5.2.1+染色体数目变异课件-2025-2026学年高一下学期生物人教版必修2

必修二

第5章

基因突变及其他变异第2节

染色体变异（第一课时）学习目标课程标准1.结合染色体结构变异的示意图，了解染色体结构变异的常见类型。2.通过分析染色体组的概念，理解二倍体、多倍体和单倍体的特点和生产中的应用。3.通过低温诱导染色体的实验，理解染色体数目变化的机制。概念3遗传信息控制生物性状，并代代相传3.3由基因突变、染色体变异和基因重组引起的变异是可以遗传的3.3.5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作为野生植物的后代，许多栽培作物却与它们的祖先大不相同，如马铃薯和香蕉。野生马铃薯问题探讨野生祖先种马铃薯（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）问题探讨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。3、减数分裂和受精作用，能够使生物体亲子代间的染色体数目保持稳定。然而，马铃薯和香蕉的染色体数目为什么与它们的野生袓先有很大差别？生物体的体细胞或生殖细胞内染色体数目或结构的变化。染色体变异概念①染色体数目的变异②染色体结构的变异基因突变、基因重组：光镜下不可见染色体变异：光镜下可见染色体变异类型与其他变异区别（1）类型1个别变异细胞内的个别染色体的增加或减少2整组变异细胞内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地减少正常增多减少变异一、染色体数目变异实例21三体综合征先天性愚型、唐氏综合征患者智力低下，身体发育缓慢。患儿常出现特殊面容。50%的患儿有先天性心脏病，部分患儿在发育中夭折。21三体综合征患者染色体组成一、染色体数目变异个别变异特纳氏综合征患者染色体组成实例性腺发育不良（特纳氏综合症）一、染色体数目变异个别变异身材较矮性腺发育不良问题1：野生马铃薯体细胞中有几条染色体？问题2：标记为3号的两条染色体是什么关系？3号与4号染色体又是什么关系？问题3：野生马铃薯体细胞中有几对同源染色体？12对3号的两条染色体是同源染色体3号与4号染色体是非同源染色体24条观察野生马铃薯的染色体组成图，回答以下问题：一、染色体数目变异问题4：野生马铃薯配子中有几条染色体？问题6：如果把配子中的染色体看作一组，野生马铃薯体细胞中有几组染色体？问题5：配子中这些染色体在形态和功能上有什么特点？这些染色体之间是什么关系？形态和功能各不相同的非同源染色体两组观察野生马铃薯的染色体组成图，回答以下问题：一、染色体数目变异什么是染色体组呢？小游戏：扑克牌的分组现有4种花色的扑克牌12张，请你为以下扑克牌重新分组。头脑风暴分类方式：按照花色分组，每一组扑克牌里都有A~3。小游戏：扑克牌的分组现有4种花色的扑克牌12张，请你为以下扑克牌重新分组。头脑风暴迁移以雌果蝇体细胞染色体为例，你会如何对染色体分组呢？同源染色体等位基因Aa雌果蝇体细胞染色体合作探究按照染色体的形态结构分组自然界中的染色体是否也存在着这样的分组呢？成对的同源染色体分离非同源染色体自由组合每个配子都有一套完整的非同源染色体染色体组自然界中的染色体是否也存在着这样的分组呢？染色体组有什么特点呢？染色体组的特点：①非同源染色体观察右图，找找雌果蝇体细胞染色体组的不同与相同之处。合作探究不同相同形态、大小功能携带控制生物体所有性状的一整套基因②染色体组内各染色体的形状、大小、功能各不相同③携带控制生物体所有性状的一整套基因雌果蝇体细胞染色体组问题7：野生马铃薯体细胞中有几个染色体组？2个（2）染色体组--概念一、染色体数目变异细胞中形态和功能不同的一套非同源染色体叫做一个染色体组。携带着控制生物生长发育的全部遗传信息。由卵细胞发育而来为什么雄蜂由卵细胞发育而来，却可以正常生活呢？雄蜂是由卵细胞发育而来，卵细胞内有一套完整的染色体组，拥有控制蜜蜂所有性状的一套基因，所以该表达的性状都可以表达出来，因此可以发育为一个完整个体。是否所有生物都像只需要一个染色体组就能发育成完整的个体呢？不是，雄蜂是自然界的特例。染色体组有何意义呢？人类染色体组一、染色体数目变异人类基因组计划测定人体染色体中的基因序列假如你是一名科学家，需要对人类染色体进行基因组测序，你会测多少条染色体呢？22条常染色体+XY染色体常染色体遗传信息相同XY染色体遗传信息不同染色体组的意义：最精简的遗传组合染色体组的意义染色体形态形态、大小完全相同的染色体（同源染色体）有几条，则有几个染色体组。基因型控制同一性状的基因（等位基因）出现几次，则有几个染色体组。图1图2图3AaBBDd图4AaaBBb图5ABC图6Aa图71个4个3个2个3个1个2个雄果蝇体细胞（2）染色体组--数目判定一、染色体数目变异问题：下面细胞分别处于什么时期，此时细胞中各有几个染色体组？MⅠ后期有丝中期有丝后期MⅡ后期4个2个2个2个问题8：栽培马铃薯有几个染色体组？细胞内染色体数目以一套完整的非同源染色体（染色体组）为基数成倍地增加或成套地减少。4个一、染色体数目变异二倍体：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四倍体(4n=48)三倍体(3n=33)多倍体：由受精卵发育而成的个体，体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体二倍体(2n=24)一、染色体数目变异减数分裂Ⅰ受精作用♀♂减数分裂Ⅰ二倍体正常的减数分裂（两对同源染色体）复制复制减数分裂Ⅱ减数分裂Ⅱ二倍体（3）二倍体、多倍体一、染色体数目变异减数分裂Ⅰ受精作用♀♂减数分裂Ⅰ复制复制减数分裂Ⅱ减数分裂Ⅱ四倍体①多倍体的成因：（MⅠ异常，MⅡ正常）（3）二倍体、多倍体一、染色体数目变异减数分裂Ⅰ受精作用♀♂减数分裂Ⅰ复制复制减数分裂Ⅱ减数分裂Ⅱ四倍体（MⅠ正常，MⅡ异常）①多倍体的成因：（3）二倍体、多倍体一、染色体数目变异受精作用♀♂减数分裂减数分裂受精作用四倍体三倍体♀减数分裂二倍体的减数分裂出现错误，形成含有两个染色体组的配子；（3）二倍体、多倍体一、染色体数目变异减数分裂受精作用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。减数分裂四倍体复制三倍体四倍体二倍体含有两个染色体组的配子（3）二倍体、多倍体一、染色体数目变异三倍体减数分裂时同源染色体发生联会紊乱，不能形成可育配子，因此无法形成受精卵，进而形成种子。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?染色体组一、染色体数目变异②分布二倍体包括几乎全部动物和半数以上的高等植物。(番茄、人、果蝇等)多倍体植物中很常见，动物中极少见。香蕉(三)、马铃薯(四)、普通小麦(六)三倍体四倍体六倍体（3）二倍体、多倍体一、染色体数目变异1、茎秆粗壮，叶、果、种子都比较大；2、糖类和蛋白质等含量都有所增加。资料：四倍体水稻的干粒重是二倍体水稻的两倍，蛋白质含量提高5%--15%。四倍体番茄的维生素C含量比二倍体的品种几乎增加了一倍。四倍体萝卜的主根粗大。野生型草莓多倍体草莓特点③多倍体生物特点：（3）二倍体、多倍体一、染色体数目变异资料：三倍体西瓜因为很少产生有功能的生殖细胞，所以没有种子，食用方便。三倍体的杜鹃花不育，开花时间特别长。③多倍体生物特点：（3）二倍体、多倍体一、染色体数目变异1、茎秆粗壮，叶、果、种子都比较大；2、糖类和蛋白质等含量都有所增加；3、发育迟缓，结实率低。特点单倍体： 在生物的体细胞中，染色体数目不仅可以成倍地增加，还可以成套地减少。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。蜂王雄蜂工蜂一、染色体数目变异问题9：普通小麦是六倍体，其发育的单倍体有几个染色体组？三个染色体组生物染色体组数单倍体染色体组数二倍体2四倍体4六倍体6123发育起点配子受精卵单倍体含染色体组数二倍体n倍体2个n个判断方法（4）单倍体一、染色体数目变异长得弱小，而且高度不育。蜜蜂中的雄蜂；在自然条件下，玉米、高粱、水稻、番茄等二倍体植物，偶尔也会出现单倍体植株。③单倍体植株特点：②单倍体生物类型：（4）单倍体一、染色体数目变异二、拓展应用1．在二倍体的高等植物中，偶然会长出一些植株弱小的单倍体，这些单倍体一般不能通过有性生殖繁殖后代。单倍体是如何形成的？为什么不能繁殖后代？

可能的原因是，二倍体植株经减数分裂形成配子后，一些配子可以在离体条件下发育成单倍体。这些单倍体一般不能通过有性生殖繁殖后代，是因为它们的体细胞中只含有一个染色体组，减数分裂时没有同源染色体的联会，就会造成染色体分别移向细胞两极的紊乱，不能形成正常的配子，因此，就不能繁殖后代。练习与应用p914．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728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14561二倍体六倍体21684练习与应用p91染色体复制着丝粒分裂无纺缍丝正常

低温条件或秋水仙素处理分裂前期抑制纺锤体形成多倍体多倍体育种低温处理秋水仙素诱发当秋水仙素作用于分裂前期的细胞，能够抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞的两极，从而引起细胞内染色体数目加倍。染色体数目加倍的细胞继续进行有丝分裂，就可能发育成多倍体植株。二、育种中的应用（1）多倍体育种低温/秋水仙素处理萌发的种子或者幼苗萌发的种子或者幼苗注：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，它是白色或淡黄色粉末或针状结晶，有剧毒。（目前最常用、最有效）有丝分裂旺盛抑制纺锤体的形成二、育种中的应用（1）多倍体育种二倍体幼苗二倍体的幼苗四倍体的植株(♀)二倍体的植株(♂)三倍体种子实例三倍体无子西瓜培育p91

秋水仙素不是，地上部分的茎、叶、花的染色体数目加倍，含有4个染色体组；根细胞没有加倍，只含有2个染色体组。2n2n2n4n3n授粉处理后的四倍体西瓜中，各部分细胞都含有4个染色体组吗？（1）多倍体育种二倍体幼苗二倍体的幼苗四倍体的植株(♀)二倍体的植株(♂)三倍体种子种子（胚）3n种皮4n果皮（果肉）4n受精卵→珠被→子房壁→

秋水仙素2n2n2n4n3n去雄授粉第一年（1）多倍体育种实例三倍体无子西瓜培育p91二倍体植株(♂)三倍体植株(♀)联会紊乱，果实无种子（三倍体无子西瓜）种下去普通西瓜植株2n3n3n第二年刺激子房发育成果实的作用无籽西瓜二倍体幼苗二倍体的幼苗四倍体的植株(♀)二倍体的植株(♂)三倍体种子

秋水仙素（1）多倍体育种实例三倍体无子西瓜培育p91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。（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）获得的四倍体西瓜为何要与二倍体杂交？联系第1问，你能说出产生多倍体的基本途径吗？杂交可以获得三倍体植株。多倍体产生的途径为：用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。（1）多倍体育种实例三倍体无子西瓜培育p91（3）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。三倍体植株一般不能进行正常的减数分裂形成配子，因此，不能形成种子。但是，也有可能在减数分裂时形成正常的卵细胞，从而形成正常的种子，但这种概率特别小。（4）无子西瓜每年都要制种，很麻烦，有没有别的替代方法？方法一，进行无性生殖，将三倍体植株进行组织培养获取大量培苗，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植株未受粉的雌蕊，以促进子房发育成无种子的果实，同时，在花期全时段要进行套袋处理，以避免受粉。实例三倍体无子西瓜培育p91获得单倍体植株使染色体数目加倍，恢复到正常植株的染色体数目萌发的种子或者幼苗花药离体培养1萌发的种子或者幼苗低温/秋水仙素2二、育种中的应用（2）单倍体育种花药离体培养步骤①花粉发育到一定阶段的花药，无菌操作技术，接种在人工培养基上进行离体培养；②花粉在培养基特定条件下可以发生多次分裂，形成类似胚胎的构造（胚状体）或愈伤组织；③诱导愈伤组织分化出芽和根，最后长成植株。二、育种中的应用（2）单倍体育种高杆抗病AABB矮杆感病aabb矮杆抗病aaBB？二、育种中的应用（2）单倍体育种第1年杂交育种第2年第3年选育出需要的矮抗品种生长发育×aaBBF3减数分裂配子ABAbaBab单倍体ABAbaBab↓花药离体培养↓秋水仙素第1年第2年第4……年单倍体育种AAbbaaBBaabb纯合体AABB矮抗P高杆抗病×矮杆感病AABBaabbF1高杆抗病↓AaBbF2↓×A_B_A_bbaaB_aabb矮抗矮感高抗高感明显缩短育种年限二、育种中的应用