第21講生物變異與生物育種備戰(zhàn)2022年高考生物復(fù)習(xí)

第21講生物變異與生物育種香蕉的形成香蕉的祖先為野生芭蕉，個(gè)小而多種子，無(wú)法食用。香蕉的培育過(guò)程如下：野生芭蕉

2n有子香蕉

4n加倍野生芭蕉

2n無(wú)子香蕉

3n一、染色體變異夢(mèng)想不會(huì)老去，歲月永遠(yuǎn)年輕。染色體結(jié)構(gòu)的變異染色體數(shù)目的變異染色體變異1缺失染色體的某一片段消失消失染色體結(jié)構(gòu)的變異2重復(fù)染色體增加了某一片段重復(fù)染色體結(jié)構(gòu)的變異顛倒斷裂連接3倒位染色體的某一片段顛倒了180o染色體結(jié)構(gòu)的變異4易位染色體的某一片段移接到另一條非同源染色體上移接染色體結(jié)構(gòu)的變異缺失:重復(fù):倒位:易位:大多數(shù)染色體結(jié)構(gòu)變異對(duì)生物有害，有的甚至導(dǎo)致生物體死亡。一、染色體結(jié)構(gòu)的變異【知識(shí)超鏈接】染色體結(jié)構(gòu)變異與基因突變的區(qū)別、聯(lián)系染色體結(jié)構(gòu)變異基因突變區(qū)別原因光學(xué)顯微鏡觀察結(jié)果聯(lián)系細(xì)胞水平,可直接觀察DNA片段的變化DNA個(gè)別堿基對(duì)的變化不產(chǎn)生新基因,只改變基因的數(shù)量和順序產(chǎn)生新基因等位基因，不改變基因的數(shù)量統(tǒng)稱為“突變”，進(jìn)化的原材料分子水平,不可直接觀察討論：

染色體變異與基因突變的區(qū)別：1、染色體變異包括染色體結(jié)構(gòu)、數(shù)目的改變，與基因突變不同，前者的結(jié)果可以用顯微鏡看見(jiàn)。2、染色體變異由于牽涉到許多基因改變，因而后果比基因突變要嚴(yán)重得多?！局R(shí)超鏈接】染色體易位與交叉互換（基因重組）的區(qū)別【鞏固練習(xí)1】右圖中①和②表示發(fā)生在常染色體上的變異。①和②所表示的變異類型分別屬于（）A．基因重組和染色體易位B．染色體易位和染色體易位C．染色體易位和基因重組D．基因重組和基因重組染色體易位——非同源染色體之間；交叉互換——四分體內(nèi)（同源染色體之間）兩者發(fā)生的位置不一樣：A非整倍變異整倍變異正常增多減少模式圖染色體數(shù)目的變異重點(diǎn)知識(shí)：染色體組概念的理解1染色體組：染色體組是指細(xì)胞中的一組非同源染色體，它們?cè)谛螒B(tài)和功能上各不相同，但是攜帶著控制一種生物生長(zhǎng)發(fā)育、遺傳和變異的全部遺傳信息。要構(gòu)成一個(gè)染色體組，應(yīng)具備以下條件：①一個(gè)染色體組中不含同源染色體。②一個(gè)染色體組中所含的染色體形態(tài)、大小和功能各不相同。③一個(gè)染色體組中含有控制生物性狀的一整套基因，但不能重復(fù)。3個(gè)☆圖形題就看形狀大小相同的染色體同源染色體有幾條,就是幾個(gè)染色體組4個(gè)例1判斷下圖中分別有幾個(gè)染色體組，每個(gè)染色體組怎么表示？1個(gè)例2指出下面細(xì)胞分別處于什么時(shí)期，此時(shí)細(xì)胞中各有幾個(gè)染色體組？4個(gè)2個(gè)2個(gè)2個(gè)減Ⅰ后期有絲中期有絲后期減Ⅱ后期例3:一個(gè)基因型為AAaBbb的個(gè)體，那它有幾個(gè)染色體組呢？如果是Ab基因型的呢？3個(gè)1個(gè)☆基因型題就看同種類型字母不區(qū)分大小寫的個(gè)數(shù)染色體的數(shù)目變異：——染色體組【小組討論】請(qǐng)說(shuō)出下圖所示細(xì)胞中所含的染色體組數(shù)及每個(gè)染色體組所含的染色體數(shù)目注：圖中非等位基因位于非同源染色體1根據(jù)染色體形態(tài)判斷：不同形態(tài)的非同源染色體為一個(gè)染色體組2根據(jù)基因型判斷：控制同一性狀的基因個(gè)數(shù)4組3條/組1組4條3組2條戊己庚甲乙丙丁辛壬癸3組3條/組2組4條/組1組4條4組1條2組2條4組2條同一種字母（包括大小寫）2組2條二倍體：多倍體：?jiǎn)伪扼w：由受精卵發(fā)育而來(lái)的個(gè)體，體細(xì)胞中有2個(gè)染色體組，叫做二倍體由受精卵發(fā)育而來(lái)的個(gè)體，體細(xì)胞中有3個(gè)或3個(gè)以上染色體組，叫做多倍體由配子發(fā)育而的個(gè)體，體細(xì)胞中不論有多少染色體組，都只能叫做單倍體PF1F1稱謂2N2N2NN4N2N4N4N二倍體單倍體單倍體四倍體注：N代表一個(gè)染色體組，比如人為二倍體，其染色體可以表示為2N=46多倍體的特點(diǎn)染色體加倍后的草莓（上）野生草莓（下）多倍體水稻特點(diǎn)：一般莖稈粗壯，葉片、果實(shí)和種子比較大；營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量高；但發(fā)育遲緩，結(jié)實(shí)率低。多倍體與單倍體的比較

多倍體

單倍體概念發(fā)育來(lái)源

染色體組數(shù)目植株特點(diǎn)可育性

判斷時(shí)先看發(fā)育由受精卵發(fā)育而成，其體細(xì)胞中含有三個(gè)或三個(gè)以上染色體組的個(gè)體含有本物種配子染色體數(shù)目的個(gè)體受精卵未受精的配子三個(gè)或三個(gè)以上（是幾倍體就含幾個(gè)組）不確定（正常體細(xì)胞染色體組數(shù)目的一半）莖稈粗壯，葉片、果實(shí)、種子較大，營(yíng)養(yǎng)豐富，但發(fā)育遲緩，結(jié)實(shí)率低植株矮小一般可育（染色體組數(shù)是奇數(shù)的，不可育，無(wú)種子）高度不育思考題：如何判斷體細(xì)胞中染色體數(shù)為3N的生物是幾倍體？二、生物變異在育種上的應(yīng)用夢(mèng)想不會(huì)老去，歲月永遠(yuǎn)年輕。1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，在經(jīng)過(guò)選擇和培育，獲得新品種的方法。2育種原理：基因重組1雜交育種：選取符合要求的純種雙親雜交aaBB×AAbb→F1AaBb即為所需品種。3育種過(guò)程：①培育雜合子品種（如AaBb）雜交育種實(shí)踐過(guò)程中一定需要經(jīng)過(guò)連續(xù)自交嗎②培育隱性純合品種（如aabb）選取符合要求的純種雙親雜交aaBB×AAbb→F1AaBb→F2aabb(即為所需品種)。1雜交育種：3育種過(guò)程：③培育顯性純合品種（如AAbb）植物：選取符合要求的純種雙親雜交AABB×aabb→F1AaBb→F2A_bb，鑒別、選擇需要的類型，連續(xù)自交直到不發(fā)生性狀分離為止。動(dòng)物：選取符合要求的純種雙親雜交AABB×aabb→F1AaBb→F2A_bb，鑒別、選擇需要的類型與隱性類型測(cè)交，選擇后代不發(fā)生性狀分離的F2個(gè)體。1雜交育種：4育種優(yōu)點(diǎn)：可以把多個(gè)品種的優(yōu)良性狀集中在一起。5育種缺點(diǎn)：只能利用已有的基因重組，不能創(chuàng)造新的基因。育種進(jìn)程緩慢，過(guò)程復(fù)雜。2誘變育種：1概念：利用物理因素（如射線，紫外線，激光等）或化學(xué)因素（如亞硝酸等）處理生物，使生物發(fā)生基因突變。2育種原理：基因突變2誘變育種：3育種優(yōu)點(diǎn)：提高基因突變率，在較短時(shí)間內(nèi)獲得更多優(yōu)良變異類型。4育種缺點(diǎn)：有利變異個(gè)體往往不多，需要處理大量材料。3多倍體育種：1育種原理：2育種方法：用秋水仙素或低溫處理。染色體數(shù)目變異3處理材料：萌發(fā)的種子或幼苗。兩者原理相同，作用于分裂期（前期）的細(xì)胞，抑制紡錘體的形成，導(dǎo)致染色體不能移向細(xì)胞兩極，引起染色體數(shù)目加倍。秋水仙素有劇毒，使用時(shí)特別注意！萌發(fā)的種子或幼苗因?yàn)樯L(zhǎng)迅速，許多細(xì)胞都處于分裂期，適合作為使用秋水仙素處理的對(duì)象。染色體復(fù)制著絲點(diǎn)分裂無(wú)紡錘絲牽引，染色體數(shù)加倍2n=22(AA)2n=22(AA)4n=44(AAAA)有子西瓜3n=33(AAA)無(wú)子西瓜多倍體——無(wú)子西瓜3n培育多倍體優(yōu)點(diǎn)：莖稈粗壯、葉片、果實(shí)、種子大，糖類和蛋白質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量高。多倍體育種缺點(diǎn)：結(jié)實(shí)率低，發(fā)育遲緩。每年都要制種，很麻煩，有沒(méi)有別的替代方法？

方法一：將三倍體西瓜植株進(jìn)行組織培養(yǎng)獲取大量組培苗，再進(jìn)行移栽方法二：利用生長(zhǎng)素或生長(zhǎng)素類似物處理二倍體未受粉的雌蕊，以促進(jìn)子房發(fā)育成無(wú)種子的果實(shí)四倍體植株上結(jié)的西瓜，種皮、果皮、瓜瓤含有幾個(gè)染色體組？4個(gè)染色體組三倍體種子中的胚含有幾個(gè)染色體組？三倍體種子中的胚乳含有幾個(gè)染色體組？3個(gè)5個(gè)無(wú)籽西瓜與無(wú)子番茄的區(qū)別？無(wú)子番茄：?jiǎn)涡越Y(jié)實(shí)（在未受粉的雌蕊柱頭上涂抹一定濃度的生長(zhǎng)素，使子房壁膨大為果實(shí)）無(wú)籽西瓜為多倍體育種培育易錯(cuò)點(diǎn)知識(shí)積累多倍體——普通小麥6n培育約一萬(wàn)年前：一粒小麥

×山羊草

(2n=14)(2n=14)

AABB配子AB2n=14AB不育染色體加倍二粒小麥4n=28AABB約3000年前：二粒小麥

×節(jié)節(jié)草

(4n=28)(2n=14)AABBDD配子ABD3n=21ABD不育染色體加倍普通小麥6n=42AABBDD普通小麥（6n）的染色體組，來(lái)自三個(gè)不同物種——異源多倍體；4單倍體育種：1育種原理：2育種方法：第一步：花藥離體培養(yǎng)第二步：秋水仙素處理染色體數(shù)目變異3處理材料：第一步：花藥花粉第二步：?jiǎn)伪扼w幼苗不是種子4育種優(yōu)點(diǎn)：5育種缺點(diǎn)：技術(shù)復(fù)雜。明顯縮短育種年限。單倍體育種≠培育單倍體與正常植株相比，單倍體長(zhǎng)得弱小，高度不育。P

AABBaabbF1AaBb配子ABAbaBabAABBAAbbaaBBaabb單倍體育種：花藥離體培養(yǎng)雜交秋水仙素處理,染色體數(shù)目加倍單倍體ABAbaBab花藥離體培養(yǎng)秋水仙素加倍得到的仍是單倍體生物學(xué)依據(jù)是細(xì)胞的全能性思考：現(xiàn)有兩小麥品種：矮稈感病aabb，高稈抗病AABB，如何獲得矮稈抗病的優(yōu)良品種aaBB？5、基因工程育種1基因工程概念：又稱基因拼接技術(shù)或DNA重組技術(shù)。按照人們的意愿，把一種生物的某基因提取出來(lái)，加以修飾改造，然后放到另一生物的細(xì)胞，定向改造生物的遺傳性狀2育種原理：基因重組基因重組與基因工程的比較1集中不同親本的優(yōu)良性狀①一般情況下,選擇,這也是最簡(jiǎn)捷的方法;②需要縮短育種年限快速育種時(shí)，選擇。2培育果實(shí)較大或植株較大或營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量較高的新物種—。3提高變異頻率,“改良”“改造”或“直接改變”現(xiàn)有性狀,獲得當(dāng)前不存在的基因或性狀——。4若要培育隱性性狀個(gè)體,可選擇,只要出現(xiàn)該性狀即可。5實(shí)現(xiàn)定向改變現(xiàn)有性狀——。6若培育的植物的生殖方式為營(yíng)養(yǎng)繁殖如馬鈴薯,則不需要培育成純種,只要出現(xiàn)該性狀即可。雜交育種單倍體育種多倍體育種誘變育種雜交育種基因工程育種知識(shí)積累依據(jù)育種目的和提供的材料選擇合適的育種方法誘變育種、雜交育種、單倍體育種、多倍體育種都是傳統(tǒng)的育種技術(shù)，轉(zhuǎn)基因技術(shù)是育種的新技術(shù)。下列敘述錯(cuò)誤的是A．雜交育種和單倍體育種過(guò)程中通常都涉及基因重組原理B．采用上述技術(shù)的目的是獲得具有所需性狀