生物高考一轮复习染色体变异与育种

第25讲染色体变异与育种一、染色体变异概念：光学显微镜可见的染色体结构的改变和数目的增减。染色体结构的改变：染色体数目的改变：个别染色体增减染色体成倍增减类型

与基因突变的区别基因突变：染色体上某一个位点上基因的改变，光学显微镜下不可见。如XO、XXY、XYY、21三体综合征缺失、重复、倒位、易位与基因突变中的缺失的区别？知识点1．染色体的结构变异：【例1】已知某物种的一条染色体上依次排列着A、B、C、D、E五个基因，下面列出的若干种变化中，未发生染色体结构变化的是()D缺失重复倒位（1）类型易位（2）判断方法：（3）实质：

（4）例子：

（6）意义：

属于可遗传的变异，为生物进化提供了原材料染色体长度发生了改变；（或者）基因的数目或排列顺序发生了改变猫叫综合征（缺失）JKL知识点1．染色体的结构变异：

【知识超链接1】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

考点1．染色体的结构变异：【知识超链接2】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，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——以染色体组为单位增加或减少

考点2．染色体的数目变异：(1)类型甲图乙图bc

个别增减成倍增减例子21三体综合征（多了一条）无籽西瓜、雄蜂的发育（2）变异的原因：

（3）意义：

细胞分裂后期，染色体没有平均分配到细胞两极属于可遗传变异,为生物进化提供了原材料细胞分裂过程中，纺锤体的形成受到抑制【课本结论性语句】

考点2．染色体的数目变异：

——染色体组

细胞中的一组______染色体，在__________各不相同，携带着_________________________________的一组染色体非同源控制生物生长发育的全部遗传信息特征：【独立完成】请用图形表示雄性果蝇的染色体组

一个染色体组一个染色体组四个染色体组实质：形态和功能上非同源染色体的集合(4)概念：要构成一个染色体组必需具备的条件①一个染色体组中肯定不含同源染色体。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，没有等位基因。

考点2．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)（5）染色体组数的判断方法：1.根据染色体形态判断：数相同形态的染色体条数2.根据基因型判断：不分大小看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)2组(2条)两看一看：二看：受精卵发育生物体生殖细胞(配子)发育生物体二倍体或多倍体一定是单倍体(不管有几个染色体组)受精卵发育生物体两个染色体组三个或三个以上染色体组二倍体多倍体（1）如何区分单倍体、二倍体、多倍体？(6)染色体组数与二倍体、多倍体、单倍体的关系：

考点2．染色体的数目变异：

——染色体组(6)染色体组数与二倍体、多倍体、单倍体的关系：体细胞中的染色体数配子中的染色体数体细胞中的染色体组数配子中的染色体组数属于几倍体生物单倍体的染色体数豌豆72

普通小麦423小黑麦28八倍体二倍体【巩固训练4】填写下表六倍体142156168472128关系=2:1=2:1单倍体——体细胞中含有本物种配子的染色体数目的个体发育起点为受精卵单倍体（n≥1，且与染色体组数无关）育种方法原理常用方法（或技术）优点缺点植物体细胞杂交育种动物体细胞克隆育种基因重组基因突变染色体变异染色体变异基因重组细胞的全能性将不同亲本的优良性状集中在一个个体上时间长须及时发现优良品种通过物理、化学、生物的因素处理提高变异频率，加速育种进程，大幅度改良某些性状有利变异少，需要大量供试材料花药离体培养再人工诱导，使染色体加倍明显缩短育种年限技术复杂，且须与杂交育种配合秋水仙素处理萌发的种子或幼苗

茎杆粗壮、叶片、果实、种子硕大、营养物质含量高，发育迟缓结实率降低基因工程四部曲目的性强、育种周期短、克服远源杂交不亲和的障碍技术难度大克服远源杂交不亲和现象技术难度大脱壁、诱导融合、杂种细胞、组织培养杂交→自交→选优→自交直到不发生性状分离为止细胞核的全能性核移植、重组细胞、胚胎移植克服远源杂交不亲和现象技术难度大杂交育种诱变育种单倍体育种多倍体育种基因工程育种

已知在荔枝的性状控制中，D（无绿线）对d（有绿线）显性，T（有甜味）对t（无甜味）显性。现有两株普通枝，一株的基因型是DDTT，另一株的基因型是ddtt。假如你是育种专家，能否利用普通荔枝得到“西园挂绿”（ddTT）？请简要介绍你的育种方案。典型例题讲解

Ｐ无绿有甜味有绿无甜味DDTTddttＦ１

无绿有甜味

DdTtＦ２无绿甜无绿无甜绿甜绿无甜ddTT绿甜ddTtddTTddTt绿甜ddTT绿甜绿甜绿无甜ddTtddTT杂交自交选优自交F3选优思考：要培育出一个能稳定遗传的植物品种至少要几年？方案一：杂交育种5-8年假设现有长毛立耳猫（BBEE）和短毛折耳猫（bbee），你能否培育出能稳定遗传的长毛折耳猫（BBee）？写出育种方案（图解）长毛折耳猫短毛折耳猫长毛立耳猫试一试：动物育种的方法长毛立耳短毛折耳BBEEbbee长毛立耳BbEe长毛立耳BbEe长立短立长折短折BbeeBBeeBBeeBbeebbeebbee长折短折长折长折短折杂交F1雌雄间交配选优测交ＰＦ１Ｆ２F3长折短折第一年第二年Ｐ无绿有甜味有绿无甜味DDTTddttＦ１

无绿有甜味

DdTt花药离体培养DTDtdTdt

单倍体秋水仙素诱导染色体加倍纯合体DDTTDDtt

ddTTddtt思考：四倍体生物的配子经过花药离体培养得到的单倍体植株可育吗？可育方案二：单倍体育种例题背景：为了改良“西园挂绿”，要求在不改变“西园挂绿”原有外观品质的前提下把“西园挂绿”改良为无核、果大、糖分含量多。若你是育种专家，该怎样设计育种方案？

二倍体四倍体秋水仙素处理二倍体×三倍体种子三倍体植株不能形成正常的卵细胞无子西瓜种下去联会紊乱第一年第二年方案提示：借鉴三倍体无子西瓜的育种方式（多倍体育种）授二倍体的花粉

荔枝介壳虫害严重影响了“西园挂绿”的产量，以前果农常采用喷洒农药、放养寄生蜂等方法来防治。如今科学家在一种细菌体内找到了它的抗性基因（L），请设计育种方案来有效减轻荔枝介壳虫危害。提取目的基因→目的基因与运载体结合→将目的基因导入受体细胞→目的基因的检测与表达→筛选出符合要求的新品种。导入增殖、表达方案提示：转基因技术结合提取实验低温诱导植物染色体数目的变化纺锤体洋葱底部冰箱(4℃)卡诺氏液95%的酒精漂洗染色制片低高正常的二倍体染色体数目发生改变实验十一低温诱导植物染色体数目的变化染色体数目加倍使染色体着色使细胞分散开常温低温4℃0℃单倍体:蜜蜂的性别决定（2n=32）雌蜂（蜂后）雄蜂（n=16）减数分裂配子n=16n=16雄峰（n=16）单倍体（孤雌生殖）受精雌蜂（2n=32）二倍体（两性生殖）n=16假减数分裂蜜蜂的性别决定：雄峰单倍体、雌蜂二倍体工蜂蜂王4个染色体8个染色体无纺缍体形成染色体复制着丝点分裂无纺缍丝牵引多倍体的形成若继续进行正常的有丝分裂染色体加倍的组织或个体作用机理：抑制有丝分裂前期纺锤体的形成单倍体应用：单倍体育种（单倍体本身对人类并无多大作用，但用秋水仙素可获得纯合子，因此大大缩短了育种年限）方法：花药离体培养(植株弱小且高度不育)花药单倍体

植株纯合

正常植株秋水仙素

染色体加倍离体培养若从播种到收获种子需要一年,则培育出能稳定遗传的矮杆抗病的品种至少需要几年?P高杆抗病DDTT×矮杆感病ddttF1高杆抗病DdTt↓第1年↓×选育出需要的矮抗品种F2D_T_D_ttddT_ddtt矮抗杂交育种第2年×生长ddTT减数分裂配子DTDtdTdt单倍体DTDtdTdt↓花药离体培养↓秋水仙素第1年第2年

单倍体育种DDttddTTddtt纯合体DDTT矮抗优点：明显缩短育种年限；自交后代不会发生性状分离。第3~6年人工诱导多倍体－－－培育新品种

（多倍体育种）低温处理秋水仙素处理萌发的种子或幼苗抑制纺锤丝的形成有丝分裂旺盛多倍体育种方法萌发的幼苗或种子秋水仙素处理染色体加倍的组织多倍体植株作用机理：抑制有丝分裂前期纺锤体的形成，导致染色体不能移向两极，细胞也不能分裂成两个子细胞，从而引起细胞内染色体数目加倍二倍体西瓜幼苗二倍体西瓜幼苗秋水仙素处理二倍体西瓜植株四倍体西瓜植株♀♂联会紊乱三倍体西瓜种子无籽西瓜杂交授粉×自然长成二倍体西瓜植株第一年第二年二倍体西瓜幼苗二倍体西瓜幼苗秋水仙素处理二倍体西瓜植株四倍体西瓜植株♀♂联会紊乱三倍体西瓜种子无子西瓜杂交杂交×自然长成二倍体西瓜植株第一年第二年例1:无籽西瓜的培育①用秋水仙素处理二倍体西瓜幼苗得到四倍体西瓜；

②用二倍体西瓜与四倍体西瓜杂交，得到三倍体的西瓜种子。

③三倍体西瓜联会紊乱，不能产生正常的配子。三倍体西瓜的雌蕊授以二倍体西瓜的花粉后子房能发育成西瓜，但其中的胚珠因没有正常的卵细胞而不能发育成种子。人工诱导多倍体在育种上的应用三倍体无子西瓜的培育过程概括：一次加倍两次杂交产生四倍体母本第一次产生3n的种子第二次提供生长素，促进果实形成4n母本所结出的是有子西瓜，含3n种子。3n种子种下去后才长出三倍体植株。三倍体植株在二倍体的花粉作用下结出无子西瓜。偶数倍体：直接加倍。奇数倍体：先加倍再与野生型杂交。培育方式：三倍体西瓜的雌蕊授以二倍体西瓜的花粉后子房能发育成西瓜，但其中的胚珠因没有正常的卵细胞而不能发育成种子。无子西瓜(三倍体)——多倍体育种无子西瓜与无籽番茄区别无籽番茄——利用生长素促进果实发育的原理在未授粉的雌蕊柱头上涂抹了一定浓度生长素，使子房壁膨大为果实

果实的染色体及基因型与母本相同不可遗传利用三倍体植株在减数分裂时同源染色体联会紊乱，不能形成正常的生殖细