2025届高三生物一轮复习：第28讲 染色体变异与育种

第28讲 染色体变异与育种 2025 一轮 复习 1 回归课本 强基固本 考点一 染色体变异 知识点一、染色体数目的变异 类型 1 非整倍变异 整倍变异 知识点一、染色体数目的变异 三体 三体：2n+1 单体 单体：2n-1 注意： 单体和三体也是二倍体，可进行减数分裂产生配子 个别染色体的增加或减少 1.1 知识点一、染色体数目的变异 实例1：唐氏综合征即21三体综合征 (又称先天性愚型或Down综合征) 病因：21号同源染色体由2条增加至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。 【21三体综合征产生的原因】 原因一：减数分裂Ⅰ后期同源染色体未分离 减数分裂Ⅰ 复制 减数分裂Ⅱ 复制 同源染色体未分离 21号染色体 异常个体（含3条21号染色体） 21号染色体 知识点一、染色体数目的变异 复制 姐妹染色体不分离 减数分裂Ⅰ 复制 减数分裂Ⅱ 21号染色体 21号染色体 知识点一、染色体数目的变异 【21三体综合征产生的原因】 原因二：减数分裂Ⅱ后期姐妹染色单体不分离 异常个体（含3条21号染色体） 实例2：男性Klinefelter综合征 病因： 表现： 多了一条X染色体 身材较高 性腺发育不良、有女性特征 实例3：女性Turner综合征 病因： 表现： 少了一条X染色体 身材较矮 性腺发育不良 知识点一、染色体数目的变异 知识点一、染色体数目的变异 染色体组 2 ①定义： 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，其中每套非同源染色体称为一个染色体组。 ②特征： A.一个染色体组中不含同源染色体。 B.所含的染色体大小、形态和功能各 不相同。 C.含有控制生物生长、发育、遗传和变异的全套遗传信息。 [易错提醒] 基因组≠染色体组 对于有性染色体的生物（二倍体），其基因组为常染色体/2+两条不同的性染色体，如果蝇染色体组含4条染色体，而基因组含5条染色体；对于无性染色体的生物，其基因组与染色体组相同，如马铃薯（2n=24)的基因组与染色体组都是12条染色体。 （复习资料P203长句规范作答第3） 知识点一、染色体数目的变异 ③判断染色体组数目的方法 （复习资料P198总结归纳） 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 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 染色体组数=染色体数/染色体形态数 方法三：根据染色体数和染色体形态数推算 知识点一、染色体数目的变异 单倍体、二倍体和多倍体 3 （1）二倍体 （通常）由受精卵发育而来，体细胞中含两个染色体组的个体。 几乎全部动物以及过半数的高等植物 野生马铃薯的染色体组成 人体的染色体组成 知识点一、染色体数目的变异 单倍体、二倍体和多倍体 3 （2）多倍体 (通常）由受精卵发育而来，体细胞中含三个或三个以上染色体组的个体。 植物中常见，动物几乎没有 必修二P88 旁栏：被子植物中，约有33%的物种是多倍体。如普通小麦、棉、烟草、菊、水仙。 六倍体 菊花 三/四倍体 葡萄 四倍体 番茄 六倍体 普通小麦 特点：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。但发育迟缓，结实率低。 知识点一、染色体数目的变异 单倍体、二倍体和多倍体 3 （3）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，由配子(精子或卵细胞）直接发育而成的个体。 特点：植株弱小，且一般高度不育 注意：单倍体不一定只含1个染色体组 二倍体的配子发育成的单倍体表现为高度不育；多倍体的配子如果含有偶数个染色体组 ，则发育成的单倍体含有同源染色体及等位基因，可育并能产生后代。 n=16 雄蜂 n=32 蜂王 1. （2023·黑龙江开学考试）如图所示，关于细胞中所含的染色体，叙 述正确的是( ) A. 图a含有2个染色体组，图b 含有3个染色体组 B. 用秋水仙素处理单倍体植株后得到的植株是二倍体 C. 如果图c代表由受精卵发育成的生物的体细胞，则该生物一定是二倍体 D. 图d代表的生物一定是由卵细胞发育而成的单倍体 C 知识点二、染色体结构变异 染色体结构变异 缺失 重复 易位 倒位 在自然条件或人为因素的影响下，染色体发生的结构变异主要有以下4种类型。 染色体结构的改变，会使排列在染色体上的基因数目或排列顺序发生改变，导致性状的变异。 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 知识点二、染色体结构变异 (1)缺失 类型 1 染色体的某一片段缺失引起的变异 结果： 基因数目减少 ②果蝇缺刻翅的形成 举例： ①人类的猫叫综合征:5号染色体部分缺失 正常翅 缺刻翅 联会时： 知识点二、染色体结构变异 (2)重复 类型 1 染色体中增加某一片段引起的变异 结果： 基因数目增加 举例： 果蝇棒状眼的形成 正常眼 棒状眼 联会时： 知识点二、染色体结构变异 (3)易位 类型 1 染色体某一片段移接到另一条非同源染色体上引起的 结果： 基因排列顺序发生改变 举例： ②果蝇花斑眼的形成 ①人慢性粒细胞白血病 正常眼 花斑眼 联会时： 【拓展延伸】 染色体间的易位可分为单向易位和相互易位 ①单向易位： 指一条染色体的某一片段转移到了另一条非同源染色体上 ②相互易位(平衡易位)： 指两条非同源染色体间相互交换了片段 【易错提醒】 项目 染色体易位 染色体片段互换 图解 区别 位置 染色体之间 染色体的 染色单体之间 原理 观察 在显微镜下 观察到 在显微镜下 观察到 非同源 同源 非姐妹 染色体结构变异 基因重组 能 不能 染色体易位与互换的区别 知识点二、染色体结构变异 (4)倒位 类型 1 染色体的某一片段位置颠倒引起的变异 结果： 基因排列顺序发生改变 举例： 果蝇卷翅的形成 正常翅 卷翅 联会时： 染色体结构变异 细胞水平的变异，光学显微镜下可见。 (没有产生新基因，发生了基因数目或排列顺序的变化) 基因突变 分子水平的变异，光学显微镜下不可见。 (产生新基因，基因数目、排列顺序都没有变化) 缺失 重复 倒位 基因突变 知识点二、染色体结构变异 染色体结构变异 VS 基因突变 2 在有丝分裂和减数分裂过程都可以发生染色体变异 染色体片段缺失与碱基缺失的区别 项目 染色体片段缺失（基因减少） 碱基缺失（基因数不变） 图解 区别 原理 观察 在显微镜下 观察到 在显微镜下 观察到 染色体结构变异 基因突变 能 不能 1. 如图①②③④分别表示不同的变异类型，基因a、a′仅有图③所示片 段的差异。下列相关叙述正确的是（ ） A.图中4种变异中能够遗传的 变异是①②④ B.③中的变异属于染色体结构变异中的缺失 C.④中的变异是染色体结构变异中的缺失 D.①表示同源染色体非姐妹染色单体的交叉互换，发生在减数第一次 分裂的前期 D 2. （2023·湖北卷·16，2分）DNA 探针是能与目的DNA 配对的带有标 记的一段核苷酸序列，可检测识别区 间的任意片段，并形成杂交信号。某探针可以检测果蝇Ⅱ号染色体上 特定DNA 区间。某果蝇的Ⅱ号染色体中的一条染色体部分区段发生倒位， 如图所示。用上述探针检测细胞有丝分裂中期的染色体（染色体上“-” 表示杂交信号），结果正确的是( ) B A. B. C. D. 回归课本 强基固本 考点二 生物变异在育种中的应用 选取符合要求的纯合双亲杂交（♀×♂）得到F1，F1自交得到F2，从中选择需要的类型，再连续自交直至不发生性状分离为止。 知识点三、几种常考的育种方法 杂交育种 1 ①原理： ②过程： ③优点： ④缺点： 基因重组 a. 能将不同个体上的优良性状集中于一个个体上 b. 操作简单，技术要求不高 a. 育种年限长 b. 只能利用已有的基因进行重组，不能创造新的基因 若是选育动物品种，则用测交方法 c. 局限于同种或亲缘关系较近的物种 用物理因素（如X射线，紫外线，激光等）或化学因素（如亚硝酸等）处理生物，使其发生基因突变，从中筛选所需变异进行培育。 知识点三、几种常考的育种方法 诱变育种 2 ①原理： ②过程： ③优点： ④缺点： 基因突变 a. 提高突变率，加速育种进程 b. 大幅度改良某些性状，创造人们所需要的优良变异类型 a.有利变异少，需大量处理实验材料 b. 诱变的方向和性质不能控制，具有盲目性 知识点三、几种常考的育种方法 单倍体育种 3 ①原理： ②过程： ③优点： ④缺点： 染色体数目变异 明显缩短育种时间，得到的个体是纯合子 技术难度大，需与杂交育种配合运用 秋水仙素 离体 培养 花药 (花粉) 单倍体 幼苗 染色体数目 加倍，得到 纯合子植株 具不同优良性状的亲本 F1 杂交 选育 注意：①单倍体育种中秋水仙素处理的不是种子，原因是单倍体往往高度不育没有种子产生 ②由于实际操作过程中会受到各种因素的影响(如基因突变)，所以单倍体育种得到的也可能是杂合子 知识点三、几种常考的育种方法 多倍体育种 4 ①原理： ②处理的材料： 染色体数目变异 分裂的细胞 秋水仙素或低温处理 抑制纺锤体形成 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 萌发的种子或幼苗 注意：不是使着丝粒不能分裂 注意辨析：用秋水仙素处理植株使染色体数目加倍，若操作对象是单倍体植株，叫单倍体育种；若操作对象为正常植株，叫多倍体育种。不要一看到“染色体数目加倍”就认为是多倍体育种。 知识点三、几种常考的育种方法 实例：三倍体无子西瓜的培育(过程如图所示） 授粉 二倍体 （父本） 四倍体 （母本） 三倍体 联会紊乱 无子西瓜 滴秋水仙素 授粉 第一年 第二年 ①两次传粉的目的 第一次: 杂交获得三倍体种子 第二次: 刺激子房发育成果实 ②三倍体西瓜无子的原因: 三倍体西瓜染色体组数为奇数，在减数分裂过程中染色体联会紊乱，不能产生正常配子。 用秋水仙素处理幼苗后，分生组织分裂产生的茎、叶、花染色体数目加倍，而未经处理部分（如根部细胞）的染色体数不变。 运用DNA重组技术将一种生物的特定基因转移到另一种生物细胞中，从而定向改造生物的遗传性状。 基因工程育种 5 ①原理： 基因重组 知识点三、几种常考的育种方法 ②方法： ③优点： ④缺点： a. 目的性强，育种时间短 b. 能克服远缘杂交不亲和的障碍 有可能会产生一些负面影响，如生物安全受威胁 育种目标 方法特点 集优 无中生有 各性状加强 表达外源基因 诱变育种 多倍体育种 基因工程育种 无生殖隔离 有生殖隔离 细胞工程或基因工程育种 杂交育种 最“简便” 最快获得纯合子 最具有预见性 最“盲目” 杂交育种 单倍体育种 基因工程育种 诱变育种 根据不同育种目标选择不同育种方案 【总结归纳】 1. 普通小麦是由原始小麦与不同物种杂交，并经染色体数目加倍形成的，过 程如图所示（其中A、B、D分别代表不同物种的一个染色体组，每个染色体 组均含7条染色体）。 下列说法正确的是( ) A. 原始小麦和拟斯卑尔脱 山羊草杂交能产生可育后代，两者不存在生殖隔离 B. 拟二粒小麦属于四倍体，正常可能会产生AA、BB、AB 三种类型配子 C. 杂种Ⅰ处于有丝分裂后期的细胞中含有28条染色体 D. 原始小麦比普通小麦茎秆粗壮，种子大，营养物质含量高 C 2. （2021·广东卷·11，2分）白菜型油菜(2n=20) 的种子可以榨取食用油 （菜籽油）。为了培育高产新品种，科学家诱导该油菜未受精的卵细胞发育 形成完整植株Bc 。下列叙述错误的是( ) A. Bc成熟叶肉细胞中含有两个染色体组 B. 将Bc作为育种材料，能缩短育种年限 C. 秋水仙素溶液处理Bc幼苗可以培育出纯合植株 D. 自然状态下Bc因配子发育异常而高度不育 A 回归课本 强基固本 考点三 实验：低温诱导植物细胞染色体数目的变化 知识点四、实验：低温诱导植物细胞染色体数目的变化 实验原理 1 低温处理植物的分生组织细胞，能够抑制纺锤体的形成，导致染色体加倍后不能被拉向细胞两极，细胞不能分裂成两个子细胞，从而引起细胞内染色体数目加倍。 因为染色体数目发生变化是在细胞分裂时，所以处理其他细胞没有染色体加倍的情况。 知识点四、实验：低温诱导植物细胞染色体数目的变化 方法步骤 2 漂洗 卡诺氏液 95% 第一次漂洗是为了洗去多余的卡诺氏液 第二次漂洗是为了洗去多余的解离液 视野中既有正常的二倍体细胞(多)，也有染色体数目发生加倍的细胞(少)。 知识点四、实验：低温诱导植物细胞染色体数目的变化 实验中几种试剂的使用方法和作用 3 试剂 使用方法 作用 卡诺氏液 将根尖放入卡诺氏液中浸泡0.5～1 h 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10 min 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3～5 min 使染色体着色 1. 选取生理状况相同的二倍体草莓(2N=14) 幼苗若干，随机分组，每组30株， 用不同浓度的秋水仙素溶液处理幼苗，得到的实验结果如图所示。据图分析，下 列有关叙述正确的是( ) A. 该实验的自变量是诱导成功率， 因变量是秋水仙素溶液的浓度 B. 本实验中秋水仙素溶液处理二倍体草莓幼苗的时间属于无关变量 C. 秋水仙素溶液处理幼苗导致染色体的着丝粒在有丝分裂后期不能分裂 D. 诱导草莓体细胞中染色体数目加倍宜用质量分数为0.2% 的秋水仙素 溶液处理1d D $$