专题四 第讲变异育种和进化
可育的,否则是不可育的。比如普通小麦是异源六倍体,染色体组起源于3个种,每个种各提供 2组染色体,减数分裂时就可以正常联会,能产生正常的配子,所以普通小麦是可育的。而马和 驴都是同源二倍体,是可育的,但是马和驴的后代——骡是异源二倍体,体细胞有两个染色体 组,但是这两个染色体组一组来自于马,一组来自于驴,在减数分裂时两组染色体无法正常联
角度2 实验的注意事项 (1)试剂及用途
考点28 生物的进化
成分及比例
注意事项
卡诺氏液
无水酒精与冰醋酸, 按体积比3∶1混合
现配现用
改良苯酚 品红染液
解离液
—
15%的盐酸和95%的 酒精按1∶1混合
现配现用 —
作用
杀死细胞,固定细胞 的形态,使其停留在 一定的分裂期,以利 于观察
使染色体着色
使组织中的细胞分散 开
((89))实实验验材材料料若若为为动植物物,营则养杂繁交殖育类种,中如一土般豆通、过地瓜测等交,的则方只法要培出育现。所需性考状点即29可,变不异需在要育培种育上出的纯应种用。 (10)实验材料若为原核生物,则不能运用杂交育种,细菌的育种一般采用诱变育种和基因工程育种的 方法。
角度3 育种图解的识别 1.育种程序图的识别
优 操作简单,目标性强,集中优良性状于 提高变异频率,加快育种进程,大幅度改良某些
点 同一个体
性状
缺 点
育种年限长;局限于同种或亲缘关系较 近的个体之间
处理材料较多,突变后有利个体少
实 例
培育杂交小麦、水稻等
培育高产青霉菌株
育 种 程 序
原理
单倍体育种 染色体变异
多倍体育种 染色体变异
基因工程育种 考点29 变基异因在重育组种上的应用
常用 方法
将杂交得到的F1的花药离体培养得到单 用一定浓度的秋水仙 提取目的基因→装入运载体→导 倍体植株;再用一定浓度的秋水仙素处 素处理萌发的种子或 入受体细胞→目的基因的检测与
理,诱导染色体加倍,获得纯合子植株 幼苗
鉴定→筛选出符合要求的新品种
优点
缩短育种年限,加速育种进程,得到纯 植物茎秆粗壮,器官 目的性强,定向改变生物的遗传
③两个亲本杂合性越高→遗传物质相差越大→基因重组类型越多→后代变异越多
考法3 染色体变异的分析与判断 角度1 染色体结构变异的分析
考点28 生物的进化
角度2 单倍体、二倍体和多倍体的确定方法及育性分析 (1)由合子发育来的个体,细胞中含有几个染色体组,就 叫作几倍体。由配子直接发育来的个体,不管含有几个 染色体组,都只能叫作单倍体。所以单倍体不一定只含1 个染色体组,也可能含有多个染色体组。 (2)一般情况下,单倍体是高度不育的,但是这并不是绝 对的。无论是单倍体、二倍体还是多倍体,如果来自同 一物种的染色体组的数目恰好都是偶数,一般是
考法2 基因重组的理解和判断 角度1 基因重组的类型与发生机制
考点28 生物的进化
非同源染色体上非等位基因间的重 同源染色体上非等位基因
组
间的重组
人工基因重组
发
生 时
减数第一次分裂后期
减数第一次分裂四分体时期
目的基因导入受体细胞 后
间
发 生 机 制
同源染色体分开,等位基因ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ离, 非同源染色体自由组合,导致非同 源染色体上的非等位基因间的重新 组合
(4)如果要克服远缘杂交不亲和的障碍,则可以选择基因工程育种和植物体细胞杂交技术。 (5)如果要培育隐性性状个体,则可用自交或杂交,只要出现该性状即可。 (6)如果要使染色体加倍,则可以采用秋水仙素处理等方法,也可以采用细胞融合的方法,并且细胞融合 可在两个不同物种之间进行。
(7)有些植物如小麦、水稻等,杂交实验较难操作,则最简便的方法是自交。
同源染色体非姐妹染色单体 之间交叉互换,导致染色单 体上的基因重新组合
目的基因经载体导入受 体细胞,导致目的基因 与受体细胞中的基因发 生重组
图 像 示 意
①只产生新基因型,并未产生新的基因→无新蛋白质→无新性状(新性状不同于新性状组合 特) 点 ②发生于真核生物有性生殖的核基因遗传中(DNA重组技术除外)
方法二:根据染色体形态判断,细胞内形态相同的染色 体有几条,则含有几个染色体组。如图所示的细胞中, a中每一种形态相同的染色体有3条,b中两两相同,c 中各不相同,则可判定它们分别含3、2、1个染色体组。
方法三:根据基因型判断:控制同一性状的基因出现 几次,就含几个染色体组,包括显性基因和隐性基因。 每个染色体组内不含等位基因或相同基因,如图所示, d~g中依次含4、3、2、1个染色体组。
②基因发生突变,但性状并不一定发生改变的原因主要有:若基因发生突变,其转录的mRNA并未 改变,从而指导合成的蛋白质不发生改变,性状不变;基因发生突变后,引起mRNA上的密码子发 生改变,因一种氨基酸可对应多种密码子,改变了的密码子与原密码子对应同一种氨基酸,此时突 变基因控制的性状也不改变;若基因突变为隐性突变,且得到的是杂合子,如AA中的一个A突变为 a,此时性状也不改变;生物性状表现是基因和环境因素共同作用的结果,在某些环境条件下,改 变了的基因可能并不会在性状上表现出来。
角度3 变异类型的判断 1.可遗传变异与不可遗传变异的判断方法
2.基因突变和基因重组的判断方法
3.显性突变和隐形突变的判断方法
考法6 育种方法的比较和选择
考点29 变异在育种上的应用
杂交育种
诱变育种
原 理
基因重组
基因突变
常 用 方 法
杂多代交自→交自,交直→筛到不选发出生符性合状要分求离的为表止现型,①② 选物化理学方方法法::紫亚外硝线酸、、γ硫射酸线二、乙激酯光等、处微理重后力再等筛;
考法1 基因突变的理解和判断
考点28 生物的进化
角度1 基因突变的特点分析
(1)基因突变的发生范围:任何时期都可以发生,特别是真核生物有丝分裂、减数分裂、无丝 分裂,原核生物及病毒遗传物质复制时。 (2)基因突变的结果是产生新基因,但并不一定是产生等位基因。病毒和原核生物的基因组结 构简单,基因数目少,而且一般是单个存在的,不存在等位基因。因此,真核生物基因突变可 产生等位基因,而原核生物和病毒基因突变产生的是新基因。 (3)基因突变是DNA分子水平上基因内部碱基对种类、数目或排列顺序的改变,基因的数目和 位置并未改变。 (4)基因突变对性状的影响:可能导致性状改变,也可能不改变生物的性状。 ①基因突变改变生物性状的原因:突变引起密码子改变,最终表现为蛋白质结构发生改变,导 致其功能改变,从而影响生物的性状,如镰刀型细胞贫血症。
36 h
方法 步骤
材料处理
①剪取根尖:约0.5~ ②固定细胞形态:放入卡诺氏液中浸泡0.5~1 h ③冲洗:用体积分数为95%的酒精冲洗2次
制作装片 解离、漂洗、染色、制片,方法同实验“观察植物细胞的有丝分裂”
观察
先用低倍镜寻找染色体形态较好的分裂相,确认某个细胞发生染色体数目 变化后,再用高倍镜观察
(2)低温诱导时,一般设常温、低温4 ℃、0 ℃三种,以作为对照,否则实验设计不严密。
考法5 变异类型的比较和判断
角度1 可遗传变异与不可遗传变异 (1)生物变异的类型
考点28 生物的进化 (2)可遗传变异与不可遗传变异的关系
角度2 变异类型的比较
(1)关于“互换”问题。同源染色体上的非姐妹染色单体之间的交叉互换,属于基因重组;非 同源染色体之间片段的互换,属于染色体结构变异中的易位。 (2)关于“缺失”问题。DNA分子上若干基因的缺失属于染色体结构变异;DNA分子上若干 碱基对的缺失,属于基因突变。
如图所示,A表示杂交,B表示花药离体培养,C表示秋 水仙素或低温处理,D表示自交,E表示人工诱变,F表示 秋水仙素或低温处理,G表示基因工程,H表示脱分化,I 表示再分化,J表示包裹人工种皮。 从左到右表示的育种方法依次为:杂交育种、单倍体育
种、诱变育种、多倍体育种和基因工程育种。 2.基于个体基因型的育种图解识别
会,不能产生正常的配子,所以骡是高度不育的。
角度3 生物体细胞内染色体组数的判断
(1)染色体组的特点:不含同源染色体,没有等位基 因;染色体形态、大小和功能各不相同;含有控制一 种生物性状的一整套基因,但不能重复。
考点28 生物的进化
(2)染色体组数的判断方法 方法一:根据细胞分裂图像进行识别判断, 以生殖细胞中的染色体数为标准,判断题 目中所给图的染色体组数。如图所示,图 甲处于减数第一次分裂的前期,染色体有 4条,生殖细胞中染色体有2条,每个染色 体组有2条染色体,该细胞中有2个染色体 组。图乙处于减数第二次分裂前期,有2 条染色体,且各不相同,故该细胞中有1 个染色体组。图丙处于减数第一次分裂的 后期,染色体有4条,该细胞中有2个染色 体组。图丁处于有丝分裂后期,染色体有 8条,该细胞中有4个染色体组。
只能用杂种一代,因为其后代会发生性状分离,如杂交玉米的制种。
(3)无子西瓜和无子番茄的比较 无子西瓜
考点29 变异在育种上的应用 无子番茄
培育原理 染色体变异
生长素促进果实发育
无子原因
无子性状 能否遗传 所用试剂
在减数分裂过程中同源染色体联会紊乱, 未受粉,胚珠内的卵细胞没有经过受精,
不能形成正常的配子而无子
(3)关于变异的水平问题。基因突变、基因重组属于分子水平的变化,光学显微镜下观察不到;染色 体变异属于亚细胞水平的变化,光学显微镜下可以观察到。 (4)关于变异的“质”和“量”问题。基因突变改变基因的质,不改变基因的量;基因重组不改变基 因的质,一般也不改变基因的量,但转基因技术会改变基因的量;染色体变异不改变基因的质,但会 改变基因的量或改变基因的排列顺序。
所以果实中没有形成种子
能,结无子西瓜的植株经植物组织培养后, 所结西瓜仍是无子
不能,结无子番茄的植株经植物组织培养 后,所结番茄有子,所以它属于不可遗传 变异