2026届高三生物一轮复习课件 30讲染色体变异

考点一 染色体结构变异 考点二 染色体数目的变异 第七单元：生物的变异、育种与进化 第30讲 染色体变异 生物体的 内染色体 的变化，称为染色体变异 一、染色体变异的概念及其理解 p87 体细胞或生殖细胞 数目或结构 1.发生变异的细胞： 2.发生变异的时间： 3.类型： 4.变异的水平 （填：“分子水平”或“细胞水平”） 体细胞或生殖细胞 （真核生物） 个体发育的任何时期 染色体数目变异和染色体结构变异 细胞水平 光学显微镜可以观察到 类型 图解 显微观察的联会异常 举例 _____ 缺刻翅 重复 棒状眼 缺失 一、类型及实例 易位 花斑眼 倒位 卷翅 提醒　染色体间的易位可分为单向易位和相互易位(平衡易位)。前者指一条染色体的某一片段转移到了另一条染色体上，而后者则指两条染色体间相互交换了片段，较为常见。 任务1.判断下列各图发生何种变异 图一 图二 图三 易位 缺失 易位 二、染色体结构变异结果 结果 染色体上的 发生改变 生物性状的改变 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 基因数目或排列顺序 实例2：人的5号染色体片段缺失 猫叫综合征：患儿哭声轻，音调高，很像猫叫而得名。猫叫综合征患者的生长发育迟缓，而且存在严重的智力障碍。 题：(2022·浙江6月选考，3)猫叫综合征的病因是人类第五号染色体短臂上的部分片段丢失所致。这种变异属于(　　) A.倒位 B.缺失 C.重复 D.易位 题1.染色体结构变异中的重复、缺失与基因突变中碱基的增添、缺失的区别是什么？ 【重点难点·透析】 1.染色体结构变异与基因突变的区别 B 区别 染色体结构变异 基因突变 原因 结果 显微镜 两者统称突变 （属于可以遗传变异），为进化提供原材料 凡是能诱发基因突变的因素，都可能引起染色体结构变异 染色体片段发生变化 基因中个别碱基对的变化 改变了基因的数量 基因的数量和顺序不变 产生可新基因（等位基因） 细胞水平 ，可观察 分子水平，不可观察 任务三 【重点难点·透析】 1.染色体结构变异与基因重组的区别 题2：染色体结构变异中的易位与基因重组中的互换的区别是什么？ 易位 互换 图解 区别 位置 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 非等位基因 改变基因的排列顺序和数量 等位基因 不改变基因的排列顺序和数量 细胞水平 ，可观察 分子水平，不可观察 基因重组 任务三 2.(高考改编)染色体变异在育种方面也有重要作用，下图是育种专家对棉花品种的培育过程，相关叙述错误的是(　　) 常见题型突破 1.染色体结构变异的类型及应用 C 常见题型突破 1.染色体结构变异的类型及应用 2.(2022·湖南卷，9)大鼠控制黑眼/红眼的基因和控制黑毛/白化的基因位于同一条染色体上。某个体测交后代表型及比例为黑眼黑毛∶黑眼白化∶红眼黑毛∶红眼白化＝1∶1∶1∶1。该个体最可能发生了下列哪种染色体结构变异(　　) C 黑眼 红眼 A/a 黑眼 红眼 B/b A B a b A B a b 常见题型突破 2.结合生物变异类型的实验，考查科学探究能力 3.(原创)已知果蝇的灰身和黑身是一对相对性状，灰身对黑身为显性（用B和b表示），其中某纯种灰身雄果蝇经辐照处理后从中筛选出果蝇甲，甲产生的各配子活性相同无致死，且基因均能正常表达，请根据下图信息回答： （1）辐照处理使果蝇甲发生的变异类型 是 ， 其减数分裂能产生基因型为Y、XB 、 四种配子。 （2）筛选2可用 观察就能选出“含异常染色体的个体”，也可通过表现型判断，只有表现型为 果蝇染色体形态正常，其余表现型均含异常染色体。 染色体结构变异(或染色体易位) BXB BY 光学显微镜 灰身雄 结果预测： Ⅰ.若 ，则是环境改变； Ⅱ.若 ，则是基因突变； Ⅲ.若 ，则是染色体片段缺失。 (3)用白眼雌果蝇(XrXr)与红眼雄果蝇(XRY)为亲本杂交，在F1群体中发现一只白眼雌果蝇(记为“M”)。M果蝇出现的原因有三种可能：第一种是环境改变引起表型变化，但基因型未变；第二种是亲本雄果蝇发生基因突变；第三种是亲本雄果蝇在形成配子时发生染色体片段缺失。请设计简便的杂交实验，确定M果蝇的出现是由哪一种原因引起的。（注意：雄性个体一条染色体片段缺失时，胚胎致死） 实验方案：_______________________________________________________。 让M果蝇与正常红眼雄果蝇杂交，统计子代表现型及比例 子代红眼雌：红眼雄：白眼雄=2:1:1 子代红眼雌：白眼雄=1:1 子代红眼雌：白眼雄=2:1 跳出题海　 变异类型实验探究题的答题模板(以本题为例) 审题 读题干、获取信息，明确目的 探究F1中出现M(白眼雌)的原因 P XrXr x XRY F1 白眼雌果蝇（M） 假设 根据题干提示假设的原因，写出基因型 M(白眼雌果蝇)的基因型有 环境改变:XRXr 基因突变：XrXr 染色体缺失：XOXr 选择合适杂交组合，写出各种遗传图解 杂交 结论 根据不同杂交结果，确定变异类型 XRY X (环)XRXr (基)XrXr (染)：XOXr XRXR XRXr XRY XrY XRXr XrY XRXO XRXr XOY(死) XrY 男性携带者的初级精母细胞中含有____条染色体，女性携带者的卵子可能有___种 类型（只考虑图中的3种染色体），其中最多含有____种形态不同的染色体。 45 6 23 染色体遵循正常的染色体行为规律（不考虑交叉互换），请回答下列问题： 二、染色体数目变异 （一）细胞内个别 染色体增加或减少 先天性愚型（21三体综合征） 　45条＋XY（47条） 智力低下，身体发育缓慢，常出现特殊面容，50%患有先天性心脏病，容易夭折。病因：多了一条21号染色体。 性腺发育不良 （特纳氏综合征） 44条＋XO（45条） 判断：21-三体综合征含有3个染色体组 外观表现为女性，但性腺发育不良，没有生育能力。 21-三体综合征的成因 父方（或母方）减数第一次分裂时，21号染色体没有分离（或减数第二次分裂时姐妹染色体）没有分离，形成了含有2条21号染色体的精子（或卵细胞）与正常的卵细胞或（精子）结合形成 试在①上方方框中画出基因与染色体的位置关系,②③处变异类型分别为_ 、 (3)请设计实验证明该雄株(AAa)的变异类型为②。(要求写出实验思路,并预期实验结果) 染色体数目变异 染色体结构变异 用该雄株与矮茎植株杂交得到子代,统计子代的表型及比例;子代高茎: 矮茎=5:1 AA a (2)该雄株(AAa)(高茎)的体细胞中基因与染色体的位置关系及染色体变异类型可能有如下三种,请完成下表。 XBXb XBY XbXb XBY XBXb XbY XbXbY的 形成原因 XYY XO 父方在MⅠ时X和Y未分离，进入同一个配子中，形成不含性染色体的异常精子。 母方在MⅠ时X和X未分离，或MⅡ时两条X单体分离后进入同一个配子中，形成不含性染色体的异常卵细胞。 父方在MⅡ时两条Y染色单体分离后，进入同一个配子中，产生YY的异常精子。 XO单体形成的原因 二、染色体数目变异 （二）细胞内染色体数目以 为基数成倍的增加或成套的减少 秋水仙素抑制纺锤体的形成 由配子发育而来 一套完整的非同源染色体（染色体组） 每套非同源染色体数（染色体组）/条 关于染色体组 ①从染色体来源看,一个染色体组中         。 ②从形态、大小看,一个染色体组中所含的染色体         。 ③ 从功能看，一个染色体组含有控制本物种生长、发育、遗传、变异的等生物性状全套遗传信息。。 不含同源染色体 各不相同 ④不同生物一个染色体组的染色体形态和数目不同 Ⅱ Ⅲ Ⅳ X Ⅱ Ⅲ Ⅳ Y Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅱ Ⅲ X Y （1）细胞中的每套非同源染色体。 果蝇体细胞有条 染色体，体细胞非同源染色体有 套，每套非同源染色体 条，配子染色体数 条 请同学们分别用“同源染色体”和“染色体组”这两个概念分别描述人体细胞中的46条染色体。 同源染色体， 个染色体组，每个染色体组有 条染色体 23对 2 23 2、判断方法： ①根据染色体形态判断： 细胞内有n条相同形态的染色体， 就有n个染色体组 　分析图中有几个染色体组 A B C D 思考 ②根据基因型判断（不存在染色单体） 控制同一性状的基因出现几次，则有几个染色体组。如基因型为AAaaBBbb的细胞内有４个染色体组；基因型为 AaaBBb细胞内有３个染色体组 同种类型字母(不区分大小写)有几个，就有几个染色体组 3个 2个 5个 4个 以下选项表示生物个体的基因型，请大家根据下列个体的基因型判断一下该个体有几个染色体组： A. Aa B. AaBb C. Aaa D. AB E.AAaBbb ③根据染色体数目和形态推算 染色体数目 染色体形态数 2个 4个 2个 染色体大小相同的就是一种形态 XY也是一种形态 染色体组= ④根据xN=y 辨别染色体组数和每个染色体组含有的染色体数 2N=16 2N=24 同源染色体， 个染色体组，每个染色体组有 条染色体 2、判断方法： 单倍体 二倍体 多倍体 定义（发育来源） 染色体组 特点 举例 由配子发育而来的个体，体细胞中含有含有本物种配子染色体数目的个体 三、单倍体、二倍体、多倍体 由受精卵发育而来的个体，体细胞中含有两个染色体组的个体叫二倍体，含有三个或三个以上的染色体组的个体叫多倍体 1个或多个 2个 3个或3个以上个 植株弱小，高度不育 正常表现（对照） ①茎秆粗壮、 ②叶片、果实、种子比较大 ③糖、蛋白质等营养物质含量丰富 自然界中，几乎全部的动物和过半数的高等植物都是二倍体。如人、果蝇、玉米等 蜜蜂的雄蜂 植物中常见，动物中极少 缺点：发育延迟，结实率低 单倍体不一定只含1个染色体组，可能含同源染色体，可能含等位基因，也可能可育并产生后代，如马铃薯(四倍体)产生的单倍体。 (1)三倍体植物不能由受精卵发育而来。 ( ) (2)体细胞中含有两个染色体组的个体是二倍体，含有三个或三个以上染色体组的个体是多倍体。( ) (3)单倍体体细胞中不一定只含有一个染色体组。( ) (4)组成一个染色体组的染色体中不含减数分裂中能联会的染色体。( ) × × √ √ ①单倍体不一定只含1个染色体组，可能含同源染色体，可能含等位基因，也可能可育并产生后代，如马铃薯(四倍体)产生的单倍体。 ②单倍体不同于单体。 ③二倍体、多倍体不一定来自受精卵，如植物组织培养得到的二倍体、多倍体。 四、变异在育种中应用 （一）人工诱导多倍体育种 （1）方法： 处理萌发的 低温或秋水仙素 种子或幼苗 （2）原理： 补充：秋水仙素作用的原理和时间 当秋水仙素作用于正在分裂（有丝分裂）的细胞时，能够抑 制纺锤丝的形成，导致染色体不能移向细胞两级，（细胞也不能分裂成两个子细胞） 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，将来就可能发育成多倍体植株。 染色体变异（数目） AaBb 秋水仙素 AAaaBBbb （3）实例： 三倍体无子西瓜 P89 （1）为什么使用秋水仙素处理二倍体西瓜植株的芽尖？ （2）第一次授粉和第二次 授粉的目的分别是什么？ （3）三倍体西瓜无子的原因？ （4）无子西瓜一颗种子都没有吗？ 有丝分裂旺盛 ①杂交获得三倍体种子 ②刺激子房发育成果实 三倍体减数分裂时联会紊乱，一般不能形成正常的配子 三倍体无籽西瓜的培育 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。 在进行减数分裂时，有可能形成正常的卵细胞 (5)有没有其它方法繁殖三倍体西瓜？ 进行无性繁殖，如利用三倍体西瓜植株进行组织培养 (6)四倍体植株上结的西瓜有子？无子西瓜结在哪倍体植株上？ (7)二倍体与四倍体是同一个物种吗？理由是？ (8)四倍体植株内所有细胞的染色体均加倍吗？ 二倍体西瓜与四倍体西瓜杂交形成的后代不可育，二者存在生殖隔离（四倍体植株能自由交配产生可育后代） 判断：成功培育出三倍体无子西瓜至少需要三年（×） ④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，属于单倍体育种；若操作对象为正常植株，则属于多倍体育种。不能看到“染色体数目加倍”就认为是多倍体育种。 ⑤单倍体育种和多倍体育种都需用秋水仙素处理，使染色体数目加倍。单倍体育种在幼苗期处理，多倍体育种在种子萌发期或幼苗期处理。　　　 ②用秋水仙素处理幼苗后，分生组织分裂产生的茎、叶、花的染色体数目加倍，而未经处理部分(如根部细胞)的染色体数目不变。 ③三倍体西瓜无子的原因：三倍体西瓜植株在减数分裂过程中，由于染色体联会紊乱，一般不能产生正常配子。 原理 方法处理 无子 番茄 无子 西瓜 几种无子果实的比较 生长素能促进果实发育 用一定浓度的生长素溶液处理未受粉的番茄花蕾获得 染色体变异引起的三倍体，减数分裂联会紊乱，不能形成正常的配子 用四倍体西瓜（秋水仙素处理）与二倍体西瓜杂交，获得三倍体西瓜，给三倍体西瓜植株的雌蕊授以二倍体西瓜花粉，子房发育成无子西瓜 遗传物质是否发生改变？ 普通小麦是目前世界各地栽培的重要粮食作物。普通小麦的形成包括不同物种杂交和染色体加倍过程，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)。在此基础上，人们又通过杂交育种培育出许多优良品种。回答下列问题： (1)在普通小麦的形成过程中，杂种一是高度不育的，原因是____________________ 。已知普通小麦是杂种二染色体加倍形成的多倍体，普通小麦体细胞中有______条染色体。一般来说，与二倍体相比，多倍体的优点是_________________ (2)若要用人工方法使植物细胞染色体加倍，可采用的方法有______________(答出1点即可)。 无同源染色体，不能进行正常的减数分裂 营养物质含量高；茎秆粗壮 秋水仙素处理 42 22 ①三倍体不育的原因是___________________________。 ②二倍体的配子发育成的单倍体为什么高度不育？ （1） 甲是____倍体植株,经处理得到乙，此处使用秋水仙素的原理是___________ _______。假如同源染色体和姐妹染色单体正常分离，丙经减数分裂形成的配子中 染色体数目范围为_________。在获得丁的整个培育过程中涉及的育种方法是 _____________和__________。 四 抑制纺锤体的形成 多倍体育种 杂交育种 染色体结构变异（易位） 消除华山新麦草所有染色体 植物体细胞杂交育种、基因工程育种 （3）现有甲宽叶、不抗病（AAbb）和乙窄叶、抗病（aaBB）两个品种，目标是培育出宽叶、抗病（AABB）的新品种，请简要写出实验思 将甲乙两个亲本杂交得F1，F1自交得F2，选取F2的宽叶、抗病植株进行多代连续自交，直到自交后代不发生性状分离的植株 将甲乙两个亲本杂交得F1，取F1的花粉进行离体培养，发育成单倍体幼苗后，用秋水仙素进行处理使染色体数目加倍获得纯合子，再从中选出稳定遗传的宽叶、抗病植株 考点一 细胞的多样性和统一性 2.杂交育种(以培育显性纯合子植物品种为例 提醒　若培育隐性纯合品种则无需连续自交筛选，F2中出现相关表型即为纯种，可推广应用。 自交 基因重组 优良性状 长 包括花药离体培养和秋水仙素处理两个过程 3.单倍体育种 秋水仙素 染色体(数目)变异 明显缩短育种年限 （二倍体植株所成的单倍体）后代都是纯合子 细胞全能性 需与杂交育种结合，多限于植物 考点一 细胞的多样性和统一性 基因突变 突变频率 4.诱变育种 课堂小结：常用育种方法总结 杂交 自交 花药离体培养 秋水仙素处理 诱变处理 秋水仙素处理 转基因技术 脱分化 再分化 人工种皮 方法1 方法2 方法3 方法4 方法5 图中的方法1—方法5分别是什么育种方式? 上述字母分别代表什么过程？ 基因工程育种的原理？ 基因工程育种的优点？ 定向改变生物的性状，打破生物界限 类型 杂交育种 人工诱变育种 单倍体育种 多倍体育种 原理 常用 方法 优点 缺点 实例 将具有不同优良性状的两亲本杂交 用物理或化学 方法处理萌发的种子或幼苗 花药离体培养；秋水诱导染色体加倍 秋水仙素处理萌发的种子或幼苗 使位于不同个体的优良性状集中于一个个体上 提高变异频率加速育种进程 明显缩短 育种年限 茎秆粗壮、叶、果实、种子较大 营养含量高 育种时间长 有利变异少，需大量处理供试材料 技术复杂，需与杂交育种和多倍体育种配合 只适用于植物 基因突变 染色体变异 （染色体组成倍减少） 染色体变异 （染色体组成倍增加） 基因重组 培育矮抗小麦 培育青霉素高产菌株 三倍体无子 西瓜的培育 培育矮抗小麦 几种主要育种方法的比较 实验　低温诱导植物染色体数目的变化 2.实验注意事项 (1)显微镜下观察到的是死细胞,而不是活细胞:植物细胞经卡诺氏液固定后 细胞已死亡。 (2)选择材料不能随意:低温处理的是“  ”而不是“任何细 胞”。因为染色体数目变化发生在细胞分裂时,处理其他细胞不会出现染色 体数目加倍的情况。 根尖分生区 纺锤体 染色体 (2025年江苏卷)12. 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相 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相 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 乙 （2025年黑吉辽卷）15．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 考点一 细胞的多样性和统一性 典例·精心深研 考点一　染色体数目的变异 跳出题海　 几种常考变异类型产生配子的分析方法 提醒　分析三体产生的配子类型时，为了避免混淆，可以进行标号，如AAa，可以记为A1A2a，则染色体的三种分离方式为1A1A2、1a，1A1、1A2a，1A2、1A1a，最后把A合并即可得到各种配子的比例。 试在①上方方框中画出基因与染色体的位置关系,②③处变异类型分别为_ 、 (3)请设计实验证明该雄株(AAa)的变异类型为②。(要求写出实验思路,并预期实验结果) 染色体数目变异 染色体结构变异 用该雄株与矮茎植株杂交得到子代,统计子代的表型及比例;子代高茎: 矮茎=5:1 AA a (2)该雄株(AAa)(高茎)的体细胞中基因与染色体的位置关系及染色体变异类型可能有如下三种,请完成下表。 $