2026届高考生物一轮精准突破：第34讲+染色体变异+课件（人教版）

第七单元

生物的变异和进化

第34讲

染色体变异课标要求核心素养1.阐明染色体数目和结构的变

异导致遗传物质变化，可能

导致生物性状改变甚至死亡。2.比较二倍体、多倍体、单倍

体的概念，比较多倍体、单

倍体的不同特点。3.结合实例分析可遗传变异在

生物育种中的应用。1.通过染色体结构或数目发生改变会引起遗传物质发生改变，因而会导致生物的性状发生改变这一事实，培养结构与功能观。2.通过对染色体组与几倍体的判定，培养归纳与概括的能力。3.通过低温诱导植物染色体数目变化、生物变异类型的判断与探究，培养实验设计能力与结果分析能力。4.形成关注科学发展，关注科学育种，提高粮食产量与品质的责任和意识。自主梳理课本必修2《遗传与进化细胞》P87-911.染色体变异的概念？染色体结构变异的四种类型？实例？

染色体结构的改变为什么会导致性状发生改变?

2.基因突变与染色体结构变异的区别？互换与染色体易位的区别？3.染色体数目变异分为哪两类？什么是一个染色体组？

染色体组数目判断方法？染色体组数的变化曲线。4.多倍体优点？缺点？单倍体缺点？多倍体、单倍体的获得方法？5.秋水仙素的作用时期及原理？单倍体育种的过程、优点？6.无子西瓜的培育过程？两次传粉的目的？7.不遗传的变异、可遗传的变异的区别？8.育种方法的比较？各自的优缺点是什么？染色体结构的变异染色体数目的变异缺失增加颠倒易位个别染色体数目的增加或减少以染色体组的形式成倍的增加或减少2.类型21三体综合征实例三倍体无子西瓜实例生物体内有丝分裂和减数分裂过程中染色体移向异常可导致染色体数目变异。由于染色体上有许多基因，因而染色体变异的后果比基因突变要严重得多。生物体的体细胞或生殖细胞内染色体数目或结构的变化。1.概念：染色体结构的变异生物变异在育种上的应用染色体数目的变异实例：果蝇缺刻翅的形成

人类猫叫综合征正常翅缺刻翅缺失染色体的某一片段缺失引起变异实例：果蝇棒

状眼的形成重复染色体中增加某一片段引起变异倒位染色体某一片段位置颠倒引起变异易位染色体某一片段移接到另一条非同源染色体上引起变异正常眼棒状眼正常翅卷翅正常眼花斑眼类型染色体结构变异VS基因突变基因缺失，细胞水平的变异，光学显微镜下能观察到。没有产生新基因，发生了基因数目或排列顺序的变化。碱基对缺失，分子水平的变异，光学显微镜下不能观察到。产生新基因，基因数目、排列顺序都没有变化。缺失重复倒位基因突变染色体结构变异基因突变染色体间的易位可分为单向易位和相互易位①单向易位：指一条染色体的某一片段转移到了另一条非同源染色体上②相互易位非同源染色体的片段移接是易位（属于染色体结构变异）同源染色体的非姐妹染色单体片段交换是互换（属于基因重组）染色体结构变异VS基因重组思考：染色体结构的改变为什么会导致性状发生改变?染色体片段缺失、重复、易位和倒位基因数量、排列顺序的改变生物性状的改变（变异）（缺失、重复）（易位、倒位）

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。项目基因突变基因重组染色体变异实质范围时期结果意义观察归纳总结基因结构的改变非等位基因的重新组合染色体结构或数目变化任何生物均可发生（一般为）真核生物有性生殖真核生物核遗传任何时期（主要为间期）减数分裂I前期（互换）减数分裂I后期（自由组合）一般发生于分裂期产生新基因（基因数目不变）不产生新基因，但产生新的基因型基因数目或位置改变生物变异的根本来源，为生物进化提供原材料生物变异的来源之一，对生物进化有重要意义为生物进化提供

光学显微镜下不可见光学显微镜下可见大鼠控制黑眼/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（

）C典例分析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中的变异是染色体结构变异中的缺失D.①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

的前期如图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。下列相关叙述正确的是（

）D典例分析染色体结构的变异生物变异在育种上的应用染色体数目的变异一、染色体数目变异的类型细胞内个别染色体的增加或减少细胞内染色体数目以一套完整的非同源染色体（染色体组）为基数成倍地增加或成套地减少正常细胞1.个别染色体的增加或减少①同源染色

体未分离②姐妹染色单体分离后移向细胞的同一极（1）原因唐氏综合征/21三体综合征——多了一条21号染色体Turner综合征性腺发育不良——少了一条X染色体患者比正常人多一条染色体——21号染色体是三条。其症状表现为智力低下，身体发育缓慢等。患者比正常人少一条染色体——性染色体是一条X。症状表现为颈蹼[pǔ]，肘外翻、部分患者智力轻度低下。有的患者伴有心、肾、骨骼等先天畸形。外观表现为女性，但性腺发育不良，没有生育能力。胡一舟（2）实例(2)染色体组：

细胞中的一组非同源染色体，在形态和功能上各不相同，但又相互协调，共同控制生物的生长、发育、遗传和变异的一组染色体。染色体组的特点①从染色体来源看：②从形态、大小看：③从功能看：一个染色体组中不含同源染色体，不含等位基因一个染色体组中所含的染色体各不相同一个染色体组中含有控制本物种生物性状的全套遗传信息基因组≠染色体组一、染色体数目变异的类型2.一套非同源染色体为基数成倍增加或成套地减少(1)形成的原因：细胞分裂过程中，纺锤体的形成受到抑制或由配子直接发育成个体等。1个3个2个4个①根据染色体形态判定：细胞内

同一形态的染色体有几条就可

以认为含有几个染色体组。拓展：染色体组数目的判定2个2个3个1个1个②根据基因型判断：同一种基

因（不分大小写）出现几次，

则细胞中就有几个染色体组。4个1个2个1个③根据分裂图像判定：由受精卵发育而来，体细胞中含有两个染色体组的个体。由受精卵发育而来，体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体。(3)二倍体：多倍体：六倍体普通小麦六倍体菊花四倍体葡萄茎秆粗壮，叶片、果实和种子都比较大，糖类和蛋白质等营养物质的含量都有所增加，但发育迟缓，结实率低。四倍体番茄注意：在自然界，几乎全部动物和过半数的高等植物都是二倍体。

多倍体在植物中很常见，在动物中极少见。多倍体的特点：深入思考（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:__________________________。（3）若同源四倍体的基因型为AAaa，

则产生的配子类型及比例:__________________________。（4）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________________________________。Aa∶aa＝1:1AA∶Aa＝1:1AA∶Aa∶aa=1:4:1X∶Y∶XY∶XX＝2∶1∶2∶1(3)单倍体：由配子发育而来，体细胞中的染色体数目与本物种配子染色体数目相同的个体。由配子（如卵细胞、花粉等）直接发育而成。单倍体成因：与正常植株比，单倍体植株长得弱小，而且高度不育。单倍体特点（二倍体产生的单倍体）：单倍体的体细胞不一定只含有一个染色体组，如四倍体的配子形成的单倍体的体细胞中含有2个染色体组；只有一个染色体组的个体一定是单倍体。单倍体并非都不育，二倍体的配子发育成的单倍体表现为高度不育；多倍体的配子如果含有偶数个染色体组，则发育成的单倍体含有同源染色体及等位基因，可育能产生后代；单倍体是生物个体，而不是配子；精子和卵细胞属于配子，但不是单倍体。单倍体易错分析：生物变异类型的判定1.生物类型推断法→基因突变、基因重组和染色体变异→基因突变、染色体变异3.显微镜辅助推断法→基因突变→基因突变病毒、原核生物真核生物2.细胞分裂方式推断法二分裂→基因突变无丝分裂、有丝分裂减数分裂→基因突变、基因重组和染色体变异可见→细胞水平的变异→染色体变异不可见→分子水平的变异→基因突变和基因重组4.变异水平推断法染色体水平同源染色体的非姐妹染色单体间的交换非同源染色体间的交换→基因重组→易位DNA分子水平DNA分子中若干基因的增加或缺失→染色体变异DNA分子中若干个碱基对的增加或缺失项目单倍体二倍体多倍体概念发育起点染色体组的数目性状表现由配子发育而来，体细胞的染色体数目与本物种配子染色体数目相同的个体由受精卵发育而来，体细胞中含有2个染色体组的个体由受精卵发育而来，体细胞中含有3个或3个以上染色体组的个体未受精的配子受精卵受精卵不确定（是正常体细胞染色体组数目的一半）2个3个或3个以上植株矮小，且高度不育（除雄蜂外）茎秆粗壮，叶片、果实、种子较大，营养丰富，但发育迟缓，结实率低正常（作为单倍体、多倍体的参照物）归纳小结____处理植物的_________细胞，能够_________________，以致影响细胞________中染色体__________，导致细胞不能________________，于是植物细胞的染色体数目

。1.实验原理：低温分生组织抑制纺锤体的形成有丝分裂被拉向两极分裂成两个子细胞二、实验：

低温诱导植物染色体数目的变化2.实验中的试剂试

剂

作

用卡诺氏液体积分数为95%的酒精质量分数为15%的盐酸清水0.01g/ml的甲紫溶液固定细胞形态①洗去卡诺氏液；②配制解离液，解离根尖细胞配制解离液，解离根尖细胞洗去解离液，防止解离过度使染色体着色(龙胆紫或醋酸洋红染液）加倍诱导培养取材固定制作装片观察结果3.实验方法步骤得出结论诱导培养取材固定制作装片观察结果3.实验方法步骤培养不定根：低温诱导培养：将洋葱在冰箱冷藏室内放置一周。取出后,放在装满清水的容器上方,让洋葱的底部接触水面,于室温(约25°C)进行培养。待洋葱长出约1cm长的不定根时，将整个装置放入冰箱冷藏室内，诱导培养48~72h。得出结论诱导培养取材固定制作装片观察结果3.实验方法步骤剪取诱导处理的根尖0.5~1cm,放人卡诺氏液中浸泡0.5~1h，以固定细胞的形态，然后用体积分数为95%的酒精冲洗2次。得出结论培养不定根低温诱导培养诱导培养取材固定制作装片观察结果3.实验方法步骤解离→漂洗→染色→制片得出结论卡诺氏液固定细胞的形态，体积分数为95%的酒精冲洗2次。培养不定根低温诱导培养诱导培养取材固定制作装片观察结果3.实验方法步骤先用低倍镜寻找染色体形态较好的分裂象。视野中既有正常的二倍体细胞（多），也有染色体数目发生改变的细胞（少）。确认某个细胞发生染色体数目变化后，再用高倍镜观察。得出结论诱导培养取材固定制作装片观察结果3.实验方法步骤得出结论低温可以诱导植物细胞染色体数目加倍。解离→漂洗→染色→制片卡诺氏液固定细胞的形态，体积分数为95%的酒精冲洗2次。培养不定根低温诱导培养先用低倍镜寻找分裂象,再用高倍镜观察。正常的二倍体细胞（多），染色体数目发生改变的细胞（少）。1.低温诱导时温度越低效果越显著(

)2.用显微镜观察时发现所有细胞中染色体均已加倍(

)3.低温处理和利用秋水仙素处理材料的原理是相同的(

)4.固定细胞后所用的冲洗试剂与解离后所用的漂洗试剂是一样的(

)5.在高倍显微镜下可以观察到细胞从二倍体变为四倍体的过程(

)6.体细胞中含有两个染色体组的个体是二倍体，含有三个或三个以上染色体组的

个体是多倍体。(

)7.用秋水仙素处理单倍体植株后得到的一定是二倍体。(

)8.用秋水仙素处理某高等植物连续分裂的细胞群体，分裂期细胞的比例会减少(

)9.染色体易位不改变基因数量，对个体性状不会产生影响。()10.非同源染色体某片段移接，仅发生在减数分裂过程中。()×××××××××√易错辨析

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A典例分析某大豆突变株表现为黄叶，其基因组成为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母本F2表型及数量黄叶绿叶9-三体2111010-三体115120C典例分析染色体结构的变异生物变异在育种上的应用染色体数目的变异一、诱变育种3.优点①可以提高

，在较短时间内获得更多的优良变异类型。②大幅度地

。4.缺点：1.原理：___________2.过程基因突变选择生物(萌发种子或幼苗)突变频率改良某些性状诱发基因突变选择理想类型培育有利变异个体往往不多，需处理大量材料。X射线、紫外线等亚硝酸盐等物理因素化学因素

处理“黑农五号”大豆高产青霉菌太空椒二、杂交育种具有不同优良性状的亲本F1杂交自交F2鉴别、选择需要的类型逐代

自交，不发生性状分离为止。2.原理：3.优点：4.缺点：若培育隐性纯合品种则无需连续自交筛选，F2中出现相关表现型即为纯种，可推广应用。若是选育动物品种，则可用测交的方法，选出表现型符合要求且不发生性状分离的个体。1.概念：将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起，再经过选择和培育，获得新品种的方法。基因重组操作简单，可以把多个品种优良性状集中在一起。育种周期长，局限于同种或亲缘关系较近的物种。3.方法:

4.优点:5.缺点:打破远缘杂交不亲和的障碍；技术复杂，可能会产生食品安全问题如培育转基因抗虫棉将一生物的特定基因转移到另一种生物细胞中基因重组2.原理:定向改造生物的遗传性状6.举例:三、基因工程育种获取目的基因运载体构建重组DNA导入受体细胞具有相关性状的新品种1.育种程序P抗倒伏易感条锈病易倒伏抗条锈病DDTTddtt×抗倒伏易感条锈病DdTtF1F2抗倒伏易感条锈病9D_T_抗倒伏抗条锈病3D_tt3ddT_1ddtt（淘汰）（保留）（淘汰）（淘汰）⊗易倒伏易感条锈病易倒伏抗条锈病小麦的抗倒伏(D)对易倒伏(d)为显性，易染条锈病(T)对抗条锈病(t)为显性。

现有两个不同品种的小麦，一个品种抗倒伏，但易染条锈病(DDTT)；另一个品种易倒伏，但能抗条锈病(ddtt)。如何培育出既抗倒伏又抗条锈病的纯种(DDtt)？典例分析DDttDdtt

种成株系/株行（单株收获的种子种在一起）性状分离稳定遗传⊗⊗P高杆抗病

DDTT×矮杆感病

ddttF1高杆抗病

DdTtF2D_T_D_ttddT_ddttddTT杂交育种矮抗⊗连续⊗第1年第2年第3-6年花药离体培养PF1配子DDTTDDttddTTddtt正常植株（纯合）秋水仙素单倍体育种高杆抗病

DDTT×矮杆感病

ddtt高杆抗病

DdTtDTDtdTdt单倍体植株第1年第2年DTDtdTdt需要的纯合矮抗品种需要的纯合矮抗品种四、单倍体育种花药离体培养单倍体幼苗

人工诱导(用秋水仙素处理)染色体数目加倍得到正常植株植物组织培养染色体(数目)变异单倍体育种所得个体并非都是纯合子。例如：杂合子

3.优点：2.原理：4.缺点：明显缩短育种年限,所得个体均为纯合子技术复杂,需与杂交育种配合，一般应用于二倍体植物1.过程：五、多倍体育种2.原理:3.方法:4.处理材料:萌发的种子或幼苗萌发的种子或幼苗秋水仙素或低温处理抑制分裂细胞纺锤体形成导致染色体不能移向细胞两极，从而引起细胞内染色体数目加倍染色体(数目)变异5.优点:6.缺点:多倍体植株茎秆粗壮，叶、果实和种子比较大，营养物质含量丰富。多倍体植株发育延迟，结实率低，多倍体育种一般只适用于植物。1.过程:用秋水仙素或低温处理三倍体植株杂交三倍体（母本）联会紊乱无子西瓜第一年第二年7.实例1:三倍体无子西瓜的培育过程1.为什么用一定浓度的秋水仙素溶液滴在二倍体

西瓜幼苗的芽尖？芽尖细胞正在进行有丝分裂，当秋水仙素作用于正在分裂的细胞时，能够抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞两极，从而引起细胞内染色体数目加倍。2.滴加秋水仙素处理后，新产生的四倍体，各部

分细胞都含有四个染色体组吗？不是。地上部分少量细胞染色体数目加倍，含有四个染色体组；根等大部分细胞没有加倍，只含有两个染色体组。3.用二倍体给四倍体传粉和用二倍体给三倍体

传粉的目的相同吗？第一次传粉：为了杂交得到三倍体种子。第二次传粉：促进子房发育成果实。五、多倍体育种瓜瓤来自母本，含有四个染色体组，而种子的胚含有三个染色体组6.有时可以看到三倍体西瓜中有少量发育并不成

熟的种子，请推测产生这些种子的原因。三倍体在进行减数分裂时有可能形成了正常的卵细胞，从而形成正常的种子，但这种概率特别小。7.无子西瓜每年都要制种，很麻烦，有没有别的

替代方法？进行无性繁殖。将三倍体西瓜植株进行组织培养获得大量的组织苗，再进行移栽。5.三倍体无子西瓜果实中没有种子的原因是什么？减数分裂时出现联会紊乱不能形成可育的配子。4.母本四倍体上结的西瓜，瓜瓤、种子的胚分别

含有几个染色体组？三倍体植株杂交三倍体（母本）联会紊乱第一年第二年7.实例1:三倍体无子西瓜的培育过程五、多倍体育种7.实例2:普通小麦的形成过程7.实例3:八倍体小黑麦的培育过程第1步：杂交异源四倍体（4N）（ABDR）第2步：染色体加倍第一年第二年普通小麦（6N）×小黑麦（2N）（RR）

（AABBDD）八倍体小黑麦（8N）（AABBDDRR）秋水仙素处理五、多倍体育种六、雄性不育与生物育种水稻中细胞质不育基因为S,细胞质可育基因为N;核不育基因为r,不能恢复不育株育性,核可育基因为R,能够恢复不育株育性。R对r呈显性,且R能抑制质不育基因S的表达。只有质不育基因S与核不育基因(rr)同时存在[用基因型S(rr)表示],植株才表现为雄性不育。其中N(rr)品种,能使母本保持不育性,称为雄性不育保持系,N(RR)或S(RR)品种能使雄性不育系后代恢复育性,称为雄性不育恢复系。在杂交育种中,雄性不育系、雄性不育保持系和雄性不育恢复系必须配套使用,也就是人们常说的三系配套。(以三系水稻的杂交实验为例）水稻为二倍体植物,科研人员发现了一株雄性不育突变株58S,该突变株在短日照下表现为可育,长日照下表现为雄性不育。(1)为确定58S突变株雄性不育性状是否可以遗传,应在

条件下进行

实验,

观察子代是否出现雄性不育个体。

短日照自交(2)研究发现,水稻的可育性主要由(M,m)和(R,r)两对等位基因决定,基因型不同其可育

程度也不相同,相关结果如表所示。从上表可以推测基因与可育性的关系是

。

M和R都能提高个体的可育性,但M的效果更明显,且促进作用与M和R的数量呈正相关基因型MMRRMMrrMmRrMmrrmmRRmmrr可育性97%84%61%20%5%1%典例分析(3)为研究突变株58S水稻雄性不育的遗传规律,分别用不同品系的野生型(野生型58和野

生型105)进行如下杂交实验,实验结果见表。通过

比较说明58S雄性不育性状为位于野生型58细胞

的单基因隐性突变。实验三和实验四的F2中可育与不可育的比例均约为15∶1,说明58S雄性不育性状是由位于

染色体上的

对隐性基因决定的。

实验一和实验二核非同源两典例分析(4)科研人员在研究过程中发现一株新的雄性不育单基因隐性突变体105S,

为研究105S突变基因与58S突变基因的关系,将突变体105S和58S进行杂交,

若子一代

,则说明两者的突变基因互为等位基因;

若子一代

,则说明两者的突变基因互为非等位基因。

全部为雄性不育全部可育典例分析育种材料方法特点集优无中生有各性状加强外源基因表达诱变育种多倍体育种基因工程育种无生殖隔离有生殖隔离细胞工程或基因工程育种杂交育种最“简便”最快获得纯合子最具有预见性最“盲目”杂交育种单倍体育种基因工程育种诱变育种几种常考的育种方法归纳小结1.果蝇棒状眼的形成是由染色体部分基因增加引起的基因突变（

）2.卡诺氏液可使组织细胞互相分离开（

）3.雄蜂精子中染色体数目是其体细胞的一半（

）4.一般情况下，二倍体通过减数分裂形成的配子只有一个染色体组（

）5.单倍体含有的染色体组数都是奇数（

）6.诱变育种可通过改变基因的碱基序列达到育种目的(

)7.利用物理等因素处理生物，可以提高突变率，创造人类需要的生物新品种。(

)8.利用单倍体植株培育新品种，能明显缩短育种年限。(

)9.单倍体育种中，通过花药(或花粉)离体培养所得的植株均为纯合的二倍体。()10.用二倍体西瓜给四倍体西瓜授粉，则四倍体植株所结的种子里面的胚有3个染色体组。()××××√×√√√√易错辨析(1)用①和②培育出⑤所采用的方法I和II分

别称为_______和_______，其培育出⑤

所依据的原理是____________。(2)由③培育出④的常用方法III是

________________，由④培育成⑤的方

法称_______________，

其优点是__________________。下图表示以某种农作物①和②两个品种为基础，培育出④、⑤、⑥、⑦四个品种的过程。根据下图，回答下列问题：杂交自交

基因重组花药离体培养单倍体育种缩短育种年限⑦AAbb典例分析(3)由③培育出⑥的常用方法IV是

，

其形成的⑥称____________。(4)由②培育出⑦的方法VI是__________。秋水仙素处理萌发的种子或幼苗四倍体诱变育种2.体细胞含四个染色体组的生物不一定为四倍体，原因是_______________________________________________________________________________________

______________________________________________________________。

确认是四倍体还是单倍体，

必须先看发育起点。若由配子发育而来，则为单倍体；

若由受精卵发育而来，则为四倍体3.基因突变和染色体变异所涉及的碱基对数目不同，前者所涉及的数目比后者少的

原因是_________________________________________________________________________________________________________________________________________。

基因突变是基因结构中碱基对的替换、增添或缺失，而染色体变异能改变排列在染色体上的基因的数目和排列顺序4.在金鱼的培育过程中，利用了哪些育种方法？其依据的原理是什么？

_____________________________________________________________。

诱变育种和杂交育种。依据的原理分别是