第20讲 染色体变异-备战2025年高考生物一轮复习精优课件

这是一份第20讲 染色体变异-备战2025年高考生物一轮复习精优课件，共60页。PPT课件主要包含了考点一染色体变异，单倍体育种，DDTT，ddtt等内容，欢迎下载使用。

[分类] 染色体变异：细胞水平（显微镜下可见）
1.概念：体细胞或生殖细胞内染色体数目或结构的变化。
基因突变是指基因中发生碱基的替换，增添或缺失，在光学显微镜下不可见。
缺失、重复、倒位、易位
2.实质：基因数目或位置改变
染色体中缺少了某一片段
猫叫综合症、果蝇的缺刻翅
1.类型及实例等
由人的第5号染色体部分片段缺失引起的遗传病。患儿哭声轻，音调高，像猫叫。
染色体中增加了某一片段
非同源染色体交换片段（片段互相移接）
果蝇的花斑眼、人慢性粒细胞白血病
（1）结果：使排列在染色体上的基因的_________________发生改变,从而导致性状的变异。遗传物质发生改变，属于可遗传变异。
（2）影响：大多数染色体结构变异对生物体是不利的,有的甚至会导致生物体死亡。
2.结果和影响
同源染色体上的非姐妹染色单体
（过程可见），结果观察不到
比较：染色体易位（片段移接） 和 互换
改变基因的数量和顺序不产生新基因
基因数量和顺序不变，产生新基因(等位基因)
[区别] 染色体结构变异和基因突变
两者统称为”突变”，连同基因重组，这三种可遗传变异都是进化的原材料。
辨一辨：判断变异类型
[判断]1. 染色体增加某一片段可提高基因表达水平，是有利变异。(　　)2. 染色体缺失有利于隐性基因表达，可提高个体的生存能力。(　　)3. 在减数分裂和有丝分裂过程中，非同源染色体之间交换一部分片段，可导致染色体结构变异。(　　)4. 染色体片段的缺失和重复必然导致基因种类的变化。(　　)
X 多数不利，甚至致死
X染色体结构重复基因种类没变，增加的仍是原来存在的基因。
X多数不利，甚至致死
[典例] 在细胞分裂过程中出现了图甲～丁4种变异，图甲中英文字母表示染色体片段。下列有关叙述正确的是(　　)
A．图甲～丁都发生了染色体结构变异，增加了生物变异的多样性B．图甲、乙、丁中的变异类型都可以用显微镜观察检验C．图甲、乙、丁中的变异只会出现在有丝分裂过程中D．图乙、丙中的变异只会出现在减数分裂过程中
丙 丁
[例题] 下图①②③④分别表示不同的变异类型，基因a、a'仅有图③所示片段的差异。相关叙述正确的是（ ）。A. 图中4种变异中能够遗传的变异是①②④B. ③中的变异属于染色体结构变异中的缺失C. ④中的变异可能是染色体结构变异中的缺失或重复D. ①②都表示同源染色体非姐妹染色单体的交叉互换，发生在减数第一次分裂的前期
2021·八省市模考 一对同源染色体中有一条发生了倒位,发生倒位的染色体往往不能以直线形式(通常形成一个倒位环)与同源染色体进行配对,如图所示。如果在基因C/c和D/d之间发生了一次交叉互换(假定不发生其他变异),则减数分裂产生的配子中不可能含有的染色体是(　　)。
解析：参考下图,减数分裂产生的配子一定有正常的ABCDEF、含倒位片段的abedcf,同时由于双着丝点染色单体随机断裂,可能产生多种类型,比如B、D选项,只有C选项不可能,C错误。
考向1 染色体结构变异分析
【典例1】(2021·韶关月考)下图是用光学显微镜观察到的几种染色体联会时的模式图。下列关于这些图像的叙述，正确的是( )。
A.图1中含有2条染色体、4个完全相同的DNA和8条脱氧核苷酸单链B.图2中的四分体形态是由于发生了染色体片段的缺失C.图3中的四分体形态是由于发生了染色体片段的倒位D.图4中“十”字形图像是由染色体发生了同源染色体非姐妹染色单体之间的交换或者染色体片段易位造成的
【训练1】(2022·大连一模)两条非同源染色体各自断裂后发生了互相移接，但未改变细胞中的基因总数，这种变异属于染色体平衡易位。平衡易位携带者通常不会有异常表型。某女性的一条4号染色体与一条20号染色体发生了平衡易位，如图所示。下列叙述错误的是( )。
A.该女性体细胞中最多可含有25种形态不同的染色体B.该女性婚后，可能生出表型正常的孩子C.该女性生殖细胞形成过程中会出现两对同源染色体异常联会现象D.该女性怀孕期间可通过基因检测诊断胎儿是否为平衡易位携带者
个别染色体的增加或减少
以染色体组形式成倍增加或减少
类型1：细胞内个别染色体的增加或减少
如21三体综合症（先天性愚型）--21号染色体多了一条
(2)减少： 如性腺发育不良--性染色体少一条
类型2：细胞内染色体数目以一套完整的非同源染色体为基数成倍地增加或成套地减少，如多倍体、单倍体。
原因：细胞分裂后期（有丝分裂、减数分裂I、减数分裂II），染色体没有平均分配到细胞两极
以染色体组的形式增加或减少
细胞中的一组非同源染色体，形态和功能各不相同，但携带着控制一种生物生长发育、遗传和变异的全部遗传信息。
【构成一个染色体组必需具备的条件】
①一个染色体组中不含同源染色体。②一个染色体组中所含的染色体形态、大小和功能各不相同。③一个染色体组中含有控制生物性状的一整套基因，但不能重复，没有等位基因。
1.根据染色体形态：细胞内形态相同的染色体有几条，则含有几个染色体组。
2.根据相同基因+等位基因数判断：控制同一性状的基因出现几次，则有几个染色体组。
【判断染色体组数目的方法】
3.根据染色体的数目和染色体的形态数
例：韭菜体细胞中的32条染色体具有8种各不相同的形态，韭菜是 A．单倍体 B．二倍体 C．四倍体 D．八倍体
4.分裂图像染色体组的判断
四、二倍体，多倍体和单倍体的定义① 二倍体和多倍体：由 发育成的 ，体细胞中含有两个染色体组的叫做二倍体；体细胞中含有三个或三个以上染色体组的叫做 。② 单倍体：由 直接发育而来，体细胞含有本物种配子染色体数目的个体。
[关键] 看由配子发育而来还是由受精卵发育而来 ！！
只要由受精卵发育而来的，体细胞中有几个染色体组，就是几倍体；只要由配子发育而来的，不管体细胞中有几个染色体组，都是单倍体
[总结] 二倍体，多倍体和单倍体
植物弱小，一般高度不育
茎杆粗壮叶/果实/种子大营养物质丰富
花药离体培养的植株、雄蜂
染色体组数为奇数的都表现为不育。原因是：减数分裂时无法联会，不能产生正常的生殖细胞即不能遗传给后代，也就是没有种子。
[重点辨析]（1）精子和卵细胞是单倍体吗？单倍体是生物个体，而不是配子。（2）单倍体一定只含有一个染色体组吗？一定不育吗不一定，四倍体生物的配子发育而来的个体是单倍体，含2个染色体组—— 该2个染色体组的单倍体有可能可育(3）体细胞只含有一个染色体组的一定是单倍体吗一定是。(4）二倍体的花药离体培养得到的幼苗属于 倍体；用秋水仙素处理该幼苗得到的个体属于 倍体。
单倍体——体细胞中含有本物种配子的染色体数目的个体
单倍体（n≥1，且与染色体组数无关）
【典例2】(2021·济南模拟)下图表示细胞中所含染色体分布情况,有关叙述正确的是( ) 。
考向2 染色体组的判断
A.图a所示细胞含有2个染色体组,图b所示细胞含有3个染色体组B.若图b表示体细胞,则图b代表的生物一定是三倍体C.若图c代表由受精卵发育成的生物的体细胞,则该生物一定是二倍体D.图d代表的生物一定是由卵细胞发育而成的,是单倍体
【训练2】(2022·佛山模拟)水仙是我国传统观赏花卉。下图为水仙根细胞的染色体核型，下列叙述正确的是( )。
A.水仙为三倍体植物，可通过杂交繁育优良品种B.水仙根细胞中每个染色体组含有3条染色体C.每个染色体组中各染色体DNA的碱基序列不同D.欲测定水仙基因组的序列，需对其中的11条染色体进行DNA测序
包括花药离体培养 和 秋水仙素处理两个过程
以二倍体为实验材料一定是纯合子；如以四倍体为材料不一定是纯合子
DT Dt dT dt
DT Dt dT dt 幼苗
DDTT DDtt ddTT ddtt
获得纯种个体，缩短育种年限。
花药离体培养获得是单倍体，不可育，需要通过秋水仙素处理后才可以遗传给后代（但不一定是纯合子，比如原本是四倍体AAaa）
发育延迟，结实率较低
方法：低温（自然）或秋水仙素处理（人工）萌发的种子或幼苗
三倍体无子西瓜的育种过程
三倍体西瓜的雌蕊授以二倍体西瓜的花粉后，而子房壁在生长素刺激下发育成果实，但其没有正常的卵细胞，故胚珠不能发育成种子。
[实验回顾] ① 两次传粉的目的？第一次传粉——获得三倍体种子（受精作用）第二次传粉——诱导合成生长素刺激子房发育果实② 三倍体西瓜为什么没有种子？真的一颗都没有吗？三倍体西瓜减数分裂过程中，染色体联会紊乱，不能产生正常配子正常西瓜染色体数目为22条，三倍体西瓜的染色体数33条,则无子西瓜产生正常配子的概率是？(1/2)11③ 每年都要制种，很麻烦，有没有替代方法？三倍体西瓜（可遗传变异）组织培养
[课本P87 多倍体育种] 香蕉的祖先种，个小而多种子，无法食用。
2n和4n芭蕉不是同种，因为二者杂交的后代不可育。
无子香蕉3n减数分裂产生配子的过程中，联会紊乱，难以形成可育配子。
无子西瓜和无子番茄培育的区别
生长素促进子房发育成果实
三倍体植物在减数分裂中同源染色体联会紊乱，不能形成正常的配子而无子
未授粉，胚珠内的卵细胞没有经过受精，所以果实中没有形成种子
能，结无子西瓜的植株经植物组织培养后，所结西瓜仍是无子
不能，结无子番茄的植株经植物组织培养后，所结番茄有子
(1)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。(2)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，叫多倍体育种，不能看到“染色体数目加倍”就认为是多倍体育种。(3)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。
1.受自然环境影响（如低温） 2.用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗 （目前最常用且有效的方法）
作用原理：低温或秋水仙素都会抑制纺锤体的形成，导致正在分裂的细胞中染色体不能移向两极，从而引起细胞内染色体数目加倍。这种细胞继续进行有丝分裂，就可能发育成多倍体植株。
× DD (滔氏麦草）
AA（一粒小麦） × BB (斯氏麦草）
人工诱导多倍体可以创造出自然界没有的物种
（AABBDDRR）异源八倍体小黑麦
× RR (黑麦）
加倍 人工加倍 秋水仙素
（每一个字母代表一组染色体）
是不同物种经过加倍形成的多倍体（即增加的染色体组来自同一物种）
无同源染色体，不能进行正常的减数分裂
利用物理因素（如X射线、紫外线、激光等）或化学因素（如亚硝酸等）来处理生物，使之发生基因突变。
诱变育种的材料最好为萌发的种子或幼苗
萌发的种子和幼苗中的细胞分裂能力强，DNA复制过程中容易发生基因突变。
如果是动物的话，需要诱变生殖细胞
2.针对不同的育种目标和要求选择最佳育种方案
诱变育种 （但却最盲目）
已知在荔枝的性状控制中，D（无绿线）对d（有绿线）显性，T（有甜味）对t（无甜味）显性。现有两株普通枝，一株的基因型是DDTT，另一株的基因型是ddtt。假如你是育种专家，能否利用普通荔枝得到“西园挂绿”（ddTT）？请简要介绍你的育种方案。
绿甜 绿无甜
考向3 染色体数目变异分析
考向4 单倍体育种和多倍体育种
【训练4】下图为二倍体玉米花粉培育成植株的过程。下列有关叙述错误的是( )。
[解析] 单倍体育种的原理为染色体变异，D错误。
1.提取目的基因2.目的基因与运载体结合3.将目的基因导入受体细胞4.目的基因的检测与表达5.筛选出符合要求的新品种
1.低温能抑制有丝分裂前期纺锤体的形成可能与酶的活性降低有关。
2.制作临时装片的程序:选材→固定→解离→染色→漂洗→制片。
3.在高倍显微镜下观察到大多数细胞的染色体数目发生了加倍。
4.盐酸酒精混合液和卡诺氏液都可以使洋葱根尖解离。
5.醋酸洋红液和甲紫溶液都可以使染色体着色。
6.低温诱导植物细胞染色体加倍过程中,有的细胞没有完整的细胞周期。
7.使用卡诺氏液固定细胞后,要使用清水漂洗。
考点三 低温诱导植物细胞染色体数目的变化
4.实验中的试剂及其作用
1.实验原理低温处理植物的分生组织细胞，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，于是染色体数目加倍。
选用能进行分裂的分生组织细胞
可设置常温、4℃、0℃，以作对照
3.实验现象视野中既有细胞，也有的细胞。
碱性染料(甲紫溶液或醋酸洋红液)
（1）显微镜下观察到的细胞是已被盐酸杀死的细胞。（2）选材应选用能进行分裂的分生组织细胞，否则不会出现染色体数目加倍的情况。（3）对低温诱导植物染色体数目变化的实验原理的理解关键信息：低温处理分生组织细胞、抑制纺锤体形成、染色体不能被拉向两极、不能形成两个子细胞。错误理解：将“抑制纺锤体形成”等同于“着丝点不分裂”，将低温处理“分生组织细胞”等同于“任何细胞”。（4）观察时不是所有细胞中染色体均已加倍,只有少部分细胞实现“染色体加倍”,大部分细胞仍为二倍体分裂状况。
[典例] 下列关于低温诱导染色体加倍实验的叙述，正确的是( )。A. 原理：低温抑制染色体着丝粒分裂，使子染色体不能分别移向两极B. 解离：盐酸酒精混合液和卡诺氏液都可以使洋葱根尖解离C. 染色：改良苯酚品红溶液和醋酸洋红液都可以使染色体着色D. 观察：显微镜下可以看到大多数细胞的染色体数目发生改变
[2022年6月·浙江·高考真题] 某哺乳动物卵原细胞形成卵细胞的过程中，某时期的细胞如图所示，其中①~④表示染色体，a~h表示染色单体。下列叙述正确的是（ ）A．图示细胞为次级卵母细胞，所处时期为前期ⅡB．①与②的分离发生在后期Ⅰ，③与④的分离发生在后期ⅡC．该细胞的染色体数与核DNA分子数均为卵细胞的2倍D．a和e同时进入一个卵细胞的概率为1/16