2027届高考生物人教版一轮复习课件第21讲 染色体变异

该高中生物学高考复习课件聚焦“染色体变异”专题，依据课标要求梳理染色体结构变异、数目变异及育种应用三大核心考点，结合2023-2025年山东、黑吉辽等多省高考真题分析，明确“染色体组判定”“育种方案选择”等高频考点权重，归纳比较类、实验分析类等常考题型，对接高考评价体系。 课件亮点在于“真题情境+素养导向”的备考设计，如通过“三法”判定染色体组培养科学思维，结合低温诱导实验强化探究实践，解析2024黑吉辽四倍体马铃薯题等典型真题，总结变异类型判断等答题技巧。助力学生高效掌握考点，教师可据此精准开展复习教学，提升备考实效。

染色体变异 高中生物·一轮复习·第21讲 SW生老师 课标 要求 举例说明染色体结构和数目的变异都可能导致生物性状的改变甚至死亡。 考情 分析 染色体变异 ①2025山东T22　 ②2025黑吉辽蒙T15　 ③2024浙江T2　 ④2024北京T7 ⑤2023河北T15⑥2023辽宁T2⑦2023湖北T16 ⑧2023江苏T10 生物变异在育 种中的应用 ①2025河南T13②2024黑吉辽T15③2024全国甲T32④2024安徽T10 染色体数目的变异 PART 01 1. 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。 染色体数目的变异 染色体结构的变异 2.类型 染色体变异 个别染色体的增减 染色体组增减 3.区别 基因突变、基因重组：光镜下不可见 染色体变异：光镜下可见 1. 细胞内个别染色体的增加或减少 实例1 21三体综合征（即先天性愚型） 症状： 智力低下，发育缓慢 表现特殊面容 50%患先天性心脏病 部分患儿夭折 多了一条21号染色体 一、染色体数目的变异 实例2 性腺发育不良(Turner综合征) 症状： 先天性卵巢发育不全 没有生育能力 部分患者智力轻度低下。 有的患者伴有心、肾、骨骼等先天畸形 少了一条X染色体 形成原因： 同源染色体未分离 姐妹染色单体分离后移向细胞的同一极 2. 以染色体组为基数成倍的增加或减少 染色体组： 一组非同源染色体 染色体的形态、大小、功能各不相同 含该物种全套遗传信息 正常 增多 减少 染色体组分析(根据雄果蝇染色体组成图归纳)。 同源染色体 全套遗传信息 提醒　基因组≠染色体组。染色体组:细胞中的每套非同源染色体称为一个染色体组。基因组:对于有性染色体的生物(二倍体),其基因组所含染色体为常染色体/2+性染色体;对于无性染色体的生物,其基因组与染色体组所含染色体数相同。 3. 二倍体与多倍体 体细胞中含有两个染色体组的个体。 二倍体: 多倍体: 三倍体: 体细胞中含有三个染色体组的个体。 体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体。 自然界几乎全部动物和过半数高等植物都是二倍体。 如：无子西瓜、香蕉 如：普通小麦（六倍体）、棉花（四倍体） （1）形成原因： 四倍体 二倍体 减数分裂 错误 含1个染色体组的配子 三倍体 含2个染色体组的配子 含2个染色体组的配子 减数分裂错误： 有丝分裂异常： 如：二倍体在胚和幼苗时期受到某种影响（如低温），染色体只复制未分离。 四倍体草莓 二倍体草莓 二 倍 体 水 稻 四 倍 体 水 稻 （1）茎秆粗壮。 （2）叶片、果实和种子都比较大。 （3）糖类和蛋白质等营养物质的含量都有所增加。 （2）多倍体特点 原因：体细胞染色体组数一般为奇数，当其进行减数分裂形成配子时，由于同源染色体联会紊乱，不能产生正常的配子。 （1）形成原因： 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。 （2）特点： 枝叶茎杆弱小，一般高度不育。 由配子（如卵细胞、花粉等）直接发育而成。 雄蜂 4. 单倍体 放大后的 单倍体植株 正常植株 项目 二倍体 多倍体 单倍体 概念 发育起点 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 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 受精卵 受精卵 未受精的配子 2个 3个或3个以上 不确定 正常 茎秆粗壮，叶片、果实、种子较大，营养丰富 植株矮小，高度不育 （1）几倍体的概念是针对个体水平提出的，一个具体细胞不能称为几倍体，可以说其含有几个染色体组。 （2）若未受精配子直接发育成个体，不管含有几个染色体组都叫单倍体。 注意 低温诱导植物细胞染色体数目的变化 PART 03 （一）原理 用低温处理植物的分生组织细胞，能够抑制纺锤体的形成，以致影响细胞有丝分裂中染色体被拉向两极，导致细胞不能分裂成两个子细胞 。 （二）目的要求 1. 学习低温诱导植物细胞染色体数目变化的方法。 2. 理解低温诱导植物细胞染色体数目变化的作用机制。 （三）材料用具 蒜或洋葱(均为二倍体，体细胞中的染色体数目为16),培养皿，滤纸，纱布，烧杯，镊子，剪刀，显微镜，载玻片，盖玻片，冰箱，卡诺氏液，质量浓度为0.01g/mL的甲紫(旧称龙胆紫)溶液，质量分数为15%的盐酸，体积分数为95%的酒精。 三、低温诱导植物细胞染色体数目的变化 (四)方法步骤 1.诱导培养 将蒜4℃放置一周，取出后，于室温（约25℃）进行培养；蒜长出1cm长不定根时，将装置放入冰箱冷藏室诱导培养48-72h。 2.固定 剪取根尖0.5-1cm，放入卡诺氏液中浸泡0.5-1h，以固定细胞形态，然后用体积分数为95%的酒精冲洗2次； 3.制片 解离 漂洗 制片 用药液（解离液）使组织中的细胞相互分离开来 清水洗去药液，防止解离过度 使细胞分散开来，有利于观察 染色 甲紫溶液，使染色体着色 4.观察 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。 5.注意事项 （1）卡诺氏液：固定细胞形态 （2）95%酒精冲洗：洗去卡诺氏液 （3）解离液：质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精，按1:1体积比混合均匀 （4）观察时，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 实验中的试剂及其作用。 固定细胞形态 洗去卡诺氏液 解离液 使染色体着色 核心突破 “三法”判定染色体组 1.根据染色体形态判定 细胞内形态、大小相同的染色体有几条,则含几个染色体组。 2.根据基因型判定 在细胞或生物体的基因型中,控制同一性状的基因(包括同一字母的大、小写)出现几次,则含几个染色体组。 3.根据染色体数和染色体的形态数推算 染色体组数=染色体数/染色体形态数。如果蝇体细胞中有8条染色体,分为4种形态,则染色体组数为2组。 染色体结构的变异 PART 02 （一）产生原因： 染色体断裂以及断裂之后片段在同一染色体内或不同染色体之间的重新连接。 （二）类型： 缺失、重复、易位、倒位 人类的许多遗传病是由染色体结构改变引起的。例如，猫叫综合征是人的5号染色体部分缺失引起的遗传病，因 为患儿哭声轻，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。 缺失 染色体的某一片段缺失 a b c d e f a c d e f 如：人类猫叫综合征 果蝇缺刻翅的形成 人类猫叫综合征- 部分染色体组成图 （5号染色体上臂的部分缺失） 重复 染色体的某一片段增加 如：果蝇的棒状眼和正常眼 正常眼 棒状眼 a b c d e f a b c d e f b 易位 染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上 如：果蝇的正常眼与花斑眼 a b c d e f g h i j k l a b c k l g h d e f j i 注意：易位是非同源染色体间的染色体交换，属于染色体结构变异；而同源染色体之间的交叉互换属于基因重组。 提醒　(1)染色体间的易位可分为单向易位和相互易位。 单向易位指一条染色体的某一片段转移到了另一条染色体上,而相互易位则指两条染色体间相互交换了片段,较为常见。如图为两种易位发生后在四分体时期的染色体联会情况: ①单向易位。 ②相互易位(平衡易位)。 比较项目 染色体易位 交叉互换 图解 区 别 位置 原理 观察 发生于 非同源染色体之间 发生于同源染色体中 的非姐妹染色单体之间 染色体结构变异 基因重组 可在显微镜下观察到 在显微镜下观察不到 倒位 染色体中某一片段位置颠倒180° 如：果蝇的正常翅与卷翅 倒位染色体的细胞学鉴定。 缺失 重复 染色体上 基因数目改变 易位 倒位 染色体上 基因排列顺序改变 染色体结构变异 生物性状变异 多数不利，甚至致死 核心突破 1、染色体结构变异与基因突变的区别 1．生物变异类型的判断方法 (1)可遗传变异与不可遗传变异的判断方法 (2)基因突变与基因重组的判断 (3)染色体变异与基因突变的显微判断 (2)两种突变来自一对基因突变(隐性突变)   (3)两种突变来自两对基因突变(隐性突变) 3．利用单体、三体或缺体判断特定基因是否位于特定染色体上 (1)利用单体定位 (2)利用三体定位 (3)利用染色体片段缺失定位 变异在育种中的应用 PART 03 1.人工诱导多倍体（多倍体育种） （1）方法： （2）原理： a.低温诱导 b.秋水仙素处理萌发的种子或幼苗（目前常用、最有效 ） 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 染色体数加倍 作用时期： 有丝分裂的前期 秋水仙素 秋水仙素（C22H25O6N）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。 （3）实例： 三倍体无子西瓜 为什么要进行两次传粉？ 第一次： 杂交获得三倍体植株的种子 第二次： 刺激子房发育成果实 无子西瓜一定没有种子吗？ 花粉刺激子房 三倍体无子西瓜 子房发育 三倍体植株 （联会紊乱） 二倍体西瓜幼苗（♀） 二倍体西瓜幼苗（♂） 二倍体植株（♂） （第一年） （第二年） 三倍体种子 秋水仙素处理 四倍体植株（♀） 二倍体植株（♂） × 提醒　①两次传粉:第一次传粉:杂交获得三倍体种子;第二次传粉:刺激子房发育成果实。②用秋水仙素处理幼苗后,分生组织分裂、分化产生的茎、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:三倍体西瓜在减数分裂过程中,由于染色体联会紊乱,不能产生正常配子。 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）？ P 高杆抗病 DDTT × 矮杆感病 ddtt F1 高杆抗病 DdTt F2 D_T_ D_tt ddT_ ddtt ddTT 矮抗 ⊗ 连续⊗ 第1年 第2年 第3-6年 杂交育种 单倍体育种 花药离体培养 P 高杆抗病 DDTT × 矮杆感病 ddtt F1 高杆抗病 DdTt 配子 DT Dt dT dt ⊗ 秋水仙素 第1年 第2年 单倍体 植株 DT Dt dT dt DDTT DDtt ddTT ddtt 2.单倍体育种 （1）过程： 二倍体植株 花药 离体培养 单倍体植株 秋水仙素 处理（幼苗） 二倍体植株 （3）优缺点： （2）原理： 染色体变异 优点：明显缩短育种年限，一般为纯合体，自交后代不发生性状分离 缺点：技术复杂，需与杂交育种配合 (1)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 。 (2)单倍体育种的选择时机： 不能选择特定基因型的花粉，因为花粉不能表现出相关性状，应在秋水仙素处理后获得的纯合子中选择具有所需性状的个体。 (3)单倍体育种与多倍体育种的操作对象不同： ①由于单倍体往往高度不育，育种操作的对象一般是单倍体幼苗，通过组织培养得到纯合子植株。 ②多倍体育种操作的对象是正常萌发的种子或幼苗。 染色体变异在育种上的应用 注意 (1)原理:　 　 　　。  (2)过程。 ①培育杂合子品种。 选取符合要求的纯种双亲杂交(♀×♂)→F1(即为所需品种)。 ②培育隐性纯合子品种。 选取符合要求的双亲杂交(♀×♂)→F1 F2→选出表型符合要求的个体种植并推广。 基因重组 3.杂交育种 ③培育显性纯合子品种。 植物 选择具有不同优良性状的亲本杂交,获得F1→F1自交→获得F2→鉴别、选择需要的类型,自交至不发生性状分离为止 动物 选择具有不同优良性状的亲本杂交,获得F1→F1雌雄个体交配→获得F2→鉴别、选择需要的类型与隐性类型测交,选择后代不发生性状分离的F2个体 (3)优点:操作简便,可以把多个品种的　　 　　集中在一起。  (4)缺点:获得新品种的周期长。 优良性状 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。 (1)原理:　　 　　。  (2)过程。 (3)优点。 ①可以提高　 　 　　,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。 (4)缺点:有利变异个体往往不多,需要处理大量材料。 基因突变 突变频率 4.诱变育种 5.据不同育种目标选择不同育种方案 单倍体育种 诱变育种 多倍体育种 能力提升 PART 04 一、教材知识链接 1.染色体结构的变异 （1）在普通光学显微镜下 。 （2）结果： ，使排列在染色体上的 发生改变，从而导致 的改变。 （3）实例： 。 2.染色体组：是指细胞中的一组 ，在 和 上各不相同，携带着控制生物 的全部遗传信息。 3.染色体数目的变异可以分为两类：一类是细胞内个别染色体的增加或减少，另一类是细胞内染色体数目以一套完整的 为基数成倍地增加或成套地减少。（P87） 可见 染色体结构的改变 基因的数目或排列顺序 性状 猫叫综合征、果蝇缺刻翅等 非同源染色体 形态 功能 生长发育 非同源染色体 一、教材知识链接 13.三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 ，因此不能形成可育的配子。香蕉、三倍体无子西瓜的果实中没有种子，原因就在于此。（P88“小字内容”） 14.与二倍体植株相比， 植株常常是茎秆粗壮，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。（P88） 15.与正常植株相比，单倍体植株长得弱小，而且 。但是，利用单倍体植株培育新品种，能 。而且每对染色体上成对的基因是纯合的，自交的后代不会发生性状分离。（P89） 16.猫叫综合征是人的 号染色体 引起的遗传病。（P90） 联会紊乱 多倍体 高度不育 明显缩短育种年限 5 部分缺失 二、教材深挖扩展 4．三倍体西瓜无子的原因： 。 5．骡子不育的原因： 。 6．一般生物体的体细胞内同源染色体成对存在，有些生物的体细胞中染色体数目减少一半，但仍能正常生活的原因： 。 7.通常选择植物萌发种子进行人工诱变的原因： 。 减数分裂时，同源染色体联会紊乱，无法形成正常的配子 骡子细胞内无同源染色体，不能进行正常的减数分裂，不能形成 可育的配子 有些生物的体细胞中染色体数目虽然减少一半，但可 能含有一个完整的染色体组，即储存着控制该生物的生长、发育、遗传和变异的全套遗传信息 萌发种子细胞分裂旺盛，DNA 复制时稳定性降低，更易发生基因突变，人工诱变成功率高 63 真题练习 PART 05 1．(2025·河南选择考)植物细胞质雄性不育由线粒体基因控制，可被核恢复基因恢复育性。现有甲(雄性不育株，38条染色体)和乙(可育株，39条染色体)两份油菜。甲与正常油菜(38条染色体)杂交后代均为雄性不育，甲与乙杂交后代中可育株∶雄性不育株＝1∶1，可育株均为39条染色体。下列推断错误的是(　　) A．正常油菜的初级卵母细胞中着丝粒数与核DNA分子数不等 B．甲乙杂交后代的可育株含细胞质雄性不育基因和核恢复基因 C．乙经单倍体育种获得的40条染色体植株与甲杂交，F1均可育 D．乙的次级精母细胞与初级精母细胞中的核恢复基因数目不等 D 2．(2024·黑吉辽选择考)栽培马铃薯为同源四倍体，育性偏低。GBSS基因(显隐性基因分别表示为G和g)在直链淀粉合成中起重要作用，只有存在G基因才能产生直链淀粉。不考虑突变和染色体互换，下列叙述错误的是(　　) A．相比二倍体马铃薯，四倍体马铃薯的茎秆粗壮，块茎更大 B．选用块茎繁殖可解决马铃薯同源四倍体育性偏低问题，并保持优良性状 C．Gggg个体产生的次级精母细胞中均含有1个或2个G基因 D．若同源染色体两两联会，GGgg个体自交，子代中产直链淀粉的个体占35/36 C 3．(2024·北京等级考)有性杂交可培育出综合性状优于双亲的后代，是植物育种的重要手段。六倍体小麦和四倍体小麦有性杂交获得F1。F1花粉母细胞减数分裂时染色体的显微照片如下图所示。据图判断，错误的是(　　) A．F1体细胞中有21条染色体 B．F1含有不成对的染色体 C．F1植株的育性低于亲本 D．两个亲本有亲缘关系 A 4．(2024·江苏选择考)图示甲、乙、丙3种昆虫的染色体组，相同数字标注的结构起源相同。下列相关叙述错误的是(　　) A.相同数字标注结构上基因表达相同 B．甲和乙具有生殖隔离现象 C．与乙相比，丙发生了染色体结构变异 D．染色体变异是新物种产生的方式之一 A 2．一对基因突变和两对基因突变的判断 (1)显性突变和隐性突变的判断 ①类型 eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(显性突变：aa→Aa（当代表现）,隐性突变：AA→Aa（当代不表现，一旦,表现即为纯合子）)) ②判定方法 a．选取突变体与其他已知未突变体(即野生型)纯合子杂交，根据子代性状表现判断。 b．让突变体自交，观察子代有无性状分离来判断。 $