2027届高三生物一轮复习课件：第7单元　第23讲　染色体变异与育种

第23讲染色体变异与育种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命题趋势1.染色体变异类型的判断:重辨析、析影响——考查在具体情境(尤其是人类遗传病)中对变异类型的准确辨别和机理分析2.染色体组与生物倍性判定:明概念、会判断——染色体组的概念与判定、生物倍性的判断与遗传3.生物育种原理与方案:懂原理、善选择——关注各种育种方法的原理比较及根据育种目标选择最优方案的能力4.实验探究与前沿技术:强整合、会应用——变异机制的实验探究、育种中的实验设计与分析考点一考点二目录索引

高考真题•演练考点三考点一染色体结构变异必备知识•精读教材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)原因:受各种因素影响(如各种射线、代谢失调等),染色体的断裂以及断裂后片段不正常的重新连接。数目结构数目结构(2)类型

类型图像联会异常实例

果蝇缺刻翅、猫叫综合征

果蝇棒状眼

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缺失重复易位倒位(3)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。

(4)对生物性状的影响:

染色体结构变异对生物体是

,有的甚至会导致

。

基因数目或排列顺序大多数不利的生物体死亡3.易位与互换的辨析

项目易位互换图解区别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原理染色体结构变异基因重组观察可在光学显微镜下观察到在光学显微镜下观察不到易错排查(1)染色体片段的缺失和重复必然导致基因种类的变化。(

)(2)染色体易位不改变细胞中基因的数量,对个体性状不会产生影响。(

)(3)非同源染色体某片段移接,仅发生在减数分裂过程中。(

)(4)硝化细菌存在基因突变和染色体变异。(

)(5)杂合体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,应属于染色体易位。(

)×××××科学思维•教考衔接(2020·山东卷改编)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关键能力•练透考法1.(2025·河北二模)在减数分裂过程中,观察到如图三种不同的染色体异常行为(其中图①③各含有一对同源染色体)。下列有关分析错误的是(

)A.三种染色体异常行为都可能发生在减数分裂Ⅰ前期B.果蝇缺刻翅性状的形成可能属于图①的变异类型C.图②中联会的两对同源染色体之间发生了基因重组D.图③的染色体行为不会导致基因种类和数目的改变C解析

图①联会的一对同源染色体出现“环形圈”,是由于两条同源染色体中的上面一条多了一段或是下面一条少了一段造成的,说明发生过染色体结构变异中的重复或缺失。图②两对同源染色体出现“十字形结构”,是由于非同源染色体上出现的同源区段发生了联会现象,该种变异属于染色体结构变异中的易位。图③涉及一对同源染色体,其中下面一条发生了染色体结构变异中的倒位,导致联会时出现图③所示的情况。同源染色体联会发生在减数分裂Ⅰ前期,因此三种染色体异常行为都可能发生在减数分裂Ⅰ前期,A项正确。图①的变异类型为染色体结构变异中的重复或缺失。果蝇缺刻翅性状的形成是染色体的某一片段缺失引起的,可能属于图①的变异类型,B项正确。图②中联会的两对同源染色体出现“十字形结构”,是由于非同源染色体上出现的同源区段发生了联会现象,说明发生了染色体结构变异中的易位,C项错误。结合对A选项的分析可知:图③的染色体行为不会导致基因种类和数目的改变,但因发生了染色体结构变异中的倒位,导致一条染色体上的基因的排列顺序发生了改变,D项正确。2.(2026·江苏模拟)某动物(2n=36)群体中发现一种重接染色体变异(如图所示),由13号和17号染色体片段连接形成,残片会丢失。重接杂合子含1条重接染色体和正常13号、17号染色体各1条。减数分裂Ⅰ后期其中两条分别移向两极,另一条随机移向一极(概率相等)。下列说法错误的是(

)A.该变异属于染色体结构变异中的易位以及染色体数目变异,显微镜下可观察到B.重接杂合子体细胞有丝分裂后期染色体数目为70条C.重接杂合子形成的配子中,理论上正常配子占比为1/3D.若重接杂合子的配子获得重接染色体和13号染色体,则染色体数为18条C解析

图中发生了染色体结构变异(易位),由于脱离的小残片最终会丢失,因此细胞中的染色体数目发生改变,显微镜下可观察到,A项正确。重接杂合子含1条重接染色体和正常13号、17号染色体各1条,故其细胞内只有35条染色体,有丝分裂后期染色体数目加倍后为70条,B项正确。由于减数分裂Ⅰ后期其中两条分别移向两极,另一条随机移向一极(概率相等),重接杂合子形成的配子中,理论上只有当13号和17号染色体移向同一极才能产生正常配子,且另一极的配子异常,因此正常配子占比为1/3×1/2=1/6,C项错误。若重接杂合子的配子获得重接染色体和13号染色体,则染色体数与正常配子一样,为18条,D项正确。考点二染色体数目的变异必备知识•精读教材1.染色体数目变异(1)类型及实例个别染色体非同源染色体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。

同源染色体各不相同一整套基因2.单倍体、二倍体和多倍体

配子受精卵3.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。

纺锤体(2)实验步骤

4℃卡诺氏液95%漂洗关键能力•练透考法命题角度一

染色体数目变异辨析1.(2025·浙江卷)作物甲与乙都是六倍体,它们杂交产生的F1体细胞中有42条染色体,其中3个染色体组来自甲,3个染色体组来自乙。F1减数分裂过程中部分染色体不能正常联会。下列叙述错误的是(

)A.用亲本甲的花药离体培养成的植株为三倍体B.亲本乙的体细胞中含有6个染色体组C.杂交产生的F1个体具有高度不育的特性D.杂交产生的F1体细胞中可能存在成对的同源染色体A解析

甲为六倍体,其花药(配子)含三个染色体组,离体培养得到的植株由配子发育而来,应称为单倍体,A项错误。六倍体的体细胞含6个染色体组,乙为六倍体,故其体细胞含6个染色体组,B项正确。F1为异源六倍体,减数分裂时染色体联会紊乱,无法形成正常配子,具有高度不育性,C项正确。杂交产生的F1减数分裂过程中部分染色体不能正常联会,说明存在可以联会的染色体,即存在成对的同源染色体,D项正确。2.(2026·天津红桥模拟)三倍体牡蛎(3n=30)肉鲜味美。其培育的过程:用适宜浓度的6-二甲氨基嘌呤(6-DMAP)诱导二倍体牡蛎(2n=20)处于减数分裂Ⅱ的次级卵母细胞,抑制其第二极体的释放,然后让该细胞与二倍体牡蛎的精子结合获得三倍体牡蛎。下列叙述正确的是(

)A.三倍体牡蛎的形成属于可遗传变异B.三倍体牡蛎在减数分裂过程中可形成15个四分体C.三倍体牡蛎体细胞在有丝分裂中期能观察到60条染色体D.三倍体牡蛎营养物质含量丰富,繁殖力强A解析

三倍体牡蛎的形成是由于染色体数目增加导致的染色体数目变异,属于可遗传变异,A项正确。三倍体(3n=30)在减数分裂时,同源染色体联会紊乱,无法形成四分体,因此不能形成15个四分体,B项错误。三倍体体细胞在有丝分裂中期时,染色体数目与体细胞相同(3n=30),有丝分裂后期能观察到60条染色体,C项错误。三倍体因联会紊乱导致不育,繁殖力弱,但其生长过程中因无法繁殖可能积累更多营养物质,D项错误。命题角度二

人工诱导植物染色体数目的变化3.(2025·江苏卷)用秋水仙素处理大花葱(2n=16),将其根尖制成有丝分裂装片,图示2个细胞分裂相。下列相关叙述正确的是(

)A.解离时间越长,越有利于获得图甲所示的分裂相B.取解离后的根尖,置于载玻片上,滴加清水并压片C.图乙是有丝分裂后期的细胞分裂相D.由于秋水仙素的诱导,图甲和图乙细胞的染色体数目都加倍C解析

解离时间过长会使细胞被破坏,不利于制片和观察,故不是时间越长越有利于获得图甲所示的分裂相,A项错误。取解离后的根尖,放入盛有清水的玻璃皿中漂洗,再经染色后才能用于制片,B项错误。图乙染色体移向细胞两极,是有丝分裂后期的细胞分裂相,C项正确。秋水仙素在有丝分裂前期抑制纺锤体的形成,图甲可能是染色体数目加倍后的细胞(若秋水仙素作用使其染色体数目加倍),图乙细胞处于有丝分裂后期,染色体数目因着丝粒分裂而加倍,D项错误。考点三染色体数目变异在育种上的应用必备知识•精读教材1.多倍体育种(1)原理:

。

(2)方法:用

或低温处理。

(3)处理材料:

。

(4)过程染色体数目变异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

2.单倍体育种(1)原理:

。

(2)方法: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。

(3)步骤(4)优点:

。原因是_______________________________________________________________________________________________________________________________。

(5)缺点:技术复杂。染色体(数目)变异花药(或花粉)离体培养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关键能力•练透考法1.(2025·河南卷)植物细胞质雄性不育由线粒体基因控制,可被核恢复基因恢复育性。现有甲(雄性不育株,38条染色体)和乙(可育株,39条染色体)两份油菜。甲与正常油菜(38条染色体)杂交后代均为雄性不育,甲与乙杂交后代中可育株∶雄性不育株=1∶1,可育株均为39条染色体。下列推断错误的是(

)A.正常油菜的初级卵母细胞中着丝粒数与核DNA分子数不等B.甲、乙杂交后代的可育株含细胞质雄性不育基因和核恢复基因C.乙经单倍体育种获得的40条染色体植株与甲杂交,F1均可育D.乙的次级精母细胞与初级精母细胞中的核恢复基因数目不等D解析

正常油菜有38条染色体,正常油菜的初级卵母细胞中着丝粒数=染色体数=38个,经过间期DNA复制,核DNA分子数有76个,此时着丝粒数与核DNA分子数不相等,A项正确。甲、乙杂交后代中可育株∶雄性不育株=1∶1,可育株均为39条染色体,则可育株含细胞质雄性不育基因和核恢复基因,且核恢复基因位于第39条染色体,B项正确。乙为可育株,含39条染色体,形成19条染色体和20条染色体两种配子,20条染色体的配子中含核恢复基因,故经单倍体育种获得的40条染色体植株与甲杂交,F1均可育,C项正确。乙的核恢复基因位于多出的一条染色体上,经复制初级精母细胞中的核恢复基因有2个,次级精母细胞中的核恢复基因数目为0或2个,故也可能相等,D项错误。2.(2026·山东潍坊模拟)普通小麦(6n=42)是由一粒小麦、山羊草、粗山羊草三种野生植物经过远缘杂交,历经9000多年的自然选择和人工种植而形成。我国科学家鲍文奎的团队利用黑麦和普通小麦杂交培育出的八倍体小黑麦具有抗旱、抗病、抗寒、高产的特点。小麦育种流程如下图所示(注:不同物种细胞中含有的染色体在减数分裂中不会相互配对)。下列叙述错误的是(

)A.杂种一的体细胞中含有14条染色体,两个染色体组B.杂种二是高度不育的,原因是进行减数分裂时无同源染色体进行联会C.八倍体小黑麦花药离体培养获得的植株有4个染色体组,因此是可育的D.操作③可以使用秋水仙素或低温处理幼苗,且两种处理的原理相同C解析

一粒小麦(2n=14)与山羊草(2n=14)杂交产生后代杂种一,杂种一的体细胞中含有14条染色体,两个染色体组(一个染色体组来自一粒小麦,一个染色体组来自山羊草),A项正确。杂种二是由二粒小麦(4n=28)和粗山羊草(2n=14)杂交得到的,体内有三个染色体组(一个染色体组来自一粒小麦,一个染色体组来自山羊草,一个染色体组来自粗山羊草),其体细胞中不存在同源染色体,进行减数分裂时无同源染色体进行联会,不能产生配子,故高度不育,B项正确。八倍体小黑麦花药离体培养获得的植株有4个染色体组,但这4个染色体组在减数分裂时不能配对,不能产生配子,因此是不可育的,C项错误。秋水仙素或低温处理幼苗均可抑制纺锤体的形成,使染色体数目加倍,D项正确。高考真题•演练1.(2024·浙江卷)野生型果蝇的复眼为椭圆形,当果蝇X染色体上的16A片段发生重复时,形成棒状的复眼(棒眼),如图所示。棒眼果蝇X染色体的这种变化属于(

)A.基因突变B.基因重组C.染色体结构变异D.染色体数目变异C解析

染色体结构的变异主要有缺失、重复、倒位、易位四种类型,果蝇X染色体上的16A片段发生重复时,复眼会由正常的椭圆形变成“棒眼”,该变异属于染色体结构变异中的重复。2.(2024·浙江卷)某精原细胞同源染色体中的一条发生倒位,如图甲。减数分裂过程中,由于染色体倒位,同源染色体联会时会形成倒位环,此时经常伴随同源染色体的互换,如图乙。完成分裂后,若配子中出现染色体片段缺失,染色体上增加某个相同片段,则不能存活,而出现倒位的配子能存活。甲

乙下列叙述正确的是(

)A.图甲发生了①至③区段的倒位B.图乙细胞中Ⅱ和Ⅲ发生互换C.该精原细胞减数分裂时染色体有片段缺失D.该精原细胞共产生了3种类型的可育雄配子C解析

由图甲可知,bcd发生了倒位,即①到④区段发生了倒位,A项错误。由图乙可知,细胞中染色单体Ⅱ和Ⅳ发生了互换,B项错误。由题干可知,若配子中出现染色体片段缺失或重复,则不能存活,出现倒位的配子能存活,经过倒位后互换,形成的四个配子为:ABCDE(正常)、adcbe(倒位但能存活)、ABcda(缺失了e,不能存活)、ebCDE(缺失了A,不能存活),因此该精原细胞共产生了2种类型的可育雄配子,C项正确,D项错误。【能力素养·思维链】[关键点]倒位染色体在减数分裂中的配对行为、互换产物的染色体结构及配子育性。[思维链]染色体原始顺序为a—b—c—d—e→倒位区域为b—c—d→倒位后顺序为a—d—c—b—e。选项A:对比图甲染色体,染色体序列由a—b—c—d—e变为a—d—c—b—e→发生倒位的区段是b—c—d(对应①至④区段)。选项B:观察图乙倒位环结构,非姐妹染色单体的对应区段发生交换→图示交叉点位于染色单体Ⅱ和Ⅳ之间。选项C:分析互换产物,四条染色单体经交换后产生四种组合。A—B—C—D—E(正常,可育);a—d—c—b—e(倒位,可育);A—B—c—d—a(缺失E片段,重复A片段,致死);e—b—C—D—E(缺失A片段,重复E片段,致死)。选项D:计数可育配子类型,上述分析中仅正常型和倒位型两种可育。[结论句]染色体倒位后发生的交换会产生缺失/重复染色体,这些不平衡产物导致配子致死,最终只保留正常和倒位两种可育配子。3.(2023·湖北卷)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,如下图所示。用上述探针检测细胞有丝分裂中期的染色体(染色体上“-