22知识讲解——变异与育种专题

1、咼考总复习22变异与育种专题【考纲要求】1了解可遗传变异与不可遗传变异的区别，知道3种可遗传变异的类型。2 .掌握基因突变的特点及其在育种方面的应用。3 掌握基因重组的原因及其在育种方面的应用。4. 掌握染色体变异的类型、与其相关的概念及其在育种方面的应用。5. 掌握各种常见育种方式的原理、方法及优缺点。【考点梳理】考点一、可遗传变异与不可遗传变异的区别及联系1.区别可遗传变异不可遗传变异遗传物质是否变化遗传物质（或基因）发生改变遗传物质（或基因）不发生改变遗传情况变异能遗传给后代，在后代中再次出现变异不能遗传给后代， 仅在当代表现类型基因突变、基因重组、染色体变异鉴别原理变异类型的后代中，能

2、产生一定的表现型； 可遗传变异中的染色体变异可在显微镜下观察到； 与原类型在同一环境中仍表现性状差异；变异类型的子代与原来未发生变异的个体生活在同一环境条件下，不表现性状差异应用价值能从中选育出符合人类需要的新类型或新品种； 为生物进化提供原材料无育种价值，但在生产上可应用优良 环境条件而获得咼产优质产品。2.联系不可遗传变异表现型=基因型 + 环境条件（改变）（改变）（改变）t1可遗传变异来源基因突变円基因重组1染色体变异考点二、基因突变概念由于由于DNA分子中发生碱基对的增添、缺失或替换而引起的基因结构的改变时期多发生于DNA复制时（有丝分裂间期或减数第一次分裂间期）原因外因环境因素（如辐

3、射、某些化学物质等）内因DNA复制时偶尔发生错误，使基因的碱基组成发生改变结果产生了该基因的等位基因，即新基因特点普遍性、低频性、不定向性（多向性）、随机性、多害少利性、可逆性类型自发突变（自然突变）、诱发突变（人工诱变）意义是生物变异的 根本来源，为生物进化提供了 原始材料； 可利用人工诱变培育新品种；要点诠释：（1） 基因突变可发生于体细胞或生殖细胞中，生物一般为有性生殖， 体细胞基因突变一般不遗传给后代， 但其可通过无性生殖传给下一代。如突变的芽可通过嫁接或组织培养的方式将突变性状传给下一代。（2）基因突变不一定使性状发生改变。密码子具有简并性，碱基发生变化后，氨基酸不一定发生变化。（3

4、） 基因突变与碱基数量没有关系，只要是基因水平上的变化，1个或1000个碱基对的改变都是基因 突变。（4 ）显性突变在突变当代就可以表现出新性状；隐性突变在突变当代不表现新性状，只有隐性纯合时， 新性状才表现出来。考点三、基因重组重组类型发生时期原因意义自由组合型减数第一次分裂后期均发生 于有性 生殖过 程中非同源染色体上的 非等位基因自由组合使同一双亲的后代具有多样性， 增强生物变异的多样性，加快了 生物进化的速度；为生物进化提供原材料；交叉互换型减数第一次分裂前期（四分体时期）同源染色体上非姐妹染色单体 交叉互换导致 非等位基因 重新 组合人工重组型通过基因工程，使目的基因与受 体细胞DN

5、A重组定向的改造生物，培育新品种考点四、染色体变异1. 染色体结构变异（1 ）缺失：一条正常染色体断裂后，丢失某一片段引起的变异。（2）重复：染色体增加某一片段引起的变异。（3 ）倒位：染色体中的某一片段位置颠倒180。后重新结合到原部位引起的变异。（4）易位：一条染色体与另一条非同源染色体错误结合后，互换部分片段，引起的变异。 注意：易位与四分体时期同源染色体非姐妹染色单体间的交叉互换不同。（缺失）（重复）（倒位）（易位）2. 染色体数目变异（1） 非整倍体变异：个别染色体的增加或减少，如人类21号染色体多一条引起 21三体综合征。（2）整倍体变异：染色体数目以染色体组的形式成倍的增加或减少

6、，如单倍体、多倍体。3. 相关概念辨析（1）染色体组：二倍体生物生殖细胞中所含的形状、大小、功能互不相同的一组非同源染色体，包含该 种生物生长发育所需的全部遗传信息。要点诠释：染色体组数量判断方法: 在细胞内任选一条染色体，细胞内与该染色体形态相同的染色体共有几条，则含有几个染色体组。如2个、3个、4个染色体组。二倍体生物中形态相同的染色体便有图12条。再如，下列细胞则分别含有图2图3 利用以下公式计算：染色体组数=染色体数/染色体形态数如上面的图2中，共有染色体15条，染色体形态数有 5种，则染色体组数为 3（ 15/5 ）。 在细胞或生物体的基因型中，控制同一性状的基因（读音相同的字母）出

7、现几次，则有几个染色体组。如大多生物为二倍体，基因成对存在。再如，细胞的基因型为AaaaBBbb时，每一种基因均有 4个，该生物含4个染色体组。（2）单倍体、二倍体、多倍体单倍体二倍体多倍体概念体细胞中含有本物种配子染 色体数目的个体由受精卵发育而成，体细胞 在含有两个染色体组的个体由受精卵发育而成，体细胞中具有 三个或三个以上染色体组的个体发育起点配子受精卵受精卵特点植株弱小，生长发育快正常器官（茎、叶、果实、种子等）较 大，糖类和蛋白质含量高，但生长 发育慢可育性咼度不育可育，结实性高结实性低，有些不育（三倍体）应用单倍体育种多倍体育种成 因自然成因单性生殖的结果（如雄蜂）由正常配子受精发

8、育而来环境条件恶化，纺锤体形成受阻人为成因花药离体培养秋水仙素处理萌发的种子或幼苗， 使纺锤体形成受阻考点五、三种可遗传变异的比较1. 基因突变可发生于所有生物；染色体变异可发生于所有真核生物；基因重组（体内）只能发生于进行 有性生殖的真核生物中。2. 基因突变可产生新基因从而控制新性状；基因重组可产生新基因型，使原有性状重新组合；染色体变异不产生新基因，引起性状改变。3. 基因突变可发生于无丝分裂、有丝分裂、减数分裂时；基因重组（体内）发生于减数分裂时；染色体 变异发生于有丝分裂和减数分裂时。4. 三种可遗传变异均为生物进化提供了原材料。其中基因突变能产生新基因，是生物变异的根本来源， 为生

9、物进化提供原始材料。而基因重组则加快了生物进化的速度。考点六、可遗传变异与育种原理方法优点缺点应用杂交 育种基因重组培育纯合子品种：杂交T自 交T筛选出符合要求的表 现型T进行连续自交，直到 不发生性状分离为止可将分散在同一 物种不同品种中 的多个优良性状育种年限长；因远缘杂父不 亲合，局限于冋种或亲缘关 系较近的个体；需及时发现 优良品种培育矮秆抗病小麦培育杂种优势品种：一般选取具有不同优良性状的纯合双亲杂交集屮在一起年年制种杂交水稻、杂交玉米等诱变 育种基因突变诱变因素处理后，筛选提咼变异频率，加 快育种进程；大幅 度改良某些性状由于基因突变具有低频性、 多害少利性，需大量处理实 验材料（

10、有很大盲目性）高产青霉菌单倍 体育 种染色体变异玺色翊目罪鮭mu脈正杠訓明显缩短育种年 限，加速育种进 程；子代为纯合子技术复杂且需与杂交育种 相结合。快速获得纯种矮秆抗病小麦多倍 体育 种染色体变异用一定浓度的秋水仙素处理萌发的种子或幼苗操作简单，获得的 品种各器官均较 大，营养含量高； 可获得无子果实所获品种发育延迟，结实率 低，一般仅适用于植物三倍体无子西瓜基因 工程 育种基因重组提取目的基因t构建基因 表达载体t导入受体细胞（转化目的基因的表达 与检测T筛选获得优良个 体目的性强；育种周 期短；克服了远缘 杂父不亲和的障 碍技术复杂，安全性问题多，有可能引起生态危机转基因抗虫棉、工程菌

11、植物 体细 胞杂 交育 种染色体 变异、 植物细 胞的全 能性细胞去壁原生质体融 合培养T杂种细胞T植物 组织培养T杂种植株克服了远缘杂交不亲和的障碍白菜-甘蓝【典型例题】类型一、可遗传变异与不可遗传变异例1 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【答案】B【解析】基因突变若发生于体细胞中一般不遗传给后代；对于染色体数目变异，若突变后的染色体组数为偶数且均同源，则可育；基因工程为基因的体外重组，不是有性生殖过程。只有B正确，因为密码子具有简并性。【点评】此题

12、考查了可遗传变异的特点，有一定难度，需认真辨析。举一反三：【变式1】科学家用人工合成的染色体片段，成功替代了酵母菌的第6号和第9号染色体的部分片段，得到的重组酵母菌能存活，未见明显异常，关于该重组酵母菌的叙述，错误的是（）A. 还可能发生变异B表现型仍受环境的影响C.增加了酵母菌的遗传多样性D 改变了酵母菌的进化方向【答案】D【解析】进化的实质是在自然选择的作用下，基因频率的定向改变。2 下图为细胞内染色体状态示意图。这种染色体状态表示已发生A.染色体易位基因重组C.染色体倒位.姐妹染色单体之间的交换2【答案】B【解析】据图可看出，此现象发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间，即交叉互换，属于基

13、因重组。【点评】此题看图形易将误判为染色体变异的类型，实为基因重组，需清楚几种可遗传变异的概念及其 类型。举一反三：【变式1】某植株的一条染色体发生缺失突变，获得该缺失染色体的花粉不育，缺失染色体上具有红色显 性基因B,正常染色体上具有白色隐性基因b （见下图）。如以该植株为父本，测交后代中部分表现为红色性状。下列解释最合理的是（）A. 减数分裂时染色单体1或2上的基因b突变为BB. 减数第二次分裂时姐妹染色单体3与4自由分离C. 减数第二次分裂时非姐妹染色单体之间自由组合D.减数第一次分裂时非姐妹染色单体之间交叉互换【答案】D【解析】根据题干所知，染色体缺失花粉不育，则正常情况下，该植物做父

14、本只产生含b的配子，测交后代不可能出现红色性状。既然测交后代中有部分个体表现为红色性状，说明父本产生的配子中有部分含有B。若发生基因突变，则后代个体只有有个别个体表现为红色；若是减数第一次分裂时非姐妹染色单体发生交叉 互换，因为交叉互换有一定的交换率，故父本产生的配子中可能有一部分含有B,测交后代可能会出现部分（不是个别）红色性状，D正确。基因突变一般发生于DNA复制时，具有不定向性，且突变率低，减数分裂时染色单体一旦形成，则不易发生基因突变，故A错，；减数第二次分裂时 3与4随着丝点的分裂而分离，形成的两个花粉由于含有缺失染色体而不育，B错；自由组合发生在减数第一次分裂后期，故C错；例3.曲

15、线a表示使用诱变剂前青霉素菌株数和产量之间的关系，曲线b、c、d表示使用诱变剂后青霉素菌株数和产量之间的关系。下列说法错误的是（）B .诱变剂提高了青霉菌的变异频率C . d是最符合人们生产要求的变异类型D 青霉菌在诱变剂作用下发生定向的变异【答案】D【解析】基因突变具有不定向性。【点评】此题并非一道难题，但在掌握基因突变的相关知识外，还需会通过识图，获得有用的信息，若是 坐标图像，一定要首先弄清横纵坐标分别表示什么。举一反三：【变式1】在一种群中发现一个突变性状，将具有该性状的个体培养到第三代才选出能稳定遗传的纯合突隐性突变（d） 隐性、显性突变均有变类型，该突变类型为（）A .人工诱变BC

16、.显性突变（D） D【答案】C【解析】该突变为显性突变,若为隐性突变则一旦出现便为能稳定遗传的纯合子,不需再经过三代的选择。例4.用花药离体培养出马铃薯单倍体植株，当它进行减数分裂时，观察到染色体两两配对，形成12对,据此现象可推知产生花药的马铃薯是（）A.二倍体B.三倍体C .四倍体 D .六倍体【答案】C【解析】由题意知马铃薯的花药中有2个染色体组，则马铃薯中应有4个染色体组，其为四倍体。【点评】此题是一道基础题，只要清楚有关染色体变异的基础知识即可。举一反三：【变式1】玉米糯性与非糯性、甜粒与非甜粒为两对相对性状。一般情况下用纯合非糯非甜粒与糯性甜粒两种亲本进行杂交时，Fi表现为非糯非甜

17、粒，F2有4种表现型，其数量比为 9: 3: 3: 1。若重复该杂交实验时，偶然发现一个杂交组合，其 F仍表现为非糯非甜粒，但某一 Fi植株自交，产生的F2只有非糯非甜粒和糯 性甜粒2种表现型。对这一杂交结果的解释，理论上最合理的是A. 发生了染色体易位B. 染色体组数目整倍增加C. 基因中碱基对发生了替换D. 基因中碱基对发生了增减【答案】A【解析】具有两对(或更多对)相对性状的亲本进行杂交，在Fi产生配子时，在等位基因分离的同时，非同源染色体上的非等位基因表现为自由组合。如果两对(或更多对)非等位基因位于一对非同源染色体上 就不会表现出自由组合。从题目可知，发生突变的植株不能进行基因的自由

18、组合，原因最可能是发生染色体 易位，使原来位于非同源染色体上的基因位于一对同源染色体上了。类型二、可遗传变异与育种【高清课堂：变异与育种专题389202典型例题6】例5.现有味甘多汁、消暑解渴、稳定遗传的绿皮(G)红瓤(R)小籽(e)西瓜品种甲与白皮(g)黄瓤(r)大籽(E) 西瓜品种乙，三对基因自由组合。已知西瓜的染色体数目2n=22,请根据下面提供的西瓜育种流程图回答有关问题：戮舷种交品种*烛细胞丽畴%四倍体黑杂交叩.：诈三倍怵望*无軒西瓜花粉划激 * 工鱼三籽西瓜(1 )图中过程所用的试剂为 ，培育无籽西瓜的育种方法叫做 ，用二倍体花粉刺激的目的是 。(2 )通过培育无籽西瓜时所用的试剂

19、是 ，使用的时机和部位是 。瓜农用生产的无籽西瓜比用生产的无籽西瓜更受消费者青睐，原因 是：。如果选用的品种优良，瓜农们也乐意采用途径生产无籽西瓜，其优点是。(3) 种子公司用品种甲作母本、品种乙作父本， 通过途径制得杂交种 Fi,待其播种开花后彼此相互授 粉，所结的瓜比亲本个大、味甜，这是利用了杂种优势的原理。将此瓜所结种子(即F2)留下，来年再种的结果是产量、甜度大大下降，这种现象在遗传学上称为 ,这些种子胚的基因型在理论上有种。(4) 通过细胞融合途径形成杂种体细胞时，要使用 、和等化学物质。由该杂种细胞形成杂种植株利用了 原理，使用了 技术。若用杂种植株获得单倍体植株，需使用的方法是进

20、行培养。(5) 为确认上述植株是否为单倍体，应在显微镜下检测根尖分生区细胞的细胞核，辨明染色体数目。此时应准备的试剂是和，观察的最佳时期是 ，看到的染色体数目应该是 条。【答案】(1)秋水仙素；多倍体育种；为无子西瓜果实的发育提供生长素，促进其果实膨大；(2) 生长素或生长素类似物；未受粉的雌蕊子房； 果实大，糖分及其他营养含量高；二倍体西瓜发育周期短，成熟快，上市早；（3） 性状分离；27（4） 纤维素酶；果胶酶；聚乙二醇；植物细胞的全能性；植物组织培养技术；花药离体（5） 盐酸； 醋酸洋红染液（龙胆紫染液）；有丝分裂中期；33【解析】（1）（ 2）秋水仙素的作用是使细胞中染色体数目加倍，形

21、成四倍体，为多倍体育种。一般多倍 体的器官较大、营养含量较高，但其发育周期比二倍体长。不让品种乙传粉受精，对其喷洒生长素类似物， 能促使子房壁直接发育成无子果实。用花粉刺激也可产生生长素，使果实膨大；（3） 因要考虑三对等位基因，因此F2有27种基因型。（4） 二倍体细胞与四倍体细胞融合，杂种细胞中含6个染色体组，可称为6倍体，其配子发育成的单倍体应 含3个染色体组，即33条染色体。【点评】此题同时包含单倍体育种、多倍体育种、杂交育种三种育种方法，同时还考查生长素的应用， 是一道较综合的题目。但只要有扎实的基础知识，再经过认真读图审题，便可顺利解答题目。举一反三:【变式1】下图、表示豌豆的两个品种，表示另一种农作物的某个品种。I忸表示用这三个品 种经过人工处理得到、新品种的过程。下列叙述不正确的是（）JhaBb丸单倍库植株OJaabbf声I H *VIAaBb一* ®AAbbA岛bbD|V导人外源棊同D©AABBEEffABCD育种,.imw比in育种时间短，忸能克服远缘杂交不亲和障碍.n和w的原理是基因重组，&q