5.2染色体变异课件(共62张PPT) --2025-2026学年下学期高一生物（人教版）必修2

(共62张PPT)
2.3 基因工程的应用
第七单元 生物的变异和进化
第2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。
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。
染色体结构的变异
染色体数目的变异
细胞内个别染色体的增加或减少
细胞内染色体数目以一套完整的非同源染色体为基数成倍地增加或成套的减少
缺失、重复、倒位、易位
光学显微镜下可以观察到
考点1
染色体结构变异
类型 图像 联会异常 实例
_____ 果蝇缺刻翅、猫叫综合征
_____ 果蝇棒状眼
_____ 果蝇花斑眼、人类慢性粒细胞白血病
_____ 果蝇卷翅、人类9号染色体长臂倒位可导致习惯性流产
缺失
重复
易位
倒位
1.类型
2.结果
染色体结构的改变，会使排列在染色体上的基因______或__________发生改变，导致______的变异。
3.对生物体的影响
大多数染色体结构变异对生物体是______的，有的甚至会导致生物体死亡。
数目
排列顺序
不利
性状
染色体结构缺失、重复
染色体结构倒位、易位
习题巩固
A. ①～④的变异均未产生新基因
B. ①～④的变异依次是染色体倒位、缺失、重复与基因突变
C. ①～④的变异均可在光学显微镜下观察到
D. ①、②、③依次为染色体结构变异中的缺失、重复、倒位，④
的变异应属于基因突变
1.如下图所示，已知染色体发生了①～④四种变异，则相关叙述正确的是(　　)
D
染色体结构变异 缺失、重复、倒位
基因突变
染色体结构变异与基因突变的区别
关于“缺失或增添”：
DNA分子上若干个基因的缺失或重复(增添)，基因的数目发生改变属于染色体结构变异；
DNA分子上基因中若干碱基的缺失、增添，碱基的排列顺序改变，基因数量、位置不变，属于基因突变。
正常染色体，字母代表基因
　2.染色体结构变异与基因重组的判断
2.(2025·天津模拟)一个基因型为DdTt的精原细胞产生了四个精细胞，其基因与染色体的位置关系见下图。导致该结果最可能的原因是
A.基因突变
B.同源染色体非姐妹染色
单体间发生互换
C.染色体变异
D.非同源染色体自由组合
B
1.如图1表示果蝇某细胞内的相关染色体行为，1、2代表两条未发生变异的染色体，3、4代表两条正在发生变异的染色体，图中字母表示染色体上的不同片段。
拓展 提升科学思维
(1)正常情况下，1与2是非同源染色体，图1中A中发生碱基的增添、缺失或替换 (填“一定”或“不一定”)属于基因突变。
不一定
(2)请将图示2联会过程补充完整。
　如图所示
2.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，着丝粒分裂后细胞向两极移动时出现“染色体桥”结构，如图所示。基因型为Aa的雄性蝗虫进行减数分裂时，其中一个
次级精母细胞出现“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，则该次级精母细胞产生的精细胞的基因组成可能有 (若细胞中不含A或a基因则用“O”表示)。
A、A或AA、O或a、a或aa、O
【情境推理·探究】
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
1.猫叫综合征是5号染色体短臂断裂缺失所致。现有某表型正常的女性个体，其断裂的5号染色体片段与8号染色体连接，减数分裂过程中两对染色体发生如下图所示的现象。据图分析，下列相关叙述不正确的是
A.该个体的变异一般不会导致基因数量减少
B.图中所示的四条染色体发生了异常联会
C.若染色体随机两两分离(不考虑互换)，该个体可能产生4种卵细胞
D.若该个体与正常男性婚配，妊娠期间应尽早对胎儿进行染色体筛查
突破 强化关键能力
c
2.某精原细胞中m、n为一对同源染色体，其中m为正常染色体，A～E表示基因。该对同源染色体联会后发生的特殊过程如图所示，其中染色体桥分裂时随机断裂，后续的分裂过程正常进行。下列有关叙述不正确的是
A.图中的染色体桥结构可能出现
在减数分裂Ⅰ中期，但一般不
会出现在减数分裂Ⅱ中期
B.最后产生的精细胞中的染色体可能存在倒位、缺失等结构变异
C.该经减数分裂产生含异常染色体的精子占3/4
D.丢失的片段会被精原细胞中的多种水解酶最终分解为6种小分子有机物
D
考点2
染色体数目的变异
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。
归纳 夯实必备知识
个别染色体
一套完整的非同源染色体为基数
(1)个别染色体的增加或减少
增加
减少
唐氏综合征 (21三体综合征)，又称先天愚型，由于多了一条21号染色体而导致的疾病。存活者有明显的智能落后、特殊面容、生长发育障碍和多发畸形。
1.染色体数目变异的类型
21-三体综合征的成因
①减数第一次分裂后期同源染色体未分离
②减数第二次分裂后期姐妹染色单体未分离
21-三体综合征的成因
（2）.以染色体组形式成倍的增加或减少
增加
减少
1.染色体数目变异的类型
(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。
染色体组
Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y
一套非同源染色体
一套染色体
1.染色体数目变异的类型
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
X
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Y
(3)染色体组数目的判定
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。
4个
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。
1
2
2
3
3
3.单倍体、二倍体和多倍体
项目 单倍体 二倍体 多倍体
概念 体细胞中染色体数目与本物种 染色体数目相同的个体 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 ______ 受精卵(通常是) 受精卵(通常是)
配子
配子
染色体组
植株特点 ①植株弱小； ②高度不育 正常可育 ①茎秆粗壮；
②叶片、果实和种子较大；
③营养物质含量丰富
体细胞染色体组数 _____ 2 _____
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
≥1
≥3
项目 单倍体 二倍体 多倍体
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 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
(2)实验步骤
漂洗
卡诺氏液
95%
(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。
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0.5～1 h
体积分数为95%的酒精 冲洗用卡诺氏液处理过的根尖
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
清水 浸泡解离后的根尖细胞约10 min
甲紫溶液 把漂洗干净的根尖放进盛有甲紫溶液的玻璃皿中染色3～5 min
固定细胞形态
洗去卡诺氏液
解离根尖细胞
漂洗根尖，去除解离液
使染色体着色
下图中甲是某二倍体生物体细胞染色体模式图，乙、丙、丁是发生变异后的不同个体的体细胞中的染色体组成模式图。据图回答下列问题：
拓展 提升科学思维
　乙为单倍体，丙为单体，丁为三体，戊为三倍体。
(1)请据上图辨析属于三体、三倍体、单体和单倍体的分别是哪一个？
根据上述推导过程，请思考回答下列问题：
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：____________
。
Aa∶aa＝1∶1
AA∶Aa＝
1∶1
AA∶Aa∶aa
＝1∶4∶1
(3)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。
(1)请据上图辨析属于三体、三倍体、单体和单倍体的分别是哪一个？
3.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
突破 强化关键能力
A.F1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
母本 F2表型及数量 黄叶 绿叶
9-三体 21 110
10-三体 115 120
C
4.下列关于单倍体、二倍体和多倍体的叙述，不正确的是
A.二倍体生物一定是由受精卵直接发育而来的
B.单倍体生物体细胞中不一定只含有一个染色体组
C.采用花药离体培养的方法得到的个体是单倍体
D.三倍体无子西瓜体细胞含有三个染色体组
A
5.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
A
课堂小结
结构变异 ：缺失 （例 ：猫叫综合症） 、重复、易位、倒位
染色体变异
数目变异
个别增减 （例：21三体综合征）
成倍增减
染色体组
概念：含个体发育全部基因的一组非同源染色体
分类
二倍体：由受精卵发育来，含两个染色体组的个体
概念：由受精卵发育，含三个以上染色体组
多倍体
特点：器官较大、营养丰富，但发育延迟，结实率低
应用：多倍体育种（例：无籽西瓜、香蕉、小麦）
成因：自然或人为（秋水仙素）使染色体加倍
概念：配子直接发育来的个体
成因：未经受精的配子直接发育而成
应用：单倍体育种；花药离体培养法
特点：植株一般较弱小、不育
单倍体
考点3
生物染色体数目变异在育种上的应用
常见的育种方法：
①多倍体育种
②单倍体育种
③诱变育种
④杂交育种
1.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
归纳 夯实必备知识
染色体数目变异
秋水仙素
分裂的细胞
抑制 形成
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
萌发的种子或幼苗。
有丝分裂旺盛
有丝分裂前期
二倍体西瓜（母本）
二倍体西瓜（父本）
幼苗时滴加
秋水仙素
二倍体植株
四倍体植株
联会紊乱
（不产生配子）
西瓜种子（三倍体）
无子西瓜
授粉
授粉
自然长大
正常二倍体（父本）
第一年
第二年
种植
三倍体植株
卵细胞：2个染色体组
精子：1个染色体组
精子：1个组
(5)实例：
西瓜果实（四倍体）
①两次传粉
三倍体种子
第一次传粉：杂交获得___________
第二次传粉：刺激子房发育成_____
果实
②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 。
③三倍体西瓜无子的原因：三倍体西瓜在减数分裂过程中，由于染色体联会紊乱，不能产生正常配子。
加倍
不变
小麦的抗倒伏(D)对易倒伏(d)为显性，易染条锈病(B)对抗条锈病(b)为显性。小麦患条锈病(图)或倒伏，会导致减产甚至绝收。
现有两个不同品种的小麦，一个品种抗倒伏，但易染条锈病(DDBB);另一个品种易倒伏，但能抗条锈病(ddbb)。用什么方法可以得到既抗倒伏又抗条锈病的纯种(DDbb)？
2.单倍体育种
(1)原理： 。
(2)过程
染色体(数目)变异
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
包括花药离体培养+秋水仙素处理两个过程
1.原理：
2.适用范围：
3.过程：
基因突变
所有生物
③诱变育种
物理因素：
化学因素：
通常用有丝分裂旺盛的材料，
如萌发的种子、幼苗
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。
（基因突变具有 性、 性、 性等）
突变率
改良
创造
不多
大量
低频
不定向
多害少利
③诱变育种
1.概念：将两个或多个品种的 通过交配集中在一起，再经过 ，获得新品种的方法。
2.原理：
基因重组
优良性状
筛选和培育
④杂交育种 “集优”（适用有性生殖生物）
筛选出需要的类型：矮杆抗病
1
课堂小结
类 型 杂交育种 诱变育种 单倍体育种 多倍体育种
育种原理
育种法
优点
应用 实例
基因突变
染色体变异
基因重组
染色体变异
杂交→自交→选优
→自交
物理或化学的方法处理生物
花药离体培养后再用秋水仙素加倍
使不同亲本的优良性状集中于同一个体上
提高变异频率加速育种进程
明显缩短育种年限
器官大型，
营养含量高
培育矮抗小麦
培育青霉素高产菌株
培育矮抗小麦
三倍体无子
西瓜的培育
用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗
如图所示，甲、乙表示水稻两个品种，A、a和B、b表示分别位于两对同源染色体上的两对等位基因，①～⑥表示培育水稻新品种的过程。请思考回答下列问题：
拓展 提升科学思维
(1)图中哪种途径为单倍体育种？
　图中①③⑤过程表示单倍体育种。
(2)图中哪一标号处需用秋水仙素处理？应如何处理？
　图中⑤处需用秋水仙素处理单倍体的幼苗，从而获得纯合子；
⑥处需用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，以诱导染色体数目加倍。
(3)④⑥的育种原理分别是什么？
　④的育种原理为基因突变，⑥的育种原理为染色体变异。
(4)AaBb植株和AAaaBBbb植株是同一物种吗？为什么？
　不是同一物种。因为二倍体AaBb与四倍体AAaaBBbb杂交产生的子代为不育的三倍体，因此二者是不同的物种。
(5)若AAaaBBbb在产配子时同源染色体两两配对，两两分离，则其产生AaBb配子的概率为多少？写出计算思路。
　植株AAaaBBbb减数分裂产生的配子基因型及比例为(AA∶Aa∶aa)
(BB∶Bb∶bb)＝(1∶4∶1)(1∶4∶1)，则产生AaBb配子的概率＝2/3×2/3＝4/9。
6.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
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
突破 强化关键能力
B
7.(2025·北京丰台区高三模拟)在自然条件下，二倍体植物(2n＝4)形成四倍体植物的过程如图所示。下列有关叙述错误的是
A.减数分裂失败可能发生在减数分裂Ⅱ
B.二倍体植物与四倍体植物应属于不同的物种
C.图示四倍体植物的形成并未经长期的地理隔离过程
D.若要测定图示四倍体植物的基因组DNA序列，则需测4条染色体上的DNA
D
1.(2025·湖南模拟)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
C
重温高考 真题演练
2.(2025·安徽合肥模拟)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
C
4.(2024·广东模拟)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的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
A
5.(2025·四川模拟)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。回答下列问题：
(1)在普通小麦的形成过程中，杂种一是高度不育的，原因是_____________________________
__________。已知普通小麦是杂种二染色体加倍形成的多倍体，普通小麦体细胞中有____条染色体。一般来说，与二倍体相比，多倍体的优点是___________________________(答出2点即可)。
无同源染色体，不能进行正常的
减数分裂
42
营养物质含量高、茎秆粗壮
(2)若要用人工方法使植物细胞染色体加倍，可采用的方法有______________(答出1点即可)。
秋水仙素处理
(3)现有甲、乙两个普通小麦品种(纯合子)，甲的表型是抗病易倒伏，乙的表型是易感病抗倒伏。若要以甲、乙为实验材料设计实验获得抗病抗倒伏且稳定遗传的新品种，请简要写出实验思路：____________________________________________________________________________________。
甲、乙两个品种杂交，F1自交，选取F2中既抗病又抗倒伏、且自交后代不发生性状分离的植株