备战2025届新高考生物一轮总复习第7单元生物的变异和进化第28讲染色体变异与育种课件

这是一份备战2025届新高考生物一轮总复习第7单元生物的变异和进化第28讲染色体变异与育种课件，共60页。PPT课件主要包含了素养目标，个别染，非同源染色体，同源染色体，各不相同，一整套基因，受精卵，2结果和影响，染色体，不一定等内容，欢迎下载使用。
考点一　染色体数目和结构变异
1.染色体数目变异(1)类型及实例
(2)染色体组分析(根据果蝇染色体组成图归纳)
①从染色体来源看,一个染色体组中不含　　　　　　。 ②从形态、大小和功能看,一个染色体组中所含的染色体　　　　　。 ③从所含的基因看,一个染色体组中含有控制本物种生物性状的　　　　　　　,但不能重复。 
(3)单倍体、二倍体和多倍体
2.染色体结构的变异(1)类型及实例
链高考·前挂后连(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卷](　　)(2)通过普通小麦和黑麦杂交培育出了小黑麦与染色体变异无关。[2020·江苏卷](　　)(3)弱小且高度不育的单倍体植株,进行染色体加倍处理后可用于育种。[2019·江苏卷](　　)(4)XYY个体的形成及三倍体无子西瓜植株的高度不育均与减数分裂中同源染色体的联会行为有关。[2013·安徽卷](　　)
1.染色体结构变异、基因突变和基因重组的比较(1)染色体结构变异与基因突变的区别
(2)易位与互换的区别
2.“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,则含有几个染色体组。
(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,则含有几个染色体组。
(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。
练思维·考教衔接[根据2016全国卷情境设计]基因突变和染色体变异是真核生物可遗传变异的两种来源。回答下列问题。(1)基因突变和染色体变异所涉及的碱基对的数目不同,前者所涉及的数目比后者　　　。 (2)在染色体数目变异中,既可发生以染色体组为单位的变异,也可发生以　　　　　　为单位的变异。 
(3)如图1表示果蝇某细胞内的相关染色体行为,1、2代表两条未发生变异的染色体,3、4代表两条正在发生变异的染色体,图中字母表示染色体上的不同片段。
①正常情况下,1与2是非同源染色体,图1中A中发生碱基的增添、缺失或替换　　　　　(填“一定”或“不一定”)属于基因突变。 ②请将图2联会过程补充完整。
考向一 结合染色体结构变异类型的推断,考查科学思维能力1.甲~丁表示细胞中不同的变异类型,甲中英文字母表示染色体片段。下列叙述正确的是(　　)A.甲~丁的变异类型都会引起染色体上基因数量的变化B.甲~丁的变异类型都可能出现在根尖分生区细胞的分裂过程中C.若乙为精原细胞,则它一定不能产生正常的配子D.图中所示的变异类型中,甲、乙、丁可用光学显微镜观察检验
解析 甲、丁的变异会引起染色体上基因数量的变化,乙、丙的变异不会导致染色体上基因数量的变化,A项错误;根尖分生区细胞有丝分裂活动旺盛,丙细胞的变异类型(互换)不可能发生在有丝分裂的过程中,B项错误;若乙为精原细胞,则其经减数分裂可能会产生正常的配子,C项错误;甲、乙、丁表示的均为染色体变异,能在光学显微镜下观察到,而丙表示的基因重组无法在光学显微镜下观察到,D项正确。
考向二 染色体组与单倍体、二倍体和多倍体辨析2.下列关于单倍体、二倍体、三倍体和六倍体的叙述,正确的是(　　)A.六倍体小麦的单倍体有三个染色体组B.六倍体小麦花药离体培养所得个体是三倍体C.体细胞中只有一个染色体组的个体才是单倍体D.体细胞中含有两个染色体组的个体一定是二倍体
解析 六倍体小麦花药离体培养所得个体是单倍体,含有三个染色体组,A项正确,B项错误;由配子直接发育而来的个体称为单倍体,体细胞中只有一个染色体组的个体是单倍体,但单倍体的体细胞中不一定只含一个染色体组,C项错误;体细胞中含有两个染色体组的个体不一定是二倍体,若该个体是由受精卵发育而来的,则为二倍体,若该个体是由配子直接发育而来的,则为单倍体,D项错误。
考向三 围绕染色体数目的变异,考查科学思维3.某大豆突变株表现为黄叶,其基因型为rr。为进行R/r基因的染色体定位,用该突变株作父本,与不同的三体(2N+1)绿叶纯合子植株杂交,选择F1中的三体与黄叶植株杂交得F2,下表为部分研究结果。下列叙述错误的是(　　)
A.F1中三体的概率是1/2B.可用显微观察法初步鉴定三体C.突变株基因r位于10号染色体上D.三体绿叶纯合子的基因型为RRR或RR
解析 假设R/r基因位于某染色体上,用该突变株(rr)作父本,与三体绿叶纯合子(RRR)植株杂交,F1为1/2Rr、1/2RRr,选择F1中的三体(RRr)与黄叶植株(rr)杂交得F2,F2为Rr∶Rrr∶RRr∶rr=2∶2∶1∶1,即绿叶∶黄叶=5∶1。根据表格分析,由于该突变株与9三体绿叶纯合子植株杂交,F2中绿叶∶黄叶≈5∶1,该突变株与10三体绿叶纯合子植株杂交,F2中绿叶∶黄叶≈1∶1,所以R/r基因位于9号染色体上。根据分析可知,F1中三体的概率是1/2,A项正确;三体属于染色体数目变异,可用显微观察法初步鉴定三体,B项正确;突变株基因r位于9号染色体上,C项错误;若R/r基因位于与形成三体有关的染色体上,则三体绿叶纯合子的基因型为RRR,若R/r基因位于与形成三体无关的染色体上,则三体绿叶纯合子的基因型为RR,D项正确。
考点二　实验:低温诱导植物细胞染色体数目的变化
1.实验原理:用低温处理植物分生组织细胞,能够抑制其　　　　　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,于是,植物细胞染色体数目发生变化。 
3.实验中的试剂及其作用
1.某同学利用大蒜根尖做“低温诱导植物细胞染色体数目的变化”的实验,下列关于该实验的叙述,正确的是(　　)A.低温与秋水仙素诱导植物染色体数目加倍的原理相同,都是会使分裂前的间期的细胞纺锤体的形成受阻B.实验中选择大蒜根尖分生区细胞进行观察,效果最佳,原因是此处的细胞分裂比较旺盛,在显微镜下观察,此处的细胞呈长方形,排列疏松C.细胞中的染色体可以被酸性染料(如醋酸洋红液)染成深红色D.在低倍镜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
解析 低温和秋水仙素诱导染色体数目加倍的原理相同,都是抑制纺锤体的形成,纺锤体在分裂期的前期形成,A项错误;植物根尖分生区细胞呈正方形,排列紧密,且分裂较为旺盛,B项错误;细胞中的染色体可以被碱性染料(如醋酸洋红液)染色,C项错误;在低倍镜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,D项正确。
2.某研究小组开展了“用秋水仙素诱导培育四倍体草莓”的实验。选取二倍体草莓(2N=14)幼苗若干,随机分组,每组30株,用不同浓度的秋水仙素溶液处理幼芽,得到实验结果如图所示。下列有关叙述错误的是(　　)A.实验的自变量是秋水仙素溶液浓度和处理时间B.秋水仙素能抑制细胞内纺锤体的形成,进而影响细胞的正常分裂C.高倍镜下观察草莓芽尖细胞的临时装片,发现分裂中期染色体数目均为28D.用0.2%的秋水仙素溶液处理草莓幼苗的幼芽1天,诱导成功率较高
解析 由于各实验组中诱导成功率最高为10%,只能诱导部分细胞染色体数目加倍,故高倍镜下观察草莓芽尖细胞的临时装片,分裂中期染色体数目有的为28,有的仍为14,C项错误。
考点三　生物育种的原理及应用
3.单倍体育种与多倍体育种
1.单倍体育种与杂交育种
2.据不同育种目标选择不同育种方案
练思维·考教衔接[根据2015浙江卷情境设计]某自花且闭花受粉植物,抗病性和茎的高度是独立遗传的性状。抗病和感病由基因R和r控制,抗病为显性。茎的高度由两对独立遗传的基因(D、d,E、e)控制,同时含有D和E表现为矮茎,只含有D或E表现为中茎;其他表现为高茎。现有感病矮茎和抗病高茎两品种的纯合种子,欲培育纯合的抗病矮茎品种。请回答下列问题。(1)自然状态下该植物一般都是　　　　　　合子。 (2)若采用诱变育种,在γ射线处理时,需要处理大量种子,其原因是基因突变具有　　　　　 　　　和多害少利性这三个特点。 
(3)若采用杂交育种,可通过将上述两个亲本杂交,在F2等分离世代中　　　　抗病矮茎个体,再经连续　　　　等纯合化手段,最后得到稳定遗传的抗病矮茎品种。据此推测,一般情况下,控制性状的基因数越多,其育种过程所需的　　　　　。若只考虑茎的高度,亲本杂交所得的F1在自然状态下繁殖,则理论上,F2的表型及比例为　　　　　 　　。(4)若采用单倍体育种,该过程涉及的原理有　　　　　 　　　。请用遗传图解表示其过程(说明:选育结果只需写出所选育品种的基因型、表型及其比例)。 
高茎∶中茎∶矮茎=1∶6∶9
考向一 围绕生物育种原理和过程分析,考查科学思维1.玉米(2N=20)是重要的粮食作物之一。已知玉米的高秆易倒伏(D)对矮秆抗倒伏(d)为显性,抗病(R)对易感病(r)为显性,控制上述两对性状的基因分别位于一对同源染色体上。为获得纯合矮秆抗病玉米植株,研究人员采用了如图所示的方法。
根据材料分析下列叙述正确的是(　　)A.过程①产生的F2若在无人工选择条件下自由交配两代,得到的F4中纯合矮秆抗病植株占1/64B.经过程②的育种方法在染色体加倍阶段,常用秋水仙素或低温处理其种子或幼苗C.过程③得到的转基因植株自交,后代中有1/4的个体是符合要求的玉米植株D.过程④发生的变异类型可能是基因突变或基因重组或染色体变异
解析 过程①产生的F2若在无人工选择条件下自由交配两代,自由交配过程中基因频率不变,在F2中DD∶Dd∶dd=1∶2∶1,则d的基因频率为1/2, RR∶Rr∶rr=1∶2∶1,则R的基因频率为1/2,故得到的F4中矮秆植株(dd)所占比例为1/4,纯合抗病植株(RR)占1/4,则F4中纯合矮秆抗病植株占1/16,A项错误;根据题图分析可知,过程②为单倍体育种,常用秋水仙素处理幼苗,秋水仙素发挥作用的时间在有丝分裂前期,能够抑制纺锤体的形成,B项错误;过程③得到的转基因植株是杂合子(ddROrr),自交后代符合要求的玉米植株是纯合子(ddRRrr),占1/4,C项正确;过程④的育种方法中主要的变异类型是基因突变和染色体变异,不发生基因重组,D项错误。
考向二 借助育种方法的选择育种程序设计,考查科学思维2.现有小麦种质资源包括:①高产、感病;②低产、抗病;③高产、晚熟等品种。为满足不同地区及不同环境条件下的栽培需求,育种专家要培育3类品种:a.高产、抗病;b.高产、早熟;c.高产、抗旱。下列所述育种方法可行的是(　　)A.利用①③品种间杂交筛选获得aB.对品种③进行染色体加倍处理筛选获得bC.a、b和c的培育均可采用诱变育种方法D.用杂交育种的方法可以获得c
解析 欲获得高产、抗病品种,应利用①和②进行品种间杂交筛选;欲获得高产、早熟品种,则应对③进行诱变育种;诱变育种可以产生新基因,因此,a、b、c都可以通过诱变育种获得;杂交育种不能获得新性状,因此,不能利用杂交育种的方法培育出抗旱植株。
3.(2024·广东韶关统考)野生猕猴桃(2n=58)品种较多,但部分野生猕猴桃存在果实总糖含量和维生素C含量较低的特点。近年来科研工作者尝试多种育种方法,期望培育总糖含量和维生素C含量较高的猕猴桃新品种。下图是某科研小组以野生猕猴桃幼苗为实验材料培育猕猴桃新品种的过程简图,请据图回答下列问题。
(1)育种方法①依据的原理是　　　　　　　　,此方法可在较短时间内得到较多变异类型,但未必能获得总糖含量和维生素C含量较高的猕猴桃新品种,原因是　 。 (2)上图所示植株A、B、C的体细胞中染色体组数量相同的有　　　　　　　　　。 (3)培育植株C所用育种方法的显著优点是　　　　　　　　　　　　。 (4)若要培育出三倍体的无子猕猴桃,请在图示培育植株A、B、C的基础上,简述你的培育途径。用植株B和C进行杂交(或用植株A和B进行杂交),得到的种子细胞中含有三个染色体组。把这些种子种下去,授粉就可以获得三倍体的无子猕猴桃
(5)育种方法②中,科研工作者利用秋水仙素处理野生猕猴桃幼苗,诱导其染色体加倍,得到下表所示的结果:
科研工作者做此实验的主要目的是　　　　　　　　　　　　　　。研究在相同浓度的秋水仙素作用下,不同的处理时间对野生猕猴桃幼苗死亡率和变异率的影响分析实验结果可知,诱导野生猕猴桃染色体加倍比较合适的处理时间是　　　h。 
解析 (1)育种方法①产生具有新基因的个体,是诱变育种,原理是基因突变;由于基因突变具有不定向性,故此方法虽然可在较短时间内得到较多变异类型,但未必能获得总糖含量和维生素C含量较高的猕猴桃新品种。(2)植株A是诱变育种的产物,染色体数目不变,与体细胞数目相同,植株B是多倍体育种的产物,染色体数目相比体细胞数目加倍,植株C是单倍体育种的产物,细胞中染色体数目与体细胞数目相同,故题图所示植株A、B、C的体细胞中,染色体组数量相同的有植株A和植株C。(3)途径③是单倍体育种,该育种方法的优点是可以明显缩短育种年限。
(4)若要培育出三倍体的无子猕猴桃,可选用四倍体植株和二倍体植株杂交,即可选择植株B和植株C进行杂交(或用植株A和植株B进行杂交),得到的种子细胞中含有三个染色体组。把这些种子种下去,授粉就可以获得三倍体的无子猕猴桃。(5)分析表格可知,该实验的自变量是处理时间,因变量是死亡率和变异率,故本实验的主要目的是研究在相同浓度的秋水仙素作用下,不同的处理时间对野生猕猴桃幼苗死亡率和变异率的影响;据表格数据可知,在168 h处理时间下,变异率最高,且死亡率相对较低,故该处理时间是较合适的。
1.(2022·浙江卷)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
解析 由题干描述可知,猫叫综合征是染色体缺失了部分片段导致的,属于染色体结构变异中的缺失。
2.(2022·湖南卷)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?(　　)
解析 由题干信息可知,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,这两对等位基因不能自由组合,正常情况下杂合子只能产生两种类型的配子,若发生了染色体易位,可产生四种类型的配子,如图C,相应个体测交,后代可表现出类似自由组合的比例。
3.(2021·广东卷)人类(2n=46)14号与21号染色体二者的长臂在着丝点处融合形成14/21平衡易位染色体,该染色体携带者具有正常的表现型,但在产生生殖细胞的过程中,其细胞中形成复杂的联会复合物(如图)。在进行减数分裂时,若该联会复合物的染色体遵循正常的染色体行为规律(不考虑交叉互换),下列关于平衡易位染色体携带者的叙述,错误的是(　　)A.观察平衡易位染色体也可选择有丝分裂中期细胞B.男性携带者的初级精母细胞含有45条染色体C.女性携带者的卵子最多含24种形态不同的染色体D.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 有丝分裂中期的染色体的形态比较稳定,数目比较清晰,是观察的最佳时期,因此可以选择有丝分裂中期细胞观察平衡易位染色体,A项正确。正常男性的初级精母细胞中含有46条染色体,其中一条14号染色体和一条21号染色体融合为一条染色体(14/21平衡易位染色体),故平衡易位染色体携带者的染色体数目为45条,B项正确。减数分裂时联会复合物中的3条染色体在减数第一次分裂后期随机分配到两极,任意2条染色体进入同一个配子中,剩余的1条染色体进入另一个配子中,因此女性卵子中最多含有21+2=23(种)形态不同的染色体,C项错误。女性携带者的卵子类型可能为(14)、(21和14/21)、(21)、(14和14/21)、(14/21)、(14和21)这6种类型,D项正确。
4.(2022·河北卷)蓝粒小麦是小麦(2n=42)与其近缘种长穗偃麦草杂交得到的。其细胞中来自长穗偃麦草的一对4号染色体(均带有蓝色素基因E)代换了小麦的一对4号染色体。小麦5号染色体上的h基因纯合后,可诱导来自小麦的和来自长穗偃麦草的4号染色体配对并发生互换。某雄性不育小麦的不育基因T与等位可育基因t位于4号染色体上。为培育蓝粒和不育两性状不分离的小麦,研究人员设计了如下图所示的杂交实验。回答下列问题。
(1)亲本不育小麦的基因型是　　　　,F1中可育株和不育株的比例是　　　　。 (2)F2与小麦(hh)杂交的目的是    　。获得h基因纯合(hh)的蓝粒不育株,诱导小麦和长穗偃麦草的4号染色体配对并发生互换,从而使T基因与E基因交换到一条姐妹染色单体上,以获得蓝粒和不育性状不分离的小麦 (3)F2蓝粒不育株在减数分裂时理论上能形成　　　　个正常的四分体。如果减数分裂过程中同源染色体正常分离,来自小麦和长穗偃麦草的4号染色体随机分配,最终能产生　　　　　种配子(仅考虑T/t、E基因)。F3中基因型为hh的蓝粒不育株占比是　　　　　。 
(4)F3蓝粒不育株体细胞中有　　条染色体,属于染色体变异中的　　　变异。 (5)F4蓝粒不育株和小麦(HH)杂交后单株留种形成一个株系。若株系中出现:①蓝粒可育∶蓝粒不育∶非蓝粒可育∶非蓝粒不育=1∶1∶1∶1。说明:  　; ②蓝粒不育∶非蓝粒可育=1∶1。说明  　。 符合育种要求的是　　　　(填“①”或“②”)。 
F4蓝色不育株体细胞中T基因和E基因位于不同染色体上
F4蓝色不育株体细胞中T基因和E基因位于同一条染色体上
解析 (1)分析题意,亲本雄性不育小麦(HH)的不育基因T与等位可育基因t位于4号染色体上,所以其基因型为TtHH,亲本小麦(hh)的基因型为tthh,故F1中可育株(TtHh)∶不育株(ttHh)=1∶1。(2)F2中的蓝粒不育株的基因型及比例为1/2TEHH、1/2TEHh,其中T基因和E基因分别来自小麦的和长穗偃麦草的4号染色体,而h基因纯合后,可诱导来自小麦的和来自长穗偃麦草的4号染色体配对并发生互换,使得T和E基因可以位于同一条姐妹染色单体上,从而获得蓝粒和不育两性状不分离的个体。
(3)分析题意,蓝粒小麦的染色体条数是42,而F2中的蓝粒不育株的4号染色体一条来自小麦,一条来自长穗偃麦草,其余染色体(42-1-1=40)均来自小麦,为同源染色体,故其减数分裂时理论上能形成20个正常的四分体;不同来源的4号染色体在减数分裂中随机分配,仅考虑T/t、E基因,若两条4号染色体移向一极,则同时产生基因型为TE和О(两基因均没有)的两种配子,若两条4号染色体移向两极,则产生基因型为T和E的两种配子,则F2中的蓝粒不育株共产生4种配子;F3中的蓝粒不育株产生TE配子的概率为1/4,产生h配子的概率是1/4,则F3中基因型为hh的蓝粒不育株占比是1/4×1/4=1/16。(4)由F2中的蓝粒不育株产生的配子种类,可以确定形成F3中的蓝粒不育株的卵细胞中应含有两条4号染色体,且小麦染色体组成为2n=42,故F3蓝粒不育株体细胞中有43条染色体,多了一条4号染色体,属于染色体数目变异。
(5)F3中的蓝粒不育株基因型为TEtHh和TEthh,含hh基因的个体可形成T和E交换到同一条染色体上的卵细胞,与小麦(ttHH)杂交,F4中的蓝粒不育株基因型为TEtHh,其中T基因和E基因位于同一条染色体上,t基因位于另一条染色体上,与小麦(ttHH)杂交,后代表型及比例为蓝粒不育∶非蓝粒可育=1∶1,即F4蓝粒不育株体细胞中的T基因和E基因位于同一条染色体上;而F3中关于h的基因型为Hh的个体与小麦(ttHH)杂交产生的F4中的蓝粒不育株含3条4号染色体,分别携带T基因、E基因及t基因,与小麦(ttHH)杂交,母本在减数分裂Ⅰ前期联会时,携带T基因的染色体和携带t基因的染色体联会,携带E基因的染色体随机分配到细胞的一极,产生的配子基因型及比例为T∶TE∶t∶tE=1∶1∶1∶1,与小麦(ttHH)杂交,子代表型及比例为蓝粒可育∶蓝粒不育∶非蓝粒可育∶非蓝粒不育=1∶1∶1∶1,即F4蓝粒不育植株体细胞中的T基因和E基因位于不同染色体上;本实验要培育蓝粒和不育两性状不分离的小麦,故②符合育种要求。
1.(必修2第88页正文)单倍体育种和多倍体育种都需用秋水仙素处理,前者操作对象是　　　　　;后者操作对象为　　　　　　　　　　　　　。 2.(必修2第90页图5-7)基因突变和染色体变异中的“缺失或增添”对生物性状的影响一样吗?提示 不一样。DNA分子上若干基因的缺失或重复(增加),属于染色体结构变异,会改变基因的数量,一般对生物性状影响较大;DNA分子上某个基因内部碱基的缺失或增添,会改变基因的结构,不改变基因的数量和位置,属于基因突变,对生物性状影响小
正常的幼苗或萌发期的种子
3.(必修2第89页“与社会的联系”)单倍体育种能缩短育种年限,原因是    　。 提示 采用花药(或花粉)离体培养获得的单倍体植株,经人工诱导染色体数目加倍后,植株细胞内每对染色体上成对的基因一般是纯合的,自交后代不会发生性状分离4.(必修2第91页“拓展应用2”)三倍体西瓜一般不能产生种子,但有时也可以看到三倍体西瓜中有少量发育不成熟的种子,原因是     　。提示 三倍体植株一般不能进行正常的减数分裂形成正常的生殖细胞,因而不能产生种子,而果实能正常发育。但三倍体植株的果实中绝不是一颗种子都没有,其原因是在进行减数分裂时,有可能形成正常的生殖细胞,产生正常的受精卵,形成种子,但比例极低