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滴水穿石,不是力量大,而是功夫深 2011.10.17 专题十四 可遗传变异与育种 可遗传变异的类型 一、 基因突变（一）概念： 分子中发生 的 、 和 ，而引起的基因结构的改变，叫做基因突变。（二）原因： 时期: 特点：（1）普遍性：由于自然界诱发基因突变的因素很多，基因突变还可以自发产生，因此，基因突变在生物界中是 的。（2）随机性：基因突变的随机性表现在基因突变可以发生在生物个体发育的 时期；可以发生在细胞内 上；同一DNA分子的 部位。（3）多方向性：一个基因可以向 的方向发生突变，产生 的等位基因。如控制人类ABO血型的IA 、IB、i 复等位基因。（4）低频性：自然状态下，基因突变的频率是很低的。【思考】（1）基因突变是否一定引起性状的改变？分析原因。（2）什么细胞发生基因突变会传递给后代？（三）意义：基因突变大多是有害的，也有些基因突变能使生物产生 性状，适应环境的改变，获得新的生存空间。总之，基因突变的利弊是针对生物生存的 来说的。基因突变是 产生的途径，是 的根本来源，是 的原始材料。（四）应用诱变育种诱变育种概念：利用 因素（如X射线、射线、紫外线、激光等）或 因素（如亚硝酸、硫酸二乙酯等）来处理生物，使生物发生基因突变。诱变育种特点：无法控制基因突变的方向，只是提高了突变率，在较短时间内获得更多的优良变异类型。二、染色体变异（一）染色体结构的变异类型 缺失： 重复： 易位： 倒位: 【思考】由染色体结构变异可以导致什么疾病？（二）染色体数目的变异1、类型：细胞内 的增加或减少细胞内染色体数目 形式 的增加或减少。2、染色体组（1）概念：细胞中的一组 ，在 和 上各不相同，但又 ，共同控制生物的 ，这样的一组染色体，叫做一个染色体组。（2）特点： 染色体组中无同源染色体，每条染色体形态大小各不相同。 一个染色体组中包含该物种的所有遗传信息（3）染色体组数目的判定方法 根据染色体形态判断 根据基因型判断 根据染色体的数目和染色体的形态数来推算【典例分析】1、一个染色体组应是（ ）A. 配子中的全部染色体 B.二倍体生物配子中的全部染色体C. 体细胞中的一半染色体 D.来自父方或母方的全部染色体2、普通小麦是六倍体，它的花粉经离体培养得到单倍体所含的染色体组数是（ ）A.1组 B.2组 C.3组 D.4组3、二倍体和多倍体（1）二倍体的概念:由 发育而来的个体， 中含有两个 的个体叫做二倍体。（2）多倍体的概念：由 发育而来的个体， 中含有三个或三个以上染色体组的个体叫做多倍体。（3）多倍体植株的特点是什么？（4）人工诱导多倍体的方法有 和 。（5）秋水仙素在诱导多倍体中的作用机理是什么？【拓展思考】单倍体含有染色体组的数目？单倍体植株的特点是哪些？【典例分析】下列关于单倍体的叙述中不正确的是（ ）A.单倍体的体细胞中只有一个染色体组 B.花粉粒发育成的花粉植株是单倍体C.卵细胞直接发育成的雄蜂是单倍体D.体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体叫做单倍体（三）实验：低温诱导植物染色体数目的变化1、实验原理：用 处理植物 ，能够抑制 的形成，以致影响染色体被拉向两极，细胞也不能分裂成 ，于是染色体数目发生变化。2、实验步骤洋葱根尖的培养及诱导取材及固定装片制作： 。观察：先用 寻找染色体形态较好的分裂相。视野中既有 的细胞，也有 的细胞。确认细胞发生染色体数目变化后，再用 镜观察。（四）单倍体育种1、单倍体育种流程： 2、遗传图解：（以高茎抗锈病和矮茎感病获得矮抗为例）（五）多倍体育种1、多倍体育种流程: 2、无子西瓜的培育过程图解：三、基因重组1、概念：在生物体进行 的过程中， 的基因的重新组合。2、类型（1）自由组合型：在 期，随着 染色体的自由组合， 也自由组合。（2）交叉互换型：在 期，位于 有时而会随非姐妹染色单体的交换而交换，导致染色单体上的基因重组。3、意义：基因重组是变异的重要来源之一，对 具有重要意义。3、应用杂交育种、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。、原理： 。、应用：（1）农业生产：改良作物品质、提高农作物 的常规方法。（2） 的育种：如将引进的优质种牛与本地品种杂交，可培育出乳用、肉用或乳肉兼用型优良品种。【归纳】1、基因突变和基因重组的区别 基因突变 基因重组本质原因时间意义可能性2、可遗传变异和减数分裂的关系:3、不同生物类型的可遗传变异种类:育种方法一、考纲要求：生物变异在育种上的应用（）二、学习重、难点1. 不同育种方法的实际应用。 2. “育种”在生产、生活上的意义名称原 理方 法优 点缺 点应 用杂交育种诱变育种单倍体育种多倍体育种三、练习：现有两个小麦品种，一个纯种小麦性状是高杆(D)抗锈病(T)；另一个纯种小麦的性状是矮杆(d)易染锈病(t)。两对基因独立遗传。育种专家提出了如右图所示的、两种育种方法以获得小麦新品种。问： (1)要缩短育种年限，应选择的方法是_，依据的变异原理是_；另一种方法的育种原理是_ _。(2)图中和基因组成分别为_和_。(3)(二)过程中，D和d的分离发生在_；（三）过程采用的方法称为_；（四）过程最常用的化学药剂是_ _ _。(4)(五)过程产生的抗倒伏抗锈病植株中的纯合体占_；如果让F1按（五）、（六）过程连续自交2代，则中符合生产要求的能稳定遗传的个体占_。(5)如将方法中获得的植株杂交，再让所得到的后代自交，则后代的基因型比例为_。思考：除以上4种育种方法外，还有没有其它育种方法？ 思考并回答问题：1、基因工程育种的原理是什么?在育种中涉及的生物工程技术有哪些?2、植物细胞工程育种中的原理是什么?有哪些药品值得注意?3、图中GM分别表示什么方法或过程？观察下图，思考：这些育种方法学过吗？分别运用了什么生物技术？ 四、反馈练习1、关于基因突变的下列叙述中，错误的是（ ）A.基因突变是指基因结构中碱基对的增添、缺失或改变B.基因的突变是由于基因中脱氧核苷酸的种类、数量和排列的改变而发生的C.基因突变可以在一定的外界环境条件或者生物内部因素的作用下引起的D.基因突变的突变率是很低的，并且都是有害的2、人类镰刀型细胞贫血症的直接原因是（ ） A.mRNA中的一个密码子改变 B.DNA中的碱基顺序发生变化C.血红蛋白中的一个氨基酸改变 D.基因中的碱基种类发生变化3、在减数分裂过程中，由于偶然原因，果蝇的一对性染色体没有分开，由此产生的不正常的卵细胞的染色体为 （ ）A. 3或3+XY B.3+X 或3+Y C. 3或3+XX D.3或3+X4、马（2N=64）和驴（2N=62）杂交形成的骡子是高度不育的，原因是（ ）A.马和驴的染色体不能共存 B.染色体结构发生了变化C.减数分裂中同源染色体联会紊乱 D.马和驴的遗传物质有本质区别5、基因重组、基因突变和染色体变异三者的共同点是（ ）A都能产生可遗传的变异 B.都能产生新的基因C.产生的变异均对生物不利 D.产生的变异均对生物有利6、（2）(1)培育矮秆抗锈病小麦新品种的方法如下：(3) 幼苗（4）纯种的高秆（D）抗锈病（T）X纯种的矮秆（d）易染病（t） F1 雄配子 幼苗 选出符合要求的品种。下列有关该育种方法的叙述中，正确的是（ ）A.过程（1）、（2）（3）是杂交 B.过程（4）必须使用生长素处理C.过程（3）必须经过受精作用 D.过程（2）为减数分裂 7、由于种种原因，某生物体内某条染色体上多了几个或少了几个基因，这种遗传物质的变化属于（ ） A.基因内部结构的改变 B.染色体结构变异 C.染色体数目变异 D.染色单体的交叉互换8、将二倍体玉米的幼苗用秋水仙素处理，待其长成后用其花药离体培养得到了新的植株，下列有关新植株的正确叙述是（ ）是单倍体 体细胞内没有同源染色体 不能形成可育的配子 体细胞内有同源染色体 能形成可育的配子 可能是纯合子也有可能是杂合子 一定是纯合子 是二倍体A. B. C. D. 9、以下关于生物变异的叙述，正确的是（ ）A.基因突变都会遗传给后代 B.基因碱基序列发生改变，不一定导致性状改变C.染色体变异产生的后代都是不育的 D.基因重组只发生在生殖细胞形成过程中10、下列叙述不正确的是（ ） A.培育无子西瓜是利用染色体变异的原理 B.培育八倍体小黑麦是利用染色体变异的原理C.培育无子番茄是利用基因重组的原理 D.培育青霉素高产菌株是利用基因突变的原理11、香蕉某一性状发生了变异，其变异不可能来自（ ）A.基因重组 B.基因突变 C.染色体变异 D.环境变化12、将基因型为AA和aa的两个植株杂交，得到F1，将F1植株再进一步做如下图所示的处理，请分析回答：自然生长秋水仙素AA X aaF1幼苗甲植株 X 乙植株丙植株（1）乙植株的基因型是 ，属于 倍体。（2）用乙植株的花粉直接培育出的后代属于 倍体，其基因型及其比例是 。（3）丙植株的体细胞中有 个染色体组，基因型有 种。13、研究小麦的杂交试验时发现，小麦的大穗（D）对小穗（d）为显性，不抗病（T）对抗病（t）为显性，两对性状独立遗传。下图表示利用大穗不抗病和小穗抗病两亲本 进行的育种试验，请分析回答：P DDTT X ddtt(大穗不抗病) （小穗抗病）F1 DdTtF2花药离体培养（1）F1自交后代中能稳定遗传的大穗抗病植株的基因型及比例是 （2）F1与某个体杂交，得到的后代表现型及比例分别是：大穗不抗病：大穗抗病：小穗不抗病：小穗抗病=3：3：1：1，那么该个体的表现型和基因型分别是 、 。若让该个体连续自交2代，则纯合子占 。（3）F1的花药离体培养形成的幼苗，其基因型是 ；这些幼苗还需要用 处理才能形成可育的植株，则通过这种方法培育出大穗抗病植株后代中能稳定遗传的个体占 。14、在蒙古绵羊中，卷毛（B）对直毛（b）为显性，短羊绒（E）对长羊绒（e）为显性，这些基因都是独立遗传的，有纯合卷毛短羊绒和直毛长羊绒绵羊种羊数只，试回答下列问题：（1）设计培育出能稳定遗传的卷毛长羊绒绵羊的育种方法（简要程序）：第一步：第二步：第三