高三生物一轮复习课件【高效课堂精研】染色体变异与育种

第六单元

生物的变异、育种与进化第31讲

染色体变异与育种

本讲考点:考点一

染色体变异考点二

生物变异在育种中的应用

考点五年考情（2020-2024）命题趋势考点1生物变异与育种（5年5考）2024·广东、湖南、贵州、安徽、浙江、北京、甘肃、河北、湖北、吉林、江西2023·浙江、河北、重庆、辽宁、江苏、海南、天津、山东、湖南、湖北、广东、北京、全国2022·福建、重庆、辽宁、河北、北京、海南、湖北、山东、湖南、广东、浙江、江苏、天津、2021·重庆、海南、福建、湖北、辽宁、天津、北京、浙江、湖南、河北、广东、湖北2020·海南、北京、江苏、山东、浙江、全国、天津从近五年全国各地的高考试题来看，生物的变异与育种这一考点需要学生对于变异类型、育种方式的基础知识和核心概念有一定的掌握，再根据题干所给的信息，结合所学知识进行分析和判断，考查学生对于知识的识记能力、应用能力。生物的进化考点需要学生结合真实情景进行分析，分析在进化过程中所需要的一些证据、自然选择和人工选择中所发生的变化，更加考查学生对于信息的分析能力以及知识的理解和应用能力。此部分内容集中在非选择题部分考察。

考点2生物的进化（5年5考）2024·浙江、吉林、湖北、广东、安徽、甘肃、河北、江西、湖南、山东2023·湖北、浙江、北京、湖南、广东2022·湖南、浙江2021·湖南、湖北、浙江、福建、广东、湖北2020·浙江

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，可能导致生物性状的改变甚至死亡。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。课标要求

考点一染色体数目变异

考点一

染色体变异

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。定义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

考点一

染色体变异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？(1)细胞内个别染色体的增加或减少【问题1】21三体综合征产生的原因是什么？原因一：减数分裂Ⅰ后期同源染色体未分离减数分裂Ⅰ复制减数分裂Ⅱ复制同源染色体未分离21号染色体异常个体的体细胞（含3条21号染色体）21号染色体【问题1】21三体综合征产生的原因是什么？复制姐妹染色体不分离减数分裂Ⅰ复制减数分裂Ⅱ21号染色体21号染色体异常个体的体细胞（含3条21号染色体）原因二：减数分裂Ⅱ后期姐妹染色体不分离(2)染色体组(根据果蝇染色体组成图归纳)①组成特点a.形态上：细胞中的__________________，在形态上各不相同。b.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。一套非同源染色体一套染色体(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②染色体组数目的判定方法1根据染色体形态判定细胞内形态相同的染色体有几条，则含有几个染色体组。421方法2根据基因型判定在细胞或生物体的基因型中，控制同一性状的基因(包括同一字母的大、小写)出现几次，则含有几个染色体组。122333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条练习1：判断细胞含几个染色体组？每组有几条染色体？(3)二倍体、多倍体及单倍体①二倍体：由受精卵发育而来，体细胞中含有______染色体组的个体。两个

三个或三个以上茎秆增加秋水仙素低温萌发幼苗纺锤体加倍

单倍体强调由配子发育而来，并非单倍体都高度不育，某些同源多倍体的单倍体是可育的。配子高度不育问题：单倍体都是高度不育吗？理由是？考向1

围绕染色体数目变异与染色体组，考查科学思维1.(2020·全国卷Ⅱ，4)关于高等植物细胞中染色体组的叙述，错误的是(

)A.二倍体植物的配子只含有一个染色体组B.每个染色体组中的染色体均为非同源染色体C.每个染色体组中都含有常染色体和性染色体D.每个染色体组中各染色体DNA的碱基序列不同二倍体植物的配子是经减数分裂产生的，配子中只含有一个染色体组，A正确一个染色体组是指细胞中的一组非同源染色体，它们在形态和功能上各不相同，但又互相协调，共同控制生物的生长、发育、遗传和变异，B、D正确；雌雄同体的高等植物如水稻、豌豆等没有性染色体，C错误。C大本P192C2.(2024·广东部分学校联考)下列是对a～h所示的生物体细胞中各含有几个染色体组的叙述，正确的是(

)A.细胞中含有一个染色体组的是图d、g，对应个体一定是由雄配子发育而来的单倍体B.细胞中含有二个染色体组的是图f、h，对应个体是二倍体C.细胞中含有三个染色体组的是图a、b，对应个体不一定是三倍体D.细胞中含有四个染色体组的是图c、f，对应个体是四倍体大本P192【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∶12.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多少？

X∶Y∶XY∶XX＝2∶1∶2∶1。3.基因型如图所示的个体是纯合子还是杂合子？产生的配子的种类及比例是AA∶Aa∶aa＝1∶4∶1吗？图中基因型为AAaa的个体是杂合子。若联会时仅考虑二价体(同源染色体两两配对)的形成，产生的配子种类和比例为AA∶Aa∶aa＝1∶4∶1。但事实上，同源四倍体的联会是非常复杂多样的，大多数情况下常形成育性很低的配子，故多倍体难以形成正常的种子，常导致结实率较低。大本P1922.染色体结构变异类型 (1)类型及实例易位倒位【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。【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（1）易位与互换大本P192②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）③互换（2）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（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。大本P193①染色体结构变异是细胞水平的变化，变异程度大；基因突变是分子水平的变化。②染色体结构变异改变基因的位置或数量；基因突变不改变基因的位置和数量。③“缺失”问题1.某生物兴趣小组将品系甲(DD)与品系乙(dd)杂交，F1中出现了一株矮茎豌豆，原因经过初步探究，还需进一步判断发生了基因突变还是染色体变异，可采取的具体判定措施是_________________________________________________ ___________________________________________________________________。

分别制作F1中高茎和矮茎的分生区细胞临时装片，在显微镜下观察判断染色体的形态和数目大本P192A考向2围绕染色体结构变异及变异类型的推断，考查科学思维、科学探究3.(2024·辽宁大连期末)某生物基因组成及基因在染色体上的位置关系如图所示。该生物性原细胞经减数分裂形成了如下图所示的几种配子。下列关于这几种配子形成过程中所发生的变异的说法，错误的是(

)A.配子一的变异属于基因重组，发生在减数分裂Ⅰ前期B.配子二发生了染色体变异，最可能发生在减数分裂Ⅱ过程中C.配子三发生了染色体易位，原因可能是基因b转移到非同源染色体上D.配子四发生了染色体缺失，原因可能是染色体复制发生错误导致基因A或a缺失大本P193几种常考变异类型产生配子的分析方法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、1a，1A1、1A2a，1A2、1A1a，最后把A合并即可得到各种配子的比例。

D4.(2024·广东东莞三校联考)甲～丁表示细胞中不同的变异类型，甲中英文字母表示染色体片段。下列叙述正确的是(

)A.甲～丁的变异类型都会引起染色体上基因数量的变化B.甲～丁的变异类型都可能出现在根尖分生区细胞的分裂过程中C.若乙为精原细胞，则它一定不能产生正常的配子D.图中所示的变异类型中甲、乙、丁可用光学显微镜观察检验大本P1935.(2024·广东惠州调研)一只红眼雄果蝇(XBY)与一只白眼雌果蝇(XbXb)杂交，子代中发现有一只白眼雌果蝇。分析认为，该白眼雌果蝇出现的原因有两种：亲本果蝇在产生配子过程中发生了基因突变或染色体片段缺失。(注：控制某一性状的基因都缺失时，胚胎致死；各型配子活力相同) (1)甲同学想通过一次杂交的方法以探究其原因。请你帮助他完成以下实验设计。

实验步骤： ①______________________________________________________________； ②_______________________________________________________________。让这只雌果蝇与正常红眼雄果蝇交配观察并记录子代中雌雄比例大本P194结果预测：Ⅰ.如果_____________________________________________，则为基因突变；Ⅱ.如果___________________________________________，则为染色体片段缺失。(2)乙同学认为可以采用更简便的方法验证甲同学的实验结论，乙同学的方法是____________________________________________________________________。子代中雌∶雄＝1∶1子代中雌∶雄＝2∶1用显微镜检查该白眼雌果蝇细胞中X染色体的形态大本P194

考点二育种的原理及过程1.概念：将

品种的

通过交配集中在一起，再经过

，获得新品种的方法。2.原理：3.适用范围：（一）

杂交育种基因重组有性生殖两个或多个优良性状选择和培育4.过程：培育显性纯合子品种：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。

U优点：操作简单，可以把多个品种的优良性状集中到一起缺点：获得新品种的周期长【例】现有纯合的高茎抗病（DDBB）和矮茎不抗病（ddbb）两个品种，现想要通过杂交育种培育纯合矮茎抗病植株1.原理：2.适用范围：3.过程：（二）

诱变育种基因突变所有生物（二）

诱变育种4.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

某些性状，

人们所需要的优良变异类型。5.缺点：有利变异个体往往

，需处理

材料。

（突变具有

性、

性、

性等）突变率改良创造

不多大量低频不定向多害少利1.原理：2.适用范围：3.方法：染色体变异真核生物花药单倍体幼苗正常纯合二倍体花药离体培养秋水仙素处理（含有精子）（一般不可育）（染色体数目加倍）（可育）花药离体培养、秋水仙素处理（以二倍体植物为例）（植物组织培养技术）强调：单倍体育种包含两个过程：花药离体培养+秋水仙素处理（三）

单倍体育种4.秋水仙素处理①原理：抑制

的形成，染色体不能移向细胞两极，从而引起

数目加倍。②作用时期：有丝分裂

期5.优点：6.缺点：（三）

单倍体育种明显缩短育种年限技术复杂纺锤体染色体前【例】用高杆抗病（DDTT）和矮杆不抗病（ddtt）小麦品种培育矮杆抗病小麦（ddTT），见下图：PDDTT

×

ddttF1DdTtDdTtDTDtdTdtDTDtdTdtDDTTDDttddTTddtt（种子）第一年（植物体）

减数分裂

（花粉）花药离体培养

（单倍体幼苗）

秋水仙素处理

（二倍体纯合植株）第二年播种（三）

单倍体育种单倍体育种所得个体并非都是纯合子。例如：杂合子

问题：单倍体育种得到的个体一定是纯合子吗？B2.(2024·广东江门模拟)甜菜褐斑病是由甜菜尾孢菌侵染引发的一种病害，严重影响甜菜的产量。甜菜抗褐斑病育种取得了突破性进展，科学家发现转RIP基因甜菜可增强褐斑病抗性，且对甜菜的生长和生理代谢无不良影响。下列说法正确的是(

)A.甜菜抗褐斑病育种过程应用的原理是染色体结构变异——易位B.抗褐斑病甜菜理论上也可以通过诱变育种获得C.抗褐斑病甜菜细胞中的RIP基因复制时会形成RNA—蛋白质复合体D.利用普通甜菜植株进行单倍体育种获得抗褐斑病甜菜可以大大缩短育种时间大本P1951.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。（四）

多倍体育种7.实例一:三倍体无子西瓜的培育过程(如图所示)第一次传粉:杂交获得__________第二次传粉:刺激子房发育成_____②三倍体西瓜无子的原因:三倍体西瓜在减数分裂过程中，由于染色体

，不能产生正常配子。三倍体种子果实①两次传粉联会紊乱（四）

多倍体育种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】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)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。（四）

多倍体育种单倍体育种与多倍体育种1.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。2.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。考向1

围绕生物变异在育种中的分析与应用，考查科学思维、社会责任1.(2024·广东佛山高质量联盟联考)普通小麦是由原始小麦与不同物种杂交，并经染色体数目加倍形成的，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)。下列说法正确的是(

)CA.原始小麦和拟斯卑尔脱山羊草杂交能产生可育后代，两者不存在生殖隔离B.拟二粒小麦属于四倍体，正常可能会产生AA、BB、AB三种类型配子C.杂种Ⅰ处于有丝分裂后期的细胞中含有28条染色体D.原始小麦比普通小麦茎秆粗壮，种子大，营养物质含量高大本P195归纳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最佳育种方案3.(2024·广东肇庆调研)家蚕养殖是华南地区的一种传统经济发展模式。在家蚕养殖业中雄蚕(性染色体组成为ZZ)的桑叶利用率高，且蚕丝质量好。家蚕卵(受精卵)的颜色受10号染色体上的两对等位基因A/a、B/b控制。a基因纯合时卵表现为杏黄色，b基因纯合时卵表现为黄褐色，a基因和b基因同时纯合则为黄色，其他基因型则表现为黑色。回答下列问题：大本P196(1)家蚕卵色的遗传遵循______________定律。纯合杏黄色卵家蚕与纯合黄褐色卵家蚕杂交，F1表型为______________。F1相互杂交，F2的表型及比例为___________________________________(不考虑变异的情况)。基因分离黑色杏黄色∶黄褐色∶黑色＝1∶1∶2(2)育种工作者用辐射诱变的方法处理上述F1，通过特定方法选出缺失a基因或b基因的个体。有人提出可通过正常黄色卵个体(aabb)与经辐射后的F1个体杂交来选择a基因或b基因缺失的个体。你同意他的观点吗？请说明理由(缺失a基因或b基因的配子存活力不受影响，且aa与a_表型相同、bb与b_表型相同)：________________________________________________________________________________________________________。不同意，正常黄色卵个体与待测个体杂交后，无论是否存在a基因缺失或b基因缺失，后代均为杏黄色∶黄褐色＝1∶1(3)若已获得a基因或b基因缺失的家蚕，再通过其他方法使有部分片段缺失的10号染色体转移到W染色体上，如图1所示。在产生配子时两条正常染色体移向一极，则仅考虑图中染色体和基因，该突变体能产生的两种配子分别为____________________________________________________。进一步选育后共形成了甲乙丙丁四个品系家蚕，如图2所示。通过在四个品系中选择特定的杂交组合，可实现连续多代根据卵色筛选雄蚕进行生产。请写出杂交和选择方案(答出一种方案即可)。____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。选择甲品系与丙品系杂交，选择杏黄色卵进行生产，同时选择杏黄色卵和黑色卵进行留种；或选择乙和丁品系杂交，选择黄褐色卵进行生产，同时选择黄褐色卵和黑色卵进行留种用低温处理植物的

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。（五）实验：低温诱导植物细胞染色体数目的变化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（五）实验：低温诱导植物细胞染色体数目的变化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（五）实验：低温诱导植物细胞染色体数目的变化A考向2围绕低温诱导植物细胞染色体数目的变化实验，考查实验探究能力4.(2024·广东四校联考)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大本P196A5.(2024·河北石家庄调研)低温诱导植物(洋葱根尖)细胞染色体数目变化的实验中，下列相关叙述正确的是(

) A.在低倍镜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 B.洋葱根尖在冰箱的低温室内诱导48～72h，可抑制细胞分裂中染色体的着丝粒分裂 C.用卡诺氏液固定细胞的形态，用苏丹Ⅲ染液对染色体染色 D.低温处理洋葱根尖分生组织细胞，作用的时期是细胞有丝分裂中期

解析

低温能够抑制纺锤体的形成，但不影响着丝粒分裂，B错误；给染色体染色使用的是甲紫溶液或醋酸洋红液等碱性染料，C错误；低温处理洋葱根尖分生组织细胞，作用的时期是细胞有丝分裂前期，D错误。关键·真题必刷1.(2021·广东卷，11)白菜型油菜(2n＝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Bc。下列叙述错误的是(

)A.Bc成熟叶肉细胞中含有两个染色体组B.将Bc作为育种材料，能缩短育种年限C.秋水仙素处理Bc幼苗可以培育出纯合植株D.自然状态下Bc因配子发育异常而高度不育AB2.(2022·浙江6月选考，3)猫叫综合征的病因是人类第五号染色体短臂上的部分片段丢失所致。这种变异属于(

) A.倒位

B.缺失

C.重复

D.易位

解析

五号染色体部分片段丢失属于染色体结构变异中的缺失，故选B。B3.(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“—”表示杂交信号)，结果正确的是(

)B4.(2022·北京卷，5)蜜蜂的雌蜂(蜂王和工蜂)为二倍体，由受精卵发育而来；雄蜂是单倍体，由未受精卵发育而来。由此不能得出(

) A.雄蜂体细胞中无同源染色体 B.雄蜂精子中染色体数目是其体细胞的一半 C.蜂王减数分裂时非同源染色体自由组合 D.蜜蜂的性别决定方式与果蝇不同

解析

雄蜂是由未受精的卵细胞直接发育成的，是单倍体，因此雄蜂体细胞中无同源染色体，A不符合题意；雄蜂精子中染色体数目与其体细胞中的染色体数目相同，B符合题意；蜂王是由受精卵经过分裂、分化产生的，其体细胞中存在同源染色体，在减数分裂过程中会发生非同源染色体自由组合，C不符合