技术流课件知识精讲9可遗传变异和育种

1、姐满分一轮知识精讲9：可遗传变异和育种Ander的群：309836086煜姐的群：326060758课程说明：讲知识体系，煜姐刷题型规律。内容涵盖知识体系和重点内容。适合高三一轮复习结束需要对知识进行巩固和对解题能力提高的同学。本节内容概要：知识框架三种可遗传变异四种育种无籽葡萄：据说是培养出来的葡萄：= = 2016-2017年度课程 高考一轮复课知识背景：变异的类型可遗传变异和不可以遗传变异：不可遗传变异：环境的影响造成的表现型的改变，不涉及遗传物质的改变，不能遗传给后代。可遗传变异：遗传物质的改变引起，可以遗传给后代，来源有突变、重组、变异。本部分内容，仅研究对生物遗传有重要意义的可遗传

2、变异，但可遗传变异不一定遗传给后代。无子西瓜、无子番茄、无子香蕉属于不同的变异类型知识框架：可遗传变异和育种知识体系So easy！一、突变突变的十大基本点1概念：由于DNA分子中发生碱基对的替换、增添或缺失，而引起的结构的改变。2时间：主要发生在有丝替换、增添、缺失间期或减数第一次间期。DNA的分子结构及其细胞周期一、突变3诱发（1）外在物理化学生物（2）：紫外线、X射线及其他辐射。：亚硝酸、碱基类似物等。：某些的遗传物质。：DNA分子偶尔发生错误、DNA碱基序列发生改变。X射线致瘤SV40碱基类似物一、突变4突变特点（重点）（1）普遍性：一切生物都可以发生（包括RNA更容易突变）。，且单链

3、RNA（2）随机性：生物发育任何时期和部位（但若突变早，则突变部位多）。（3）低频性：自然状态下，突变频率很低。注意：虽然频率很低，但由于每个，每个种群又，因此每代还是有大量的突变积累。（4）不定向性：一个可以向不同方向发生突变，产生一个以上的等位。注意：突变的方向和环境没有明确的因果关系。（5）多害少利性：可能破坏生物体与现有环境的协调关系。（有利和有害是相对的）果蝇的残翅一般是有害的突变的不定向性一、突变5意义（1）新产生的（唯一）途径。生物变异的根本来源。生物进化的原始材料。胰岛素的多态性研究的群岛地雀一、突变6实例：镰刀型细胞贫血症（1）症状：红细胞呈镰刀形，氧气的能力降低，易破裂，造

4、成溶血性贫血，严重时会导致。（2）直接原因：红细胞的血红蛋白分子上一个氨基酸发生改变，由正常谷氨酸变成了缬氨酸。（3）根本原因：突变，即中的一个碱基对发生替换。正常红细胞及血红蛋白镰刀形红细胞及血红蛋白一、突变7突变的种类（1）按突变性状分：显性突变：如aA，该突变一旦发生即可隐性突变：如Aa，突变性状一旦在生物相应性状。中来，该性状即可稳定遗传。（2）按DNA的分子结构变化分：碱基对替换、增添、缺失。（3）按突变在生物体内的位置分：体细胞突变、生殖细胞突变。注意：突变若发生在配子中，将遵循遗传规律传递给后代（当代不表现）；若发生在体细胞中，一般不能遗传（可在当代表现）；但有些植物的体细胞发生

5、传递。突变，可通过无性繁殖按突变后对生物性状的影响分：有利突变、中性突变和有害突变。按突变原因分：自然突变和人工诱变。有利突变的相对性青霉素的人工诱变一、突变8（1）突变与性状的关系突变引起生物性状的改变：（2）突变未引起生物性状改变的原因：突变发生在的内含子等区域。根据子的简并性，有可能翻译出相同的氨基酸。某些突变虽改变了蛋白质中个别位置的氨基酸种类，但并不影响蛋白质的功能。体细胞突变（的选择性表达）突变成杂合子中的隐性由纯合子的显性。由于使性状未改变。移码突变示例类型影响程度对氨基酸的影响（不考虑终止子）替换小只改变1个（或不改变）氨基酸增添大位置前不影响，影响位置后的序列（数目为3或3的

6、倍数时，影响可能变小）缺失大缺失位置前不影响，影响缺失位置后的序列（数目为3或3的倍数时，影响可能变小）一、突变9（1）突变对子代的影响突变发生在有丝过程中，一般不遗传，但可以通过无性生殖传递给后代。（2）如果发生在减数过程中，可以通过配子（有性生殖）传递给后代。无性繁殖有性繁殖克隆羊多利和母亲多肉植物的叶片繁殖植物传粉花药离体培养海蛞蝓交配植物组织培养一、突变10突变注意事项（1）突变不改变上的数量，只改变的结构，即由Aa或aA，而A、a的本质区别是它们的分子结构有所不同，即中脱氧核苷酸种类、数量、排列顺序发生了一定的改变。能够改变结构的变异。数量的是（2）突变容易发生在具有DNA功能的细胞

7、中（具有能力的细胞），已高度分突变。所以细胞发生的细胞。化的失去能力的细胞因其不发生DNA，故不容易发生突变的概率为：生殖细胞体细胞，旺盛的细胞停止（3）无丝、原核生物的二及DNA或RNA可发生突变。（4）突变一定是可遗传变异，因为遗传物质改变了；但突变产生的新新性状不一定传递给后代，若发生在体细胞中，一般不会传递给子代，而发生在配子中可以。二、重组概念（狭义）：在生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的类型及发生时间：（1）类型：的重新组合。a同源上非姐妹染色单体之间交叉互换；b非同源上的非等位后期。之间组合。（2）发生时间：a四分体时期；b减数第一次3意义形成生物多样性的重要原因。生物变

8、异的来源之一，有利于生物进化。二、重组题型总结：姐妹染色单体上出现等位的原因总结一定是突变一定是交叉互换两种可能作用时期是间期。体细胞的有丝。（ 例：根尖分生区细胞出现上述情况）亲代型BB（或bb）作用时期为减前期。生殖细胞的减数（例：初级精/细胞出现上述情况）亲代型未Bb可能是交叉互换生殖细胞配子中出现一条颜色有两种（例：绝大多数白色，只在头上带一小段黑色）。无前面任何提示，可两种情况同时考虑。二、重组补充提醒：（1）非同源互换重组。如果交叉互换发生在同源之间叫重组；如果发生在之间叫易位，属于结构变异。的分离和（2）精卵结合并没有发生重组。组合均发生在减数分离过程中，精卵的随机结合中没有重组

9、。（3）重组在人工操作下也可以实现，如工程、双球菌转化中都发生了重组，通常被认为是广义的重组。广义基因重组三、变异变异类型汇总：结构的变异：缺失、重复、易位、倒位。（1）染色体数目变异（2）数目的变异：细胞内个别的增加或减少；以组的形式成倍的增加或减少。结构变异示例染色体数目变异1结构的变异（1）类型重复和果蝇棒眼喵叫综合症及其（5号）变异变异类型具体变化结果举例结构变异缺失缺失某一片段猫叫综合征/果蝇缺刻翅重复增加某一片段果蝇的棒状眼上的数易位某一片接到另一条非同源上目或排列顺序改变从而导致性状变异倒位某一片段位置颠倒人慢性粒细胞白血病1结构的变异（2）特点没有产生新。光学显微镜下可见。补充

10、拓展：如何区分突变和变异？当DNA分子一段DN段时，什么时候算突变，什么时候算变异？1结构的变异（3）易位和交叉互换的区别易位的结果重组的结果易位交叉互换图解区别位置发生于非同源之间发生于同源的非姐妹染色单体之间原理结构变异重组观察可在显微镜下观察到在显微镜下观察不到1结构的变异（4）结构变异的联会特征倒位缺失、重复异位2数目的变异（1）类型细胞内个别细胞内的增加或减少，如21三体综合征。数目以组的形式成倍地增加或减少，如多倍体、单倍体。思考：21三体综合症形成的原因是什么？个别的增加以组的形式增加2数目的变异内容补充：XXY（克氏综合征）和XYY （超雄综合征）的形成原因分别是什么？2数目的

11、变异（2）组概念：细胞中的一组非同源，在形态和功能上各不相同，但又互相协调，共同控制生物的生长、发育、遗传和变异，这样的一组叫做一个组。组成：下图为Y，人的一个果蝇的组成，其组可表示为：、X或、组同样为22+X或22+Y。人的两个组果蝇的两个组2数目的变异a一个同源 b一个组的特点：组中所含的在形态、大小和功能上各不相同。所以一个组中不含，没有等位。组中含有控制本物种生物性状的一整套。（X、Y除外）对组的理解：既包含遗传信息，又不重复的一套；所以只含一个组的单倍体也可发育成完整。（不多不少刚刚好）组和组的区别：一个组只包含一条性；一个组包含两条性染色体，以人类为例：组为：22+X或22+Y（2

12、3条）；组为：22+XY（24条）一个染色体组即可以发育成完整组示例2数目的变异（3）二倍体、多倍体和单倍体二倍体、多倍体和单倍体的区分：由合子（卵）发育来的，细胞中含有几个组，就叫几倍体。由配子直接发育来的判断方法：，不管含有几个组，都只能叫单倍体。含有一个 含有两个组的组的，一定是单倍体。，可能是二倍体，也可能是单倍体。含有三个或三个以上组的，可能是多倍体，也可能是单倍体。二倍体多倍体单倍体概念体细胞中含有两个组的体细胞中含有三个或三个以上组的体细胞中含有本物种配子数目的组两个三个或三个以上一至多个发育起点卵卵配子2数目的变异特别提醒：1、含有一个组或奇数个组的生物一般是高度不育的，原因是

13、没有同源或是同源联会紊乱。由于自然界的生物多数是二倍体，所以单倍体一般只含一个组，高度不育；但多倍体的单倍体可能含有多个组，也可能可育。2、含有一个组或奇数个组的生物通过数目的加倍可使其变成可育细胞，加倍的方式一般是秋水仙素处理，也可低温处理或进行植物细胞融合2数目的变异多倍体拓展：的形成小麦细胞中的三套染色体小麦进化历程四、单倍体育种三个基本点方法：花药离体培养，获得单倍体植株（幼苗），用秋水仙素处理使其过程：花药离体培养（花粉粒）单倍体幼苗秋水仙素加倍纯合子新品种特点：数目加倍。优点：明显缩短育种年限（总共需两年：从种亲本、杂交，到获得F1，培育花药到获得植株为一年）缺点：技术复杂，需与杂

14、交育种配合是一年；第二年种F1两性花及花药示意图单倍体过程示意图五、多倍体育种三个基本点（1）只需要秋水仙素（或低温处理）加倍一个步骤。其原理是抑制纺锤体的形成。（2）对多倍体植物的优点的描述：“多倍体植株常常是茎秆粗壮，叶片、果实和都比较大，糖类和蛋白质等营养物质的含量都有所增加”，所以其主要目的是增加产量。（3）通常只能用于植物，最常用的是无子西瓜的培育。注：用同种植物细胞融合的方法也能达到加倍的目的，且效果完全相同。多倍体草莓和野生草莓的比较植物细胞融合图解五、多倍体育种补充：培育无子西瓜的原理和过程分析1原理：数目以组的形式成倍增加（增加一组）。过程：右图分析（1）第一年用秋水仙素处理

15、二倍体西瓜幼苗成为四倍体，开花授以二倍体的花粉，结出含有三个组的。（2）第二年种植三倍体，开花后授以二倍体的花粉刺激子房，发育成无子西瓜。无子原因是三倍体植株在减数中同源联会紊乱，不能形成正常的配子。注意：只能以四倍体植株作为母本；否则以二倍体植株作为母本，虽然没有胚乳，但具有较硬种皮，不能达到无子的目的。无子西瓜和有子西瓜尽管后代没有，但仍要对三倍西瓜授粉，保证其产生生长素促进果实发育。五、多倍体育种拓展计算：同源四倍体AAaa产生的配子种类和比例？Aaaa、AAAAaa、AAAaaa呢？六、杂交育种五个基本点（1）概念：将两个或多个品种的优良性状通过交配（有性生殖）集中在一起，再经过选择和

16、培育，获得新品种的方法。（2）原理：重组。过程：选择具有不同优良性状的亲本杂交获得F1F1自交或杂交获得F2鉴别、选择需要的类型，优良品种。优点：可以把多个品种的优良性状集中在一起；缺点：只能用于同种生物。应用：培育性状重组型优良品种。六、杂交育种补充：杂交育种和杂种优势的区别杂种优势概念：指型不同的亲本相互杂交产生的杂种第一代（杂合子），在生长势、生、繁殖力、抗逆性、产量和品质等一种或多种性状上优于两个亲本的现象。（如杂交水稻）。特点：在F1代最明显，F2代以后逐渐减弱（性状分离）。与杂交育种的区别：杂交育种：要求性状整齐，且遗传稳定。杂种优势：主要利用F1代的优良性状，不要求遗传稳定。原理

17、：都是重组玉米杂种优势随自交代数增加而下降和他的杂交水稻Skey扮演者Chloe Bennet/七诱变育种五个基本点（1）概念：利用物理类型的育种方法。或化学来处理生物，使生物发生突变，从而获得优良变异（2）原理：突变。（3）过程：选择生物诱发（4）优点：突变选择理想类型培育。a可以提高突变频率，在较短时间内获得 b大幅度地改良某些性状。缺点：需要提供大量的材料（5）应用：培育具有新性状的品种。的优良变异类型。太空育种的南瓜和彩椒诱变育种的月季花方法总结：育种方法的合理选择：（1）将同一物种两亲本的性状集中到同一生物体上，可用杂交育种，这是最简便的育种方法。将两物种的优良性状集中在一起，可用若要快速获得纯种，可用单倍体育种方法。工程（定向），也可用细胞杂交（不定向）。若要提高营养物质含量，可用多倍体育种方法。若要培育原物种没有的性状，可用诱变育种和工程，其中工程是有目的地改良。（6）若培育植物为营养繁殖，如土豆、地瓜等，则只要出现所需性状即可，不需要培育纯种。（7）原核生物没有，也不能进行减数，所以不能运用杂交的方法进行育种，一般采用诱变育种，如细菌的育种。无籽香蕉杂交品种中国牛转操作的胡萝卜素“黄金大米”育种需要注意：（1）有些植物如小麦、水稻等，杂交实验较难操作，其