染色体变异-2025年高中生物大一轮复习

生物的变异和进化

・一--二-&/J鼠二

第34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。

2023•江苏-TIO2021•广东-T112021•全国

III-T32

1.染色体数目变异

2021•北京-T7

2020•全国H-T42020•全国m-T32

考情分析2023・湖北-T162022•浙江6月选考-T32022•湖

南-T92021•河北-T7

2.染色体结构变异2021•浙江1月选考-T42021・广东-T162020•浙

江1月选考-T4

2020•山东・T6

考点一染色体结构变异

■整合必备知识

i.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。

⑵类型

类型图像联会异常实例

(___L1X)b缺失环

6Wef,果蝇缺刻翅、猫叫综合征

Ia"def

(__H_--_-----)

ac

aabedef

(IIJot---)

apcdef果蝇棒状眼

aa1飞/重复环

G_|_1点-----)

(_r^_o()J

UD°OabcyjjkjLhg果蝇花斑眼、人类慢性粒

cz—)细胞白血病

(_D°_O

果蝇卷翅、人类9号染色

一at

(J__L1)0()

1体长臂倒位可导致习惯性

ba

仪-----)cdef

流产

（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。

■判断正误一

⑴染色体上某个基因的丢失属于基因突变（）

⑵染色体片段的缺失和重复必然导致基因种类的变化（）

（3）染色体易位不改变细胞中基因数量，对个体性状不会产生影响（）

（4）非同源染色体某片段移接，仅发生在减数分裂过程中（）

（5）硝化细菌存在基因突变和染色体变异（）

■提升关键能力

1.探究：染色体“重复”和“缺失”的可能原因

（2020•山东，6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。

■IIr

|染色体桥

2.探究：染色体结构变异会不会改变基因的内部结构？

（D慢粒白血病患者异常的白细胞中第9号染色体长臂上的一部分与第22号染色体长臂上的

一部分进行了交换，结果导致前者变长，后者变短。观察下图，描述慢粒患者染色体的断裂

有什么特别之处？

JBCR-Abl

=BCR■基因

u基因

费城染色体

A”22号染色体

基因E

9号染色体

（2）资料：已知正常人9号染色体上的/R基因编码产物是一种活性受到严格调控的酪氨酸激

酶，与细胞增殖有关，而融合基因3CR一/4的产物则是异常激活的酪氨酸激酶，导致细胞

恶性增殖。可见患者体内细胞癌变是由（填“原癌基因”或“抑癌基因”）突变

导致的。

■评价迁移应用

考向一染色体结构变异辨析

1.（2023•湖北，16）DNA探针是能与目的DNA配对的带有标记的一段核甘酸序列，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“一”表示杂交信号），结果正确的是（）

探针倒位区段

n号n、二—,

染色体''忒

探针识别区段

2.（2022•湖南，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（）

国b|bExQT西Q

AB

<£EX31jIkp>

<3「bID工31e|&

I

I

<3]lxnjIdleH>

cD

考点二染色体数目变异

■整合必备知识

1.染色体数目变异的类型

(1)细胞内的增加或减少。

(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.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与体细胞中含有两个体细胞中含有三个或

概念本物种染色三个以上染色体组的

体数目相同的个体的个体个体

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、果实和种子较

植株特点正常可育

②高度不育大；

③营养物质含量丰富

体细胞染色体组数2

形成外界环境条件剧变(如

自然原因单性生殖正常的有性生殖

原因低温)

秋水仙素处理秋水仙素处理

人工诱导

_________________________________

香蕉(三倍体)；马铃薯

几乎全部的动物和

举例蜜蜂的雄蜂(四倍体)；八倍体小黑

过半数的高等植物

麦

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

影响细胞有丝分裂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%的酒精等体积混合，作为解

质量分数为15%的盐酸解离根尖细胞

离液

漂洗根尖，去除

清水浸泡解离后的根尖细胞约10min

解离液

把漂洗干净的根尖放进盛有甲紫溶液的玻璃皿

甲紫溶液使染色

中染色3~5min

体着色

■判断正误一

(1)含有奇数染色体组的个体一定是单倍体()

(2)单倍体个体都一定没有等位基因和同源染色体()

(3)二倍体生物的单倍体都是高度不育的()

(4)若果蝇的某细胞在减数分裂I后期X染色体和丫染色体没有分离，最终形成的精子中含

有的是一个染色体组()

(5)基因型为AAaaBBbb的个体，体细胞中含有两个染色体组，且一定是二倍体()

(6)卡诺氏液可使组织细胞互相分离开()

■提升关键能力

L思考：单体和三体产生配子的种类及比例(单体和三体也是二倍体，均可进行减数分裂,

产生配子)。

注：减数分裂时，三条染色体之间两两联会的概率相等，联会后的染色体彼此分离，剩余的

一条染色体随机移向细胞一极。

2.探究：染色体数目变异之“个别”染色体数目增加或减少的原因。

(2020•江苏，32节选)已知黑腹果蝇的性别决定方式为XY型，偶然出现的XXY个体为雌性

可育。黑腹果蝇长翅(A)对残翅(a)为显性，红眼(B)对白眼(b)为显性。现有两组杂交实验结果

如下：

实验①实验②

PaaXBXBXAAXbYPaaXBYXAAXbXb

11

Fi长翅红眼早长翅红眼8Fl长翅红眼早长翅白眼长翅白眼早

个体数920927个体数9309261

实验②Fi中出现了1只例外的白眼雌蝇，请分析：

(1)若该蝇是基因突变导致的，则该蝇的基因型为o

(2)若该蝇是亲本减数分裂过程中X染色体未分离导致的，则该蝇产生的配子的基因型可能为

3.思考：染色体组数的判断。

(1)根据染色体组成来判断：

(2)根据基因型来判断:

4.描述：秋水仙素人工诱导多倍体的原理。

(2020•天津，15节选)某植物有A、B两品种。科研人员在设计品种A组织培养实验时，参照

品种B的最佳激素配比(见下表)进行预实验。

品种B组织培养阶段细胞分裂素浓度3moi/L)生长素浓度(|imol/L)

I诱导形成愈伤组织mini

n诱导形成幼芽m2112

iii诱导生根m3113

(1)据表回答：在阶段用秋水仙素对材料进行处理，最易获得由单个细胞形成的多倍

体。

(2)根据所学知识，描述秋水仙素是如何诱导形成多倍体的？

5.分析：单倍体、三倍体高度不育的原因。

普通小麦是目前世界各地栽培的重要粮食作物。普通小麦的形成包括不同物种杂交和染色体

加倍过程，如图所示(其中A、B、D分别代表不同物种的一个染色体组，每个染色体组均含

7条染色体)。在此基础上，人们又通过杂交育种培育出许多优良品种。请回答：

一粒小麦X斯氏麦草

(AA)।(BB)

杂种一

I

拟二粒小麦X滔氏麦草

(AABB)[(DD)

杂种二

I

普通小麦

(AABBDD)

(1)在普通小麦的形成过程中，杂种一是高度不育的，原因是

(2)三倍体高度不育的原因是什么？

6.分析：多倍体结实率低的原因。

(2024•江苏省决胜新高考高三联考)同源四倍体植物减数分裂联会时，同源区段配对会形成不

同的结果，进而产生不同染色体数目的配子，如图(短箭头表示在细胞分裂后期相应着丝粒移

动的方向)。下列相关叙述不正确的是()

=同源四倍体

个单价体

器体餐1

1个三价体

2个二价体

A.用秋水仙素处理二倍体植物种子，可培育同源四倍体

B.I个四价体和2个二价体均可实现同源染色体的均等分配

C.图示1个三价体包含3条同源染色体、3个DNA分子

D.图示解释了同源四倍体通常可育，但育性却有所降低

■评价迁移应用

考向二染色体数目变异辨析

3.(2024•江苏省新高考基地高三质检)人类(2〃=46)14号与21号染色体二者的长臂在着丝粒处

融合形成14/21平衡易位染色体，该染色体携带者具有正常的表型，但在产生生殖细胞的过

程中会形成复杂的联会复合物(如图)，在进行减数分裂时，该联会复合物中任意配对的两条

染色体分离时，另一条染色体随机移向细胞的任意极。下列关于平衡易位染色体携带者的叙

述，正确的是()

i4/2i平衡n「

易位染色体21号染色体

8

<>O14号染色体

平衡易位携带者的联会复合物

A.图中只发生了染色体数目变异

B.男性携带者与正常女性婚配生出表现正常的子女的概率为1/2

C.女性携带者的卵子最多含24条形态不同的染色体

D.男性携带者的次级精母细胞含有22或23条染色体

4.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(2〃+1)绿叶纯合子植株杂交，选择Fi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

考向三人工诱导植物染色体数目的变化

5.(2021・江苏，10)分析黑斑蛙的核型，需制备染色体标本，流程如下。下列相关叙述正确的

是()

A.可用蛙红细胞替代骨髓细胞制备染色体标本

B.秋水仙素处理的目的是为了诱导染色体数目加倍

C.低渗处理的目的是为了防止细胞过度失水而死亡

D.染色时常选用易使染色体着色的碱性染料

6.罗汉果甜昔具有重要的药用价值，它分布在罗汉果的果肉、果皮中，种子中不含这种物质，

而且有种子的罗汉果口感很差。为了培育无子罗汉果，科研人员先利用秋水仙素处理二倍体

罗汉果，诱导其染色体数目加倍，得到如表所示结果。分析回答下列问题：

秋水仙素处理时

处理处理数(株)成活率(％)变异率(％)

浓度(％)间(d)

0.051001.28

滴芽尖生长

0.130586.424.3

点法

0.274.218.2

(1)在诱导染色体数目加倍的过程中，秋水仙素的作用是o选

取芽尖生长点作为处理的对象，理由是________________________________________________

(2)上述研究中，自变量是，因变量是o

研究表明，诱导罗汉果染色体数目加倍最适宜的处理方法是=

(3)鉴定细胞中染色体数目是确认罗汉果染色体数目加倍的最直接的证据。首先取变异植株幼

嫩的芽尖，再经固定、解离、和制片后，制得鉴定植株芽尖的临时装片。最后

选择处于的细胞进行染色体数目统计。

(4)获得了理想的变异株后，要培育无子罗汉果，还需要继续进行的操作是

考点三生物染色体数目变异在育种上的应用

■整合必备知识

I.多倍体育种

⑴原理：o

(2)方法：用或低温处理。

(3)处理材料：o

(4)过程

⑸实例：三倍体无子西瓜

二倍体秋水,强？获得三倍体一三倍体西瓜获得无子

西瓜幼苗而蓊(子一"种子―植株(幻一西瓜

二倍体西瓜||

植株(/)传粉

【思考】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?

②获得的四倍体西瓜(母本)为何要与二倍体(父本)杂交？

③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。

④无子西瓜每年都要制种，很麻烦，有没有别的替代方法?

⑤两次传粉各有什么作用？

⑥二倍体西瓜与四倍体西瓜是同一物种吗？说明理由。

⑦用秋水仙素处理幼苗后，分生组织分裂产生的茎、叶、花染色体数目，而未经处

理部分(如根部细胞)的染色体数目O

⑧三倍体西瓜无子的原因：_________________________________________________________

2.单倍体育种

⑴原理：o

(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。

⑶步骤

田菊离体生仲侏裕冲1人工诱导用染色体数目加倍,

迤卮冢单缶体幼田得到正常纯合子

(4)优点：。原因是_______________________________________________

(5)缺点：技术复杂。

■判断正误一

（1）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（）

（2）单倍体育种中，可用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗（）

（3）秋水仙素可抑制纺锤体的形成,导致有丝分裂后期着丝粒不能正常分裂，所以细胞不能分

裂，从而使细胞染色体数目加倍（）

（4）单倍体育种没有生产实践意义,因为得到的单倍体往往高度不育（)

（5）二倍体水稻和四倍体水稻杂交,可获得三倍体，稻穗和籽粒变小（)

（6）二倍体西瓜幼苗的基因型为Aa,则用秋水仙素处理后形成的四倍体为纯合子（）

■评价迁移应用

考向四分析单倍体育种与多倍体育种的应用

7.（2021•广东，11）白菜型油菜（2〃=20）的种子可以榨取食用油（菜籽油），为了培育高产新品

种，科学家诱导该油菜未受精的卵细胞发育形成完整植株Be。下列叙述错误的是（）

A.Be成熟叶肉细胞中含有两个染色体组

B.将Be作为育种材料，能缩短育种年限

C.秋水仙素处理Be的幼苗可以培育出纯合植株

D.自然状态下Be因配子发育异常而高度不育

8.人类目前所食用的香蕉均来自三倍体香蕉植株，如图所示是三倍体香蕉的培育过程。下列

相关叙述正确的是（）

（野生芭蕉（2"））i鸣有子香蕉（4"）｝.

,、舞（无子香蕉（3"））

（野生芭蕉（2"川-----------

A.无子香蕉的培育过程主要运用了基因重组的原理

B.图中染色体数目加倍的主要原因是有丝分裂前期纺锤体不能形成

C.二倍体与四倍体杂交能产生三倍体，它们之间不存在生殖隔离

D.若图中无子香蕉的基因型均为Aaa,则有子香蕉的基因型可以是AAaa

五分钟查落实

1.（必修2P87）染色体变异的概念：___________________________________________________

2.（必修2P9。）染色体结构的变异在普通光学显微镜下o结果：,

会使排列在染色体上的发生改变，从而导致

________的变异。

3.染色体组是指细胞中的一组,在和上各

不相同，携带着控制生物生长发育的全部遗传信息。

4.三倍体不育的原因是

5.骡子不育的原因是_____________________________________________________________

6