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新人教生物一轮复习学案
第26讲　染色体变异
课标 要求 1.认识染色体变异包括染色体结构变异和数目变异。 2.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。
考点1　染色体数目变异
概 念 落 实
1.染色体数目的变异类型
（1）细胞内　　　　染色体增加或减少。
（2）细胞内染色体数目以一套完整的　　　　　　为基数　　　　地增加或　　　　地减少。
2.染色体组
（1）概念：在大多数生物的体细胞中，染色体都是两两成对的，含有两套非同源染色体，其中　　　　　　　　称为一个染色体组。
（2）组成右图中雄果蝇体细胞染色体中的一个染色体组可表示为　　　　　　　或　　　　　　　。
（3）特点
①形态上：细胞中的一组　　　　　　，在形态和功能上各不相同。
②功能上：控制生物　　　　、　　　　、　　　　和　　　　的一组染色体。
3.单倍体、二倍体和多倍体
项目 单倍体 二倍体 多倍体
概念 体细胞中含有本物种　　　染色体数目的个数 体细胞中含有两个　　　　的个体 体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体
发育起点 　　　　　　　　 　　　　　　　　 　　　　　　　　　
植株 特点 植株弱小；高度不育 正常可育 茎秆粗壮；叶片、果实和种子较大；营养物质含量丰富
体细胞染 色体组数 　　　　　　　　 　　　　　　　　 　　　　　　　　　
形成原因 自然 原因 单性生殖 正常的有性生殖 外界环境条件剧变（如低温）
人工 诱导 　　　　　　　　　　 秋水仙素处理　　　　　　　 秋水仙素处理　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　
图示
举例 蜜蜂的雄蜂 几乎全部的动物和过半数的高等植物 香蕉（三倍体）、马铃薯（四倍体）、八倍体小黑麦
4.染色体数目变异的应用——单倍体育种和多倍体育种
单倍体育种 多倍体育种
原理 染色体数目变异
方法 花药（或花粉）离体培养 　　　　处理正在萌发的种子或幼苗
优点 　　　　　　　　　　　　　　 器官大，营养成分含量高，产量增加
缺点 技术复杂，需要与杂交育种配合 适用于植物，动物难以开展；多倍体植物生长周期延长，结实率降低
实例 抗倒伏抗条锈病小麦纯种的快速选育 含糖量高的甜菜；三倍体　　　
5.实验：低温诱导植物细胞染色体数目的变化
诊断·加强
1.判断下列说法的正误：
（1）体细胞中含有两个染色体组的个体就是二倍体。 （　　）
（2）一般情况下，二倍体通过减数分裂形成的配子只有一个染色体组。 （　　）
（3）用秋水仙素处理单倍体植株后得到的一定是二倍体植株。 （　　）
（4）组成一个染色体组的染色体中不含减数分裂中能联会的染色体。 （　　）
（5）单倍体都高度不育。 （　　）
（6）三倍体植株不能由受精卵发育而来。 （　　）
2.判断下列细胞中染色体的组数
（1）根据染色体形态判定
染色体
组数：　　　 　　　 　　　 　　　
（2）根据基因型判定
染色体
组数：　　　 　　　 　　　 　　　
3.链接必修2教材P91“拓展应用”T2。
（1）秋水仙素和低温诱导染色体加倍的原理　　　　（选填“相同”或“不同”）。
（2）下列是多倍体育种的实例——无子西瓜的培育过程图解，回答下列问题：
①图中所用试剂A是　　　　　　，目的是　　　　　　　　　。
②两次传粉
③三倍体西瓜无子的原因：三倍体西瓜在减数分裂过程，由于染色体　　　　，不能产生正常配子。
典 题 固 法
（2020·全国Ⅱ卷）下列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
（2021·广东卷）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
考向1　对染色体组、单倍体、二倍体等概念的理解
1.下列关于单倍体、二倍体和多倍体的叙述，错误的是（　　）
A.单倍体不一定含一个染色体组，含一个染色体组的个体是单倍体
B.多倍体植株常常是茎秆粗壮，果实和种子较大且都可用种子繁殖后代的个体
C.三倍体因减数分裂时出现联会紊乱，故不能形成可育的配子
D.可采用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗的方法人工诱导获得多倍体
考向2　染色体数目变异
2.二倍体水稻有时会出现6号单体植株（2n－1），该植株比正常植株少一条6号染色体。下表为利用6号单体植株进行杂交实验的结果，相关分析正确的是（　　）
杂交亲本 实验结果
6号单体（♀）×正常二倍体（） 子代中6号单体占20%，正常二倍体占80%
6号单体（）×正常二倍体（♀） 子代中6号单体占5%，正常二倍体占95%
A.n－1型配子的活性较低，且雌配子的活性比雄配子还低
B.6号单体植株可由二倍体水稻鲸花药离体培养发育而来
C.6号单体植株体内的细胞中染色体数目一般有2种可能
D.6号单体植株的亲本在减数分裂中某对同源染色体可能没有分离
考向3　单倍体育种、多倍体育种
3.如图为二倍体玉米花粉培育成植株的过程。下列有关叙述错误的是（　　）
A.过程①是花药离体培养
B.过程②若正常培养，则植株B是单倍体
C.过程②若使用秋水仙素处理幼苗使其染色体加倍，则植株B是二倍体纯合子
D.若该过程为单倍体育种，则育种原理是基因重组
特 别 提 醒
（1）单倍体育种与多倍体育种中秋水仙素处理对象不同：单倍体育种处理对象是单倍体幼苗；多倍体育种的处理对象是正在萌发的种子或幼苗。两种育种方式都出现了染色体加倍情况。
（2）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。
（3）单倍体育种和基因工程育种、植物细胞工程育种，都运用了植物组织培养技术。
（4）杂交育种选育的时间长，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。
（5）单倍体育种能缩短育种年限是与杂交育种相比，但如果选育的是隐性品种，则还是杂交育种占优势。
（6）杂交育种与杂种优势不同：①杂交育种是在杂交后代众多类型中选择符合育种目标的个体进一步培育，直至获得稳定遗传的具有优良性状的新品种；②杂种优势主要是利用杂种F1的优良性状，并不要求遗传上的稳定。
4.（2022·梅州段考）利用二倍体植株培育作物新品种，下列说法错误的是（　　）
A.杂交育种和基因工程育种所依据的主要原理都是基因重组
B.诱变育种可提高突变率，在较短时间内获得更多的优良变异类型
C.单倍体缺少生长发育所需的全套遗传信息，其植株弱小，种子和果实比较少
D.某新品种发育延迟，结实率低，则在培育该品种过程中可能用到秋水仙素
考点2　染色体结构变异
概 念 落 实
1.变异类型、图解及实例（连线）
2.结果：使排列在染色体上的基因　　　　　　　　　　发生改变，导致性状的变异。
3.对生物体的影响：大多数对生物体是　　　　的，有的甚至会导致生物体死亡。
方 法 规 律
从三个“关于”方面区分三种变异
（1）关于“互换”问题
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（如下图1）；非同源染色体之间的互换，属于染色体结构变异中的易位（如下图2）。
图1 图2
（2）关于“缺失”问题
DNA分子上若干基因的缺失属于染色体变异；DNA分子上若干碱基的缺失，属于基因突变。
（3）关于变异的“质”和“量”问题
若把基因视为染色体上的一个位“点”，染色体视为点所在的“线段”，则基因突变为“点”的变化（“点”的质变，但量不变）；基因重组为“点”的结合或交换（“点”的质与量均不变，但转基因技术会改变基因的量）；染色体变异为“线段”发生结构或数目的变化（“点”的质不变，量或排列顺序会变）。如下图所示：
诊断·加强
判断下列说法的正误：
（1）DNA分子中发生三个碱基对的缺失导致染色体结构变异。 （　　）
（2）组成一个染色体组的染色体通常不含减数分裂中能联会的染色体。 （　　）
（3）易位只能发生在同源染色体之间。 （　　）
（4）基因突变不会改变基因的数目，染色体结构变异可能使染色体上的基因的数目发生改变。 （　　）
典 题 固 法
（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的是（　　）
A B
C D
（2020·山东卷）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②，着丝粒分裂后向两极移动时出现“染色体桥”结构①，如下图所示。若某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②。不考虑其他变异，下列关于该细胞的说法错误的是（　　）
A.可在分裂后期观察到“染色体桥”结构
B.在细胞分裂过程中，染色体末端的缺失属于染色体结构变异
C.其子细胞中有的染色体上连接了非同源染色体片段
D.若该细胞基因型为Aa，可能会产生基因型为Aaa的子细胞
审 答 指 导
题眼 明确思路 指导答案
① 着丝粒分裂后形成“染色体桥”结构，而着丝粒分裂发生在有丝分裂后期 可判断A项
② 姐妹染色单体可能会连接在一起，当两个着丝粒间任意位置发生断裂，则可形成两条子染色体 姐妹染色单体属于同源染色体中的1条，可判断C项
考向1　染色体结构变异
1.（2022·湛江一模）研究发现，果蝇X染色体的16A区段与眼睛的形状有关，16A区段的数量与眼形的关系见下表。棒眼和超棒眼的变异类型属于（　　）
16A区段 （）的数量
眼形 正常眼 棒眼 超棒眼
A.基因突变 B.染色体结构重复
C.染色体结构易位 D.染色体数目增加
2. （2022·汕头一模） 同源染色体中的一条染色体发生倒位后会形成倒位杂合体。在细胞分裂时，倒位杂合体上的非姐妹染色单体可能分别断裂，具有着丝粒的残臂相互连接成双着丝粒桥。如下图所示，m、n是某个精原细胞中的一对同源染色体，A～E表示相关基因。在减数分裂Ⅰ后期，双着丝粒桥随机断裂，后续分裂进程正常进行。据此分析，下列说法错误的是（　　）
A.可通过光学显微镜观察到双着丝粒桥
B.细胞进行有丝分裂时可能存在双着丝粒桥
C.双着丝粒桥的出现会改变部分配子的染色体数目
D.该精原细胞最终产生1个不含异常染色体的精细胞
考向2　生物的变异与育种
3.下列关于生物变异与育种的叙述，正确的是（　　）
A.基因重组只是基因间的重新组合，不会导致生物性状变异
B.基因突变使DNA序列发生的变化，都能引起生物性状变异
C.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
D.多倍体植株染色体组数加倍，产生的配子数加倍，有利于育种
4.（2022·汕头二模）中国农业专家采用“化学诱变”“物理诱变”和“远缘杂交”三结合的育种方法，首次培育出了彩色小麦，其蛋白质、锌、铁、钙等的含量均超过普通小麦。后来彩色小麦还搭乘宇宙飞船进行太空育种，优化出更优质保健的小麦新品种。以下关于彩色小麦的说法，正确的是（　　）
A.“三结合”育种一定都会引起生物性状的改变
B.“三结合”育种方法的原理是突变和基因重组
C.太空育种能明显缩短育种的年限，培育出新物种
D.太空育种可定向改变彩色小麦的基因结构而提高变异频率
构核心概念
练教材长句
链接必修2 P87。
（1）染色体变异是指　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（2）染色体数目的变异可以分为两类：一类是　　　　　　　　　　　　　　，另一类是细胞内染色体数目　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（3）染色体组是指细胞中的　　　　　　　　　　　，在　　　　　　　上各不相同，携带着　　　　　　　　　　　　　　。
链接必修2 P90。
（4）染色体结构的改变使排列在染色体上的　　　　　　　　　　　　　发生改变，从而导致　　　　　　　　　。
链接必修2 P88。
（5）秋水仙素引起细胞内染色体数目加倍的原因是它能够　　　　　　　　　，导致　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（6）体细胞含四个染色体组的生物不一定为四倍体，原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　。若　　　　　　　　　　，则为单倍体；若　　　　　　　　　，则为四倍体。
拎教材“冷”点
链接必修2 P88楷体字内容。
（1）三倍体无子的原因是其原始生殖细胞中有　　　套非同源染色体，减数分裂时　　　　　　　　，因此不能形成可育的配子。
链接必修2 P88“相关信息”。
（2）多倍体在　　　　（选填“植物”或“动物”）中更为常见。
（3）秋水仙素是从秋水仙的种子和球茎中提取的一种　　　　　　，有剧毒。
链接必修2 P89“与社会的联系”。
单倍体育种的优点：　　　　　　　　　，所得的个体均为　　　　。
第26讲　染色体变异
考点1　染色体数目变异
【概念落实】
1.（1）个别　（2）非同源染色体　成倍　成套
2.（1）每套非同源染色体　（2）Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X　Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y　（3）①非同源染色体　②生长　发育　遗传　变异
3.配子　染色体组　配子　受精卵　受精卵　≥1　2　≥3　花药（或花粉）离体培养　单倍体（染色体组数为1）幼苗　萌发的种子或幼苗
4.秋水仙素　明显缩短育种年限　无子西瓜
5.纺锤体　卡诺氏液　95%的酒精　漂洗　染色　染色体数目
【诊断·加强】
1.（1）×　提示：如果由受精卵发育来，体细胞中含有两个染色体组的个体就是二倍体，如果由配子发育而来就不是二倍体。　（2）√　（3）×　提示：单倍体不一定只含一个染色体组，所以用秋水仙素处理后得到的不一定是二倍体。　（4）√　提示：染色体组内的染色体皆为非同源染色体，减数分裂时同源染色体联会形成四分体，染色体组的染色体中不含减数分裂中能联会的染色体。　（5）×　提示：单倍体并非都不育。二倍体的配子发育成的单倍体，表现为高度不育；多倍体的配子如含有偶数个染色体组，则发育成的单倍体含有同源染色体及等位基因，可育并能产生后代。　（6）×
2.（1）1　3　1　2　提示：细胞中形态、大小完全相同的染色体有几条，则有几个染色体组。　（2）1　3　2　3　提示：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。
3.（1）相同（提示：原理都是抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞两极，从而引起染色体数目加倍。）　（2）①秋水仙素　使染色体加倍　②三倍体种子　果实　③联会紊乱
【典题固法】
【高考典例】
例1　C　解析：二倍体植物的配子是经减数分裂形成的，其染色体组数是体细胞的一半，A正确；染色体组中的染色体均为非同源染色体，B正确；无性别之分的植物，其染色体无常染色体和性染色体之分，C错误；每个染色体组都含有一组非同源染色体，各染色体DNA的碱基序列不同，D正确。
例2　A　解析：Bc是通过卵细胞发育而来的单倍体，其成熟叶肉细胞中含有一个染色体组，A错误；Bc是通过卵细胞发育而来的单倍体，秋水仙素处理Bc幼苗可以培育出纯合植株，此种方法为单倍体育种，能缩短育种年限，B、C正确；自然状态下，Bc只含有一个染色体组，细胞中无同源染色体，减数分裂不能形成正常配子而高度不育，D正确。
【对点演练】
1.B　解析：多倍体植株的茎秆粗壮，果实和种子较大，营养物质含量多，但含有奇数个染色体组的多倍体，由于联会紊乱，不能产生正常配子，故没有种子，B错误。
2.D　解析：分析题表可知，6号单体作父本时，子代中6号单体占5%，6号单体作母本时，子代6号单体占20%，因此n－1型雄配子活性低于n－1型雌配子，A错误；该单体植株比正常植株缺少一条6号染色体，是由受精卵发育而来，仍属于二倍体，B错误；6号单体植株体内的细胞中染色体数目一般有2n－1、4n－2、n、n－1四种可能，C错误。
3.D　解析：单倍体育种的原理是染色体（数目）变异。
4.C　解析：单倍体植株弱小，种子和果实比较少，但是具有控制本物种生长发育所需的全套遗传信息，C错误；某新品种发育延迟，结实率低，说明其是多倍体，则在培育该品种过程中可能用到秋水仙素来促进染色体数目加倍，D正确。
考点2　染色体结构变异
【概念落实】
1.①—c—Ⅰ　②—d—Ⅱ　③—a—Ⅳ　④—b—Ⅲ
2.数目或排列顺序
3.不利
【诊断·加强】
（1）×　（2）√　（3）×　（4）√
【典题固法】
【高考典例】
例1　C　解析：A～D分别表示染色体片段缺失、重复、易位、倒位，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，两对等位基因连锁，不遵循自由组合定律。正常情况下，测交后代只能出现两种表型（1∶1），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，说明该个体可产生4种数目相等的配子，表明连锁的两对等位基因转化成了独立遗传，推测两对等位基因之一所在的染色体区段易位到另一对非同源染色体上，C正确。
例2　C　解析：在细胞分裂过程中，染色体末端的缺失属于染色体结构变异中的缺失；“染色体桥”现象使姐妹染色单体之间发生了片段的转接，不会出现非同源染色体片段；若该细胞的基因型为Aa，出现“染色体桥”后着丝粒间任意位置发生断裂时，一条姐妹染色单体上的a转接到了另一条姐妹染色单体上，则会产生基因型为Aaa的子细胞。
【对点演练】
1.B　解析：棒眼和超棒眼的形成均是染色体上16A区段增多导致，所以均属于染色体结构重复，B正确。
2.C　解析：染色体变异可以在光学显微镜下观察到，A正确；进行有丝分裂的细胞中也有同源染色体，故细胞进行有丝分裂时可能存在双着丝粒桥，B正确；双着丝粒桥在减数分裂Ⅰ后期时会在两着丝粒间任一位置发生断裂，后续的分裂过程正常进行，因此双着丝粒桥的出现不会影响细胞中染色体的数目，C错误；据图可知，该精原细胞完成减数分裂后，可产生1个不含有异常染色体的精细胞、3个含有异常染色体的精细胞，D正确。
3.C　解析：基因重组是在有性生殖的过程中，控制不同性状的基因的重新组合，会导致后代性状发生改变，A错误；基因突变会导致DNA的碱基序列发生改变，但由于密码子的简并性等原因，基因突变不一定会导致生物体性状发生改变，B错误；二倍体花药离体培养获得的单倍体高度不育，但是用秋水仙素处理后其染色体数目加倍，为可育的二倍体，且肯定是纯种，C正确；多倍体的染色体组数如果奇倍数的增加（如三倍体），其后代遗传会严重的不平衡，在减数分裂形成配子时，同源染色体联会紊乱，不能形成正常的配子，因此不利于育种，D错误。
4.B　解析：“三结合”育种方法包括诱变育种和杂交育种，其原理是基因突变（突变）和基因重组，其中杂交育种不一定会引起生物性状的改变，A错误，B正确；太空育种的原理是基因突变，由于变异的不定向性，该育种方法不一定能缩短育种年限，能缩短育种年限的方法是单倍体育种，C错误；太空育种的原理是基因突变，基因突变具有不定向性的特点，D错误。
课堂小结与延伸
【构核心概念】
①缺失　②增加　③移接　④颠倒　⑤染色体组　⑥单倍体
【练教材长句】
（1）生物体的体细胞或生殖细胞内染色体数目或结构的变化
（2）细胞内个别染色体的增加或减少　以一套完整的非同源染色体为基数成倍地增加或成倍地减少
（3）一组非同源染色体　形态和功能　控制生物生长发育的全部遗传信息
（4）基因的数目或排列顺序　性状的改变
（5）抑制纺锤体的形成　着丝粒分裂后产生的子染色体不能移向细胞的两极
（6）确认是四倍体还是单倍体，必须先看发育起点　由配子发育而来　由受精卵发育而来
【拎教材“冷”点】
（1）三　出现联会紊乱　（2）植物　（3）植物碱　（4）明显缩短育种年限　纯合子

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