高三生物一輪復習基礎知識：第21講染色體變異與育種VIP

1、第21講染色體變異與育種（背誦）一、染色體變異1、概念：體細胞或生殖細胞內(nèi)染色體結構或數(shù)目的變化。（只發(fā)生在真核生物，可在顯微鏡下觀察，基因突變光學顯微鏡下是無法直接觀察到）類型：包括染色體結構的變異和染色體數(shù)目的變異二、染色體結構變異類型缺失：染色體的某一片段缺失引起變異。例子：例如:果蠅的缺刻翅，人體的貓叫綜合征（5號染色體缺失）重復：染色體中增加某一片段引起變異。例子：果蠅的棒狀眼倒位：染色體的某一片段移接到另一條非同源染色體上引起變異，例子：夜來香經(jīng)常發(fā)生倒位。易位：染色體中某一片段位置顛倒引起變異。2.染色體結構變異發(fā)生的時期：多數(shù)發(fā)生在有絲分裂和減數(shù)分裂的間期（分裂期染色體因高度螺

2、旋化，較穩(wěn)定）3.染色體結構變異的結果：使排列在染色體上的基因的數(shù)目或排列順序，發(fā)生改變，從而導致性狀的改變。三、染色體數(shù)目變異1.類型：細胞內(nèi)個別染色體的增添或缺失；細胞內(nèi)染色體數(shù)目以染色體組的形式成倍地增加或減少。（一）細胞內(nèi)個別染色體的增添或缺失1.發(fā)生的時期：多數(shù)發(fā)生在有絲分裂和減數(shù)分裂的后期（同源染色體未分離或姐妹染色體單體未分離）2.例子：21三體綜合征（二）細胞內(nèi)染色體數(shù)目以染色體組的形式成倍地增加或減少1.相關的概念：染色體組：細胞中的一組非同源染色體，在形態(tài)、大小和功能上各不相同，但又相互協(xié)調(diào)，含有控制生物性狀的全套遺傳信息。單倍體：由生殖細胞直接發(fā)育而成的個體，無論體細胞中

3、含有幾個染色體組都稱為單倍體。單倍體植株的特點：長得弱小，而且高度不育（染色體組為奇數(shù)，同源染色體聯(lián)會紊亂）二倍體：由受精卵發(fā)育而成的個體，體細胞中有兩個染色體組的叫做二倍體。幾乎全部的動物和過半數(shù)的高等植物是二倍體多倍體：由受精卵發(fā)育而成的個體，體細胞中含有三個或三個以上染色體組的叫多倍體。多倍體的特點：生長旺盛，莖稈粗壯，葉片、果實和種子都比較大，糖類和蛋白質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)的含量都有所增加，發(fā)育延遲，結實率低。2.染色體組數(shù)量的判斷方法細胞內(nèi)形態(tài)相同的染色體有幾條,則含有幾個染色體組細胞內(nèi)染色體個數(shù)=染色體組數(shù)每個染色體組所含染色體個數(shù)。染色體組數(shù)分別為： 2 3 4 1在細胞或生物體的基因型

4、中，控制同一性狀的基因個數(shù)，就是染色體組數(shù)AABBDD有2個染色體組 AAAa有4個染色體組總結：1.基因突變及染色體變異均屬于突變；2.光學顯微鏡下可見的變異為染色體變異，分子水平發(fā)生的變異為基因突變和基因重組；3.只在減數(shù)分裂過程中才發(fā)生的變異為基因重組；4.所有生物共同的變異類型為基因突變；5.并非所有可遺傳的變異都會導致基因型改變（染色體變異不一定會改變基因型）生物變異在育種上的應用雜交育種1.概念：將兩個或多個品種的優(yōu)良性狀通過交配集中在一起，再經(jīng)過選擇和培育，獲得新品種的方法。2.原理：基因重組3.適用范圍：有性生殖4.選育過程：植物：雜交自交選育自交.純種（不發(fā)生性狀分離）動物：

5、雜交子一代相互交配選優(yōu)測交5.優(yōu)點：操作簡單，可以把多個品種的優(yōu)良性狀集中在一起6.缺點：育種周期長二、誘變育種1.概念：人工利用物理因素（如X射線、射線、紫外線、激光等）或化學因素（如亞硝酸、硫酸二乙酯等）來處理生物，使生物發(fā)生基因突變。2.原理：基因突變3.適用范圍：所有生物4.過程：5.優(yōu)點：可以提高突變率，在較短時間內(nèi)獲得更多的優(yōu)良變異類型；大幅度地改良某些性狀，創(chuàng)造人們所需要的優(yōu)良變異類型6.缺點：有利變異個體往往不多，需處理大量材料。突變體難以集中多個理想性狀。7.例子：高產(chǎn)青霉菌、“黑農(nóng)五號”大豆品種等的培育三、單倍體育種1.原理：染色體變異2.適用范圍：真核生物3.方法：花藥離

6、體培養(yǎng)、秋水仙素處理（以二倍體為例）單倍體育種所得個體并非都是純合子。4.秋水仙素處理（1）原理：抑制紡錘體的形成，染色體不能移向細胞兩極，從而引起 數(shù)目加倍。（2）作用時期：有絲分裂前期5.優(yōu)點：明顯縮短育種年限6.缺點：方法復雜，要與雜交育種配合；成活率較低，成本高四、多倍體育種1.原理：染色體變異2.適用范圍：真核生物3.方法：秋水仙素或者低溫處理萌發(fā)的種子或幼苗注意：用秋水仙素處理幼苗后，并非所用細胞中的染色體數(shù)目都加倍。分生組織產(chǎn)生的莖、葉、花染色體數(shù)目加倍，而未經(jīng)處理部分（如根部細胞）的染色體數(shù)目不變。4.優(yōu)點：操作簡單易行，多倍體植株莖稈粗壯，葉、果實和種子比較大，營養(yǎng)物質(zhì)含量豐

7、富。5.缺點：多倍體植株發(fā)育延遲，結實率低，多倍體育種一般只適用于植物。6.無子西瓜的培育（1）西瓜1有子果皮：四倍體（由四倍體母本子房壁發(fā)育而來）種子：子一代，是三倍體西瓜2無子果皮：三倍體（由三倍體母本子房壁發(fā)育而來）種子：無子，減數(shù)分裂過程中，聯(lián)會紊亂 ，不能產(chǎn)生正常配子。（3）傳粉傳粉1：與親本的四倍體植株雜交，獲得三倍體種子。傳粉2：刺激三倍體植株的子房發(fā)育成無子果實（該過程有生長素的參與）。無子番茄的形成過程番茄的花蕾期去雄，使之無法受精形成受精卵，不能產(chǎn)生種子，用一定濃度的生長素類似物處理，刺激子房發(fā)育成無子果實。基因工程育種1.概念：按照人們的意愿，把一種生物的某種基因提取出來，加以修飾改造，然后放到另一種生物的細胞里，定向地改造生物的某種性狀。2.原理：基因重組3.結果：克服遠緣雜交不親和的障礙，定向地改造生物的遺傳性狀，獲得人類所需要的品種。4.工具：（1）“剪刀”：限制性核酸內(nèi)切酶（簡稱限制酶）作用：識別雙鏈DNA分子的某些特定脫氧核苷酸序列，并且使每一條鏈中特定部位的磷酸二酯鍵斷開。（2）“針線”：DNA連接酶作用：將限制酶切割下來的DNA片段拼接成新的DNA分子“運輸工具”：載體（常用質(zhì)粒，還有動植物病毒、噬菌體）特點：能夠在受體細胞中進行自我復制，并穩(wěn)定保存；有一個至多個限制酶切割位點；有特殊的標記基因（用來篩選含有目的基因的細胞）5.