高三生物一輪復(fù)習(xí)基礎(chǔ)知識(shí)：第21講染色體變異與育種

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(xì)胞或生殖細(xì)胞內(nèi)染色體結(jié)構(gòu)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(xué)顯微鏡下是無(wú)法直接觀察到）類(lèi)型：包括染色體結(jié)構(gòu)的變異和染色體數(shù)目的變異二、染色體結(jié)構(gòu)變異類(lèi)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(hào)染色體缺失）重復(fù)：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(lái)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(jié)構(gòu)變異發(fā)生的時(shí)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(jié)構(gòu)變異的結(jié)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(dǎo)致性狀的改變。三、染色體數(shù)目變異1.類(lèi)型：細(xì)胞內(nèi)個(gè)別染色體的增添或缺失；細(xì)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(xì)胞內(nèi)個(gè)別染色體的增添或缺失1.發(fā)生的時(shí)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(xì)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(guān)的概念：染色體組：細(xì)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(xì)胞直接發(fā)育而成的個(gè)體，無(wú)論體細(xì)胞中

3、含有幾個(gè)染色體組都稱(chēng)為單倍體。單倍體植株的特點(diǎn)：長(zhǎng)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(huì)紊亂）二倍體：由受精卵發(fā)育而成的個(gè)體，體細(xì)胞中有兩個(gè)染色體組的叫做二倍體。幾乎全部的動(dòng)物和過(guò)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(gè)體，體細(xì)胞中含有三個(gè)或三個(gè)以上染色體組的叫多倍體。多倍體的特點(diǎn)：生長(zhǎng)旺盛，莖稈粗壯，葉片、果實(shí)和種子都比較大，糖類(lèi)和蛋白質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的含量都有所增加，發(fā)育延遲，結(jié)實(shí)率低。2.染色體組數(shù)量的判斷方法細(xì)胞內(nèi)形態(tài)相同的染色體有幾條,則含有幾個(gè)染色體組細(xì)胞內(nèi)染色體個(gè)數(shù)=染色體組數(shù)每個(gè)染色體組所含染色體個(gè)數(shù)。染色體組數(shù)分別為： 2 3 4 1在細(xì)胞或生物體的基因型

4、中，控制同一性狀的基因個(gè)數(shù)，就是染色體組數(shù)AABBDD有2個(gè)染色體組 AAAa有4個(gè)染色體組總結(jié)：1.基因突變及染色體變異均屬于突變；2.光學(xué)顯微鏡下可見(jiàn)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(guò)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(lèi)型為基因突變；5.并非所有可遺傳的變異都會(huì)導(dǎo)致基因型改變（染色體變異不一定會(huì)改變基因型）生物變異在育種上的應(yīng)用雜交育種1.概念：將兩個(gè)或多個(gè)品種的優(yōu)良性狀通過(guò)交配集中在一起，再經(jīng)過(guò)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(guò)程：植物：雜交自交選育自交.純種（不發(fā)生性狀分離）動(dòng)物：

5、雜交子一代相互交配選優(yōu)測(cè)交5.優(yōu)點(diǎn)：操作簡(jiǎn)單，可以把多個(gè)品種的優(yōu)良性狀集中在一起6.缺點(diǎn)：育種周期長(zhǎng)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(xué)因素（如亞硝酸、硫酸二乙酯等）來(lái)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(guò)程：5.優(yōu)點(diǎn)：可以提高突變率，在較短時(shí)間內(nèi)獲得更多的優(yōu)良變異類(lèi)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(lèi)型6.缺點(diǎn)：有利變異個(gè)體往往不多，需處理大量材料。突變體難以集中多個(gè)理想性狀。7.例子：高產(chǎn)青霉菌、“黑農(nóng)五號(hào)”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(gè)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(xì)胞兩極，從而引起 數(shù)目加倍。（2）作用時(shí)期：有絲分裂前期5.優(yōu)點(diǎn)：明顯縮短育種年限6.缺點(diǎn)：方法復(fù)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(xì)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(xì)胞）的染色體數(shù)目不變。4.優(yōu)點(diǎn)：操作簡(jiǎn)單易行，多倍體植株莖稈粗壯，葉、果實(shí)和種子比較大，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量豐

7、富。5.缺點(diǎn)：多倍體植株發(fā)育延遲，結(jié)實(shí)率低，多倍體育種一般只適用于植物。6.無(wú)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(lái)）種子：子一代，是三倍體西瓜2無(wú)子果皮：三倍體（由三倍體母本子房壁發(fā)育而來(lái)）種子：無(wú)子，減數(shù)分裂過(guò)程中，聯(lián)會(huì)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(wú)子果實(shí)（該過(guò)程有生長(zhǎng)素的參與）。無(wú)子番茄的形成過(guò)程番茄的花蕾期去雄，使之無(wú)法受精形成受精卵，不能產(chǎn)生種子，用一定濃度的生長(zhǎng)素類(lèi)似物處理，刺激子房發(fā)育成無(wú)子果實(shí)。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(lái)，加以修飾改造，然后放到另一種生物的細(xì)胞里，定向地改造生物的某種性狀。2.原理：基因重組3.結(jié)果：克服遠(yuǎn)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(lèi)所需要的品種。4.工具：（1）“剪刀”：限制性核酸內(nèi)切酶（簡(jiǎn)稱(chēng)限制酶）作用：識(shí)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(kāi)。（2）“針線”：DNA連接酶作用：將限制酶切割下來(lái)的DNA片段拼接成新的DNA分子“運(yùn)輸工具”：載體（常用質(zhì)粒，還有動(dòng)植物病毒、噬菌體）特點(diǎn)：能夠在受體細(xì)胞中進(jìn)行自我復(fù)制，并穩(wěn)定保存；有一個(gè)至多個(gè)限制酶切割位點(diǎn)；有特殊的標(biāo)記基因（用來(lái)篩選含有目的基因的細(xì)胞）5.