2020年高考北京版高考生物 专题14 变异和育种

基础知识 一、染色体结构变异
考点二 染色体变异
考点清单
二、染色体数目变异 1.类型
类型 ⑤ 个别染色体 的增减 以⑥ 染色体组 形式成倍增减
实例 21三体综合征 三倍体无子西瓜
2.染色体组 (1)组成
如图中雄果蝇体细胞染色体中的一个染色体组可表示为:⑦ Ⅱ、Ⅲ、 Ⅳ、X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y 。 (2)组成特点 a.形态上:细胞中的一组⑧ 非同源染色体 ,在形态和功能上各不相 同。
考点三 生物变异在育种上的应用
考点清单
基础知识 一、杂交育种(常用的育种方法) 1.原理:① 基因重组 。 2.过程 (1)培育杂合子品种 选取符合要求的纯种双亲杂交(♀×♂)→F1(即为所需品种)。 (2)培育隐性纯合子品种
选取符合要求的双亲杂交(♀×♂)→F1 F2→选出表现型符合要求的
个体种植并推广。
(3)培育显性纯合子品种 a.植物:选择具有不同优良性状的亲本杂交,获得F1→F1自交→获得F2→
鉴别、选择需要的类型,② 连续自交 至不发生性状分离为止。 b.动物:选择具有不同优良性状的亲本杂交,获得F1→F1雌雄个体交配→ 获得F2→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。 3.优点:操作简便,可以把多个品种的③ 优良性状 集中在一起。 4.缺点:获得新品种的周期④ 长 。
(2)根据以上分析可以判断:“亲本 新品种”为杂交育种,“亲本 新品种”为单倍体育种,“种子或幼苗 新品种”为诱变育种, “种子或幼苗 新品种”为多倍体育种,“植物细胞 新细胞 愈伤组织 胚状体 人工种子 新品种”为基因工程育种。
2.基于个体基因型的育种图解识别
根据基因型的变化可以判断:“aabb×AABB AaBb AAbb”为杂 交育种,“aabb×AABB AaBb Ab AAbb”为单倍体育种, “AABB AaBB”为诱变育种,“aabb×AABB AaBb
【名师点睛】 花药离体培养又称为花粉离体培养,由花粉经过离体培 养获得的是单倍体幼苗,而花药壁细胞为体细胞,由此得到的是和体细 胞具有相同染色体数的个体。 四、多倍体育种 1.方法:用 秋水仙素 或低温处理。 2.处理材料: 萌发的种子或幼苗 。 3.原理
4.实例:三倍体无子西瓜
(1)
第一次传粉 : 杂交获得三倍体种子
对氨基酸序列的影响 只改变1个氨基酸或不改变氨基酸序列 不影响插入位置前的序列而影响插入位置后的序列 不影响缺失位置前的序列而影响缺失位置后的序列
2.基因突变不一定导致生物性状改变 原因:(1)基因突变后的密码子与原密码子决定的是同一种氨基酸。 (2)基因突变若为隐性突变,如AA→Aa,则不会导致性状的改变。 【疑难点拨】 (1)只要DNA分子中发生碱基对替换、增添和缺失就 引起基因突变吗? 提示:不一定,如果发生在没有遗传效应的DNA片段中,基因的结构没有 改变,则不会引起基因突变。 (2)基因突变一定产生等位基因吗? 提示:病毒和原核细胞的基因一般是单个存在的,不存在等位基因。因 此,真核生物基因突变一般产生它的等位基因,而原核生物和病毒基因 突变产生的是一个新基因。
AAaaBBbb”为多倍体育种。
3.育种目标不同时育种方案的选择不同
育种目标
育种方案
集中双亲优良性状
单倍体育种(明显缩短育种年限)
杂交育种(耗时较长,但简便易行)
对原品系实施“定向”改造
基因工程及植物细胞工程(植物体细胞杂交)育种
让原品系产生新性状(无中生有)
诱变育种(可提高变异频率)
使原品系营养器官“增大”或“加强”
图3
人群中染色体异常的概率为1/1 000,其中很大一部分是染色体的平衡易 位,这种患者表现型正常,但是在形成配子过程中,会出现四条染色体组 成的“十”字型结构,即“十”字型联会。“十”字型联会后染色体分 离有可能异常:四条染色体都移向一个配子中(4∶0分离)、其中三套染 色体移向一个配子中(3∶1分离)、两条染色体移向一个配子中(2∶2分 离)。两两分离的情况又分为对位染色体分离移向不同配子中和邻位 染色体分离移向不同配子中,若在分离过程中出现交叉互换,产生的类 型会更多。染色体平衡易位患者流产和生畸形儿的可能性极高。临床 上,夫妻婚后多次流产就要排查是不是染色体结构或者数目异常导致的。
二、诱变育种 1.原理:⑤ 基因突变 。 2.过程
3.优点 (1)可以提高⑦ 突变频率 ,在较短时间内获得更多的变异类型。 (2)大幅度地⑧ 改良某些性状 。 4.缺点:有利变异个体往往不多,需处理大量材料。
三、单倍体育种 1.原理:⑨ 染色体(数目)变异 。 2.方法
3.优点: 明显缩短育种年限 ,所得个体均为 纯合体 。 4.缺点:技术复杂。
(5) 多害少利 性:突变性状大多数有害,少数有利。 (6)可逆性:可以发生回复突变,即发生二次突变完全或部分恢复原 有的表现型和基因型。 4.基因突变的结果:产生一个以上的 等位基因 。 5.
三、基因突变对蛋白质及生物性状的影响 1.基因突变对蛋白质的影响
碱基对 替换 增添 缺失
影响范围 相对小 大 大
考点一 基因突变和基因重组
基础知识
考点清单
一、基因突变的实例与概念
1.实例——镰刀型细胞贫血症
(1)图示中a、b、c过程分别代表① DNA复制 、② 转录 和③ 翻译 。 突变主要发生在④ a (填字母)过程中。
(2)患者贫血的直接原因是⑤ 血红蛋白 异常,根本原因是发生了⑥
基因突变 ,碱基对由 突变成 。
2.概念:DNA分子中发生碱基对的⑦ 替换、增添和缺失 ,而引起的 基因结构的改变。 3.基因突变分类:分为⑧ 自发突变 和⑨ 诱发突变 。 二、基因突变的原因、特点、结果与意义 1.发生时期 主要发生在⑩ DNA复制时 (有丝分裂间期、减数第一次分裂前的 间期)。
2.原因
3.基因突变的特点 (1) 普遍 性:所有生物均可发生基因突变。 (2) 随机 性:基因突变可以发生在生物个体发育的任何时期和 DNA分子的任何部位。 (3) 低频 性:自然状态下,突变频率很低。 (4) 不定向 性:一个基因可以向不同方向发生突变产生复等位基 因,还可能发生回复突变。(如图所示)
b.功能上:控制生物⑨ 生长、发育、遗传和变异 的一组染色体。 3.单倍体、二倍体和多倍体
重难突破 1.交叉互换和染色体易位比较 交叉互换是联会时期,同源染色体的非姐妹染色单体发生交叉互换,结 果是导致基因重组。
染色体易位是非同源染色体的非姐妹染色单体发生互换,结果是导致染色 体结构变异。
图示 2.关ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ平衡易位个体产生配子的问题
两次传粉 第二次传粉 : 刺激子房发育成果实 (2)三倍体西瓜无子的原因:三倍体西瓜在减数分裂过程中,染色体
联会紊乱 ,不能产生正常配子。
方法 图解分析类——模型图解法分析育种过程
方法技巧
1.育种程序图的识别
(1)首先要识别图解中各字母表示的处理方法:A——杂交,D——自交,B
——花药离体培养,C——秋水仙素处理,E——诱变处理,F——秋水仙 素处理,G——转基因技术,H——脱分化,I——再分化,J——包裹人工种 皮。这是识别各种育种方法的主要依据。
多倍体育种
4.关注“三最”定方向 (1)最简便——侧重于技术操作,杂交育种操作最简便。 (2)最快——侧重于育种时间,单倍体育种所需时间明显缩短。 (3)最准确——侧重于目标精准度,基因工程技术可“定向”改变生物 性状。
【易错易混】 (1)杂交育种选育的时间从F2开始,原因是从F2开始发生 性状分离;选育后是否连续自交取决于所选优良性状的显隐性。 (2)使染色体加倍的方法有:①用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗;②进 行细胞融合,且细胞融合可在两个不同物种之间进行。 (3)花药离体培养运用的是植物组织培养技术,其原理是植物细胞的全 能性;单倍体育种的原理是染色体数目变异。 (4)花药离体培养:只是单倍体育种中的一个程序,要想得到可育的品种, 一般还需要用秋水仙素处理单倍体幼苗使染色体数目加倍。 (5)无子西瓜的培育运用了染色体变异的原理,是可遗传的变异;无子番 茄的培育运用了生长素促进果实发育的原理,是不可遗传的变异。 (6)原核生物不能进行减数分裂,所以不能用杂交育种,细菌的育种一般采用 诱变育种。
四、基因重组 1.概念(在此只考虑真核生物)
2.类型
3.结果:产生新的基因型。 4.意义 (1)是 生物变异 的来源之一。 (2)为 生物进化 提供材料。 (3)是形成 生物多样性 的重要原因之一。 【疑难点拨】 (1)精子与卵细胞随机结合属于基因重组吗?为什么? 提示:不属于。基因重组一般发生在精子和卵细胞的形成过程中。精子 与卵细胞的随机结合发生在受精作用时。 (2)基因重组产生新性状吗? 提示:基因重组只是“原有基因间的重新组合”,它没产生“新基因”, 只是产生了“新基因型”,其所产生的性状应称为“重组性状”而不是 “新性状”。