第30讲 染色体变异——2026届高中生物学一轮复习课件

该高中生物学高考复习课件聚焦染色体变异、变异与育种及低温诱导实验三大核心考点，依据高考评价体系梳理结构变异（缺失、重复等）、数目变异（三体、染色体组）、育种方法（单倍体、多倍体等）考查要求，通过考点权重分析明确染色体组判定、育种原理等高频考点，归纳概念辨析、实验分析等常考题型，体现备考针对性。 课件亮点在于高考真题训练与应试技巧指导，如2025黑吉辽蒙卷三体自交题解析，结合科学思维对比辨析易位与互换、缺失与基因突变，通过探究实践梳理低温诱导实验试剂作用（卡诺氏液固定）。特设易错点分析（单体三体配子比例），帮助学生掌握答题逻辑，教师可据此精准复习，提升备考效率。

第30讲 染色体变异 贺老师 大概念六 生物的变异与生物多样性和适应性是进化的结果 1 考点1：染色体变异的概念 生物体的体细胞或生殖细胞内染色体数目或结构的变化，称为染色体变异。 定 义 类 型 染色体变异 结构变异 数目变异 细胞内个别染色体增加或减少 细胞内染色体组成倍增加或成套减少 缺失、重复、易位、倒位 2 ①缺失：染色体的某一片段缺失 实例：果蝇缺刻翅的形成 正常翅 缺刻翅 基因数目减少 结果 ： 1 类型 考点2：染色体结构变异 人的第5号染色体部分缺失 猫叫综合征： 缺失环是缺失杂合子在减数分裂过程中同源染色体配对时出现的特征性的环状结构。基因在染色体上 3 项目 染色体变异：缺失 基因突变：缺失 图解 实质 结果 观察 染色体上基因的缺失 基因中碱基对的缺失 基因的数目减少 碱基对的数目减少，产生新基因 在光学显微镜下能观察到 在光学显微镜下观察不到 染色体结构变异（缺失） vs 基因突变 4 果蝇棒状眼的形成 棒状眼 正常眼 基因数目增加 结果 ： ②重复：染色体增加了某一片段 1 类型 考点2：染色体结构变异 5 ③易位：染色体某一片段移接到另一条非同源染色体上 正常眼 花斑眼 ①果蝇花斑眼的形成 1 类型 排列顺序 ②慢性粒细胞白血病 结果：基因的 改变 考点2：染色体结构变异 6 项目 染色体易位 互换 图解 区别 位置 原理 交换基因 观察 非同源染色体之间 同源染色体的非姐妹染色单体之间 染色体结构变异 基因重组 在显微镜下观察到 在显微镜下观察不到 易位 vs 互换 非等位基因 (改变基因顺序和数量) 等位基因 (不改变基因数量) 7 ④倒位：染色体某一片段位置颠倒 ①果蝇卷翅的形成 1 类型 a b c d e f a b c d e f b c d e a f 位置颠倒 排列顺序 结果：基因的 改变 ②人9号染色体倒位导致习惯性流产 考点2：染色体结构变异 8 染色体结构上的缺失、重复、易位和倒位 基因 或 改变 生物 的改变（变异） 2 结果 数量 排列顺序 性状 考点2：染色体结构变异 3 原因 受各种因素影响(如：各种射线、代谢失调等)，染色体发生 以及断裂后片段 的重新连接。 断裂 不正常 大多数染色体结构变异对生物体是 ， 有的甚至会导致生物体 。 4 影响 不利的 死亡 9 1.下图为显微镜观察的变异杂合子染色体联会异常现象，通过图示辨析 染色体结构变异的类型。 缺失 重复 易位 倒位 2对染色体，发生在非同源染色体上 1对染色体 辨析染色体结构变异的类型 黑色实心圆代表着丝粒 10 21三体综合征/唐氏综合征 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。 类型一：个别染色体数目的增加或减少 考点3：染色体数目变异 1 类型 三体 单体 11 减Ⅰ后期 异常 21号同源染色体未分离 减Ⅱ后期 异常 姐妹染色单体分离后移向细胞的同一极 21三体综合征形成原因可能是什么？ 考点3：染色体数目变异 12 几种染色体变异类型产生配子的分析 (1)3种染色体结构变异产生配子情况 A∶O＝1∶1 AA∶a＝1∶1 A∶Aa∶a∶O＝1∶1∶1∶1 A∶O ＝1∶1 Aa∶A∶AA∶a＝ AA∶Aa∶aa＝ 注：不含该基因用“O”表示。 易错辨析 (2)3种染色体数目变异产生配子情况 单体和三体也是二倍体，均可进行减数分裂，产生配子，配子育性情况见具体实例。 思考：单体和三体能否产生配子？ 2∶2∶1∶1 1∶4∶1 13 正常果蝇 （2n=8） 增加一套 （3n=12） 减少一套 （n=4） 类型二：以染色体组的形式成倍地增加或减少 2个染色体组 1个染色体组 3个染色体组 考点3：染色体数目变异 1 类型 更符合“套”的概念，如一套书里，每本书都不一样 14 特征 本质上 1 形态上 2 功能上 3 一整套非同源染色体 各不相同 各不相同，但携带生物生长、发育、遗传和变异的一整套遗传信息 考点3：染色体数目变异 2 染色体组 生活中也有很多“套”或“组”的概念 假如人的手指是10条染色体，每只手5条染色体都可以代表一个染色体组 一个染色体组中的染色体具有什么样的特点呢? 15 1套 3套 2套 ①根据染色体形态判定：细胞内同一形态的染色体有几条就可以认为含有几个染色体组。 2套 2套 3套 1套 ②根据基因型判断：同一种基因（不分大小写）出现几次，则细胞中就有几个染色体组。 4套 1套 2套 1套 ③根据分裂图像判定： 考点3：染色体数目变异 3 染色体组数目的判定方法 16 二倍体、多倍体和单倍体的比较 项目 单倍体 二倍体 多倍体 概念 发育起点 举例 植株 特点 体细胞染色体组数 配子 ≥1 ≥3 ①植株弱小 ②一般高度不育 含偶数个染色体组：可育 ①茎秆粗壮 ②叶片果实和种子较大 ③营养物质含量丰富 2 体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体 体细胞中含有两个染色体组的个体 体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体 蜜蜂的雄蜂（孤雌生殖） 几乎全部的动物和过半数的高等植物 三倍体香蕉(3n=33)； 四倍体马铃薯(4n=48)； 正常，可育 受精卵 受精卵 ①结实率低， ②晚熟 17 项目 单倍体 二倍体 多倍体 形 成 原 因 自然 原因 人工 诱导 花药离体培养 秋水仙素处理 单倍体幼苗 低温； 秋水仙素处理萌发的种子或幼苗 二倍体、多倍体和单倍体的比较 单性生殖 正常的有性生殖 外界环境条件剧变(如低温) 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 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 1.多倍体形成的原理： 作用时期：有丝分裂的前期 （1）单倍体高度不育的原因： （2）三倍体高度不育的原因： 无同源染色体，不能进行正常的减数分裂 减数分裂时会发生联会紊乱，不容易得到可育配子 思考：为什么单倍体和三倍体一般高度不育？原因相同吗？ 易错：导致着丝粒不能分裂（×） 秋水仙素处理单倍体幼苗 （单倍体无种子） 18 专题 变异与育种 贺老师 大概念六 生物的变异与生物多样性和适应性是进化的结果 19 考点1：不同育种方法的原理和过程 1 诱变育种 基因突变 选择生物 多种突变类型 选择理想类型 培育成新品种 施加诱变因素(X射线、紫外线、亚硝酸等) (2)优点： (1)原理： (3)缺点： ①可以提高突变频率，在较短时间内获得更多的优良变异类型。 ②大幅度地改良某些性状 有利变异少，工作量大， 需处理大量材料，具有盲目性 如果需要得到“甜”的苦瓜，可以怎么育种？ 20 若培育隐性纯合品种则无需连续自交筛选，F2中出现相关表现型即为纯种，可推广应用。 具有不同优良性状的亲本 杂交 F1 自交 F2 鉴别选择需要的类型逐代自交 不发生性状分离为止 (2)优点： (1)原理： 基因重组 ①操作简单 ②把多个品种的优良性状集中在一起 (3)缺点： ①育种周期长 ②局限于同种或亲缘关系较近的物种 考点1：不同育种方法的原理和过程 2 杂交育种 如果一种西瓜肉是黄的，但是不甜，另一种西瓜是甜的，但是红肉，如果我想培育黄肉甜西瓜可以采取怎样的育种方法？ 21 考点1：不同育种方法的原理和过程 3 单倍体育种 花药离体培养 单倍体幼苗 人工诱导(用秋水仙素处理) 染色体数目加倍得到正常植株 植物组织培养 染色体(数目)变异 1、单倍体育种所得个体都是纯合子（ ） 杂合子 (2)优点： (1)原理： (3)缺点： 明显缩短育种年限, 所得个体均为纯合子 技术复杂,一般应用于二倍体植物 × (2)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 22 考点1：不同育种方法的原理和过程 如何利用二倍体西瓜培育三倍体西瓜？ 1、为什么用一定浓度的秋水仙素滴在二倍体西瓜幼苗的芽尖？ 芽尖有丝分裂旺盛，秋水仙素能够抑制纺锤体的形成，引起细胞内染色体数目加倍。 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 4 多倍体育种 2、秋水仙素处理后的植株，各个部位染色体数目是否都为4N？ 分生组织分裂产生的茎、叶、花染色体数目加倍， 未经处理部分(如根部细胞)的染色体数不变。 3、两次授粉的目的？ 第一次： 第二次： 杂交获得三倍体种子（受精） 刺激子房发育形成果实 （刺激子房产生生长素） 无籽西瓜无种子，每年都要制种，有没有别的替代办法？ 23 考点1：不同育种方法的原理和过程 4 多倍体育种 (1)原理： 染色体数目变异 (2)过程： 导致 萌发的种子或幼苗 　 抑制纺锤体的形成 细胞中染色体数目加倍 多倍体植株 秋水仙素处理 导致 正常分裂分化 染色体不分离 单倍体育种和多倍体育种的区别 24 ③优点: ④缺点: ②原理: ⑤举例: 获取目的基因 载体 构建基因表达载体（重组DNA） 导入受体细胞 具有相关性状的新品种 ①育种过程 考点1：不同育种方法的原理和过程 5 基因工程育种 ①打破远缘杂交不亲和的障碍； 技术复杂，可能会产生食品安全问题 如培育转基因抗虫棉 基因重组 ②定向改造生物的遗传性状 25 集优 无中生有 各性状加强 外源基因表达 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 育种材料 方法特点 考点1：不同育种方法的原理和过程 26 类别 杂交育种 诱变育种 单倍体育种 多倍体育种 原理 常用 方法 优点 缺点 基因重组 杂交→自交→选优→自交 将不同品种的优良性状集中于同一个体上 不能产生新基因；育种进程缓慢、过程复杂； 基因突变 用物理或化学方法处理生物 提高突变率，可以在较短的时间内获得更多的优良变异类型 有利变异少，需大量处理实验材料（具有不定向性、低频性） 染色体变异 花药离体培养；秋水仙素处理幼苗；选择； 明显缩短育种年限；得到的植株都是纯合子 技术性强，需结合杂交育种和人工诱导染色体加倍技术 染色体变异 用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗 茎秆粗壮，叶片、果实、种子都比较大，营养物质含量有所增加 发育延迟，结实率降低，一般只适用于植物 考点1：不同育种方法的原理和过程 27 实验 低温诱导植物细胞染色体数目的变化 贺老师 大概念六 生物的变异与生物多样性和适应性是进化的结果 和观察有丝分裂相似，都是为了观察到染色体，因此都需要制片 28 1.实验原理 (1)低温处理:低温处理植物的________细胞, 能够抑制________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______。 分生组织 纺锤体 加倍 碱性染料 甲紫 低温诱导植物细胞染色体数目的变化 (2)染色体染色: 染色体容易被__________染成深色,用质量浓度为0.01 g/mL的______溶液染色。 有丝分裂 29 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1 cm长的不定根时，将整个装置放入冰箱冷藏室内，诱导培养48~72 h。 3.剪取诱导处理的根尖0.5~1 cm,放人卡诺氏液中浸泡0.5~1 h，以固定细胞的形态，保证染色体的完整性，然后用体积分数为95%的酒精冲洗2次。 5. 先用低倍镜寻找染色体形态较好的分裂象。 确认某个细胞发生染色体数目变化后，再用高倍镜观察。 诱导培养 固定 细胞形态 制作装片 观察 2. 实验过程 低温诱导植物细胞染色体数目的变化 制片 染色 漂洗 解离 解离的主要目的是分散细胞，便于观察单个细胞的染色体形态；而固定是终止细胞活动，保留特定状态。将无水乙醇和冰醋酸按照3:1的体积比均匀混合。能迅速穿透细胞，将其固定并维持染色体结构的完整性，还能够增强染色体的嗜碱性，达到优良染色效果。使用后细胞会死亡。 固定剂（如卡诺固定液）能迅速杀死细胞，终止其代谢活动，使染色体停留在低温诱导后的特定状态，便于后续观察。低温处理后的细胞可能因代谢紊乱而逐渐解体，染色体也可能因酶活性变化而发生降解或断裂。固定剂通过交联蛋白质和DNA，稳定细胞结构，防止染色体进一步变化，确保观察到的染色体数目和形态真实反映低温诱导的效果。 30 3. 实验结果 低温诱导植物细胞染色体数目的变化 不是，只有部分细胞染色体数目加倍，绝大多数植物细胞染色体没有加倍。 1、该实验是使所有的植物细胞中染色体数目都加倍了吗？ 不是，必须是“适当低温”(4 ℃)。温度过低会对植物细胞造成伤害。 2．低温诱导植物细胞染色体数目的变化时，是不是温度越低效果越好？ 31 实验中几种试剂的使用方法和作用 低温诱导植物细胞染色体数目的变化 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 体积分数为95%的酒精 冲洗卡诺氏液（无水乙醇和冰醋酸）处理过的根尖 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 清水 漂洗解离后的根尖约10 min 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 固定细胞形态 洗去卡诺氏液 解离根尖细胞，使细胞分散开来 洗去解离液，防止解离过度 使染色体着色 32 1.（2025·江苏·高考真题）用秋水仙素处理大花葱（2n=16），将其根尖制成有丝分裂装片，图示2个细胞分裂相。下列相关叙述正确的是（    ） A．解离时间越长，越有利于获得图甲所示的分裂象 B．取解离后的根尖，置于载玻片上，滴加清水并压片 C．图乙是有丝分裂后期的细胞分裂象 D．由于秋水仙素的诱导，图甲和图乙细胞的染色体数目都加倍 C A.解离时间过长，会使细胞过于酥软，导致细胞结构被破坏，不利于观察 B.应先进行漂洗，洗去解离液，然后染色，再置于载玻片上 D.图甲细胞不处于有丝分裂后期，且明显看出染色体数目多于16条，是秋水仙素诱导染色体数目加倍的结果，而图乙细胞处于正常的有丝分裂后期，着丝粒分裂导致其染色体数目加倍，并不是秋水仙素诱导的结果 真题必刷 33 2.（2025·黑吉辽蒙卷·高考真题）某二倍体（2n）植物的三体（2n+1）变异株可正常生长。该变异株减数分裂得到的配子为“n”型和“n+1”型两种，其中“n+1”型的花粉只有约50%的受精率，而卵子不受影响。该变异株自交，假设四体（2n+2）细胞无法存活，预期子一代中三体变异株的比例约为（    ） A．3/5 B．3/4 C．2/3 D．1/2 A 配子类型​​：三体（2n+1）→n（正常）：n+1（多一条）=1:1。​​父本精子受精率​​：n+1型花粉仅50%受精，n：n+1=2：1。 ​子代组合​​： 2n（正常）=1/2n（卵细胞）×2/3n（精子）=1/3； 2n+1（三体）=1/2【n（卵细胞）】×1/3【n+1（精子）】+1/2 【n+1（卵细胞）】×2/3【n（精子）】=3/6； 2n+2（四体，死亡）=1/2【n+1（卵细胞）】×1/3【n+1（精子）】=1/6（淘汰）。 因此三体比例​​：存活子代中三体总概率为（1/6+1/3）=1/2，占总存活的（1/3+1/6+1/3）=5/6，故比例为（1/2）÷（5/6）=3/5。 真题必刷 34 $