人教版高考生物一轮复习必修二第13课时《染色体变异与遗传育种》课件

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(2024北京卷)(2024吉林卷)(2024浙江卷)(2023湖北卷)(2024甘肃卷)(2022湖南卷)(2022浙江卷)(2022北京卷)
(2022江苏卷)（2022河北卷）
个别染色体数目的增加或减少
以染色体组的形式成倍的增加或减少
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地减少
细胞分裂后期，染色体没有平均分配到细胞两极
细胞分裂过程中，纺锤体的形成受到抑制或由配子直接发育成个体等
21三体综合征（唐氏综合征）
Turner综合征(先天性卵巢发育不全综合征)
性表现，身高矮，青春期无性征发育
由X染色体完全或部分缺失或结构异常所致
细胞中的一组非同源染色体，在形态和功能上各不相同，但又相互协调，共同控制生物的生长、发育、遗传和变异的一组染色体。
一个染色体组不含同源染色体，不含等位基因。
一个染色体组所含的染色体大小、形态和功能各不相同，均为非同源染色体。
一个染色体组中含有控制生物生长、发育、遗传和变异的全套遗传信息。
根据染色体数和染色体的形态数推算
如果蝇体细胞中有__条染色体，分为__种形态，则染色体组的数目为__。
如人体细胞中有___条染色体，分为___种形态，则染色体组的数目为__。
含偶数个染色体组：可育
含奇数个染色体组：高度不育
染色体不能移向细胞的两极
受各种因素影响(如：各种射线、代谢失调等)，染色体的断裂以及断裂后片段不正常的重新连接。
缺失 染色体的某一片段缺失引起变异。
猫叫综合征是人的5号染色体部分缺失引起的遗传病因为患儿哭声轻，音调高，很像猫叫而得名。猫叫综合征患者的生长发育迟缓，而且存在严重的智力障碍。
在光学显微镜下观察不到
同源染色体的非姐妹染色单体之间
所有生物 （包括病毒）
自然状态下，发生在真核生物的有性生殖过程中
诱发突变、自发突变（显性突变、隐性突变）
染色体互换型、自由组合型（基因工程、转化实验）
染色体结构变异、染色体数目变异
任何时期，主要发生在有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期
减数第一次分裂前期、减数第一次分裂后期
任何时期，主要发生在细胞分裂时
引起基因碱基序列的改变（产生了新基因）
产生了新基因型和性状组成、不能产生新的基因和性状
使排列在染色体上基因的数目或排列顺序发生改变，不产生新的基因
不能观察到， 属于分子水平
能观察到，属于细胞水平
新基因产生的途径；生物变异的根本来源；为生物进化提供丰富原材料
生物变异的来源之一，对生物进化具有重要的意义
单倍体育种 多倍体育种
1．（2024·山西运城·模拟预测）用X射线处理蚕蛹，使其第2号染色体上的斑纹基因易位于W染色体上，使雌蚕都有斑纹。再将斑纹雌蚕与白体雄蚕交配，其后代雌蚕都有斑纹，雄蚕都无斑纹。这样有利于去雌留雄，提高蚕丝的质量。这种育种方法所依据的原理是（　　）A．染色体结构变异B．染色体数目变异C．基因突变D．基因重组
2．（2024·广东·一模）某细胞在分裂过程中，若共用一个着丝点的两条染色单体所携带的基因不完全相同，其原因不可能是因为发生了（　　）A．基因突变B．同源染色体之间的交叉互换C．染色体数目变异D．染色体结构变异
3．（2024·广东湛江·模拟预测）生物体染色体上的等位基因部位可以进行配对联会，非等位基因部位不能配对。某二倍体生物细胞中分别出现图①～④系列状况，a、a′基因仅有图③所示片段的差异，下列对该图的解释正确的是（　　）    A．①为易位，②为倒位B．③是染色体结构变异中的缺失C．④是染色体结构变异中的重复D．②为基因突变，④为染色体结构变异
4．（2021·陕西咸阳·模拟预测）下图所示为染色体变异的几种方式，下列叙述错误的是（     ）A．猫叫综合征是由图c所示的变异引起的B．图a所示细胞若为精原细胞，则其产生的配子中一半正常，一半异常C．图b所示为三倍体，是由染色体组数目增加造成的D．图d所示的生物变异是由于染色体中增加某一片段引起的变异
5．（2024·浙江·模拟预测）21-三体综合征，又称唐氏综合征，是由于细胞内多了一条21号染色体而导致的疾病。60%的患儿在胚胎发育早期即流产，存活者有明显的智能落后、面容特殊、生长发育障碍和多发畸形。下列有关21-三体综合征的叙述，正确的是（　　）A．由染色体结构变异中的重复引起B．属于染色体数目变异中的整倍体变异C．可通过光学显微镜观察判断是否患有此病D．可通过检测脱氧核苷酸序列判断是否患有此病
【考点二】育种的原理和应用
将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起，再经过选择和培育，获得新品种的方法。
选取符合要求的纯种双亲杂交（♀×♂）→F1（即为所需品种）。
选择具有不同优良性状的亲本杂交，获得F1→F1自交→获得F2→鉴别、选择需要的类型，连续自交至不发生性状分离为止。
选择具有不同优良性状的亲本杂交，获得F1→F1雌雄个体交配→获得F2→鉴别、选择需要的类型与隐性类型测交，选择后代不发生性状分离的F2个体 。
操作简单，可以把多个品种的 优良性状集中在一起。
紫外线、γ射线、微重力、激光等
（主要用于农作物和微生物）
可以提高 ，在较短时间内获得更多的优良变异类型。
大幅度地 某些性状， 人们所需要的优良变异类型。
有利变异个体往往 ，需处理 材料。
（突变具有 性、 性、 性等）
明显缩短育种年限，所得个体均为纯合子
染色体不能移向细胞两极，从而引起染色体数目加倍
抑制纺锤体的形成，使染色体数目加倍
花粉刺激子房发育成果实
用秋水仙素处理幼苗后，分生组织分裂产生的茎、叶、花染色体数目加倍，而未经处理部分（如根部细胞）的染色体数目不变 ⁠。
三倍体西瓜植株在减数分裂过程中，由于染色体联会紊乱，不能产生正常配子。
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。
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。
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
用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗
杂交实验较难进行的植物
1．（2024·江苏·模拟预测）目前在园林中广泛栽培的杂种香水月季的育种程序如图所示。下列叙述错误的是（     ）  A．培育杂种香水月季的主要遗传学原理是基因重组B．中国月季、法国蔷薇、香水玫瑰可能属于同一物种的不同品种C．来源不同的多种亲本逐个杂交可增加遗传多样性，充分利用杂种优势D．杂种香水月季细胞中的遗传物质主要来自香水月季
2．（2024·福建福州·一模）普通西瓜是二倍体，研究人员使用二倍体品种M为父本与四倍体品种J杂交，从子代中筛选出品质优良的三倍体无子西瓜新品种Z（如图）。下列说法错误的是（     ）A．培育品种J的原理是秋水仙素抑制了有丝分裂过程中纺锤体的形成B．J、M减数分裂过程发生了染色体变异，是子代多样性的主要原因C．用成熟的花粉刺激三倍体子房产生生长素，可促进子房发育成果实D．三倍体高度不育的原因是减数分裂过程中同源染色体联会发生紊乱
【考点三】低温诱导植物染色体数目的变化
用低温处理植物的分生组织细胞，能够抑制纺锤体的形成，以致影响细胞有丝分裂中染色体被拉向两极，导致细胞不能分裂成两个子细胞，于是，植物细胞的染色体数目发生变化。
1.将洋葱在冰箱冷藏室内放置一周。取出后,放在装满清水的容器上方,让洋葱的底部接触水面,于室温(约25°C )进行培养。
2.待蒜长出约1cm长的不定根时，将整个装置放入冰箱冷藏室内，诱导培养48~72 h。（零上4°左右）
3.剪取诱导处理的根尖0.5~1 cm,放人卡诺氏液中浸泡0.5~1 h，以固定细胞的形态，然后用体积分数为95%的酒精冲洗2次。
5. 先用低倍镜寻找染色体形态较好的分裂图象。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。确认某个细胞发生染色体数目变化后，再用高倍镜观察。
诱导率不是百分之百，因此视野中既有二倍体细胞，也有染色体数目发生改变的细胞，且前者数目多于后者。
蒜根尖细胞染色体数目加倍的显微照片（放大400倍）
低温能诱导植物染色体数目的增多
实验中几种试剂的使用方法和作用
1．（2024·湖北·模拟预测）在诱导植物细胞染色体数目变化的实验中，因低温条件容易控制，常用低温处理植株幼苗，实验中低温所起的主要作用是（     ）A．促进染色体复制B．促进着丝粒分裂C．抑制纺锤体形成D．抑制着丝粒分裂
2．（2024·山西晋中·三模）生物学是研究生命现象和生命活动规律的科学，其研究过程离不开科学实验。下列有关实验叙述正确的是（     ）A．检测过氧化氢酶的化学本质时加入双缩脲试剂利用了“加法原理”B．探究植物细胞的吸水和失水时可选根尖成熟区细胞进行显微镜观察C．探究低温诱导染色体数目变化实验中卡诺氏液处理后需用清水冲洗D．探究抗生素对细菌的选择作用时抑菌圈越大代表细菌的抗药性越强
3．（2024·湖北·模拟预测）囊性纤维化患者中，编码CFTR蛋白的基因缺失了3个碱基，导致CFTR蛋白缺少了苯丙氨酸，使其空间结构发生变化，使CFTR蛋白转运氯离子的功能出现异常，导致患者支气管中黏液增多，造成细菌感染。该实例说明基因能通过控制（     ）直接控制生物体的性状。A．蛋白质的结构B．氯离子的转运C．黏液的形成D．酶的合成
1．（2024·北京·高考真题）有性杂交可培育出综合性状优于双亲的后代，是植物育种的重要手段。六倍体小麦和四倍体小麦有性杂交获得F1。F1花粉母细胞减数分裂时染色体的显微照片如图。据图判断，错误的是（     ）A．F1体细胞中有21条染色体B．F1含有不成对的染色体C．F1植株的育性低于亲本D．两个亲本有亲缘关系
2．（2024·浙江·高考真题）野生型果蝇的复眼为椭圆形，当果蝇X染色体上的16A片段发生重复时，形成棒状的复眼（棒眼），如图所示。  棒眼果蝇X染色体的这种变化属于（     ）A．基因突变B．基因重组C．染色体结构变异D．染色体数目变异
3．（2024·甘肃·高考真题）癌症的发生涉及原癌基因和抑癌基因一系列遗传或表观遗传的变化，最终导致细胞不可控的增殖。下列叙述错误的是（     ）A．在膀胱癌患者中，发现原癌基因H-ras所编码蛋白质的第十二位氨基酸由甘氨酸变为缬氨酸，表明基因突变可导致癌变B．在肾母细胞瘤患者中，发现抑癌基因WT1的高度甲基化抑制了基因的表达，表明表观遗传变异可导致癌变C．在神经母细胞瘤患者中，发现原癌基因N-myc发生异常扩增，基因数目增加，表明染色体变异可导致癌变D．在慢性髓细胞性白血病患者中，发现9号和22号染色体互换片段，原癌基因abl过度表达，表明基因重组可导致癌变
4．（2024·吉林·高考真题）栽培马铃薯为同源四倍体，育性偏低。GBSS基因（显隐性基因分别表示为G和g）在直链淀粉合成中起重要作用，只有存在G基因才能产生直链淀粉。不考虑突变和染色体互换，下列叙述错误的是（     ）A．相比二倍体马铃薯，四倍体马铃薯的茎秆粗壮，块茎更大B．选用块茎繁殖可解决马铃薯同源四倍体育性偏低问题，并保持优良性状C．Gggg个体产生的次级精母细胞中均含有1个或2个G基因D．若同源染色体两两联会，GGgg个体自交，子代中产直链淀粉的个体占35/36
5．（2024·浙江·高考真题）某精原细胞同源染色体中的一条发生倒位，如图甲。减数分裂过程中，由于染色体倒位，同源染色体联会时会形成倒位环，此时经常伴随同源染色体的交叉互换，如图乙。完成分裂后，若配子中出现染色体片段缺失，染色体上增加某个相同片段，则不能存活，而出现倒位的配子能存活。下列叙述正确的是（     ）A．图甲发生了①至③区段的倒位B．图乙细胞中II和III发生交叉互换C．该精原细胞减数分裂时染色体有片段缺失D．该精原细胞共产生了3种类型的可育雄配子
6．（2023·湖北·高考真题）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（　　）A． B．C． D．
7．（2022·河北·高考真题）蓝粒小麦是小麦（2n＝42）与其近缘种长穗偃麦草杂交得到的。其细胞中来自长穗偃麦草的一对4号染色体（均带有蓝色素基因E）代换了小麦的一对4号染色体。小麦5号染色体上的h基因纯合后，可诱导来自小麦的和来自长穗偃麦草的4号染色体配对并发生交叉互换。某雄性不育小麦的不育基因T与等位可育基因t位于4号染色体上。为培育蓝粒和不育两性状不分离的小麦，研究人员设计了如下图所示的杂交实验。回答下列问题：
(1)亲本不育小麦的基因型是 ，F1中可育株和不育株的比例是 。(2)F2与小麦（hh）杂交的目的是 。(3)F2蓝粒不育株在减数分裂时理论上能形成 个正常的四分体。如果减数分裂过程中同源染色体正常分离，来自小麦和长穗偃麦草的4号染色体随机分配，最终能产生 种配子（仅考虑T/t、E基因）。F3中基因型为hh的蓝粒不育株占比是 。(4)F3蓝粒不育株体细胞中有 条染色体，属于染色体变异中的 变异。(5)F4蓝粒不育株和小麦（HH）杂交后单株留种形成一个株系。若株系中出现：①蓝粒可育∶蓝粒不育∶非蓝粒可育∶非蓝粒不育＝1∶1∶1∶1。说明： ；②蓝粒不育∶非蓝粒可育＝1∶1。说明 。符合育种要求的是 （填“①”或“②”）。
【答案】(1) TtHH；1:1(2)获得h基因纯合（hh）的蓝粒不育株，诱导小麦和长穗偃麦草的4号染色体配对并发生交叉互换，从而使T基因与E基因交换到一条姐妹染色单体上，以获得蓝粒和不育性状不分离的小麦(3) 20；4；1/16(4) 43；数目(5) F4蓝色不育株体细胞中T基因和E基因位于不同染色体上/F4蓝色不育株体细胞中T基因和E基因位于同一条染色体上；②