2027届高三生物人教版一轮复习课件 第七单元 第30课时 染色体变异

生物的变异与进化 第七单元 第30课时　染色体变异 学习目标 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改变甚至死亡。 考情分析 1.染色体数目变异：2025·江苏·T12　2025·黑吉辽蒙·T15　2025河南·T13　2024·黑吉辽·T15　2023·江苏·T10　2022·江苏·T18　2021·北京·T7　2021·辽宁·T9 2.染色体结构变异：2025·山东·T22　2025·河北·T15　2024·山东·T17　2023·湖北·T16　2022·山东·T5　2022·湖南·T9　2021·河北·T7　2021·广东·T16 3.染色体变异与育种：2024·北京·T7　2024·安徽·T10　2023辽宁·T2　2022·河北·T20　2022·辽宁·T25　2022·广东·T19　2021·广东·T11 生物体的体细胞或生殖细胞内染色体数目或结构的变化 染色体变异定义 染色体变异类型 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 二倍体和多倍体 单倍体 目 录 一 染色体结构变异 二 染色体数目变异 三 生物染色体数目变异在育种上的应用 一 染色体结构变异 1．类型 染色体的某一片段缺失引起变异 缺失： 1 a b c d e f a c d e f b 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 结果 基因数目减少 染色体中增加某一片段引起的变异 重复： 2 举例： 果蝇棒状眼的形成 结果 基因数目增加 1．类型 a b c d e f b a c d e f b 正常眼 棒状眼 染色体某一片段移接到另一条非同源染色体上引起的 易位： 3 举例： 1．类型 a b c d e f h i j k a b c d e f g h i j k g 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 染色体的某一片段位置颠倒引起变异 倒位： 4 举例： 1．类型 果蝇卷翅 正常翅 卷翅 结果 染色体上的基因排序发生改变 图像 联会异常 实例 ____     果蝇缺刻翅、猫叫综合征 ____     果蝇棒状眼 缺失 重复 ____     果蝇花斑眼、人类慢性粒细胞白血病 ____     果蝇卷翅、人类9号染色体长臂倒位可导致习惯性流产 易位 倒位 1．类型 缺失、重复和倒位一般发生在同一条染色体上，易位发生在非同源染色体之间 提醒 (1)染色体间的易位可分为单向易位和相互易位。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。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 拓展延伸 (1)染色体间的易位可分为单向易位和相互易位。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。如图为两种易位发生后在四分体时期的染色体联会情况： 拓展延伸 ②相互易位(平衡易位) 易位 V t V t 拓展延伸 (2)倒位染色体的细胞学鉴定 染色体结构变异对生物体是 ，有的甚至会导致 。 一 染色体结构变异 2．结果 染色体结构的改变，会使排列在染色体上的_____________________发生改变，导致性状的变异。 基因数目或排列顺序 大多数 不利的 生物体死亡 3．对生物性状的影响 自我诊断 (1)人类猫叫综合征是由染色体中增加某一片段引起的 (2015·新课标Ⅱ，6)(　　) (2)染色体片段的倒位和易位必然导致基因排列顺序的变化 (　　) × × 人的5号染色体部分缺失 (3)染色体增加某一片段可提高基因表达水平，是有利变异 (2014·江苏，7)(　　) √ 染色体增加某一片段等染色体结构变异，大多数对生物是不利的，有的甚至会导致生物死亡。 自我诊断 (4)基因突变与染色体结构变异通常都用光学显微镜观察 (2015·海南，21)(　　) (5)杂合雌果蝇在形成配子时，同源染色体非姐妹染色单体间相应片段发生对等交换，导致新配子类型出现，应属染色体易位 (2018·海南，14)(　　) × × 基因突变在光学显微镜下观察不到 (6)有丝分裂和减数分裂的过程中均可产生非同源染色体之间交换一部分片段，导致染色体结构变异 (　　) √ 互换 归纳总结 项目 染色体结构变异 基因突变 图示 原因 染色体片段变化 基因中个别碱基变化 结果 基因的数量和顺序改变 基因数量和顺序不变，产生新基因 显微镜 可观察 不可观察 (1)染色体结构变异与基因突变的区别 归纳总结 项目 易位 互换 图示 范围 可发生于非同源染色体之间 同源染色体非姐妹染色单体之间 本质 染色体结构变异 基因重组 基因 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) 显微镜 可观察 不可观察 (2)染色体易位与基因重组(互换型)的区别 探究：染色体“重复”和“缺失”的可能原因 形成·解题能力 (2020·山东，6改编)在细胞分裂过程中，末端缺失的染色体因失去端粒而不稳定，其姐妹染色单体可能会连接在一起，着丝粒分裂后向两极移动时出现“染色体桥”结构，如图所示。 基因型为Aa的细胞进行有丝分裂时，出现“染色体桥”并在两着丝粒间任一位置发生断裂，形成的两条子染色体移到细胞两极。不考虑其他变异，该细胞可能会产生基因型为_________________________的子细胞。 a a A A A Aaa A A a a a AAa 探究：染色体“重复”和“缺失”的可能原因 形成·解题能力 (2020·山东，6改编)在细胞分裂过程中，末端缺失的染色体因失去端粒而不稳定，其姐妹染色单体可能会连接在一起，着丝粒分裂后向两极移动时出现“染色体桥”结构，如图所示。 基因型为Aa的细胞进行有丝分裂时，出现“染色体桥”并在两着丝粒间任一位置发生断裂，形成的两条子染色体移到细胞两极。不考虑其他变异，该细胞可能会产生基因型为_________________________的子细胞。 Aa、Aaa、A、AAa、a 考向一　染色体结构变异辨析 强化·迁移应用 1.(2022·湖南，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 √ 　　　两对等位基因为连锁关系，但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，该个体可产生四种数目相等的配子，所以可能两对等位基因被易位到两条非同源染色体上，C符合题意。 解析　水分子跨膜运输的主要方式是经过水通道蛋白的协助扩散，A错误；模型组空肠AQP3相对表达量降低，空肠黏膜细胞对肠腔内水的吸收减少，引起腹泻，B正确。 考向一　染色体结构变异辨析 强化·迁移应用 2. (2023·湖北，16) 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 √ 解析　水分子跨膜运输的主要方式是经过水通道蛋白的协助扩散，A错误；模型组空肠AQP3相对表达量降低，空肠黏膜细胞对肠腔内水的吸收减少，引起腹泻，B正确。 目 录 一 染色体结构变异 二 染色体数目变异 三 生物染色体数目变异在育种上的应用 细胞内___________的增加或减少 细胞内染色体数目以____________ _____________________成倍地增加或成套地减少。 类型 二 染色体数目变异 1．类型 个别染色体 一套完整的 非同源染色体为基数 个别染色体增加或减少 正常果蝇 （2n=8） 增加一条 减少一条 增加一套 减少一套 个别染色体增加或减少 二 染色体数目变异 2．染色体组 (1)如图中雄果蝇体细胞染色体中的一个染色体组可表示为：_________________________________。 Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y (2)组成特点 ①形态上：细胞中的__________________，在形态上各不相同。 ②功能上：控制生物生长、发育、遗传和变异的一套染色体，在功能上各不相同。 一套非同源染色体 3．单倍体、二倍体和多倍体 项目 单倍体 二倍体 多倍体 概念 体细胞中染色体数目与本物种_____染色体数目相同的个体 体细胞中含有两个________的个体 体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体 发育起点 ______ 受精卵(通常是) 受精卵(通常是) 植株特点 ①植株弱小； ②高度不育 正常可育 ①茎秆粗壮； ②叶片、果实和种子较大； ③营养物质含量丰富 体细胞染 色体组数 _____ 2 _____ 形成 原因 自然原因 单性生殖 正常的有性生殖 外界环境条件剧变(如低温) 人工诱导 花药离体培养 秋水仙素处理____________ 秋水仙素处理__________________ 举例 蜜蜂的雄蜂 几乎全部的动物和过半数的高等植物 香蕉(三倍体)；马铃薯(四倍体)；八倍体小黑麦 配子 染色体组 配子 ≥1 ≥3 单倍体幼苗 萌发的种子或幼苗 方法便笺 小积累 4．低温诱导植物细胞染色体数目的变化 用低温处理植物的_________细胞，能够___________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，植物细胞的染色体数目发生变化。 分生组织 抑制纺锤体 实验原理 1 实验步骤 2 卡诺氏液 95% 漂洗 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。 实验现象 3 实验中的试剂及其作用 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 冲洗用卡诺氏液处理过的根尖 洗去卡诺氏液 质量分数为15% 的盐酸 与体积分数为95%的酒精等体积混合，作为解离液 解离根尖细胞 清水 浸泡解离后的根尖细胞约10 min 漂洗根尖，去除解离液 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 甲紫溶解在质量分数为2%的醋酸溶液中 归纳总结 (3)弱小且高度不育的单倍体植株，进行加倍处理后可用于育种 (2019·江苏，4)(　　) 自我诊断 (1)高等植物细胞每个染色体组中都含有常染色体和性染色体 (2020·全国Ⅱ，4)(　　) (2)低温抑制染色体着丝粒分裂，使染色体不能分别移向两极 (　　) × × 雌雄同体的高等植物如豌豆、水稻没有性染色体 √ 抑制纺锤体的形成 辨析染色体数目变异 形成·解题能力 1.思考：单体和三体产生配子的种类及比例(单体和三体也是二倍体，均可进行减数分裂，产生配子)。 注：减数分裂时，三条染色体之间两两联会的概率相等，联会后的染色体彼此分离，剩余的一条染色体随机移向细胞一极。 A∶O＝1∶1 辨析染色体数目变异 形成·解题能力 A aa a Aa A Aa Aa∶a∶A∶aa＝2∶2∶1∶1 辨析染色体数目变异 形成·解题能力 1.思考：单体和三体产生配子的种类及比例(单体和三体也是二倍体，均可进行减数分裂，产生配子)。 注：减数分裂时，三条染色体之间两两联会的概率相等，联会后的染色体彼此分离，剩余的一条染色体随机移向细胞一极。 A∶O＝1∶1 Aa∶a∶A∶aa＝2∶2∶1∶1 归纳总结 辨析染色体数目变异 形成·解题能力 2.探究：染色体数目变异之“个别”染色体数目增加或减少的原因。 已知黑腹果蝇的性别决定方式为XY型，偶然出现的XXY个体为雌性可育。黑腹果蝇长翅(A)对残翅(a)为显性，红眼(B)对白眼(b)为显性。现有两组杂交实验结果如下： 实验②F1中出现了1只例外的白眼雌蝇，请分析： (1)若该果蝇是基因突变导致的，则该果蝇的基因型为_______ (只考虑眼色基因)。 (2)若该果蝇是亲本减数分裂过程中X染色体未分离导致的，则该果蝇产生的配子的基因型可能为_____________________ (只考虑眼色基因)。 XbXb XbXb、Y、Xb、XbY XbXbY 辨析染色体数目变异 形成·解题能力 3.思考：染色体组数的判断。 (1)根据染色体组成来判断 2个 3个 1个 4个 辨析染色体数目变异 形成·解题能力 3.思考：染色体组数的判断。 (2)根据基因型来判断 2个 2个 3个 1个 2个 归纳总结 辨析染色体数目变异 形成·解题能力 4.分析：单倍体高度不育的原因。 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。在普通小麦的形成过程中，杂种一高度不育的原因是______________________________________________。 AB ABD 无同源染色体，不能进行正常的减数分裂 AA BB A B AB AABB AB A B AA BB AABB 辨析染色体数目变异 形成·解题能力 5.分析：多倍体结实率低的原因。 同源四倍体植物减数分裂联会时，同源区段配对会形成不同的结果，进而产生不同染色体数目的配子，如图(短箭头表示在细胞分裂后期相应着丝粒移动的方向)。请据图分析：同源四倍体通常可育，但育性却有所降低的原因是： 减数分裂时会发生联会紊乱，不容易得到可育配子 考向二　染色体数目变异辨析 强化·迁移应用 3.人类(2n＝46)14号与21号染色体二者的长臂在着丝粒处融合形成14/21平衡易位染色体，该染色体携带者具有正常的表型，但在产生生殖细胞的过程中会形成复杂的联会复合物(如图)，在进行减数分裂时，该联会复合物中任意配对的两条染色体分离时，另一条染色体随机移向细胞的任意一极。下列关于平衡易位染色体携带者的叙述，正确的是 A.图中只发生了染色体数目变异 B.女性携带者的卵子可能有6种类型(只考虑图中的3种染色体) C.女性携带者的卵子最多含24条形态不同的染色体 D.男性携带者的次级精母细胞含有22或23条染色体 21 21 14 14 21 21 14 14 14/21 正常 平衡易位 14/21结构变异，4→3数目变异 22或23 减数分裂Ⅱ的后期含有44或46条染色体 B.女性携带者的卵子可能有6种类型(只考虑图中的3种染色体) 解析　水分子跨膜运输的主要方式是经过水通道蛋白的协助扩散，A错误；模型组空肠AQP3相对表达量降低，空肠黏膜细胞对肠腔内水的吸收减少，引起腹泻，B正确。 B.女性携带者的卵子可能有6种类型(只考虑图中的3种染色体) 21 14 14/21 14,21 21 21 14 14 21 14 14/21 14,14/21 21 21,14/21 14 正常配子 正常配子 平衡易位 1 1 1 1 1 1 1 1 √ 考向二　染色体数目变异辨析 强化·迁移应用 3.人类(2n＝46)14号与21号染色体二者的长臂在着丝粒处融合形成14/21平衡易位染色体，该染色体携带者具有正常的表型，但在产生生殖细胞的过程中会形成复杂的联会复合物(如图)，在进行减数分裂时，该联会复合物中任意配对的两条染色体分离时，另一条染色体随机移向细胞的任意一极。下列关于平衡易位染色体携带者的叙述，正确的是 A.图中只发生了染色体数目变异 B.女性携带者的卵子可能有6种类型(只考虑图中的3种染色体) C.女性携带者的卵子最多含24条形态不同的染色体 D.男性携带者的次级精母细胞含有22或23条染色体 21 21 14 14 21 14 14/21 正常 平衡易位 14/21结构变异，4→3数目变异 22或23 减数分裂Ⅱ的后期含有44或46条染色体 √ 考向二　染色体数目变异辨析 强化·迁移应用 4.(2024·黑吉辽，15)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 √ 2个或0个G基因 GGgg 的配子： GG 1/6 Gg 4/6 gg 1/6 子代不含G的个体gggg占： 1/6 × 1/6 目 录 一 染色体结构变异 二 染色体数目变异 三 生物染色体数目变异在育种上的应用 三 生物染色体数目变异在育种上的应用 1．多倍体育种 1 原理 2 方法 3 材料 4 过程 染色体数目变异 用_________诱发或低温处理。 秋水仙素 萌发的种子或幼苗 纺 锤体 染色体 5 实例 三倍体无子西瓜 传粉 秋水仙素 训练　①要用一定浓度的秋水仙素溶液滴在二倍体西瓜幼苗的芽尖，原因是西瓜幼苗的芽尖________旺盛，用秋水仙素处理可以导致细胞内染色体数目加倍，从而得到四倍体植株。 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____，而未经处理部分(如根部细胞)的染色体数目____。 ③两次传粉的作用： 第一次传粉是为了____________________； 第二次传粉是为了____________________。 ④三倍体西瓜无子的原因：_______________________________________ ________________________________。 有丝分裂 加倍 不变 杂交获得三倍体种子 刺激子房发育成果实 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 5 实例 三倍体无子西瓜 传粉 秋水仙素 ⑤无子西瓜每年都要制种，很麻烦，请列举可能的替代方法： ⑥二倍体西瓜与四倍体西瓜_____(填“是”或“不是”)同一物种，理由是 方法一：进行无性生殖，将三倍体植株进行组织培养获取大量的组培苗，再进行移栽； 方法二：利用生长素或生长素类调节剂处理二倍体植株未受粉的雌蕊，以促进子房发育成无种子的果实，同时，在花期全时段要进行套袋处理，以避免受粉 不是 二者杂交的后代不可育 2．单倍体育种 1 原理 2 方法 染色体(数目)变异 常采用____________________的方法来获得单倍体植株，然后人工诱导使这些植株的染色体数目加倍，恢复到正常植株的染色体数目。 花药(或花粉)离体培养 2．单倍体育种 1 原理 2 方法 染色体(数目)变异 常采用____________________的方法来获得单倍体植株，然后人工诱导使这些植株的染色体数目加倍，恢复到正常植株的染色体数目。 花药(或花粉)离体培养 3 步骤 秋水仙素 能明显缩短育种年限 用这种方法培育得到的植株，不但能够正常生殖，而且每对染色体上成对的基因都是纯合的，自交的后代不会发生性状分离 4 优点 原因是： 技术复杂 5 缺点 归纳总结 (1)单倍体育种包括花药离体培养和秋水仙素处理两个过程。 (2)单倍体育种一般应用于二倍体植物，因为若为四倍体植物，通过单倍体育种形成的个体不一定是纯合子。 考向三　分析单倍体育种与多倍体育种的应用 强化·迁移应用 5.(2025·合肥模拟)科研人员利用普通小麦和长穗偃麦草培育出“小麦二体异附加系”新品种，将长穗偃麦草的抗病、高产等基因转移到小麦中，如图所示。其中，普通小麦6n＝42，记为42W；长穗偃麦草2n＝14，记为14E。下列叙述正确的是 A.①过程可利用秋水仙素处理F1的幼苗或萌发的种子，从而抑制纺锤体的形成 B.普通小麦和长穗偃麦草通过植物体细胞杂交技术培育成的杂种植株是八倍体 C.丙中含有0～7条来自长穗偃麦草的染色体是因为普通小麦减数分裂时染色体随机分配 D.丁在形成配子的过程中，1条来自长穗偃麦草的染色体随机移向一极，其自交产生戊 的概率是1/3 √ AABBDD HH ABDH F1是异源四倍体，不能形成种子 AABBDD+2E 乙中来自长穗偃麦草的染色体在减数分裂过程中随机分配 丁的配子，有1/2含1条来自长穗偃麦草的染色体，因此丁自交产生戊的概率是1/4 考向三　分析单倍体育种与多倍体育种的应用 强化·迁移应用 6.(2021·广东，11)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.秋水仙素处理Bc的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 √ Bc是二倍体的配子直接发育而来的单倍体植株，含一个染色体组 $