第2讲染色体变异

第2讲染色体变异考点定标举例说明染色体结构和数量的变异都可能导致生物性状的改变甚至死亡。考情解码1.染色体变异2025·河南卷·T13;2024·浙江6月卷·T2;2024·北京卷·T7；2023·河北卷·T15;2023·辽宁卷·T2;2023·湖北卷·T16；2023·江苏卷·T102.生物变异在育种中的应用2024·黑吉辽卷·T15;2024·全国甲卷·T32;2024·安徽卷·T10；2024·北京卷·T7;2023·辽宁卷·T2考点一染色体变异 1.任务驱动·问题引领夯双基任务一教考衔接——真题重组引领，整合建构落实教材双基一、真题重组判断类（1）（辽宁卷，2D）二倍体无子葡萄的果肉细胞含1个染色体组。（）（2）（北京卷，5B）雄蜂精子中染色体数目是其体细胞的一半。（）（3）（全国卷Ⅱ，4C）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。（）（4）（江苏卷，8D）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。（）（5）（江苏卷，4C）弱小且高度不育的单倍体植株，进行加倍处理后可用于育种。（）（6）（海南卷，14C）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，应属染色体易位。（）二、必备整合——教材双基梳理网络化1．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。2．单倍体、二倍体和多倍体师说解惑“两看法”判断单倍体、二倍体和多倍体3．染色体结构的变异（1）类型及实例（2）结果和影响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。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。师说解惑1．利用四个“关于”区分三种变异（1）关于“互换”：同源染色体上的非姐妹染色单体之间的互换，属于基因重组；非同源染色体之间的互换，属于染色体结构变异中的易位。（2）关于“缺失或增加”：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；DNA分子上若干碱基的缺失、增添，属于基因突变。（3）关于变异的水平：基因突变、基因重组属于分子水平的变化，在光学显微镜下观察不到；染色体变异属于细胞水平的变化，在光学显微镜下可以观察到。（4）关于变异的“质”和“量”：基因突变改变基因的质，不改变基因的量；基因重组不改变基因的质，一般不改变基因的量，转基因技术会改变基因的量；染色体变异不改变基因的质，会改变基因的量或基因的排列顺序。2．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）染色体易位与互换的不同点3．几种变异类型产生配子的比例提醒分析三体产生的配子类型时，为了避免混淆，可以进行标号，如AAa，可以记为A1A2a，则染色体的三种分离方式为1A1A2和1a、1A1和1A2a、1A2和1A1a，最后合并即可得到各种配子的比例。任务二教材深挖——课标概念引领，挖掘拓展深化课标重要概念一、教材隐性知识，边角知识显性化1．（必修2P87正文拓展）所有生物都能发生染色体变异吗？细胞分裂时都可能发生染色体变异吗？________________________________________________________________________________________________________________________________________________。2．（必修2P87“问题探讨”T2讨论）香蕉没有种子的原因是香蕉栽培品种体细胞中含有三个染色体组，，因此无法形成受精卵，不能形成种子。3．（必修2P90正文拓展）基因突变和染色体变异中的“缺失或增加”对生物性状的影响一样吗？________________________________________________________________________________________________________________________________________________。4．（必修2P91“拓展应用”延伸思考）（1）单倍体一定不育吗？________________________________________________________________________________________________________________________________________________。（2）二倍体西瓜与四倍体西瓜是同一物种吗？说明理由。________________________________________________________________________。二、教材知识深化拓展，创设情境提素能（必修2P87图5-5拓展分析）玉米的B染色体是独立于20条常规染色体（A染色体）以外的一类特殊染色体，如图所示。B染色体是由不同的A染色体部分片段断裂后重新拼接形成的，其在减数分裂时不与任何A染色体配对，且含有B染色体的精子更容易与卵细胞融合。下列说法正确的是（）A.B染色体上的基因一定遵循孟德尔遗传规律B.同一个体的细胞中的B染色体数目相同C.B染色体携带的基因不容易遗传给后代D.题图中的玉米发生了染色体数目的变异师说拓展三体与三倍体有何区别？“三体”是指二倍体中的某一对同源染色体因变异而增加了一条，比如人的21号染色体多了一条会患唐氏综合征（21三体综合征）。“三倍体”是指体细胞含有三个染色体组的个体，可分为天然形成的三倍体（如香蕉）和人工诱变形成的三倍体（如无子西瓜）。有些三体患者生殖器官发育不良，近乎不育（如Klinefelter综合征患者，有47条染色体，性染色体组成为XXY），而有些三体患者即使能生殖，但产生畸形后代的可能性大大增大，从遗传病预防角度来看，应避免遗传病患儿的出生。三倍体则因为不能进行正常的减数分裂而表现为高度不育。2.过程评价·考向题组练经典考向1结合染色体结构变异类型辨析，考查科学思维1.（2023·湖北卷，16）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“－”表示杂交信号），结果正确的是（）2．（湖南卷，9）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（）eq\o(\s\up7(),\s\do5(A))eq\o(\s\up7(),\s\do5(B))eq\o(\s\up7(),\s\do5(C))eq\o(\s\up7(),\s\do5(D))考向2结合染色体数目变异类型辨析，考查科学思维3.（2024·黑吉辽卷，15）栽培马铃薯为同源四倍体，育性偏低。GBSS基因（显隐性基因分别表示为G和g）在直链淀粉合成中起重要作用，只有存在G基因才能产生直链淀粉。不考虑突变和染色体互换，下列叙述错误的是（）A.相比二倍体马铃薯，四倍体马铃薯的茎秆粗壮，块茎更大B.选用块茎繁殖可解决马铃薯同源四倍体育性偏低问题，并保持优良性状C.Gggg个体产生的次级精母细胞中均含有1个或2个G基因D.若同源染色体两两联会，GGgg个体自交，子代中产直链淀粉的个体占35考点二生物变异在育种上的应用 1.任务驱动·问题引领夯双基任务一教考衔接——整合建构落实教材双基1．杂交育种（以培育显性纯合子植物品种为例）2．诱变育种师说解惑（1）杂交育种选育的时间是从F2开始的，其原因是从F2开始发生性状分离；选育后是否连续自交取决于所选优良性状是显性还是隐性。（2）诱变育种可大幅度改良生物性状，能提高突变率，这是优点；由于突变的不定向性和多害少利性，有利变异个体往往不多，因而需要大量处理材料，工作量大，能否产生有价值的变异类型，不以人的意愿为转移。3．单倍体育种包括花药离体培养和秋水仙素,处理两个过程4．多倍体育种师说解惑1．有关单倍体育种和多倍体育种的三个易错点（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，属于多倍体育种。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要用秋水仙素处理，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。2．针对不同育种目标如何选择育种方案任务二教材深挖——课标概念引领，挖掘拓展深化课标重要概念一、教材隐性知识，边角知识显性化1．（必修2P88正文关键点提炼）单倍体育种和多倍体育种都需要用秋水仙素处理，前者操作对象是；后者操作对象为。2．（必修2P89“与社会的联系”素材分析）单倍体育种能缩短育种年限，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。3．（必修2P91“拓展应用”T2探究思考）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________________________________________________________________________________________________________________________________________________。二、教材知识深化拓展，创设情境提素能（必修2P87“问题探讨”改编）作为野生植物的后代，许多栽培植物的染色体数目却与它们的祖先大不相同，如香蕉。人类目前所食用的香蕉均来自三倍体香蕉（无子芭蕉）植株。下图是三倍体无子芭蕉的培育过程，请回答下列问题。（1）无子芭蕉的培育主要运用的原理是，其无子性状出现的原因是。（2）在人工条件下，采用秋水仙素处理野生芭蕉（2n）的，可以获得有子芭蕉（4n）。（3）有子芭蕉（4n）与野生芭蕉（2n）（填“属于”或“不属于”）同一物种，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。（4）若野生芭蕉（2n）的基因型是Aa，有子芭蕉（4n）产生配子时同源染色体两两分离，则无子芭蕉（3n）的基因型为Aaa的概率是（用分数表示）。（5）因为个体差异的存在，生物一般不会因为单病原体侵染导致灭绝，但三倍体香蕉却两次面临灭顶之灾，请分析其原因：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。2.过程评价·考向题组练经典考向围绕变异在育种方面的应用，考查社会责任（2024·安徽卷，10）甲是具有许多优良性状的纯合品种水稻，但不抗稻瘟病（rr），乙品种水稻抗稻瘟病（RR）。育种工作者欲将甲培育成抗稻瘟病并保留自身优良性状的纯合新品种，设计了下列育种方案，合理的是（）①将甲与乙杂交，再自交多代，每代均选取抗稻瘟病植株②将甲与乙杂交，F1与甲回交，选F2中的抗稻瘟病植株与甲再次回交，依次重复多代；再将选取的抗稻瘟病植株自交多代，每代均选取抗稻瘟病植株③将甲与乙杂交，取F1的花药离体培养获得单倍体，再诱导染色体数目加倍为二倍体，从中选取抗稻瘟病植株④向甲转入抗稻瘟病基因，筛选转入成功的抗稻瘟病植株自交多代，每代均选取抗稻瘟病植株A.①②B．①③C．②④D．③④教材实验——低温诱导植物细胞染色体数目的变化 1.任务驱动·问题引领夯双基任务教考衔接——整合建构落实教材双基1．实验设计2．实验中的试剂及其作用3．与低温诱导植物细胞染色体数目的变化实验有关的3个注意问题（1）显微镜下观察到的细胞是的细胞。（2）选材应选用能进行分裂的细胞，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理解的关键信息：处理分生组织细胞、抑制的形成、染色体不能被拉向两极、不能形成两个子细胞。师说解惑秋水仙素诱导染色体数目加倍的机制是什么？秋水仙素特异性抑制或破坏纺锤体形成。纺锤体是由微管组成的，每一个微管蛋白异二聚体上都有与秋水仙素结合的部位，如果结合的部位被秋水仙素结合，微管不仅不能继续聚合，而且会引起原有微管解聚。秋水仙素就是通过干扰微管装配、破坏纺锤体形成，从而终止细胞分裂的。秋水仙素对蛋白质的合成等代谢活动没有影响或影响较小。当细胞进行分裂时，染色体复制、着丝粒分裂等生命活动仍可正常进行。虽然纺锤体的形成受到抑制或破坏，导致细胞不能分裂，但姐妹染色单体最终仍能分开，因此细胞中的染色体数目成倍增加，并进一步形成一个染色体数目加倍的细胞核。随着时间的推移，秋水仙素因代谢而降解，其浓度不断下降，以致不能再抑制或破坏纺锤体。于是纺锤体又能重新形成，介导上述染色体数目加倍了的细胞正常完成分裂、分化，经过一段时间以后，最终发育成只有染色体数目加倍的组织或器官，直至新个体产生。2.过程评价·考向题组练经典考向围绕低温诱导植物细胞染色体数目的变化实验，考查科学探究1．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2．（2026·山东青岛模拟卷）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，实验结果如图所示。下列有关叙述中，不正确的是（）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28条D.用0.2%的秋水仙素溶液处理草莓幼苗的幼芽1d，诱导成功率较高课堂评价过教材过真题实战演练一、过教材——判断正误并找到课本原话1．（必修2P87正文）生物体的体细胞或生殖细胞内染色体数目或结构的变化，称为染色体变异。（）2．（必修2P87图5－5）野生马铃薯（2n＝24）一个染色体组有12条染色体，马铃薯单倍体基因组有12条染色体。（）3．（必修2P87正文）染色体组整倍性变化必然导致基因种类的增加。（）4．（必修2P88正文）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。（）5．（必修2P88正文）用秋水仙素处理单倍体植株后得到的一定是二倍体。（）6．（必修2P88正文）单倍体含有的染色体组数都是奇数。（）7．（必修2P88正文）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。（）8．（必修2P90图5－7）染色体易位不改变基因数量，对个体性状不会产生影响。（）9．（必修2P90图5－7）染色体上某个基因的丢失属于基因突变。（）10．（必修2P90图5－7）DNA分子中发生三个碱基的缺失导致染色体结构变异。（）11．（必修2P90图5－7）非同源染色体某片段移接，仅发生在减数分裂过程中。（）12．（必修2P81正文）诱变育种可通过改变基因的碱基序列达到育种目的。（）13．（必修2P83“相关信息”）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。（）14．（必修2P84“与社会的联系”）人工杂交选育优质金鱼的原理是基因重组。（）15．（必修2P13、P83正文）诱变育种和杂交育种均可形成新基因。（）16．（必修2P89正文）与正常植株相比，单倍体植株长得弱小，而且高度不育