内容正文:
染色体变异
第2课时
第7单元 生物的变异与进化
木每老师
>>>2027届高三生物学一轮复习必修2
1
可遗传变异
突变
基因突变
染色体变异
基因重组
碱基对
增添
缺失
替换
数目变异
结构变异
整倍性
非整倍性
二倍体
单倍体
多倍体
单体、三体
缺体……
缺失、重复
易位、倒位
自由组合
交换
2
有丝分裂后期
染色体单体分离异常
异常
异常
A
A
B
B
a
a
b
b
AaBbb
AaB
1、非整倍性变异
01
染色体数目变异
异常
异常
异常
异常
减数分裂Ⅰ后期
同源染色体分离异常
A
A
a
a
b
b
B
B
ABb
ABb
a
a
AABBbb
aa
1、非整倍性变异
02
染色体数目变异
异常
异常
正常
正常
减数分裂Ⅱ后期
染色体单体分离异常
A
A
b
b
a
a
B
B
AAbb
aaBB
Abb
A
aB
aB
1、非整倍性变异
01
染色体数目变异
1.(2022湖北,20,2分)为了分析某21三体综合征患儿的病因,对该患儿及其父母的21号染色体上的A基因(A1~A4)进行PCR扩增,经凝胶电泳后,结果如图所示。关于该患儿致病的原因叙述错误的是( )
A.考虑同源染色体交叉互换,可能是卵原细胞减数第一次分裂21号染色体分离异常
B.考虑同源染色体交叉互换,可能是卵原细胞减数第二次分裂21号染色体分离异常
C.不考虑同源染色体交叉互换,可能是卵原细胞减数第一次分裂21号染色体分离异常
D.不考虑同源染色体交叉互换,可能是卵原细胞减数第二次分裂21号染色体分离异常
01
染色体数目变异
D
2.(2026·贵州·高考真题)某高度自交的二倍体农作物(2n=14)产量较低,但用适当的品系配制杂种,可显著提高产量。该农作物的育性受基因D/d控制,雄性不育基因d纯合时不能产生花粉;种子颜色受基因E/e控制,茶褐色(E)对黄色(e)为显性,两对基因位于一对同源染色体上。科研人员构建了一条含有基因D和E的异常染色体,并导入基因型为ddee的植株,获得三体植株(2n+1)品系W。W品系产生配子时,异常染色体不参与联会,随机移向细胞一极。含异常染色体的卵细胞有4/7不存活,含异常染色体的花粉均不存活。(不考虑染色体互换及其他变异,回答下列问题:
(1)W品系减数分裂产生配子的过程中,细胞中染色体数最多为_____条,发生该数目变化的时期是_____,所产生的配子基因型为___________。
16 减数第二次分裂后期 de、DdEe
2.(2026·贵州·高考真题)某高度自交的二倍体农作物(2n=14)产量较低,但用适当的品系配制杂种,可显著提高产量。该农作物的育性受基因D/d控制,雄性不育基因d纯合时不能产生花粉;种子颜色受基因E/e控制,茶褐色(E)对黄色(e)为显性,两对基因位于一对同源染色体上。科研人员构建了一条含有基因D和E的异常染色体,并导入基因型为ddee的植株,获得三体植株(2n+1)品系W。W品系产生配子时,异常染色体不参与联会,随机移向细胞一极。含异常染色体的卵细胞有4/7不存活,含异常染色体的花粉均不存活。
(2)为了避免去雄处理,将W品系自交,从中选取颜色为_____的种子作母本,与野生型(DDEE)杂交,即可获得高产杂种品系。该高产品系自交后代的产量往往会降低,最可能的原因是_____。若将W品系的所有植株自交,子代中三体植株的比例为_____。
(3)W品系产生配子时,假设三条染色体(该异常染色体与含基因de的两条染色体)中的一条随机移向细胞一极,另外两条移向另一极,含该异常染色体的配子存活率与上述情况相同,则产生可育的雌配子基因型及比例为_____。
高产杂种是杂合子,自交后代会发生性状分离,出现低产纯合个体
黄色
3/10
de:DE:ddee:DdEe=14:3:7:6
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。
2、染色体组
01
染色体数目变异
细胞中的每套非同源染色体称为一个染色体组。
1个
3个
2个
3个
1个
2个
3个
4个
A
A
A
a
2、染色体组
01
染色体数目变异
发育来源
非配子发育
配子发育
含2个染色体组
多个染色体组
二倍体
多倍体(同源、异源)
单倍体
2n+1
2n-1
2n(同源、异源)
(三体)
(单体)
3、单倍体、二倍体、多倍体
01
染色体数目变异
工蜂(2n=32)
(♀性腺未发育)
雄蜂(n=16)
精子
(n=16)
受精卵
(2n=32)
卵细胞(n=16)
蜂王(2n=32)
(♀性腺发育成熟)
减数
分裂
假减数
分裂
工蜂(2n=32)
(只吃3天蜂王浆)
蜂王(2n=32)
(一直吃蜂王浆)
不受精直接发育
单倍体:体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体
二倍体:像人和果蝇这样,体细胞中含有两个染色体组的个体叫做二倍体。
花药离体培养
雄蕊
花药
花丝
药隔
花粉囊
花粉囊壁
花粉母细胞
花粉
营养细胞(n)
生殖细胞(n)
精子(n)
精子(n)
(2n)
(2n)
小孢子(n)
(2n)
(2n)
减数分裂
有丝分裂
有丝分裂
花粉
细胞壁
营养细胞
营养核(n)
精子(n)
识别物质
被子植物(2n)
花药离体培养得到的植株既有单倍体,也有二倍体
低温或
秋水仙素
着丝粒分裂后,染色体不能移
向细胞的两极
纺锤体
的形成
染色体
数目加倍
多倍体
抑制
导致
导致
正常有
丝分裂
01
染色体数目变异
4、诱导染色体加倍的原理
授粉
二倍体
(父本)
四倍体
(母本)
三倍体
联会紊乱
无籽
西瓜
二倍体
秋水仙素
授粉
二倍体
三倍体植株
“西瓜”的“长大”需要发育中的种子提供生长素
三倍体无子西瓜的培育过程
5、培育多倍体的实例——无子西瓜
香蕉的祖先为野生芭蕉,个小而多籽,无法食用。
野生
芭蕉
2n
有籽香蕉
4n
加倍
2n
×
2n
n
无籽香蕉
受精作用
←减数分裂→
无性生殖
野生
芭蕉
无籽香蕉
3n
同源三倍体
同源四倍体
01
染色体数目变异
5、培育多倍体的实例——三倍体香蕉
AA
BB
AB
AABB
DD
ABD
AABBDD
一粒小麦
(2n=14)
山羊草
(2n=14)
异源四倍体
(4n=28)
加倍
节节草
(2n=14)
异源三倍体
(3n=21)
异源六倍体
(6n=42)
加倍
A、B、D各代表的是一个染色体组,各含7条染色体
异源二倍体
(2n=14)
01
染色体数目变异
5、培育多倍体的实例——异源六倍体小麦
一粒小麦(AA,A表示一个染色体组,含7条染色体)、山羊草(BB,B表示一个染色体组,B含有7条染色体)
一粒小麦
山羊草
异源二倍体
联会紊乱
高度不育
3.(2026·北京·高考真题)月季是北京的市花,环路和支路近千公里的月季景观带让初夏的京城绚丽多姿。月季的祖先品种为二倍体( ),现栽培的“北京红”“约定”和“紫色美地兰”等多个品种为四倍体。下列叙述错误的是( )
A.二倍体月季每个染色体组含有7条染色体
B.四倍体月季可由二倍体通过转基因技术获得
C.可通过扦插繁殖保持“北京红”的优良性状
D.利用二倍体和四倍体月季杂交可培育三倍体
01
染色体数目变异
B
4.(2026·黑吉辽蒙卷·高考真题)从二倍体和四倍体西瓜植株中随机选取一株,观察其花药中的细胞。细胞分裂示意图如下(仅显示部分染色体)。不考虑突变,四倍体减数分裂仅考虑同源染色体两两配对、彼此分离。下列叙述正确的是( )
A.该细胞不可能处于有丝分裂后期
B.该细胞不可能处于减数第二次分裂后期
C.图示区域可能含有6个染色体组
D.①和②染色体上的遗传信息可能不同
01
染色体数目变异
D
5.(2023江苏,10,2分)2022年我国科学家发布燕麦基因组,揭示了燕麦的起源与进化,燕麦进化模式如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A.燕麦是起源于同一祖先的同源六倍体
B.燕麦是由AA和CCDD连续多代杂交形成的
C.燕麦多倍化过程说明染色体数量的变异是可遗传的
D.燕麦中A和D基因组同源性小,D和C同源性大
01
染色体数目变异
C
解离→______→_______→制片
剪取0.5-1cm根尖→_____________浸泡0.5~1h→
用体积分数为_______________冲洗2次。
培养不定根
低温诱导
卡诺氏液
95%的酒精
漂洗
染色
视野中大多数是正常的二倍体细胞,少部分是染色体数目加倍的细胞
先低倍镜
再高倍镜
将1cm长的不定根→冰箱(4℃)→
培养48~72h→室温再培养12h以上
培养诱导
固定细胞形态
制作装片
观察比较
02
实验: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
体积分数为95%的酒精
质量分数为15%的盐酸
蒸馏水
甲紫溶液
将根尖放入卡诺氏液中浸泡0.5~1 h
冲洗用卡诺氏液处理的根尖
与质量分数为15%的盐酸等体积混合,作为解离液
与体积分数为95%的酒精
等体积混合,作为解离液
浸泡解离后的根尖约10 min
把漂洗过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
漂洗根尖,
洗去解离液
使染色体着色
解离根尖细胞,使细胞分离
02
实验:低温诱导植物细胞染色体数目的变化
6.(2026·山东·高考真题)关于“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂”和“低温诱导植物细胞染色体数目的变化”两个实验,下列说法正确的是( )
A.均需要设置对照实验
B.所用酒精的作用完全相同
C.都使用卡诺氏液固定细胞形态
D.均能观察到染色体数目加倍的细胞
02
实验:低温诱导植物细胞染色体数目的变化
D
缺失
缺失的片段,由于没有着丝粒,在细胞分裂过程中没有纺锤丝的牵引,会丢失。
果蝇正常翅
果蝇缺刻翅
猫叫综合征:是人的5号染色体(第5对常染色体)部分缺失引起的疾病。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。
03
染色体结构变异
缺失
联会
7.(2026·河北·高考真题)X染色体上基因排列顺序为a-b-c-d-e的隐性纯合突变体雌果蝇与经射线照射后的野生型雄蝇杂交,子代中出现一只由染色体片段缺失导致的b、c和d隐性表型的雌蝇甲。已知缺失纯合体致死,不考虑其他突变和X、Y染色体同源区段,下列分析正确的是( )
A.由于缺失纯合体致死,因此该变异不能为进化提供原材料
B.雌蝇甲与正常野生型雄蝇杂交,子代中雌雄的数量比为1∶1
C.雌蝇甲的减数分裂过程中,每对同源染色体均能通过联会形成正常四分体
D.雌蝇甲与正常野生型雄蝇杂交,子代雄蝇中可出现A基因控制的显性表型
03
染色体结构变异
D
果蝇正常眼
果蝇棒眼
重复
重复
联会
03
染色体结构变异
染色体片段位置颠倒,使染色体上的基因排列顺序发生改变,影响了某些基因的表达,从而引起性状改变。
倒位
果蝇正常翅
果蝇卷翅
03
染色体结构变异
8.(2024·浙江1月选考·19,2分)某精原细胞同源染色体中的一条发生倒位,如图甲。减数分裂过程中,由于染色体倒位,同源染色体联会时会形成倒位环,此时经常伴随同源染色体的交叉互换,如图乙。完成分裂后,若配子中出现染色体片段缺失,染色体上增加某个相同片段,则不能存活,而出现倒位的配子能存活。下列叙述正确的是( )
A.图甲发生了①至③区段的倒位
B.图乙细胞中Ⅱ和Ⅲ发生交叉互换
C.该精原细胞减数分裂时染色体有片段缺失
D.该精原细胞共产生了3种类型的可育雄配子
03
染色体结构变异
C
8.(2023湖北,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 ( )
A B C D
03
染色体结构变异
C
染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上引起变异。
易位
果蝇花斑眼
果蝇正常眼
染色体片段易位,使染色体上的基因排列顺序发生改变,影响了某些基因的表达,从而引起性状改变。
03
染色体结构变异
项目 染色体易位 互换
图解
区别 位置
原理
观察
非同源染色体之间
染色体结构变异
可在显微镜下观察到
同源染色体的非姐妹染色单体之间
基因重组
可在显微镜下观察到
a
b
c
d
e
f
1
2
3
4
5
6
a
b
c
1
2
3
4
5
6
d
e
f
a
b
c
4
5
6
a
b
c
1
2
3
1
2
3
d
e
f
d
e
f
4
5
6
同源染色体分离并组合的结果有:
①和②组合
③和④组合
①和③组合
②和④组合
①和④组合(非易位染色体)
②和③组合(相互易位的染色体)
①
②
③
④
染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上引起变异。
易位
03
染色体结构变异
联会:
9.(2026·湖北·高考真题)如图所示,某二倍体细胞中的一条2号染色体的B区段与6号染色体的D区段发生移接。①②③表示该细胞分裂不同时期的染色体状态。
下列叙述错误的是( )
A.染色体移接是生物变异的来源之一
B.染色体移接可产生基因缺失的生殖细胞
C.①代表该细胞有丝分裂时2号和6号染色体状态
D.该细胞减数分裂后可产生含有②或③所示染色体的配子
03
染色体结构变异
C
10.(2024山东)(不定项)果蝇的直翅、弯翅受Ⅳ号常染色体上的等位基因A、a控制。现有甲、乙2只都只含7条染色体的直翅雄果蝇,产生原因都是Ⅳ号常染色体中的1条移接到某条非同源染色体末端,且移接的Ⅳ号常染色体着丝粒丢失。为探究Ⅳ号常染色体移接情况,进行了如表所示的杂交实验。已知甲、乙在减数分裂时,未移接的Ⅳ号常染色体随机移向一极;配子和个体的存活力都正常。不考虑其他突变和染色体互换,下列推断正确的是( )
A.①中亲本雌果蝇的基因型一定为Aa
B.②中亲本雌果蝇的基因型一定为aa
C.甲中含基因A的1条染色体一定移接到X染色体末端
D.乙中含基因A的1条染色体一定移接到X染色体末端
实验①:甲×正常雌果蝇→F1中直翅∶弯翅=7∶1,且雄果蝇群体中的直翅∶弯翅=3∶1
实验②:乙×正常雌果蝇→F1中直翅∶弯翅=3∶1,且直翅和弯翅群体中的雌雄比都是1∶1
03
染色体结构变异
AC
罗氏易位:涉及13、14、15、21、22号近端着丝粒染色体
几乎包含了两条染色体的全部基因
21
21
13
13
13
21
13-21
丢失
几乎不含影响生命活动的基因
罗氏易位携带者虽然只有45条染色体,但表型一般正常,只在形成配子的时候会出现异常,造成胚胎死亡而流产或出生先天畸形等患儿。
联会
13-21
融合
13
13-21
21
03
染色体结构变异
正常
(易位携带者)
正常
13-三体
13-单体
(无法存活)
正常
正常
(易位携带者)
21-三体
21-单体
(无法存活)
╳
$