内容正文:
第2讲 染色体变异和生物育种
一、染色体结构变异
二、染色体数目变异
三、低温诱导植物染色体数目的变化(实验)
四、基因工程及其应用
1.基因工程的概念
别称
基因拼接技术或DNA重组技术
操作环境
生物体外
操作对象
DNA分子
操作水平
分子水平
意义
定向改造生物的遗传性状
2.基本工具
基因的“剪刀”
指限制性核酸内切酶,一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列,并在特定切点上切割DNA分子
基因的“针线”
指DNA连接酶,其作用是连接脱氧核糖与磷酸交替连接而构成的DNA骨架上的切口
基因的运载体
指将外源基因导入受体细胞的运输工具,常用质粒、噬菌体和动植物病毒等
3.基本步骤
提取目的基因→目的基因与运载体结合→将目的基因导入受体细胞→目的基因的检测与鉴定。
4.应用:作物育种、畜牧养殖、药物研制、环境保护。
五、生物育种的原理、方法和实例
反思·小结
一、易错微点判断
1.猫叫综合征的病因是人类第五号染色体短臂上的部分片段丢失所致,这种变异属于缺失(√)
(2022·浙江选考)
2.每个染色体组中各染色体DNA的碱基序列不同(2020·全国卷Ⅱ)(√)
3.只有生殖细胞中的染色体数目或结构的变化才属于染色体变异(×)
4.体细胞中含有两个染色体组的个体就是二倍体(×)
5.通过孕妇产前筛查,可降低21三体综合征的发病率(2020·江苏卷)(√)
6.染色体组整倍性变化必然导致基因种类的增加(×)
二、核心语句必背
1.染色体结构变异包括缺失、重复、倒位和易位;染色体数目变异包括个别染色体数目的增加或减少和以染色体组的形式成倍地增加或减少。
2.在形态和功能上各不相同,共同控制生物的生长、发育、遗传和变异的一组非同源染色体称为一个染色体组。
3.由受精卵发育来的个体,细胞中含有几个染色体组,就叫几倍体;由配子发育来的个体,不管含有几个染色体组,都只能叫单倍体。
4.花药离体培养的原理是植物细胞具有全能性;低温和秋水仙素诱导多倍体的原理是抑制有丝分裂前期纺锤体的形成。
5.秋水仙素在多倍体育种时处理萌发的种子或幼苗,在单倍体育种时处理单倍体植株的幼苗。
6.杂交育种能将两个或多个优良性状集中到同一生物个体上;但耗时较长。
7.诱变育种具有多害少利性;能产生新基因,创造生物新类型。
突破点一 染色体变异
试考题·查欠缺
1.(2021·浙江1月选考)野生果蝇的复眼由正常眼变成棒眼和超棒眼,是由于某个染色体中发生了如下图所示变化,a、b、c表示该染色体中的不同片段。棒眼和超棒眼的变异类型属于染色体畸变(变异)中的( )
A.缺失 B.重复 C.易位 D.倒位
解析:选B 由题图可知,与正常眼相比,棒眼和超棒眼的染色体中b片段重复,因此该变异属于染色体畸变(变异)中的重复。
2.(2022·湖南高考)大鼠控制黑眼/红眼的基因和控制黑毛/白化的基因位于同一条染色体上。某个体测交后代表现型及比例为黑眼黑毛∶黑眼白化∶红眼黑毛∶红眼白化=1∶1∶1∶1。该个体最可能发生了下列哪种染色体结构变异( )
解析:选C 分析题意可知:大鼠控制黑眼/红眼的基因和控制黑毛/白化的基因位于同一条染色体上,两对等位基因为连锁关系,正常情况下,测交结果只能出现两种表现型,但题干中某个体测交后代表现型及比例为黑眼黑毛∶黑眼白化∶红眼黑毛∶红眼白化=1∶1∶1∶1,类似于基因自由组合定律的结果,推测该个体可产生四种数目相等的配子,且控制两对性状的基因遵循自由组合定律,即两对等位基因被易位到两条非同源染色体上,C正确。
强知能·补欠缺
1.染色体组数的判断
(1)根据染色体形态判断:染色体组数=细胞中任意一种相同的染色体的条数。例如:图1中染色体的形态、大小各不相同,所以有1个染色体组,图2中彼此相同的(比如点状的)有3条,故有3个染色体组。同理,图3中有1个染色体组,图4中有2个染色体组。
(2)根据基因型判断:染色体组数=基因型中等位基因个数。例如:图甲所示基因型为ABC,所以有1个染色体组。图乙所示基因型为AAa,A(a)基因有3个,即含有3个染色体组。同理,图丙中有2个染色体组,图丁中有3个染色体组。
(3)根据染色体数和染色体形态数来推算:染色体组的数目=染色体数/染色体形态数。
2.染色体结构变异与基因突变的区别
3.易位与交叉互换的区别
项目
染色体易位
交叉互换
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
4.准确理解有关变异的两个关键点
(1)关于“缺失或增添”:DNA分子上若干基因的缺失或重复(增添),导致基因数目的改变属于染色体结