内容正文:
第21讲 染色体变异与生物育种
【课标要求】举例说明染色体结构和数量的变异都可能导致生物性状的改变甚至死亡。
考点1 染色体变异
梳理必备知识
1.染色体数目变异
(1)类型
(2)染色体组(根据果蝇染色体组成图归纳)
①从染色体来源看,一个染色体组中不含同源染色体。
②从形态、大小和功能看,一个染色体组中所含的染色体各不相同。
③从所含的基因看,一个染色体组中含有控制本物种生物性状的一整套基因,但不重复。
(3)单倍体、二倍体和多倍体
单倍体
二倍体
多倍体
概念
体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体
由受精卵发育而成、体细胞中含有两个染色体组的个体
由受精卵发育而成、体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体
染色
体组
一至多个
两个
三个或三个以上
发育
起点
配子
受精卵
受精卵
(4)单倍体、多倍体植株特点及育种
比较项目
多倍体
单倍体
特点
果实、种子较大,营养物质含量丰富,生长发育延迟,结实率低
植株弱小,高度不育
育种方法
秋水仙素处理萌发的种子或幼苗
花药离体培养→人工诱导染色体加倍
举例
香蕉(三倍体)、马铃薯(四倍体)、八倍体小黑麦
蜜蜂的雄蜂
育种方
法优点
培育品质优良的作物
明显缩短育种年限
2.染色体结构变异
(1)类型和实例
类型
实质
图解
实例
缺失
染色体中某一片段缺失引起变异
猫叫综合征、果蝇的缺刻翅
重复
染色体中增加某一片段引起变异
果蝇的棒状眼
易位
染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上引起变异
果蝇的花斑眼
续表
类型
实质
图解
实例
倒位
染色体中某一片段位置颠倒引起变异
果蝇的卷翅
(2)结果:使排列在染色体上的基因的数目或排列顺序发生改变,从而导致性状的变异。
(3)影响:大多数染色体结构变异对生物体是不利的,有的甚至会导致死亡。
【易错辨析】
1.染色体变异可以在显微镜下观察到。(√)
2.染色体片段的缺失必然导致基因种类的减少。(×)
提示:染色体某些片段上不含有基因,故缺失不一定会导致基因种类减少。
3.染色体结构变异一定引起染色体中基因的增加或减少。(×)
提示:染色体结构变异不一定引起染色体中基因的增加或减少,如易位和倒位不改变基因数目,只改变基因的排列顺序。
4.染色体结构变异能改变细胞中基因数量,染色体数目变异不改变细胞中的基因数量。(×)
提示:染色体结构变异能改变染色体上的基因数量或排列顺序,染色体数目变异会改变细胞中基因的数量。
提升关键能力
1.判定染色体组的方法
(1)根据染色体形态判定
细胞内形态相同的染色体有几条,则含有几个染色体组。
(2)根据基因型判定
在细胞或生物体的基因型中,控制同一性状的基因(包括同一字母的大、小写)出现几次,则含有几个染色体组。
如果某一细胞中的染色体存在染色单体,不能根据控制同一性状的基因的数目判断染色体组的数目。
(3)根据染色体数和染色体的形态数推算
染色体组数=染色体数/染色体形态数。如果蝇体细胞中有8条染色体,分为4种形态,则染色体组的数目为2。
2.三种可遗传变异的辨析
(1)染色体结构变异与基因突变的区别
(2)易位与互换的区别
项目
染色体易位
互换
图解
区别
位置
发生于非同源染色体之间
发生于同源染色体的非姐妹染色单体之间
原理
染色体结构变异
基因重组
观察
可在显微镜下观察到
在光学显微镜下观察不到
(3)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。
【新情境·应用】 生物的某些变异可通过细胞分裂某一时期染色体的行为来识别。甲、乙两模式图分别表示细胞减数分裂过程中出现的“环形圈”“十字形结构”现象,图中字母表示染色体上的基因。丙图是细胞分裂过程中染色体在某一时期所呈现的形态。下列有关叙述正确的是( )
A.甲、乙两图所示变异类型分别属于染色体结构变异、基因重组
B.甲图是由于个别碱基的增添或缺失,导致染色体上基因数目改变的结果
C.乙图是四分体时期同源染色体非姐妹染色单体之间发生互换的结果
D.甲、乙、丙三图均发生在减数分裂过程中
解析:选D。甲是染色体结构变异中的缺失或重复,乙是染色体结构变异中的易位,都属于染色体结构变异,A错误;个别碱基的增添或缺失属于基因突变,甲图中部分基因发生了增添或缺失,导致染色体上基因数目改变,B错误;四分体时期同源染色体非姐妹染色单体之间发生互换属于基因重组,而乙图表示染色体易位现象,C错误;甲和乙都发生染色体联会现