高三生物一轮复习课件【知识精研】 生物的变异

高中生物学2025届一轮复习课例第七单元

变异与进化第22讲

生物的变异

第3课时

染色体变异新旧教材对比增：染色体变异的概念。改：①二倍体的概念；②染色体组的概念。删：单倍体育种改为小字内容。考点由高考知核心知识点预测生物的变异考点一:染色体变异（3年14考，全国卷3年2考）（2024

北京卷、2024

浙江卷）染色体变异（2024

甘肃卷、2024

浙江卷）染色体变异（2024

吉林卷）育种（2023

湖北卷、2023

浙江卷）染色体变异（2023

海南卷）染色体变异（2023

湖北卷、2023

浙江卷）育种（2022浙江卷、2022山东卷）染色体变异（2022北京卷、2022海南卷）染色体变异（2022河北卷、2022湖南卷）染色体变异（2022江苏卷）染色体变异（2022

河北卷、2022

重庆卷）育种题型：选择题、解答题内容：2025年高考很可能在呈现现实中的问题情境，让学生运用相关基础知识，分析染色体变异类型。考点二:生物变异在育种上的应用（3年10考，全国卷3年1考）考情分析1.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课标要求情景视频：我不是药神以上这种病的形成与染色体数目还是结构有关？有几种类型呢？导入

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。类型染色体变异结构变异数目变异细胞内个别染色体增加或减少细胞内染色体组成倍增加或成套减少二倍体和多倍体单倍体目录考点二考点三考点一考点四染色体结构变异染色体数目变异实验：低温诱导植物细胞染色体数目的变化生物染色体数目变异在育种上的应用染色体结构变异考点一

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。1.原因：断裂不正常染色体结构变异倒位缺失重复易位2.类型：染色体的某一片段缺失引起变异(1)缺失abcdefacdefbcdef②果蝇缺刻翅的形成举例：①人类的猫叫综合征:5号染色体部分缺失正常翅缺刻翅结果：基因数目减少缺失环2.类型：(2)重复染色体中增加某一片段引起的变异abcdefbacdefb果蝇棒状眼的形成正常眼棒状眼举例：结果：基因数目增加重复环2.类型：(3)易位染色体某一片段移接到另一条非同源染色体上引起的abcdefhijkabcdefghijkg举例：②果蝇花斑眼的形成①人慢粒性细胞白血病正常眼花斑眼人22号和14号染色体易位→慢粒性细胞白血病（我不是药神的格列宁）【拓展延伸】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【拓展延伸】②相互易位（平衡易位）指两条非同源染色体间相互交换了片段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片段交换是互换（属于基因重组）易位“十字型”2.类型：(4)倒位染色体的某一片段位置颠倒引起变异正常翅卷翅

染色体片段位置颠倒，使染色体上的基因排列顺序发生改变，影响了某些基因的表达，从而引起性状改变。结果：【问题1】染色体结构的改变为什么会导致性状发生改变?倒位圈【问题1】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。3.染色体结构变异VS基因突变染色体结构变异细胞水平的变异，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)基因突变分子水平的变异，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【提醒】关于“缺失或增添”：DNA分子上若干基因的缺失或重复(增添)，基因的数量发生改变属于染色体结构变异；DNA分子上基因中若干碱基对的缺失、增添，基因数量不变，属于基因突变。3.染色体结构变异VS基因重组项目染色体易位交叉互换图解区别位置原理观察非同源染色体之间同源染色体的非姐妹染色单体之间染色体结构变异基因重组在光学显微镜下观察到在光学显微镜下观察不到利用“关于”区分三种变异(2)关于变异的水平：基因突变、基因重组属于分子水平的变化，在光学显微镜下一般观察不到；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。(3)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”，一般也不改变基因的“量”，但转基因技术会改变基因的“量”；染色体变异不改变基因的“质”，但会改变基因的“量”或改变基因的排列顺序。

(1)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分子基因上若干碱基的缺失、增添(增加)，属于基因突变。1.（2022·湖南卷)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。该个体最可能发生的染色体结构变异是C

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。Aa、Aaa、A、AAa、a2.探究：染色体结构变异会不会改变基因的内部结构？(1)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？提示第9号染色体上Abl基因和第22号染色体上BCR基因均从基因内部断裂，改变了基因的内部结构。染色体数目变异考点二1.染色体数目变异的类型①细胞内个别染色体的增加或减少②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.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2.个别染色体的增加或减少实例1：唐氏综合征即21三体综合征(又称先天性愚型或Down综合征)病因：表现：智力低于常人特殊面容生长发育障碍多发畸形多了一条21号染色体【问题1】21三体综合征产生的原因是什么？

又称XYY综合征、波利综合征，1961年桑德伯格等首次报告此征，是一种较为常见的性染色体非整倍数异常。患者比正常男性多一条Y染色体，大部分患者性发育正常并有生育能力，可表现为身材高大，有攻击性行为、暴力倾向、学习障碍等，有时还伴躯干畸形。本病目前尚无有效治疗方法。

实例2：超雄综合征（supermalesyndrome）2.个别染色体的增加或减少实例3：男性Klinefelter综合征（双性人）病因：表现：多了一条X染色体身材较高性腺发育不良有女性特征2.个别染色体的增加或减少实例4：女性Turner综合征病因：表现：少了一条X染色体身材较矮性腺发育不良性腺发育不良（特纳氏综合征）染色体组的特征本质上1形态上2功能上3一个染色体组不含同源染色体，不含等位基因。各不相同各不相同，但携带生物生长、发育、遗传和变异的一整套遗传信息。3.以一套完整的非同源染色体为基数成倍的增加或或成套的减少3.以一套完整的非同源染色体为基数成倍的增加或或成套的减少图形法字母法2个染色体组3个染色体组4个染色体组1个染色体组特别提醒：以上各图不能判定为几倍体，还需要根据来源于配子或者是受精卵再判定。AAaaBBBBaBCDAABbccDdAAaBbb(1)染色体组的判断3个；3条1个；4条2个；4条3个；2条4个；3条4个；2条1个；4条2个；2条判断细胞含几个染色体组？每组有几条染色体？4.二倍体和多倍体(1)概念

①（通常）由受精卵发育而来的个体

②体细胞中含有两个染色体组的叫二倍体，含有三个或三个以上染色体组的叫多倍体①茎秆粗壮；②叶片、果实和种子都比较大；③糖类和蛋白质等营养物质的含量都有所增加。小麦（六倍体）菊花（六倍体）葡萄（三/四倍体）优点缺点①结实率低，②晚熟(2)多倍体优点和缺点4.二倍体和多倍体【拓展延伸】（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卵幼虫受精卵受精卵持续获得蜂王浆未受精的卵2n=322n=32n=16n=162n=32蜂王工蜂雄蜂

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叫做单倍体。③特点：①概念：②发育起点：个体弱小，高度不育④体细胞染色体组数：≥1配子，即未受精的生殖细胞（如卵细胞、花粉等）单独发育。如：蜜蜂中的雄蜂蜜蜂蜂王工蜂雄蜂由受精卵发育而来二倍体由卵细胞发育而来

单倍体蜂王

雄蜂

工蜂2N=32

N=16

2N=325.单倍体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RR2.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

母本F2表型及数量黄叶绿叶9-三体2111010-三体115120R/r基因位于9号染色体上三体属于染色体数目变异，可用显微观察法初步鉴定三体若R/r基因位于与形成三体有关的染色体上，则三体绿叶纯合子的基因型为RRR，若R/r基因位于与形成三体无关的染色体上，则三体绿叶纯合子的基因型为RR实验：低温诱导植物细胞染色体数目的变化考点三用低温处理植物的

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。分生组织抑制纺锤体有丝分裂分裂成两个子细胞（与秋水仙素原理相同）教材隐性知识：必修二P88旁栏：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植物碱。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。1.实验原理漂洗卡诺氏液95%2.实验步骤质量分数为15%的盐酸与体积分数为95%的酒精等体积混合，作为解离液（分散细胞）清水漂洗根尖，洗去解离液固定细胞形态洗去卡诺氏液甲紫溶液使染色体着色3.实验现象4.实验结果适当低温可以诱导______________加倍。染色体数目生物染色体数目变异在育种上的应用考点四1、杂交育种1.过程：选取符合要求的纯合双亲杂交（♀×♂）→F1→F2

→鉴别、选择需要的类型，自交直至不发生性状分离为止。【如】U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。PDDBBddbbF1DdBbF2D_B_D_bbddB_ddbb高茎抗病矮茎不抗病F3连续的自交直至不发生性状分离选出ddBB2、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：

有利变异个体往往不多，需处理大量材料。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3、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:秋水仙素萌发的种子或幼苗分裂的细胞秋水仙素或低温处理抑制______形成导致

不能移向细胞两极，从而引起细胞内染色体数目加倍纺锤体染色体染色体(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(简记:粗、大、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。③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

。加倍不变【问题2】无子西瓜每年都要制种，很麻烦，有没有别的替代方法?7.实例一:三倍体无子西瓜的培育过程(如图所示)【问题2】无子西瓜每年都要制种，很麻烦，有没有别的替代方法?方法一:进行无性生殖，将三倍体植株进行组织培养获取大量组培苗，再进行移栽。7.实例一:三倍体无子西瓜的培育过程(如图所示)7.实例二:普通小麦的形成过程7.实例三:八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）秋水仙素处理离体培养1.原理:

。2.过程(以亲本为二倍体为例)染色体(数目)变异花药(花粉)单倍体幼苗染色体数目加倍，得到正常纯合子秋水仙素3.优点:

，所得个体均为

。4.缺点:技术复杂。明显缩短育种年限纯合子具不同优良性状的亲本F1杂交选育4、单倍体育种5.实例:纯合矮抗品种水稻花药离体培养PF1配子DDTTDDttddTTddtt秋水仙素处理高杆抗病DDTT×矮杆感病ddtt高杆抗病

DdTtDTDtdTdt单倍体植株DTDtdTdt需要的纯合矮抗品种杂交（诱导染色体数加倍）【问题2】单倍体育种中秋水仙素处理萌发的种子吗？不能，因为单倍体往往高度不育，育种操作的对象一般是单倍体幼苗筛选注意：单倍体育种和多倍体育种中都用到秋水仙素，但单倍体育种中是用秋水仙素处理单倍体幼苗，而多倍体育种中是用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。花药离体培养≠单倍体育种：单倍体育种一般包括杂交、花药离体培养、秋水仙素处理和筛选4个过程，不能简单地认为花药离体培养就是单倍体育种的全部。【归纳总结】多倍体育种和单倍体育种的比较单倍体育种多倍体育种原理常用方法优势缺点染色体组成倍增加染色体变异染色体变异染色体组成倍减少,再加倍后得到纯种花药离体培养后人工诱导染色体数目加倍秋水仙素处理萌发的种子、幼苗明显缩短育种年限得到的植株是纯合子操作简单技术复杂一些，需与杂交育种配合适用于植物，在动物方面难以操作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,叫单倍体育种,若操作对象为正常植株,叫多倍体育种,不要一看到“染色体数目加倍”就认为是多倍体育种。杂交育种单倍体育种多倍体育种诱变育种原理方法优点缺点举例基因重组杂交→连续自交直至不发生性状分离“集中亲本优良性状”操作简便育种周期长矮杆抗病小麦的培育染色体数目变异花药离体培养+人工诱导染色体数目加倍明显缩短育种年限技术复杂，常与杂交育种相配合快速矮杆抗病小麦的培育染色体数目变异用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗茎秆粗壮，器官大、营养物质含量高发育迟缓、结实率低三倍体无子西瓜基因突变物理或化学方法处理→筛选提高突变率、获得新品种有利变异少，需要大量处理实验材料青霉素高产菌、“黑农五号”大豆、太空椒根据不同育种目标选择不同育种方案1.比较三种可遗传变异类型基因突变基因重组染色体变异变异的本质基因的分子结构发生改变原有基因的重新组合染色体结构或数目发生改变发生时间主要在有丝分裂间期和减数分裂Ⅰ前的间期减数分裂Ⅰ前期和后期有丝分裂和减数分裂过程中适用范围所有生物真核生物、有性生殖核基因遗传真核生物(细胞增殖过程)1.比较三种可遗传变异类型基因突变基因重组染色体变异产生结果产生新的基因________________________未产生新基因，基因数目或顺序发生变化鉴定方法光镜下均无法检出，可根据是否有新性状或新性状组合确定光镜下可检出产生新基因型，

注：DNA分子上若干基因的缺失属于染色体变异，DNA分子上若干碱基对的缺失，属于基因突变。没产生新基因1.(科学探究)诱变育种一般不用于动物，原因是什么呢？

诱变育种具有不定向性和低频性，需要处理大量材料，且发生在动物体细胞中的突变难以遗传给后代。2.(科学思维)任何一种类型的染色体结构变异发生后,排列在染色体上的基因的种类、数目及排列顺序都发生改变,这种说法你赞同吗?请用文字描述理由。不赞同。若发生倒位，染色体上的基因排列顺序发生改变,但基因的种类和基因数目未发生改变。若发生重复，基因的数目改变,但基因的种类和排列顺序未变。3.(科学探究)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，为什么？三倍体植株一般不能进行正常的减数分裂形成正常的生殖细胞，因而不能产生种子，而果实能正常发育。但三倍体植株的果实中绝不是一颗种子都没有，其原因是在进行减数