染色体变异-2024年高考生物一轮复习（新高考版）

第七

单元生物的变异和进化

第2课时染色体变异

【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.

考点一染色体结构变异

■归纳夯实必备知识

1.染色体变异

(1)概念：生物体的体细胞或生殖细胞内染色体或的变化。

(2)类型：染色体的变异和染色体的变异。

2.染色体结构的变异

(1)染色体结构变异的原因：受各种因素影响(如：各种射线、代谢失调等)，染色体的

以及断裂后片段的重新连接。

(2)染色体结构变异的类型

类型图像联会异常实例

11]*)b缺失环

1Cdef果蝇缺刻翅、猫叫综合征

acdef

ac"

aabedc「

a「cdaf果蝇棒状眼

aa1飞了重复环

1汉--->1..J

4果蝇花斑眼、人类慢性粒

abighg

c—细胞白血病

-1XD

果蝇卷翅、人类9号染色

(Ia]b

体长臂倒位可导致习惯性

ba

(ll仪---)cdeT

流产

【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：

①单向易位

②相互易位(平衡易位)

12389

6745

67089

(2)倒位染色体的细胞学鉴定

3bcdef畛倒位区段过长

倒位杂合子在减数分

裂过程时两条同源染铲整年辞(b~f区段倒位)

色体不能以直线形式

旦旦旦国曾倒位区段较短

配对，一定要有一条

染色体形成一个圆圈abc,°dfagh(ef区段倒位)

Ic

才能完成同源部分的

正形成臂内倒位圈

配对，这个圆圈称为邑(efg区段倒位)

倒位环abcdh

(3)染色体结构变异的结果：染色体结构的改变，会使排列在染色体上的基因数目或排列顺序

发生改变，导致性状的变异。

(4)染色体结构变异对生物性状的影响：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。

■柘展提升科学思维

1.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,■AMBB■C■■9DEF

3旦b£dikL

4

g

2

GTTITk-L

图1

(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)请将图示2联会过程补充完整。

Ff

——OEeo_

ABCDihg

图2

2.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，着丝粒分裂后细胞向两极移动时出现“染色体桥”结构，如图所示。基因型为Aa

的雄性蝗虫进行减数分裂时，其中一个次级精母细胞出现“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，则该次级精母细胞产

生的精细胞的基因组成可能有（若细

胞中不含A或a基因则用“0”表示）。

H1连接

I

染色体

■突破强化关键能力

1.猫叫综合征是5号染色体短臂断裂缺失所致。现有某表型正常的女性个体，其断裂的5号

染色体片段与8号染色体连接，减数分裂过程中两对染色体发生如下图所示的现象。据图分

析，下列相关叙述不正确的是（）

5号染色体8号染色体

A.该个体的变异一般不会导致基因数量减少

B.图中所示的四条染色体发生了异常联会

C.若染色体随机两两分离（不考虑互换），该个体可能产生4种卵细胞

D.若该个体与正常男性婚配，妊娠期间应尽早对胎儿进行染色体筛查

2.某精原细胞中m、n为一对同源染色体，其中m为正常染色体，A〜E表示基因。该对同

源染色体联会后发生的特殊过程如图所示，其中染色体桥分裂时随机断裂，后续的分裂过程

正常进行。下列有关叙述不正确的是（）

ABCDE

染

ABCDE色

m<=3C7"7S-BEBCDE

体C丢失

n桥

ADCBE

ADCBE

A.图中的染色体桥结构可能出现在减数分裂i中期，但一般不会出现在减数分裂n中期

B.最后产生的精细胞中的染色体可能存在倒位、缺失等结构变异

C.该经减数分裂产生含异常染色体的精子占3/4

D.丢失的片段会被精原细胞中的多种水解酶最终分解为6种小分子有机物

【归纳总结】(1)染色体结构变异和基因突变的比较

项目染色体结构变异基因突变

本质染色体片段的缺失、重复、易位或倒位碱基的替换、增添或缺失

对象基因碱基

变异水平细胞水平分子水平

光镜检测可见不可见

碱基的排列顺序改变，基因

变异结果基因数目或排列顺序改变

的数目、位置不变

(2)染色体易位与互换的比较

项目染色体易位互换

图解fI8f!-!i!1

位置发生于非同源染色体之间发生于同源染色体的非姐妹染色单体之间

区别

原理属于染色体结构变异属于基因重组

考点二染色体数目的变异

■归纳夯实必备知识

1.染色体数目变异的类型

(1)细胞内的增加或减少O

(2)细胞内染色体数目以成倍地增加或成套地减少。

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：。

(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,在功能上各不相同。

（3）染色体组数目的判定

①根据染色体形态判定：细胞内形态相同的染色体有几条，则含有几个染色体组。

形态、大小相同形态、大小相每种形态大小

的染色体有4条,同的染色体有的染色体各

应含4个染色体2条，应含2个1条，应含1个

组染色体组

甲乙丙

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。

每种基因仅出每种基因出每种基因出现

现］次，应含现_次，应含了一次，应含

一个染色体组_个染色体组一个染色体组

甲乙丙

3.单倍体、二倍体和多倍体

项目单倍体二倍体多倍体

体细胞中染色体数目体细胞中含有三个或

体细胞中含有两个

概念与本物种______染色三个以上染色体组的

___________的个体

体数目相同的个体个体

发育起点受精卵（通常是）受精卵（通常是）

①茎秆粗壮；

①植株弱小；②叶片、果实和种子

植株特点正常可育

②高度不育较大；

③营养物质含量丰富

体细胞染色体组数2

香蕉（三倍体）；马铃薯

几乎全部的动物和过

举例蜜蜂的雄蜂（四倍体）;八倍体小黑

半数的高等植物

麦

-教材隐性知识

源于P88“相关信息”

(1)被子植物中，约有33%的物种是o例如，普通小麦、棉、烟草、菊、水仙等都

是多倍体。

⑵秋水仙素(C22H25O6N)是从科植物秋水仙的种子和球茎中提取出来的一种

。它是白色或淡黄色的粉末或针状结晶，有剧毒，使用时应当特别注意。

4.低温诱导植物细胞染色体数目的变化

(1)实验原理

用低温处理植物的细胞，能够的形成，以致影响细

胞中染色体被拉向两极，导致细胞不能,

植物细胞的染色体数目发生变化。

(2)实验步骤

(3)实验现象：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。

【归纳总结】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0.5〜1h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

与体积分数为95%的酒精等体积混

质量分数为15%的盐酸解离根尖细胞

合，作为解离液

清水浸泡解离后的根尖细胞约10min漂洗根尖，去除解离液

把漂洗干净的根尖放进盛有甲紫溶液

甲紫溶液使染色体着色

的玻璃皿中染色3〜5min

・柘展提升科学思维

下图中甲是某二倍体生物体细胞染色体模式图，乙、丙、丁是发生变异后的不同个体的体细

胞中的染色体组成模式图。据图回答下列问题:

(I)请据上图辨析属于三体、三倍体、单体和单倍体的分别是哪一个？

(2)同源四倍体(基因型为AAaa)产生配子时染色体以图示的情况排列在赤道板的两侧，从而形

成不同基因型的配子。

或

根据上述推导过程，请思考回答下列问题：

①若同源四倍体的基因型为Aaaa,则产生的配子类型及比例：。

②若同源四倍体的基因型为AAAa,则产生的配子类型及比例：o

③若同源四倍体的基因型为AAaa,则产生的配子类型及比例：。

(3)若三体为XXY的雄性果蝇，三条性染色体任意两条联会概率相等，则XXY个体产生的配

子及比例为多少？

■突破强化关键能力

3.某大豆突变株表现为黄叶，其基因组成为IT。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(2〃+1)绿叶纯合子植株杂交，选择B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()

F2表型及数量

母本

黄叶绿叶

9-三体21110

10-三体115120

A.Fi中三体的概率是1/2

B.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

4.下列关于单倍体、二倍体和多倍体的叙述，不正确的是()

A.二倍体生物一定是由受精卵直接发育而来的

B.单倍体生物体细胞中不一定只含有一个染色体组

C.采用花药离体培养的方法得到的个体是单倍体

D.三倍体无子西瓜体细胞含有三个染色体组

5.下列有关“低温诱导植物细胞染色体数目的变化”实验的叙述，正确的是()

A.低温会抑制纺锤体的形成

B.甲紫溶液的作用是固定和染色

C.固定和解离后都是用体积分数为95%的酒精漂洗

D.在高倍镜下可以观察到二倍体细胞变为四倍体的过程

考点三生物染色体数目变异在育种上的应用

■归纳夯实必备知识

1.多倍体育种

⑴原理：»

(2)方法：用或低温处理。

(3)处理材料：萌发的种子或幼苗。

(4)过程

向

分裂不能移

引

,从而

两级

细细胞

_

____

的抑制

导致

仙素

秋水

处理'

或低温

体数

内染色

胞起细胞

形成

目加倍

瓜

子西

体无

三倍

例：

(5)实

四

子

获得无

体西瓜

.三倍

三倍体

获得.

水.

体秋

二倍伸

西瓜

)一

(辛

植株

子一

一种

砧

幼苗

西瓜体

|

|

瓜

体西

二倍

)传粉

植株(d

得

杂交获

粉：

次传

第一

粉，

次传

①两

成

发育

子房

刺激

粉：

次传

第二

未经处

,而

目

数

体

色

染

、花

、叶

的茎

产生

分裂

组织

分生

后，

幼苗

处理

仙素

秋水

②用

o

色体数

)的染

部细胞

(如根

理部分

生

不能产

乱，

会紊

体联

染色

由于