第21讲生物变异与生物育种备战2022年高考生物复习

第21讲生物变异与生物育种香蕉的形成香蕉的祖先为野生芭蕉，个小而多种子，无法食用。香蕉的培育过程如下：野生芭蕉

2n有子香蕉

4n加倍野生芭蕉

2n无子香蕉

3n一、染色体变异梦想不会老去，岁月永远年轻。染色体结构的变异染色体数目的变异染色体变异1缺失染色体的某一片段消失消失染色体结构的变异2重复染色体增加了某一片段重复染色体结构的变异颠倒断裂连接3倒位染色体的某一片段颠倒了180o染色体结构的变异4易位染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上移接染色体结构的变异缺失:重复:倒位:易位:大多数染色体结构变异对生物有害，有的甚至导致生物体死亡。一、染色体结构的变异【知识超链接】染色体结构变异与基因突变的区别、联系染色体结构变异基因突变区别原因光学显微镜观察结果联系细胞水平,可直接观察DNA片段的变化DNA个别碱基对的变化不产生新基因,只改变基因的数量和顺序产生新基因等位基因，不改变基因的数量统称为“突变”，进化的原材料分子水平,不可直接观察讨论：

染色体变异与基因突变的区别：1、染色体变异包括染色体结构、数目的改变，与基因突变不同，前者的结果可以用显微镜看见。2、染色体变异由于牵涉到许多基因改变，因而后果比基因突变要严重得多。【知识超链接】染色体易位与交叉互换（基因重组）的区别【巩固练习1】右图中①和②表示发生在常染色体上的变异。①和②所表示的变异类型分别属于（）A．基因重组和染色体易位B．染色体易位和染色体易位C．染色体易位和基因重组D．基因重组和基因重组染色体易位——非同源染色体之间；交叉互换——四分体内（同源染色体之间）两者发生的位置不一样：A非整倍变异整倍变异正常增多减少模式图染色体数目的变异重点知识：染色体组概念的理解1染色体组：染色体组是指细胞中的一组非同源染色体，它们在形态和功能上各不相同，但是携带着控制一种生物生长发育、遗传和变异的全部遗传信息。要构成一个染色体组，应具备以下条件：①一个染色体组中不含同源染色体。②一个染色体组中所含的染色体形态、大小和功能各不相同。③一个染色体组中含有控制生物性状的一整套基因，但不能重复。3个☆图形题就看形状大小相同的染色体同源染色体有几条,就是几个染色体组4个例1判断下图中分别有几个染色体组，每个染色体组怎么表示？1个例2指出下面细胞分别处于什么时期，此时细胞中各有几个染色体组？4个2个2个2个减Ⅰ后期有丝中期有丝后期减Ⅱ后期例3:一个基因型为AAaBbb的个体，那它有几个染色体组呢？如果是Ab基因型的呢？3个1个☆基因型题就看同种类型字母不区分大小写的个数染色体的数目变异：——染色体组【小组讨论】请说出下图所示细胞中所含的染色体组数及每个染色体组所含的染色体数目注：图中非等位基因位于非同源染色体1根据染色体形态判断：不同形态的非同源染色体为一个染色体组2根据基因型判断：控制同一性状的基因个数4组3条/组1组4条3组2条戊己庚甲乙丙丁辛壬癸3组3条/组2组4条/组1组4条4组1条2组2条4组2条同一种字母（包括大小写）2组2条二倍体：多倍体：单倍体：由受精卵发育而来的个体，体细胞中有2个染色体组，叫做二倍体由受精卵发育而来的个体，体细胞中有3个或3个以上染色体组，叫做多倍体由配子发育而的个体，体细胞中不论有多少染色体组，都只能叫做单倍体PF1F1称谓2N2N2NN4N2N4N4N二倍体单倍体单倍体四倍体注：N代表一个染色体组，比如人为二倍体，其染色体可以表示为2N=46多倍体的特点染色体加倍后的草莓（上）野生草莓（下）多倍体水稻特点：一般茎秆粗壮，叶片、果实和种子比较大；营养物质含量高；但发育迟缓，结实率低。多倍体与单倍体的比较

多倍体

单倍体概念发育来源

染色体组数目植株特点可育性

判断时先看发育由受精卵发育而成，其体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体含有本物种配子染色体数目的个体受精卵未受精的配子三个或三个以上（是几倍体就含几个组）不确定（正常体细胞染色体组数目的一半）茎秆粗壮，叶片、果实、种子较大，营养丰富，但发育迟缓，结实率低植株矮小一般可育（染色体组数是奇数的，不可育，无种子）高度不育思考题：如何判断体细胞中染色体数为3N的生物是几倍体？二、生物变异在育种上的应用梦想不会老去，岁月永远年轻。1杂交育种：1概念：将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起，在经过选择和培育，获得新品种的方法。2育种原理：基因重组1杂交育种：选取符合要求的纯种双亲杂交aaBB×AAbb→F1AaBb即为所需品种。3育种过程：①培育杂合子品种（如AaBb）杂交育种实践过程中一定需要经过连续自交吗②培育隐性纯合品种（如aabb）选取符合要求的纯种双亲杂交aaBB×AAbb→F1AaBb→F2aabb(即为所需品种)。1杂交育种：3育种过程：③培育显性纯合品种（如AAbb）植物：选取符合要求的纯种双亲杂交AABB×aabb→F1AaBb→F2A_bb，鉴别、选择需要的类型，连续自交直到不发生性状分离为止。动物：选取符合要求的纯种双亲杂交AABB×aabb→F1AaBb→F2A_bb，鉴别、选择需要的类型与隐性类型测交，选择后代不发生性状分离的F2个体。1杂交育种：4育种优点：可以把多个品种的优良性状集中在一起。5育种缺点：只能利用已有的基因重组，不能创造新的基因。育种进程缓慢，过程复杂。2诱变育种：1概念：利用物理因素（如射线，紫外线，激光等）或化学因素（如亚硝酸等）处理生物，使生物发生基因突变。2育种原理：基因突变2诱变育种：3育种优点：提高基因突变率，在较短时间内获得更多优良变异类型。4育种缺点：有利变异个体往往不多，需要处理大量材料。3多倍体育种：1育种原理：2育种方法：用秋水仙素或低温处理。染色体数目变异3处理材料：萌发的种子或幼苗。两者原理相同，作用于分裂期（前期）的细胞，抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞两极，引起染色体数目加倍。秋水仙素有剧毒，使用时特别注意！萌发的种子或幼苗因为生长迅速，许多细胞都处于分裂期，适合作为使用秋水仙素处理的对象。染色体复制着丝点分裂无纺锤丝牵引，染色体数加倍2n=22(AA)2n=22(AA)4n=44(AAAA)有子西瓜3n=33(AAA)无子西瓜多倍体——无子西瓜3n培育多倍体优点：茎秆粗壮、叶片、果实、种子大，糖类和蛋白质等营养物质含量高。多倍体育种缺点：结实率低，发育迟缓。每年都要制种，很麻烦，有没有别的替代方法？

方法一：将三倍体西瓜植株进行组织培养获取大量组培苗，再进行移栽方法二：利用生长素或生长素类似物处理二倍体未受粉的雌蕊，以促进子房发育成无种子的果实四倍体植株上结的西瓜，种皮、果皮、瓜瓤含有几个染色体组？4个染色体组三倍体种子中的胚含有几个染色体组？三倍体种子中的胚乳含有几个染色体组？3个5个无籽西瓜与无子番茄的区别？无子番茄：单性结实（在未受粉的雌蕊柱头上涂抹一定浓度的生长素，使子房壁膨大为果实）无籽西瓜为多倍体育种培育易错点知识积累多倍体——普通小麦6n培育约一万年前：一粒小麦

×山羊草

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

AABB配子AB2n=14AB不育染色体加倍二粒小麦4n=28AABB约3000年前：二粒小麦

×节节草

(4n=28)(2n=14)AABBDD配子ABD3n=21ABD不育染色体加倍普通小麦6n=42AABBDD普通小麦（6n）的染色体组，来自三个不同物种——异源多倍体；4单倍体育种：1育种原理：2育种方法：第一步：花药离体培养第二步：秋水仙素处理染色体数目变异3处理材料：第一步：花药花粉第二步：单倍体幼苗不是种子4育种优点：5育种缺点：技术复杂。明显缩短育种年限。单倍体育种≠培育单倍体与正常植株相比，单倍体长得弱小，高度不育。P

AABBaabbF1AaBb配子ABAbaBabAABBAAbbaaBBaabb单倍体育种：花药离体培养杂交秋水仙素处理,染色体数目加倍单倍体ABAbaBab花药离体培养秋水仙素加倍得到的仍是单倍体生物学依据是细胞的全能性思考：现有两小麦品种：矮秆感病aabb，高秆抗病AABB，如何获得矮秆抗病的优良品种aaBB？5、基因工程育种1基因工程概念：又称基因拼接技术或DNA重组技术。按照人们的意愿，把一种生物的某基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一生物的细胞，定向改造生物的遗传性状2育种原理：基因重组基因重组与基因工程的比较1集中不同亲本的优良性状①一般情况下,选择,这也是最简捷的方法;②需要缩短育种年限快速育种时，选择。2培育果实较大或植株较大或营养物质含量较高的新物种—。3提高变异频率,“改良”“改造”或“直接改变”现有性状,获得当前不存在的基因或性状——。4若要培育隐性性状个体,可选择,只要出现该性状即可。5实现定向改变现有性状——。6若培育的植物的生殖方式为营养繁殖如马铃薯,则不需要培育成纯种,只要出现该性状即可。杂交育种单倍体育种多倍体育种诱变育种杂交育种基因工程育种知识积累依据育种目的和提供的材料选择合适的育种方法诱变育种、杂交育种、单倍体育种、多倍体育种都是传统的育种技术，转基因技术是育种的新技术。下列叙述错误的是A．杂交育种和单倍体育种过程中通常都涉及基因重组原理B．采用上述技术的目的是获得具有所需性状