第34課時(shí)染色體變異

課標(biāo)要求舉例說明染色體結(jié)構(gòu)和數(shù)目的變異都可能導(dǎo)致生物性狀的改變甚至死亡。

2023?江蘇-T102021?廣東-T112021?全國0132

1.染色體數(shù)目變異2021.北京.T7

2020?全國II-T42020?全國IILT32

2023?湖北-T162022?浙江6月選考-T32022?湖

考情分析

南192021?河北-T7

2.染色體結(jié)構(gòu)變異2021?浙江1月選考-T42021?廣東-T162020?浙江

1月選考?T4

2020?山東-T6

考點(diǎn)一染色體結(jié)構(gòu)變異

■整合必備知識(shí)

1.染色體變異

(1)概念：生物體的體細(xì)胞或生殖細(xì)胞內(nèi)染色體或的變化。

(2)類型：染色體的變異和染色體的變異。

2.染色體結(jié)構(gòu)的變異

(1)原因：受各種因素影響(如：各種射線、代謝失調(diào)等)，染色體的斷裂以及斷裂后片段不正

常的重新連接。

⑵類型

類型圖像聯(lián)會(huì)異常實(shí)例

(11H-------)b缺失環(huán)

def

aJdef果蠅缺刻翅、貓叫綜合征

<______--)

ac

a

111.?--)

apcdef果蠅棒狀眼

aa1飛，重復(fù)環(huán)

(III_x—)

<1>℃=)J

CZDoOabc^dyg果蠅花斑眼、人類慢性粒

)細(xì)胞白血病

C=EXD

,.ab

11「1H-------)果蠅卷翅、人類9號(hào)染色

(iiIx—)cdef體長臂倒位可導(dǎo)致習(xí)慣性

流產(chǎn)

(3)結(jié)果：染色體結(jié)構(gòu)的改變，會(huì)使排列在染色體上的發(fā)生改變，

導(dǎo)致性狀的變異。

(4)對(duì)生物性狀的影響：染色體結(jié)構(gòu)變異對(duì)生物體是，有的甚

至?xí)?dǎo)致o

-判斷正誤

(1)染色體上某個(gè)基因的丟失屬于基因突變()

(2)染色體片段的缺失和重復(fù)必然導(dǎo)致基因種類的變化()

(3)染色體易位不改變細(xì)胞中基因數(shù)量，對(duì)個(gè)體性狀不會(huì)產(chǎn)生影響()

(4)非同源染色體某片段移接，僅發(fā)生在減數(shù)分裂過程中()

(5)硝化細(xì)菌存在基因突變和染色體變異()

■提升關(guān)鍵能力

1.探究：染色體“重復(fù)”和“缺失”的可能原因

(2020?山東，6改編)在細(xì)胞分裂過程中，末端缺失的染色體因失去端粒而不穩(wěn)定，其姐妹染

色單體可能會(huì)連接在一起，著絲粒分裂后向兩極移動(dòng)時(shí)出現(xiàn)“染色體橋”結(jié)構(gòu)，如圖所示。

基因型為Aa的細(xì)胞進(jìn)行有絲分裂時(shí)，出現(xiàn)“染色體橋”并在兩著絲粒間任一位置發(fā)生斷裂,

形成的兩條子染色體移到細(xì)胞兩極。不考慮其他變異，該細(xì)胞可能會(huì)產(chǎn)生基因型為

_______________________的子細(xì)胞o

連接

染色體橋

2.探究：染色體結(jié)構(gòu)變異會(huì)不會(huì)改變基因的內(nèi)部結(jié)構(gòu)？

(1)慢粒白血病患者異常的白細(xì)胞中第9號(hào)染色體長臂上的一部分與第22號(hào)染色體長臂上的

一部分進(jìn)行了交換，結(jié)果導(dǎo)致前者變長，后者變短。觀察下圖，描述慢?；颊呷旧w的斷裂

有什么特別之處？

J\JBCR-Abl

BCR二基因

基因

費(fèi)城染色體

Abi22號(hào)0染色體

基因二

9號(hào)染色體

（2）資料：已知正常人9號(hào)染色體上的Abi基因編碼產(chǎn)物是一種活性受到嚴(yán)格調(diào)控的酪氨酸激

酶，與細(xì)胞增殖有關(guān)，而融合基因BCR-Abl的產(chǎn)物則是異常激活的酪氨酸激酶，導(dǎo)致細(xì)胞

惡性增殖?？梢娀颊唧w內(nèi)細(xì)胞癌變是由（填“原癌基因”或“抑癌基因”）突變

導(dǎo)致的。

■評(píng)價(jià)遷移應(yīng)用

考向一染色體結(jié)構(gòu)變異辨析

1.（2023?湖北，16）DNA探針是能與目的DNA配對(duì)的帶有標(biāo)記的一段核甘酸序列，可檢測(cè)識(shí)

別區(qū)間的任意片段，并形成雜交信號(hào)。某探針可以檢測(cè)果蠅II號(hào)染色體上特定DNA區(qū)間。

某果蠅的H號(hào)染色體中的一條染色體部分區(qū)段發(fā)生倒位，如下圖所示。用上述探針檢測(cè)細(xì)胞

有絲分裂中期的染色體（染色體上“一”表示雜交信號(hào)），結(jié)果正確的是（）

na探針倒位區(qū)段

n號(hào)，.-.-I-、

染色體

探針識(shí)別區(qū)段

2.（2022?湖南，9）大鼠控制黑眼/紅眼的基因和控制黑毛/白化的基因位于同一條染色體上。某

個(gè)體測(cè)交后代表型及比例為黑眼黑毛：黑眼白化：紅眼黑毛：紅眼白化=1：1：1：1。該個(gè)

體最可能發(fā)生了下列哪種染色體結(jié)構(gòu)變異（）

<gTbTgxc3TTTf><a|bIgXSI^ID

I

Ca|b|b

AB

<115X31jIk

Ca|^|eX3|'e|I>

I

I

cSLbjjxBD

<W<rrj|d|eT3>

cD

考點(diǎn)二染色體數(shù)目變異

■整合必備知識(shí)

1.染色體數(shù)目變異的類型

（1）細(xì)胞內(nèi)的增加或減少。

（2）細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目以成倍地增加或成套地減少。

2.染色體組

（1）如圖中雄果蠅體細(xì)胞染色體中的一個(gè)染色體組可表示為：

（2）組成特點(diǎn)

①形態(tài)上：細(xì)胞中的,在形態(tài)上各不相同。

②功能上：控制生物生長、發(fā)育、遺傳和變異的,在功能上各不相同。

3.單倍體、二倍體和多倍體

項(xiàng)目單倍體二倍體多倍體

體細(xì)胞中染色體數(shù)目與體細(xì)胞中含有兩個(gè)體細(xì)胞中含有三個(gè)或

概念本物種__________染色三個(gè)以上染色體組的

體數(shù)目相同的個(gè)體的個(gè)體個(gè)體

發(fā)育起點(diǎn)受精卵（通常是）受精卵（通常是）

①莖稈粗壯；

①植株弱??；②葉片、果實(shí)和種子較

植株特點(diǎn)正?？捎?/p>

②高度不育大；

③營養(yǎng)物質(zhì)含量豐富

體細(xì)胞染色體組數(shù)2

外界環(huán)境條件劇變（如

自然原因單性生殖正常的有性生殖

低溫）

形成

秋水仙素處理秋水仙素處理

原因

人工誘導(dǎo)

香蕉（三倍體）；馬鈴薯

幾乎全部的動(dòng)物和

舉例蜜蜂的雄蜂（四倍體）；八倍體小黑

過半數(shù)的高等植物

麥

4.低溫誘導(dǎo)植物細(xì)胞染色體數(shù)目的變化

（1）實(shí)驗(yàn)原理：用低溫處理植物的細(xì)胞，能夠的形成，以致

影響細(xì)胞有絲分裂中染色體被拉向兩極，導(dǎo)致細(xì)胞不能,植物細(xì)胞的

染色體數(shù)目發(fā)生變化。

（2）實(shí)驗(yàn)步驟

將蒜（或洋蔥）在冰箱冷藏室內(nèi)（4七）

培養(yǎng)L放置一周一取出后，將蒜置于裝

不定根一滿清水的容器上方一蒜底部接觸

水面，于室溫1進(jìn)行培養(yǎng)

誘導(dǎo)25c

培養(yǎng)

麗待蒜長出約1cm長的不定根一

、惠-整個(gè)裝置放入冰箱（4七）培養(yǎng)

---------48-72h

固定細(xì)U剪取上述根尖0.5?1cm—放入中浸

胞形態(tài)［泡°“5Th,用體積分?jǐn)?shù)為的酒精沖洗2次

［制作裝片H解離一?——承百一＞制片）

［觀察H先用低倍鏡尋找，再用高倍鏡觀察|

（3）實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：視野中既有正常的二倍體細(xì)胞，也有染色體數(shù)目發(fā)生改變的細(xì)胞。

【歸納總結(jié)】實(shí)驗(yàn)中的試劑及其作用

試齊U使用方法作用

卡諾氏液將根尖放入卡諾氏液中浸泡0.5?1h固定細(xì)胞形態(tài)

體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精沖洗用卡諾氏液處理過的根尖洗去卡諾氏液

與體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精等體積混合，作為解

質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的鹽酸解離根尖細(xì)胞

離液

漂洗根尖，去除

清水浸泡解離后的根尖細(xì)胞約10min

解離液

把漂洗干凈的根尖放進(jìn)盛有甲紫溶液的玻璃皿

甲紫溶液使染色

中染色3?5min

體著色

■判斷正誤

（1）含有奇數(shù)染色體組的個(gè)體一定是單倍體（）

（2）單倍體個(gè)體都一定沒有等位基因和同源染色體（）

（3）二倍體生物的單倍體都是高度不育的（）

（4）若果蠅的某細(xì)胞在減數(shù)分裂I后期X染色體和丫染色體沒有分離，最終形成的精子中含

有的是一個(gè)染色體組（）

（5）基因型為AAaaBBbb的個(gè)體，體細(xì)胞中含有兩個(gè)染色體組，且一定是二倍體（）

（6）卡諾氏液可使組織細(xì)胞互相分離開（）

■提升關(guān)鍵能力

1.思考：?jiǎn)误w和三體產(chǎn)生配子的種類及比例(單體和三體也是二倍體，均可進(jìn)行減數(shù)分裂,

產(chǎn)生配子)。

三體：2n+l

注：減數(shù)分裂時(shí)，三條染色體之間兩兩聯(lián)會(huì)的概率相等，聯(lián)會(huì)后的染色體彼此分離，剩余的

一條染色體隨機(jī)移向細(xì)胞一極。

2.探究：染色體數(shù)目變異之“個(gè)別”染色體數(shù)目增加或減少的原因。

(2020?江蘇，32節(jié)選)已知黑腹果蠅的性別決定方式為XY型，偶然出現(xiàn)的XXY個(gè)體為雌性

可育。黑腹果蠅長翅(A)對(duì)殘翅(a)為顯性，紅眼(B)對(duì)白眼(b)為顯性。現(xiàn)有兩組雜交實(shí)驗(yàn)結(jié)果

如下：

實(shí)驗(yàn)①實(shí)驗(yàn)②

PaaXBXBXAAXbYPaaXBYXAAXbXb

Fi長翅紅眼早長翅紅眼不Fi長翅紅眼早長翅白眼/長翅白眼早

個(gè)體數(shù)920927個(gè)體數(shù)9309261

實(shí)驗(yàn)②Fi中出現(xiàn)了1只例外的白眼雌蠅，請(qǐng)分析：

(1)若該蠅是基因突變導(dǎo)致的，則該蠅的基因型為。

(2)若該蠅是親本減數(shù)分裂過程中X染色體未分離導(dǎo)致的，則該蠅產(chǎn)生的配子的基因型可能為

3.思考：染色體組數(shù)的判斷。

(1)根據(jù)染色體組成來判斷：

(2)根據(jù)基因型來判斷:

4.描述：秋水仙素人工誘導(dǎo)多倍體的原理。

(2020?天津，15節(jié)選)某植物有A、B兩品種。科研人員在設(shè)計(jì)品種A組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)時(shí)，參照

品種B的最佳激素配比(見下表)進(jìn)行預(yù)實(shí)驗(yàn)。

品種B組織培養(yǎng)階段細(xì)胞分裂素濃度Smol/L)生長素濃度(|imol/L)

I誘導(dǎo)形成愈傷組織mini

II誘導(dǎo)形成幼芽m2n2

誘導(dǎo)生根

IIIm3n3

(1)據(jù)表回答：在階段用秋水仙素對(duì)材料進(jìn)行處理，最易獲得由單個(gè)細(xì)胞形成的多倍

體。

(2)根據(jù)所學(xué)知識(shí)，描述秋水仙素是如何誘導(dǎo)形成多倍體的？

5.分析：?jiǎn)伪扼w、三倍體高度不育的原因。

普通小麥?zhǔn)悄壳笆澜绺鞯卦耘嗟闹匾Z食作物。普通小麥的形成包括不同物種雜交和染色體

加倍過程，如圖所示(其中A、B、D分別代表不同物種的一個(gè)染色體組，每個(gè)染色體組均含

7條染色體)。在此基礎(chǔ)上，人們又通過雜交育種培育出許多優(yōu)良品種。請(qǐng)回答：

一粒小麥x斯氏麥草

(AA)?(BB)

雜種一

擬二4小麥x滔氏麥草

(AABB)I(DD)

雜種二

I

普通小麥

(AABBDD)

(1)在普通小麥的形成過程中，雜種一是高度不育的，原因是

(2)三倍體高度不育的原因是什么？

6.分析：多倍體結(jié)實(shí)率低的原因。

（2024?江蘇省決勝新高考高三聯(lián)考）同源四倍體植物減數(shù)分裂聯(lián)會(huì)時(shí)，同源區(qū)段配對(duì)會(huì)形成不

同的結(jié)果，進(jìn)而產(chǎn)生不同染色體數(shù)目的配子，如圖（短箭頭表示在細(xì)胞分裂后期相應(yīng)著絲粒移

動(dòng)的方向）。下列相關(guān)敘述不正確的是（）

同源四倍體

1個(gè)單價(jià)體

1個(gè)

四價(jià)體1個(gè)三價(jià)體

A.用秋水仙素處理二倍體植物種子，可培育同源四倍體

B.1個(gè)四價(jià)體和2個(gè)二價(jià)體均可實(shí)現(xiàn)同源染色體的均等分配

C.圖示1個(gè)三價(jià)體包含3條同源染色體、3個(gè)DNA分子

D.圖示解釋了同源四倍體通?？捎詤s有所降低

■評(píng)價(jià)遷移應(yīng)用

考向二染色體數(shù)目變異辨析

3.（2024?江蘇省新高考基地高三質(zhì)檢）人類（2〃=46）14號(hào)與21號(hào)染色體二者的長臂在著絲粒處

融合形成14/21平衡易位染色體，該染色體攜帶者具有正常的表型，但在產(chǎn)生生殖細(xì)胞的過

程中會(huì)形成復(fù)雜的聯(lián)會(huì)復(fù)合物（如圖），在進(jìn)行減數(shù)分裂時(shí)，該聯(lián)會(huì)復(fù)合物中任意配對(duì)的兩條

染色體分離時(shí)，另一條染色體隨機(jī)移向細(xì)胞的任意極。下列關(guān)于平衡易位染色體攜帶者的敘

述，正確的是（）

14/21平衡A「

易位染色體21號(hào)染色體

0

（KD14號(hào)染色體

平衡易位攜帶者的聯(lián)會(huì)復(fù)合物

A.圖中只發(fā)生了染色體數(shù)目變異

B.男性攜帶者與正常女性婚配生出表現(xiàn)正常的子女的概率為1/2

C.女性攜帶者的卵子最多含24條形態(tài)不同的染色體

D.男性攜帶者的次級(jí)精母細(xì)胞含有22或23條染色體

4.某大豆突變株表現(xiàn)為黃葉，其基因組成為rr。為進(jìn)行R/r基因的染色體定位，用該突變株

作父本，與不同的三體（2〃+1）綠葉純合子植株雜交，選擇Fi中的三體與黃葉植株雜交得F2,

下表為部分研究結(jié)果。下列敘述錯(cuò)誤的是（）

F2表型及數(shù)量

母本

黃葉綠葉

9-三體21110

10-三體115120

A.F,中三體的概率是1/2

B.可用顯微觀察法初步鑒定三體

C.突變株基因r位于10號(hào)染色體上

D.三體綠葉純合子的基因型為RRR或RR

考向三人工誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目的變化

5.(2021?江蘇，10)分析黑斑蛙的核型，需制備染色體標(biāo)本，流程如下。下列相關(guān)敘述正確的

是()

A.可用蛙紅細(xì)胞替代骨髓細(xì)胞制備染色體標(biāo)本

B.秋水仙素處理的目的是為了誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍

C.低滲處理的目的是為了防止細(xì)胞過度失水而死亡

D.染色時(shí)常選用易使染色體著色的堿性染料

6.羅漢果甜昔具有重要的藥用價(jià)值，它分布在羅漢果的果肉、果皮中，種子中不含這種物質(zhì)，

而且有種子的羅漢果口感很差。為了培育無子羅漢果，科研人員先利用秋水仙素處理二倍體

羅漢果，誘導(dǎo)其染色體數(shù)目加倍，得到如表所示結(jié)果。分析回答下列問題：

秋水仙素處理時(shí)

處理處理數(shù)(株)成活率(％)變異率(％)

濃度(％)間(d)

0.051001.28

滴芽尖生長

0.130586.424.3

點(diǎn)法

0.274.218.2

(1)在誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍的過程中，秋水仙素的作用是o選

取芽尖生長點(diǎn)作為處理的對(duì)象，理由是__________________________________________________

(2)上述研究中，自變量是,因變量是。

研究表明，誘導(dǎo)羅漢果染色體數(shù)目加倍最適宜的處理方法是o

(3)鑒定細(xì)胞中染色體數(shù)目是確認(rèn)羅漢果染色體數(shù)目加倍的最直接的證據(jù)。首先取變異植株幼

嫩的芽尖，再經(jīng)固定、解離、和制片后，制得鑒定植株芽尖的臨時(shí)裝片。最后

選擇處于的細(xì)胞進(jìn)行染色體數(shù)目統(tǒng)計(jì)。

(4)獲得了理想的變異株后，要培育無子羅漢果，還需要繼續(xù)進(jìn)行的操作是

考點(diǎn)三生物染色體數(shù)目變異在育種上的應(yīng)用

■整合必備知識(shí)

1.多倍體育種

⑴原理：O

(2)方法：用或低溫處理。

(3)處理材料：?

⑷過程

(5)實(shí)例：三倍體無子西瓜

四

二倍體秋水,管ro獲得,三倍體，三倍體西瓜獲得無子

西瓜幼苗砥體一種子一植株(辛)一西瓜

二倍體西瓜|〕

植株(b)傳粉

【思考】①為什么用一定濃度的秋水仙素溶液滴在二倍體西瓜幼苗的芽尖?

②獲得的四倍體西瓜(母本)為何要與二倍體(父本)雜交?

③有時(shí)可以看到三倍體西瓜中有少量發(fā)育并不成熟的種子，請(qǐng)推測(cè)產(chǎn)生這些種子的原因。

④無子西瓜每年都要制種，很麻煩，有沒有別的替代方法?

⑤兩次傳粉各有什么作用？

⑥二倍體西瓜與四倍體西瓜是同一物種嗎？說明理由。

⑦用秋水仙素處理幼苗后，分生組織分裂產(chǎn)生的莖、葉、花染色體數(shù)目,而未經(jīng)處

理部分（如根部細(xì)胞）的染色體數(shù)目O

⑧三倍體西瓜無子的原因：_________________________________________________________

2.單倍體育種

⑴原理：O

（2）方法：常采用的方法來獲得單倍體植株，然后人工誘導(dǎo)使這些植

株的染色體數(shù)目加倍，恢復(fù)到正常植株的染色體數(shù)目。

⑶步驟

人工誘導(dǎo)用染色體數(shù)目加倍,

兩｝熱（單倍體幼苗）處建|得到正常純合子

（4）優(yōu)點(diǎn)：o原因是_______________________________________________

（5）缺點(diǎn)：技術(shù)復(fù)雜。

-判斷正誤

（1）單倍體育種中，通過花藥（或花粉）離體培養(yǎng)所得的植株均為純合的二倍體（）

（2）單倍體育種中，可用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗（）

（3）秋水仙素可抑制紡錘體的形成，導(dǎo)致有絲分裂后期著絲粒不能正常分裂，所以細(xì)胞不能分

裂，從而使細(xì)胞染色體數(shù)目加倍（）

（4）單倍體育種沒有生產(chǎn)實(shí)踐意義，因?yàn)榈玫降膯伪扼w往往高度不育（）

（5）二倍體水稻和四倍體水稻雜交，可獲得三倍體，稻穗和籽粒變小（）

（6）二倍體西瓜幼苗的基因型為Aa,則用秋水仙素處理后形成的四倍體為純合子（）

■評(píng)價(jià)遷移應(yīng)用

考向四分析單倍體育種與多倍體育種的應(yīng)用

7.（2021?廣東，11）白菜型油菜（2〃=20）的種子可以榨取食用油（菜籽油），為了培育高產(chǎn)新品

種，科學(xué)家誘導(dǎo)該油菜未受精的卵細(xì)胞發(fā)育形成完整植株Be。下列敘述錯(cuò)誤的是（）

A.Be成熟葉肉細(xì)胞中含有兩個(gè)染色體組

B.將Be作為育種材料，能縮短育種年限

C.秋水仙素處理Be的幼苗可以培育出純合植株

D.自然狀態(tài)下Be因配子發(fā)育異常而高度不育

8.人類目前所食用的香蕉均來自三倍體香蕉植株，如圖所示是三倍體香蕉的培育過程。下列

相關(guān)敘述正確的是（）

（野生芭蕉（2力中喧（有子香蕉（4〃）,六

-------------空客｛無子香蕉（3〃））

（野生芭蕉（2”--------------------

A.無子香蕉的培育過程主要運(yùn)用了基因重組的原理

B.圖中染色體數(shù)目加倍的主要原因是有絲分裂前期紡錘體不能形成

C.二倍體與四倍體雜交能產(chǎn)生三倍體，它們之間不存在生殖隔離

D.若圖中無子香蕉的基因型均為Aaa,則有子香蕉的基因型可以是AAaa

五分鐘查落實(shí)

1.（必修2P87）染色體變異的概念：___________________________________________________

2.（必修2P90）染色體結(jié)構(gòu)的變異在普通光學(xué)顯微鏡下=結(jié)果：,

會(huì)使排列在染色體上的發(fā)生改變，從而導(dǎo)致

________的變異。

3.染色體組是指細(xì)胞中的一組,在______和____________上各

不相同，攜帶著控制生物生長發(fā)育的全部遺傳信息。

4.三倍體不育的原因是___________________________________________________________

5.騾子不育的原因是_____________________________________________________________

6.單倍體育種中的秋水仙素作用于期的植株，多倍體育種中的秋水仙

素作用于