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第14講 生物變異的來(lái)源及變異 在育種上的應(yīng)用,[考試標(biāo)準(zhǔn)],1.生物變異的來(lái)源：(1)基因重組(a)；(2)基因突變(b)；(3)染色體畸變(a)；(4)染色體組(a)；(5)二倍體、多倍體和單倍體(a)。2.生物變異在生產(chǎn)上的應(yīng)用：(1)雜交育種、誘變育種、單倍體育種和多倍體育種(a)；(2)雜交育種和誘變育種在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用(b)；(3)轉(zhuǎn)基因技術(shù)(a)；(4)生物變異在生產(chǎn)上的應(yīng)用；(5)轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品的安全性。,考點(diǎn)一 基因突變和基因重組(a、b/a、b),[知識(shí)梳理],1.變異的類型,(1)不遺傳的變異： 引起的變異，遺傳物質(zhì)沒(méi)有改變，不能進(jìn)一步遺傳給后代。 (2)可遺傳的變異： 所引起的變異。 (3)可遺傳的變異來(lái)源： 、 、 。,環(huán)境因素,遺傳物質(zhì)改變,基因突變,基因重組,染色體畸變,2.基因重組(a/a),(1)含義：具有不同遺傳性狀的雌、雄個(gè)體進(jìn)行 時(shí)，控制不同性狀的基因 ，導(dǎo)致后代 的現(xiàn)象或過(guò)程。 (2)發(fā)生時(shí)期和原因,,,有性生殖,重新組合,不同于親本類型,后期,非等位基因,四分體時(shí)期,等位基因,3.基因突變(b/b),(3)意義：基因重組的結(jié)果導(dǎo)致 ，為動(dòng)植物 和生物 提供豐富的物質(zhì)基礎(chǔ)。 (1)概念：由于基因內(nèi)部核酸分子上的特定核苷酸序列發(fā)生改變的現(xiàn)象或過(guò)程。 DNA分子上堿基對(duì)的 、 或 引起基因結(jié)構(gòu)的改變。 (2)意義：生物變異的 ，對(duì)生物進(jìn)化和選育新品種具有非常重要的意義。,生物性狀的多樣性,育種,進(jìn)化,缺失,增加,替換,根本來(lái)源,生化突變,誘發(fā)突變,(5)誘發(fā)因素： 因素(如各種射線)、 因素(如亞硝酸鹽等)、 因素(如麻疹病毒等)。,普遍,多方向,稀有,可逆,有害,物理,化學(xué),生物,mRNA,蛋白質(zhì),遺傳性狀,替換,(1)自然條件下基因重組發(fā)生的時(shí)間是MⅠ后期和四分體時(shí)期，而不是受精作用發(fā)生時(shí)。 (2)自然條件下基因重組只發(fā)生在真核生物中，病毒和原核生物中不發(fā)生基因重組。 (3)在沒(méi)有誘發(fā)因素的作用下，基因突變也會(huì)自發(fā)產(chǎn)生，其自發(fā)突變率很低。 (4)基因突變是DNA分子水平上基因內(nèi)部堿基對(duì)種類和數(shù)目的改變，基因的數(shù)目和位置并未改變。,(5)基因突變一定會(huì)導(dǎo)致基因結(jié)構(gòu)的改變，但卻不一定引起生物性狀的改變。 (6)生殖細(xì)胞的突變率一般比體細(xì)胞的突變率高，這是因?yàn)樯臣?xì)胞在減數(shù)分裂時(shí)對(duì)外界環(huán)境變化更加敏感。 (7)基因突變的有害性是相對(duì)的，這取決于生物生存的環(huán)境條件，如昆蟲(chóng)基因突變產(chǎn)生的殘翅性狀，若在陸地上，則為不利變異，而在多風(fēng)的島嶼上，反而對(duì)生存有利。,1.基因重組可以發(fā)生在( ),①細(xì)胞有絲分裂后期 ②四分體時(shí)期 ③減數(shù)第一次分裂后期 ④細(xì)胞分裂間期 A.①③ B.①②③④ C.②③ D.②③④ 解析 基因重組包括四分體時(shí)期發(fā)生的交叉互換及減Ⅰ后期發(fā)生的非等位基因的自由組合，故選C。 答案 C,[對(duì)點(diǎn)小練],2.(2015浙江杭州檢測(cè))下面有關(guān)基因重組的說(shuō)法不正確的是( ),A.基因重組發(fā)生在減數(shù)分裂過(guò)程中 B.基因重組產(chǎn)生原來(lái)沒(méi)有的新基因 C.基因重組是生物變異的重要來(lái)源 D.基因重組能產(chǎn)生原來(lái)沒(méi)有的重組性狀 解析 基因重組只會(huì)產(chǎn)生新的基因型，不會(huì)產(chǎn)生新基因。 答案 B,3.(2015浙江寧波檢測(cè))洋蔥根尖分生區(qū)細(xì)胞中由一個(gè)著絲粒相連的兩條染色單體所攜帶的基因不完全相同，其原因是( ),A.復(fù)制出現(xiàn)差錯(cuò) B.發(fā)生過(guò)交叉互換 C.同源染色體相互配對(duì)發(fā)生紊亂 D.發(fā)生了自由組合 解析 洋蔥根尖分生區(qū)細(xì)胞只能進(jìn)行有絲分裂，不進(jìn)行減數(shù)分裂，故不發(fā)生B、C、D狀況，姐妹染色單體上基因不同的原因應(yīng)為DNA復(fù)制發(fā)生差錯(cuò)。 答案 A,4.(2016金麗衢十二校聯(lián)考)有科學(xué)家在人類遺傳學(xué)的會(huì)議上提出，雖然同卵雙胞胎可能共享他們?nèi)康腄NA，但他們的基因也不完全一樣。下列與同卵雙胞胎基因差異相關(guān)的分析中，合理的是( ),A.母親形成次級(jí)卵母細(xì)胞時(shí)，非同源染色體發(fā)生自由組合 B.該雙胞胎是由兩個(gè)卵細(xì)胞分別與精子受精形成的受精卵發(fā)育而來(lái)的 C.個(gè)體發(fā)育的有絲分裂過(guò)程中，間期染色體上某一基因發(fā)生基因突變 D.父親的精原細(xì)胞在產(chǎn)生精細(xì)胞過(guò)程中，同源染色體的非姐妹染色單體發(fā)生交換 解析 同卵雙胞胎所含遺傳物質(zhì)理應(yīng)相同，但在個(gè)體發(fā)育的有絲分裂中可發(fā)生基因突變，從而產(chǎn)生新基因。,C,5.(2016浙江金麗衢聯(lián)考)人類鐮刀形細(xì)胞貧血癥的病因如圖。下列敘述正確的是( ),A.①過(guò)程需要DNA聚合酶的參與 B.②過(guò)程一般在血漿中進(jìn)行 C.與③對(duì)應(yīng)的tRNA由3個(gè)堿基組成 D.該基因的非模板鏈為圖中GTA所在的鏈,解析 ①為轉(zhuǎn)錄過(guò)程，需要RNA聚合酶，A錯(cuò)誤；②為翻譯過(guò)程，在細(xì)胞的核糖體進(jìn)行，B錯(cuò)誤；③為mRNA上的密碼子GUA，tRNA由核糖核苷酸構(gòu)成，包括核糖、磷酸、堿基，C錯(cuò)誤；此過(guò)程以CAT所在的鏈為模板鏈合成mRNA，GTA所在的鏈為非模板鏈，D正確。 答案 D,考點(diǎn)二 染色體畸變(a/a),[知識(shí)梳理],1.染色體結(jié)構(gòu)變異(a/a),(1)概念：是指染色體發(fā)生斷裂后，在斷裂處發(fā)生 而導(dǎo)致染色體結(jié)構(gòu)不正常的變異。,錯(cuò)誤連接,(2)類型(連一連),,,,,,,,,,,,,2.染色體數(shù)目變異(a/a),(1)含義：生物細(xì)胞中 的增加或減少。 (2)類型 ①整倍體變異：體細(xì)胞的染色體數(shù)目以 的形式成倍增加或減少。 ②非整倍體變異：體細(xì)胞中 的增加或減少。,染色體數(shù)目,染色體組,個(gè)別染色體,3.單倍體、二倍體和多倍體,(1)染色體組：一般將二倍體生物 中的全部染色體稱為一個(gè)染色體組，其中包含了該種生物生長(zhǎng)發(fā)育的 。 (2)單倍體：體細(xì)胞中含有 染色體數(shù)目的個(gè)體。 (3)二倍體：由 發(fā)育而來(lái)，體細(xì)胞中含有兩個(gè)染色體組的個(gè)體。 (4)多倍體：由受精卵發(fā)育而來(lái)，體細(xì)胞中含有 染色體組的個(gè)體。,一個(gè)配子,一整套遺傳物質(zhì),本物種配子,受精卵,三個(gè)或三個(gè)以上,[特別提醒] (1)界定“交叉互換”型基因重組與易位 與同源染色體交叉互換不同，“易位”發(fā)生于非同源染色體之間。 (2)單倍體≠一倍體 ①單倍體是由配子發(fā)育形成的個(gè)體，可能含有多個(gè)染色體組。 ②一倍體只含有一個(gè)染色體組，一定屬于單倍體。,(3)巧判二倍體、多倍體與單倍體,1.下列情況中與染色體變異無(wú)關(guān)的是( ),A.第5號(hào)染色體短臂缺失引起的遺傳病 B.第21號(hào)染色體多一條的唐氏綜合癥 C.同源染色體之間交換了對(duì)應(yīng)部分的結(jié)構(gòu) D.用花藥培養(yǎng)出了單倍體植株 解析 同源染色體之間交換了對(duì)應(yīng)部分的結(jié)構(gòu)應(yīng)屬交叉互換，它可引發(fā)基因重組，與染色體變異無(wú)關(guān)。 答案 C,[對(duì)點(diǎn)小練],2.下圖是某染色體結(jié)構(gòu)變異示意圖，圖中“1～7”表示染色體片段，“●”表示著絲粒，則該變異類型為( ),A.易位 B.缺失 C.倒位 D.重復(fù) 解析 圖示信息表明，與變異前相比該異常染色體多了“2、3”片段，應(yīng)屬染色體結(jié)構(gòu)變異中的“重復(fù)”。 答案 D,3.(2016浙江金麗衢十二校聯(lián)考)圖中顯示了染色體及其部分基因，對(duì)①和②過(guò)程最恰當(dāng)?shù)谋硎龇謩e是( ),A.交換、缺失 B.倒位、缺失 C.倒位、易位 D.交換、易位 解析 ①過(guò)程中F與m位置相反，表示是染色體的倒位，②過(guò)程只有F，沒(méi)有m，但多出了一段原來(lái)沒(méi)有過(guò)的染色體片段，表示是染色體的易位，故C正確。 答案 C,4.(2015浙江余姚質(zhì)檢)關(guān)于單倍體、二倍體、三倍體和八倍體的敘述，正確的是( ),A.體細(xì)胞中只有一個(gè)染色體組的個(gè)體才是單倍體 B.體細(xì)胞中含有兩個(gè)染色體組的個(gè)體一定是二倍體 C.六倍體小麥花藥離體培養(yǎng)所得個(gè)體是三倍體 D.八倍體小黑麥的單倍體有四個(gè)染色體組 解析 只要由單方配子發(fā)育而成，無(wú)論其含有幾個(gè)染色體組，均應(yīng)屬于單倍體；體細(xì)胞中含有兩個(gè)染色體組的個(gè)體若由受精卵發(fā)育而來(lái)，應(yīng)為二倍體，若由配子發(fā)育而來(lái)則應(yīng)屬于單倍體；六倍體小麥花藥離體培養(yǎng)所得個(gè)體是單倍體。 答案 D,5.(2016紹興模擬)觀察如圖的a～h所示的細(xì)胞圖，關(guān)于它們所含的染色體組數(shù)的敘述，正確的是( ),A.細(xì)胞中含有一個(gè)染色體組的是h圖 B.細(xì)胞中含有二個(gè)染色體組的是c、d、f圖 C.細(xì)胞中含有三個(gè)染色體組的是a、b圖 D.細(xì)胞中含有四個(gè)染色體組的是e圖,解析 細(xì)胞中含有一個(gè)染色體組的是d、g圖，A錯(cuò)誤；細(xì)胞中含有二個(gè)染色體組的是c圖，B錯(cuò)誤；細(xì)胞中含有三個(gè)染色體組的是a、b圖，C正確；細(xì)胞中含有四個(gè)染色體組的是e、f圖，D錯(cuò)誤。 答案 C,考點(diǎn)三 生物變異在生產(chǎn)上的應(yīng)用,[知識(shí)梳理],1.雜交育種(a/a),(1)含義：有目的地將兩個(gè)或多個(gè)品種的優(yōu)良性狀組合在一起，培育出更優(yōu)良的新品種的方法。一般可以通過(guò) 、選擇、 等手段培養(yǎng)出新品種。 (2)育種原理： 。 (3)方法：雜交→ →選種→ 。,雜交,純合化,基因重組,自交,自交,2.誘變育種(a/a),(1)含義：利用 因素或 因素誘導(dǎo)生物發(fā)生變異，并從變異后代中選育新品種的過(guò)程。 (2)育種原理： 。 (3)方法： 誘變、 誘變。,物理,化學(xué),基因突變和染色體畸變,輻射,化學(xué),突變頻率,較短時(shí)間,抗逆性,3.單倍體育種(a/a),(1)含義：利用 作為中間環(huán)節(jié)產(chǎn)生具有優(yōu)良性狀的 的育種方法。 (2)原理： 。 (4)單倍體育種程序 獲得雜種F1 ↓ F1花藥離體培養(yǎng)形成 ，并誘導(dǎo)其分化成幼苗 ↓ 用 處理幼苗，獲得 植株,單倍體,可育純合子,染色體數(shù)目變異,縮短育種年限,顯隱性,常規(guī)方法,愈傷組織,秋水仙素,可育的純合,4.多倍體育種(a/a),(1)方法：用 處理 的種子、幼苗等，使染色體 。 (2)誘導(dǎo)劑作用機(jī)理：抑制細(xì)胞分裂時(shí) 的形成，因此染色體雖已復(fù)制，但不能分離，最終導(dǎo)致 。 (3)實(shí)例：三倍體無(wú)籽西瓜的培育,秋水仙素,萌發(fā),加倍,紡錘體,染色體數(shù)目加倍,秋水仙素,四倍體,三倍體,染色體配對(duì)紊亂,5.轉(zhuǎn)基因技術(shù),(1)概念：指利用分子生物學(xué)和基因工程的手段，將某種生物的 轉(zhuǎn)移到其他生物物種中，使其出現(xiàn)原物種不具有的 的技術(shù)。 (2)原理： 。 (3)過(guò)程 用人工方法將 導(dǎo)入受體細(xì)胞 ↓ 目的基因整合到受體細(xì)胞的染色體上 ↓ 在受體細(xì)胞內(nèi)得以表達(dá)，并能穩(wěn)定遺傳 (4)特點(diǎn)： 改變生物性狀。,基因（外源基因）,新性狀,基因重組,目的基因,目的基因,定向,(1)雜交育種不一定需要連續(xù)自交。若選育顯性優(yōu)良純種，則需要連續(xù)自交篩選直至性狀不再發(fā)生分離；若選育隱性優(yōu)良純種，則只要在子二代出現(xiàn)該性狀個(gè)體即可。 (2)誘變育種與雜交育種相比，前者能產(chǎn)生前所未有的新基因，創(chuàng)造變異新類型；后者不能產(chǎn)生新基因，只是實(shí)現(xiàn)原有基因的重新組合。,(3)針對(duì)不同育種目標(biāo)如何選擇育種方案,1.將抗蟲(chóng)基因?qū)胗衩椎捏w細(xì)胞中，培育成抗蟲(chóng)玉米新品種，該育種方法屬于( ),A.單倍體育種 B.轉(zhuǎn)基因育種 C.雜交育種 D.多倍體育種 解析 利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)培育新品種的育種方法應(yīng)屬于轉(zhuǎn)基因育種。 答案 B,[對(duì)點(diǎn)小練],2.(2016紹興一中模擬)秋水仙素和低溫都能誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍，其原理分別是( ),A.都能抑制紡錘體的形成 B.抑制紡錘體的形成、抑制姐妹染色單體的分離 C.都能抑制核糖體的形成 D.都能抑制中心體的形成 解析 秋水仙素誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍的原理是：秋水仙素能抑制紡錘體的形成，使子染色體不能移向細(xì)胞兩極，從而引起細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目加倍。低溫能誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍的原理是：低溫能抑制紡錘體的形成，使子染色體不能移向細(xì)胞兩極，從而引起細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目加倍。因此，秋水仙素和低溫都能誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍的原理相同，都是抑制紡錘體的形成。,A,3.下列關(guān)于培育生物新品種的敘述，正確的是( ),A.誘變育種獲得的新品種都能穩(wěn)定遺傳 B.單倍體育種是為了獲得單倍體新品種 C.多倍體育種得到的新品種果實(shí)較小 D.雜交育種可獲得集中雙親優(yōu)良性狀的新品種 解析 誘變育種獲得的新品種不一定都是純合子，故誘變育種獲得的新品種不一定都能穩(wěn)定遺傳；進(jìn)行單倍體育種是為了快速獲得新品種。 答案 D,4.(2016溫州十校聯(lián)考)下列實(shí)踐活動(dòng)包含轉(zhuǎn)基因技術(shù)的是( ),A.水稻F1花藥經(jīng)培養(yǎng)和秋水仙素處理，獲得基因型純合新品種 B.抗蟲(chóng)小麥與矮稈小麥雜交，獲得抗蟲(chóng)矮稈小麥 C.將含抗病基因的重組DNA導(dǎo)入玉米細(xì)胞，經(jīng)組織培養(yǎng)獲得抗病植株 D.用射線照射大豆，獲得種子性狀發(fā)生變異的大豆,解析 水稻F1花藥經(jīng)培養(yǎng)和染色體加倍，獲得基因型純合新品種，這采用了單倍體育種的方法，并沒(méi)有采用基因工程技術(shù)，A錯(cuò)誤；抗蟲(chóng)小麥與矮稈小麥雜交，獲得抗蟲(chóng)矮稈小麥，這采用了雜交育種的方法，并沒(méi)有采用基因工程技術(shù)，B錯(cuò)誤；將含抗病基因的重組DNA導(dǎo)入玉米細(xì)胞，經(jīng)組織培養(yǎng)獲得抗病植株，這采用了基因工程技術(shù)，C正確；用射線照射大豆使其基因結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，獲得種子性狀發(fā)生變異的大豆，這采用了可誘變育種的方法，并沒(méi)有采用基因工程技術(shù)，D錯(cuò)誤。 答案 C,1.基因重組是通過(guò)有性生殖過(guò)程實(shí)現(xiàn)的，其結(jié)果是導(dǎo)致生物性狀的多樣性，為動(dòng)植物育種和生物進(jìn)化提供豐富的物質(zhì)基礎(chǔ)。 2.基因突變是指由于基因內(nèi)部核酸分子上的特定核苷酸序列發(fā)生改變的現(xiàn)象或過(guò)程。 3.DNA分子上堿基對(duì)的缺失、增加或替換都可以引起核苷酸序列的變化，因而引起基因結(jié)構(gòu)的改變。 4.基因突變是生物變異的根本來(lái)源，對(duì)生物進(jìn)化和選育新品種具有非常重要的意義。 5.基因突變的特點(diǎn)：①普遍性；②多方向性；③稀有性；④可逆性；⑤有害性。,6.染色體畸變是指生物細(xì)胞中染色體在數(shù)目和結(jié)構(gòu)上發(fā)生的變化。 7.染色體結(jié)構(gòu)變異是指染色體發(fā)生斷裂后，在斷裂處發(fā)生錯(cuò)誤連接而導(dǎo)致染色體結(jié)構(gòu)不正常的變異，包括缺失、重復(fù)、倒位、易位。 8.染色體結(jié)構(gòu)變異會(huì)使位于染色體上的基因的數(shù)目和排列順序發(fā)生改變。 9.染色體數(shù)目變異是指生物細(xì)胞中染色體數(shù)目的增加或減少，可分為整倍體變異和非整倍體變異。,10.一般將二倍體生物一個(gè)配子中的全部染色體稱為染色體組，其中包含了該種生物的一整套遺傳物質(zhì)，這組染色體的形態(tài)結(jié)構(gòu)、功能各不相同，但卻攜帶著能控制該生物生長(zhǎng)發(fā)育的全部遺傳信息。 11.雜交育種、誘變育種的原理分別是基因重組和基因突變，單倍體育種、多倍體育種的原理均是染色體畸變。 12.轉(zhuǎn)基因技術(shù)是指利用分子生物學(xué)和基因工程的手段，將某種生物的基因轉(zhuǎn)移到其他生物物種中，使其出現(xiàn)原物種不具有的新性狀的技術(shù)。,