2.三种变异的区别与联系(表6-22-3)
表6-22-3
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基因重组 |
基因突变 |
染色体变异 |
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多倍体 |
单倍体 |
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变异实质 |
控制不同性状的基因重新组合,产生新的基因型 |
基因分子结构发生改变,产生新的基因 |
染色体组成倍增加,产生新的基因型 |
染色体组成倍减少,产生 新的基因型 |
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产生过程 |
减数分裂形成配子时,非 等位基因的自由组合,或 等位基因的互换 |
复制过程中,基因中脱氧核苷酸的增、减和改变 |
细胞分裂过程中,染色体复制后,不能形成两个子细胞 |
有性生殖过程中,配子不经受精作用而单独发育成个体 |
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特点 |
后代中重新产生的变异 类型有一定的比例规律 |
发生频率低,有害变异多,是变异的主要来源,进化的重要因素 |
器官大,养分多;成 熟迟,结实少 |
植株弱小,高度不育 |
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举例 |
黄圆与绿皱豌豆杂交,后代产生黄皱与绿圆个体 |
镰刀型细胞贫血症 |
普通小麦(六倍体) |
雄蜂、单倍体玉米 |
考题5-1 下述变异现象.属于不可遗传变异的是( )
A.夫妇双方色觉正常.他们所生的儿子是色盲
B.用甲状腺激素制剂喂蝌蚪,发育的青蛙比正常青蛙体型小得多
C.普通金鱼和透明金鱼交配,后代为五花鱼
D.神舟号飞船搭载的种子,返回地面播种后.植物所结果实与对照组相比硕大
考题5-2 (2。05,威海二模,2分)在自然条件下,硝化细菌产生可遗传变异的来源是( )
A.染色体变异 B基因重组 C.基因突变 D.环境条件的变化
考题5-1点拨:判断生物的变异是否可遗传的方法是看生物体的变异是否由遗传物质引起的。夫妇双方正常,而其儿子为.色盲,是 由于其妻子为色盲基因携带者,由于儿子体内具有色盲基因而引起的变异,故是可遗传的变异;普通金鱼与透明金鱼交配,后代为五花鱼,同样是由遗传物质的变化引起的;神舟号飞船搭载的种子,返回地面播种后,植物所结果实硕大,是基因突变的原因,是属于可遗传的变异;用甲状腺激素制剂饲喂蝌蚪,发育为小型青蛙,由于体内遗传物质并没有发生改变,故此变异为不可遗传的变异。答案:B。
考题5-2点拨:硝化细菌为原核生物,体细胞中不存在染色体,也不进行有性生殖,故其进行可遗传变异的方式,只有基因突变。答案:C。总结提示:对于高中生物知识体系中的各种概念区另lJ可列表记忆。
考点6生物的变异与育种(综合应用考点)
几种育种方法的比较(见表6-22 4):
表6-22 4
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方法 |
实 例 |
原理 |
特点 |
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利用植物激素 |
利用人工合成的一定浓度的生长素溶液处理没有授粉的番茄花蕾,获得无籽番茄 |
雌蕊授粉后,发育着的种子里合成了大量生长素,能促使子房发育成果实。在没有授粉的雌蕊柱头上涂上一定浓度的生长素,子房照常能发育成果实,因没有受精,所以果实里没有种子 |
果实的性状、果实细胞的基因型、染色体组数都与母本完全相同 |
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杂交 |
通过杂交使亲本的优良性状组合在一起 |
小麦高茎(易倒伏)、抗锈病的纯种与矮茎(抗倒伏)、易染锈病的纯种进行杂交,培育出矮茎、抗锈病的小麦品种 |
两对等位基因位于两对同源染色体上,遵循基因的自由组合定律,导致基因重组,子代出现亲本优良性状的组合,而产生符合要求的新类型 |
有目的地将不同亲本的优 |
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育种 |
通过杂交使亲本优良性状连锁在一起 |
大麦高茎(易倒伏)、抗锈病的纯种与矮茎(抗倒伏)、易染锈病的纯种杂交,培育矮茎、抗锈病的品种 |
两对等位基因位于一对同源染色体上,子一代形成配子时,由于染色体的交叉互换,基因随之互换,建立新的连锁,从而产生符合要求的新类型 |
良性状集中在一起 |
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杂 交 育 种 |
连续自交选择 |
小麦的抗病性状,多由显性基因控制,为获得稳定的抗病类型,需连续自交选择 |
显性性状的基因型有纯合子和杂合子,其中纯合子能稳定遗传,而杂合子的自交后代会出现性状分离。必须选出显性个体再进行自交选择 |
育种年限较长(自交选择5-6代) |
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人工诱变育种 |
青霉菌经x射线、紫外线照射以及综合处理,培育成青霉素产量很高的菌株 |
用物理、化学因素处理生物,使之发生基因突变 |
能提高变异的频率,后代变异性状能较快稳定,加速育种进程。能大幅度改良某些性状,但有利变异个体不多,须大量处理试验材料 |
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多倍体育种 |
三倍体无子西瓜的培育 |
用秋水仙素处理二倍体西瓜幼苗,使之 变为四倍体。然后用四倍体植株作母 本,二倍体植株作父本,进行杂交,结出 三倍体种子,三倍体种子长成三倍体植 株,由于在减数分裂过程中,染色体联 会紊乱,因而不能形成正常的生殖细 胞。这时,授给二倍体西瓜成熟的花 粉,刺激子房发育成果实(西瓜),因胚 珠未发育成种子,所以为无子西瓜 |
目前采用三倍体西瓜幼苗 组织培养的方法,扩大三 倍体西瓜的种植面积 |
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单倍体育种 |
抗病植株的育成 |
花药离体培养,使花粉粒直接发育成单倍体植株,再经人工诱导使染色体加倍 |
自交后代不发生性状分离,可缩短育种年限 |
考题6 分)某育种学家在农田中发现一株大穗不抗病的小麦(控制麦穗大与小的基因分别用D、d表示,控 制不抗病与抗病的基因分别用T、t表示)自花授粉后获得160粒种子,这些种子发育成的小麦中有30株为大穗抗病,有X(X≠O)株为小穗抗病,其余都不抗病。分析回答下列问题:
(1)30株大穗抗病小麦的基因型为 ,其中从理论上推测能稳定遗传的约为 株。
(2)将选出的大穗抗病小麦种子晒干后放在容器内,采用什么措施可延长贮存期: (答案不得少于三种措施,否则不得分)。
(3)上述育种方法是 ,利用该株大穗不抗病小麦选育能稳定遗传的大穗抗病小麦还可以采用的育种方法是 , 具体措施是:a. ; b. ; C. 。
(4)采用 方法可以鉴定出抗病植株。
考点5涉及本节知识的几组概念区别(拓展考点)
1.可遗传的变异与不可遗传的变异比较(表6-22-2)
表6-22 2
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可遗传的变异 |
不可遗传的变异 |
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遗传物质是否变化 |
谴传物质发生改变 |
遗传物质不发生改变 |
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遗传情况 |
变异性状能在后代中重新出现 |
变异性状仅限于当代表现 |
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鉴别方法及表现 |
变异类型在后代产生一定数量的表现,或遗传物质表现可见的数目或结构的变化。与原来类型在同一环境中仍表现性状差异 |
将变异类型的后代与原来未发生变异的类型个体生活在同一环境条件下不表现性状上的差异 |
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应用价值 |
是育种的原始材料,生物进化的主要原因,能从中选育出符合人类需要的新类型或新品种 |
无育种价值,但在生产上可应用优良环境条件以影响性状的表现获取高产优质产品 |
4.单倍体与多倍体的比较,见表6 22-1:
表6-22-1
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单倍体 |
多倍体 |
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概念 |
体细胞中含有本物种配子染色体数的个体 |
由受精卵发育而来的个体,体细胞中含3个或3个以上染色体组 |
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自然形 成原因 |
由配子直接发育成单倍体 |
由于自然条件剧烈变化的影响,有丝分裂过程受到阻碍,于是 细胞核内染色体加倍。通过减数分裂形成染色体数目也相应加倍的生殖细胞,再经受精作用形成合子而发育成多倍体 |
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人工诱导方法 |
花药离体培养 |
用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗 |
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植株 特点 |
植株弱小、高度不育 |
茎秆粗壮,叶片、果实和种子都比较大,糖类和蛋白质等营养成 分的含量都有增加,但发育延迟。结实率降低 |
考题4-1 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.三倍体 B.二倍体 C.四倍体 D.六倍体
考题4-2 图6-22-6为普通小麦起源的示意图,请据图回答:
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(1)图中ABD表示( )
A.基因 B.基因型 C.染色体 D.染色体组
(2)将普通小麦与两粒小麦杂交所得的杂种,在进行减数分裂时,在显微镜下可观察到多少个四分体( )
A.28 B.21 C.14 D.7
(3)普通小麦是可育的,而三倍体无子西瓜(其基因型为AAa)是不可育的.为使三倍体无子西瓜可育,所需的操作及产生配子的基因型的比例分别为( )
A.秋水仙素处理,1:3:1
B.授以普通西瓜花粉,1:4:1
C.秋水仙素处理,1:2:1
D.用适宜浓度生长素处理。l:4:1
考题4-1点拨:本题主要考查同学们对染色体组、单倍体、多倍体等基本概念的理解以及细胞中染色体组数的判定方法。用花药离体培养得到单倍体,单倍体细胞含有本物种配子染色体数目。根据题意,马铃薯单倍体植株进行减数分裂时,染色体两两配对,说明单倍体细胞中含有两个染色体组,由此推知产生花药的马铃薯的体细胞中含有4个染色体组。答案:C。
考题4-2点拨:联系染色体组、多倍体、减数分裂和无籽果实的形成等内容分析,A、B、D表示的是染色体组,不是基因型或基因。只有同源染色体才能联会配对,减数分裂时染色体组AA配对,BB配对,各有7个四分体。三倍体无子西瓜(AAa)不可育,只有经过染色体加倍才具有可育性,加倍后基因型变为AAAAaa(六倍体),只要基因所在的6条同源染色体中的任两条分别移向细胞的两极,就能产生基因平衡的配子。由于生成配子组合有
三种,其比例为1:3:1。答案:(1)D (2)C (3)A
总结提示:染色体组的定义是指细胞中的一组非同源染色体,它们在形态和功能上各不相同,但是携带着控制一种生物生长发育、遗传和变异的伞部信息。染色体组有几组,就可称几倍体,但不包括配子直接发育成的个体,由配子发育成的生物个体叫单倍体。