：实验部分渗透科学探究方法，强化实践能力。三、学情分析1.知识基础·学生已掌握基因突变、基因重组的概念，理解减数分裂中染色体的行为变化，但对“染色体变异的宏观影响”（如育种）缺乏直观认识。·易混淆点：染色体结构变异与基因突变、单倍体与多倍体的概念、秋水仙素与低温的作用原理。2.认知特点·抽象思维能力逐步提升，但对“染色体组”等微观概念的理解仍需依赖直观模型。·对生活实例（如无子果实、作物育种）兴趣浓厚，可利用案例激发探究欲望。四、教学目标

1能说出染色体结构变异的四种类型，举例说明其对性状的影响。（生命观念）2理解染色体组的概念，能判断细胞中染色体组的数目，区分单倍体、二倍体和多倍体，概述其成因及育种应用。（生命观念、科学思维）3通过对比分析染色体变异与基因突变，提升归纳与概括能力。（科学思维）

4认同变异在生物进化和育种中的价值，体会科学技术对农业生产的推动作用。五、教学重难点

（社会责任）教学重点：1.染色体结构变异的类型与实例

2.染色体组的概念与判断方法

3.单倍体、多倍体的育种流程教学难点：1.染色体组的抽象概念理解

2.单倍体与多倍体的区分（成因、染色体数目）

3.秋水仙素诱导多倍体的作用时期与机理六、教法学法教法：情境导入法

模型建构法

案例分析法

直观演示法学法：对比归纳法

实践探究法七、课时安排4个课时课堂复述

(5min)项目基因突变基因重组变异本质基因

发生改变发生时期一般发生

.减数分裂Ⅰ

期或减数分裂Ⅰ

期适用范围进行

生殖的

生物结果意义生物变异的

来源,为生物

提供原材料。生物变异的

来源碱基序列间期所有生物产生新基因(等位基因)根本进化基因的重新组合前有性真核不产生新基因，产生新基因组合重要第2节染色体变异（第1课时）重难点染色体数目变异的类型。学习目标通过图片和概念理解学会辨析染色体组。通过资料分析掌握概述染色体数目变异的类型。新课导入:

(2min)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）任务一：认识染色体组

思、展、讲(15min)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242栽培品种484香蕉野生祖先种222栽培品种333122411异常1.根据前面所学减数分裂的知识，试着完成该表格。2.为什么平时吃的香蕉是没有种子的？提示：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。任务一：认识染色体组果蝇体细胞含有4对同源染色体，染色体都是两两成对，也就是说含有两套非同源染色体。其中有每套非同源染色体称为一个染色体组。正常果蝇（2n=8）两套非同源染色体=两个染色体组一套非同源染色体=一个染色体组（n=4）任务一：认识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各个染色体的形态、大小和功能均不相同一个染色体组中含有该物种的一整套完整遗传信息一个染色体组中不含等位基因染色体组的特点染色体组：细胞中的每套非同源染色体。任务一：认识染色体组

思和展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33231442活动1（5min）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任务一：认识染色体组

2.

根据基因型判断染色体组数。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YyRrAABBDDAaaABCD2个染色体组1组2条染色体2个染色体组1组3条染色体3个染色体组1组1条染色体1个染色体组1组4条染色体任务二：辨析染色体数目变异的类型

(min)染色体结构变异染色体数目变异个别染色体的增加或减少以染色体组成倍地增加或减少生物体的体细胞或生殖细胞内染色体数目或结构的变化。正常果蝇（2n=8）增加一条减少一条增加一套减少一套概念类型（光学显微镜下可以观察到）任务二：辨析染色体数目变异的类型

(min)响誉世界的音乐指挥家舟舟先天性愚型（21三体综合征）：45条＋XY（47）类型一：细胞内个别染色体的增加或减少任务二：辨析染色体数目变异的思、讲

(15min)类型二：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

的减少活动2（5min）：阅读课本P87-88回答下列问题1.什么是二本体、三倍体、四倍体？2.三倍体植株没有种子的原因。3.多倍体的特点是什么？任务二：染色体数目的变异二倍体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。配子亲代×2N2NNN受精卵2N子代2N任务二：辨析染色体数目变异的类型体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体。马铃薯是四倍体香蕉是三倍体普通小麦是六倍体多倍体（体细胞中含四个染色体组）（体细胞中含三个染色体组）（体细胞中含六个染色体组）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，不能形成可育的配子。因此，香蕉、三倍体无子西瓜的果实中没有种子。任务二：辨析染色体数目变异的类型多倍体特点普通小麦六倍体菊花六倍体葡萄三/四倍体茎秆粗壮，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。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。总结：

(3min)二倍体、多倍体的比较项目二倍体多倍体概念染色体组的数目性状表现体细胞中含有2个染色体组的个体体细胞中含有3个或3个以上染色体组的个体2个3个或3个以上茎秆粗壮，叶片、果实、种子较大，营养丰富，但发育迟缓，结实率低正常（作为单倍体、多倍体的参照物）板书设计第2节染色体变异一、染色体组（无非同源染色体）二、染色体变异

染色体数目变异

个别染色体

染色体组课堂复述：

(4min)二倍体、多倍体的比较项目二倍体多倍体概念染色体组的数目性状表现体细胞中含有2个染色体组的个体体细胞中含有3个或3个以上染色体组的个体2个3个或3个以上茎秆粗壮，叶片、果实、种子较大，营养丰富，但发育迟缓，结实率低正常（作为单倍体、多倍体的参照物）第2节染色体变异（第2课时）重难点人工诱导多倍体的方法。学习目标掌握人工诱导多倍体的方法。认识染色体数目变异中的单倍体。导入：

(1min)育种工作者使用什么人工方法培育果实较大的多倍体草莓？任务一：掌握人工诱导多倍体的方法

思、展、讲(10min)方法处理对象原理应用用秋水仙素诱发或用低温处理萌发的种子或幼苗（大量细胞进行有丝分裂）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含糖量高的甜菜和三倍体无子西瓜的培育活动1（3min）：阅读P88第五段，找出人工诱导多倍体的方法、处理对象、

原理及应用，完成下表。任务一：掌握人工诱导多倍体的方法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XXXXXXXXvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvv细胞分裂正常，染色体平均分配到两个子细胞中问题探究

思、议、展(10min)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活动3（5min）：阅读P91拓展应用第2题，小组讨论请尝试说出三倍体西瓜培育的过程，完成（1）~（4）个问题。问题探究（1）为什么用一定浓度的秋水仙素溶液滴在二倍体西瓜的芽尖？

西瓜幼苗的芽尖是有丝分裂旺盛的地方，用秋水仙素处理有利于抑制细胞有丝分裂时形成纺锤体，从而形成四倍体西瓜植株。（2）获得的四倍体西瓜为何与二倍体杂交？多倍体产生的途径？杂交可以获得三倍体植株。多倍体产生的途径为：秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。A（3）有时可以看到三倍体西瓜有少量发育不成熟的种子，推测产生这些种子的原因。

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。但并不是绝对一颗种子都没有，其原因是在进行减数分裂时，有可能形成正常的卵细胞。A（4）无籽西瓜每年都要制种，很麻烦，有没有别的代替方法？

方法一，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。方法二，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任务二：认识单倍体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。（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条思、讲（10min）任务二：认识单倍体活动二（3min）思考：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。染色体数目变异：

(5min)单倍体、二倍体、多倍体的比较项目单倍体二倍体多倍体概念染色体组的数目性状表现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体细胞中含有2个染色体组的个体体细胞中含有3个或3个以上染色体组的个体不确定（是正常体细胞染色体组数目的一半）2个3个或3个以上植株矮小，且高度不育（除雄蜂外）茎秆粗壮，叶片、果实、种子较大，营养丰富，但发育迟缓，结实率低正常（作为单倍体、多倍体的参照物）板书设计第2节染色体变异一、人工诱导染色体加倍

方法：

原理：

处理对象：二、单倍体课堂复述

(5min)单倍体：三倍体果实没有种子的原因：单倍体的特点：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。减数分裂时出现联会紊乱，不能形成可育的配子植株长得弱小，而且高度不育。第2节染色体变异（第3课时）重难点四种育种方法的原理及其运用。学习目标。运用染色体变异原理分析单倍体育种。归纳总结育种方法及其原理任务一：运用染色体变异原理分析单倍体育种思、展、讲

(15min)

高秆：D

矮秆：d

抗病：T

不抗病：t活动1（3min）：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）？用遗传图解表示出来。任务一：运用染色体变异原理分析单倍体育种P高杆抗病

DDTT×矮杆感病

ddttF1高杆抗病

DdTtF2D_T_D_ttddT_ddttddTT矮抗⊗需要的纯合矮抗品种连续⊗第1年第2年第3-6年育种方式：原理：优点：缺点：杂交育种基因重组

将两个亲本的优良性状组合在一起。育种年限较长有没有能缩短育种年限的育种方法？任务一：运用染色体变异原理分析单倍体育种花药离体培养PF1配子DDTTDDttddTTddtt正常植株（纯合）秋水仙素高杆抗病

DDTT×矮杆感病

ddtt高杆抗病

DdTtDTDtdTdt单倍体植株第1年第2年DTDtdTdt需要的纯合矮抗品种育种方式：原理：优点：缺点：单倍体育种染色体数目变异

①明显缩短育种年限

②子代均为纯合技术要求高

除杂交育种和单培体育种，还有哪些育种方式？任务二：育种方法的归纳和运用

黑麦（2n=14）有高秆（A）和矮秆（a）、抗病（B）和不抗病（b）两对独立遗传的相对性状。下图表示用不同方法进行的育种操作设计思路。请回答问题：

活动2（5min）

图中获得四种新品种的育种方法分别是什么？对应的育种原理是什么？思、展、讲

(15min)诱变育种基因突变杂交育种基因重组单倍体育种染色体数目变异多倍体育种染色体数目变异任务二：育种方法的归纳和运用

（1）利用⑥过程获得高秆抗病黑麦新品种时，诱发变异的因素属于______________因素，若此过程中a基因发生了一个碱基对的替换，但性状并未发生改变，可能的原因是___________________。（2）通过①②③过程获得高秆抗病黑麦新品种的原理是________________；通过______________（填写图中序号）过程获得新品种的育种方法可以明显缩短育种年限。（3）图中的______________（填图中序号）过程，常用秋水仙素处理使体细胞中染色体数目加倍；与秋水仙素作用相同的处理方法还有_______________________。物理a基因发生碱基对替换后对应的密码子与原来的密码子控制的是同一种氨基酸基因重组①④⑤⑤⑦低温处理总结

(5min)育种方式原理优点缺点应用实例杂交育种基因重组操作简单，可集合双亲优良性状1.育种周期长2.只能在同种或亲缘关系较近物种间进行小麦抗倒伏高产品种、杂交水稻诱变育种基因突变能产生新基因和新性状1.具有盲目性，需大量筛选2.有利突变少，可能产生有害突变太空椒、高产青霉菌株单倍体育种染色体数目变异1.明显缩短育种年限2.后代均为纯合子，能稳定遗传技术要求高烟草、小麦抗病品种多倍体育种染色体数目变异1.植株茎秆粗壮，果实、种子较大2.营养物质含量高1.发育延迟，结实率低2.一般只适用于植物三倍体无子西瓜、八倍体小黑麦板书设计第2节染色体变异一、单倍体育种方法和原理二、育种方式

单倍体育种（花药离体培养）

多倍体育种

杂交育种

诱变育种

课堂复述

(5min)育种方式原理优点杂交育种操作简单，可集合双亲优良性状诱变育种能产生新基因和新性状单倍体育种多倍体育种1.植株茎秆粗壮，果实、种子较大2.营养物质含量高基因重组基因突变染色体数目变异染色体数目变异1.明显缩短育种年限2.后代均为纯合子，能稳定遗传第2节染色体变异（第4课时）重难点易位和染色体互换的区分。学习目标了解低温诱导植物细胞染色体数目变化的实验掌握染色体结构的变异。导入：

(2min)如何诱导植物细胞染色体数目加倍？高倍镜下观察到植物分生组织细胞任务一：了解低温诱导植物细胞染色体数目变化实验思、展、讲

(10min)活动2（3min）：阅读P89低温诱导植物细胞染色体数目的变化，回答下列问题。1实验原理是什么？选择植物分生组织的原因？2卡诺氏液的作用；3制作装片的步骤；4将染色体染色的试剂是什么？低温处理能够抑制纺锤体的形成分生组织细胞进行有丝分裂固定细胞的形态解离、漂洗、染色、制片甲紫溶液或者醋酸洋红任务二：了解低温诱导植物细胞染色体数目变化实验1.实验原理用低温处理植物的_________细胞，能够抑制_______的形成，以致影响细胞有丝分裂中染色体被拉向两极，导致细胞不能_________________，于是，植物细胞的染色体数目发生变化。分生组织纺锤体分裂成两个子细胞任务二：了解低温诱导植物细胞染色体数目变化实验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1cm长的不定根时，将整个装置放入冰箱冷藏室内，诱导培养48~72h。3.剪取诱导处理的根尖0.5~1cm,放人卡诺氏液中浸泡0.5~1h，以固定细胞的形态，然后用体积分数为95%的酒精冲洗2次。4.解离→漂洗→染色→制片5.先用低倍镜寻找染色体形态较好的分裂象。视野中既有正常的二倍体细胞，也有染色体数目发生改变的细胞。确认某个细胞发生染色体数目变化后，再用高倍镜观察。（一）诱导培养（二）固定细胞形态（三）制作装片（四）观察2.实验过程任务二：了解低温诱导植物细胞染色体数目变化实验3.实验中几种试剂的使用方法和作用试剂使用方法作用卡诺氏液将根尖放入卡诺氏液中浸泡0.5～1h固定细胞形态体积分数为95%的酒精冲洗卡诺氏液处理过的根尖洗去卡诺氏液与质量分数为15%的盐酸等体积混合，浸泡经固定处理的根尖解离根尖细胞清水漂洗解离后的根尖约10min洗去解离液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3～5min使染色体着色任务二：了解低温诱导植物细胞染色体数目变化实验

(min)1.本实验是否温度越低效果越显著？为什么？提示不是；必须为“适当低温”，以防止温度过低对根尖细胞造成伤害。2.观察时是否所有细胞中染色体均已加倍？为什么？提示不是；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。任务二：掌握染色体结构的变异思、议、展

(20min)染色体结构变异缺失重复易位到位大多数染色体结构