第23講生物的變異

I---目標(biāo)要求+考情分析+網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建

目錄|r考點一基因突變

------------------考點精講+考點二叁因重組必備知識梳理+必考考向歸納+真即感悟

L考點三染色體變異

1.基因突變的特征和原因。

2.基因重組及其意義。

3.染色體結(jié)構(gòu)變異和數(shù)目變異。

4.實驗：低溫誘導(dǎo)染色體加倍。

考點要求考題統(tǒng)計考情分析

基因突變2023,湖南（選擇）

2023,全國（1）,填空本專題知識難度較低、基礎(chǔ)性強?？疾閷W(xué)生對

2022,福建，重慶，山東細胞整體性的認識，或結(jié)合一些情景信息或表

2022,天津，填空格信息設(shè)置題目，考查學(xué)生的應(yīng)變能力、獲取

信息和綜合分析能力。

染色體變異2023,浙江，湖北，選擇

2022,河北，填空

2022,北京，湖南浙江，（選擇）

基因重組2022,福建

考點一基因突變

?夯基?必備基礎(chǔ)知識梳理

—.生物的變異

生物的變異：是指親、子代間或子代之間存在性狀差異的現(xiàn)象。

不可★傳

I不傳遺傳給后代的變異

I「基因突變（所有生物）

|匿可■傳卜基因,組（林分裂）.D序N列A改Bt交X

｝染色體變異（光傳下可見）.

?襲觀遺傳一DNA（基因）it基序列不變

1.方法技巧：可遺傳變異與不可遺傳變異的判斷思路:

思路：變異個體自交或與其他個體雜交

若此變異不再出現(xiàn)，為不可遺傳變異；

若此變異再次出現(xiàn)，為可遺傳變異

2.易錯分析

①“環(huán)境條件改變引起的變異”一定就是“不可遺傳的變異”嗎？

不一定（填“一定”或“不一定”）。

②基因突變在DNA分子水平，無法用顯微鏡觀察，可以用DNA分子雜交檢測。亦可以用限制酶

酶檢測。

③可遺傳變異不一定（填“不一定”、“一定”）都能通過有性生殖遺傳。

分析：如基因突變發(fā)生在動物的體細胞，一般不能通過有性生殖遺傳給后代，而對于植物而言，可以通過

植物組織培養(yǎng)技術(shù)（無性生殖）遺傳給后代。

二.基因突變

1.實例：（1）鐮狀細胞貧血的發(fā)病原因

基因中發(fā)生了一

個堿基對的替換

根本%因

多肽鏈中一個

谷氨酸被繳氨

血紅蛋白部分...谷氨酸，酸替換

氨基酸序列

II直接陵因

血紅蛋白正常

[

圓餅狀易破裂，使人患

紅細胞溶血性貧血

教材拾遺

源于必修2P85“拓展應(yīng)用”：具有一個鐮狀細胞貧血突變基因的個體（即雜合子）并不表現(xiàn)鐮狀細胞貧血

的癥狀，因為該個體能同時合成正常和異常的血紅蛋白，并對瘧疾具有較強的抵抗力，鐮狀細胞貧血主要

流行于非洲的瘧疾高發(fā)地區(qū)。請根據(jù)這一事實探討突變基因?qū)Ξ?dāng)?shù)厝松娴挠绊憽?/p>

提示：鐮狀細胞貧血患者對瘧疾具有較強的抵抗力，這說明在易患瘧疾的地區(qū)，鐮狀細胞貧血突變基因

具有有利于當(dāng)?shù)厝松娴囊幻?。雖然該突變體的純合子對生存不利，但其雜合子卻有利于當(dāng)?shù)厝说纳妗?/p>

1.實例：（2）細胞的癌變：結(jié)腸癌發(fā)生的原因

原癌基因和抑癌基因發(fā)生了基因突變

一般來說，

這類基因一j

原癌基因表且突變或過;

達的融白質(zhì)

量表達而導(dǎo);

是細胞正常致相應(yīng)罐白!

的生長和增

庚活性過強:

殖所必第的

其表達的街至美拿百T

白質(zhì)能抑制

旦衰變而導(dǎo):

細胞^致相應(yīng)蛋白!

和增殖

質(zhì)活性減弱;

或者促進期

或失去活性；

■舄亡

2.基因突變的概念

DNA分子中堿基對發(fā)生堿基的一替換一、增添或缺失，而引起的基因堿基序列的改變。

教材隱性知識：下圖表示雙鏈DNA分子上的若干片段，請據(jù)圖判斷：

基因1非基因片段基因2

①DNA分子中發(fā)生堿基的替換、增添或缺失，而引起的DNA堿基序列的改變，叫作基因突變（X）

②基因突變改變了基因的數(shù)量和位置（X）

③基因突變的結(jié)果一定是產(chǎn)生等位基因（X）

④基因突變在光學(xué)顯微鏡下不可見（V）

（1）基因突變對蛋白質(zhì)的影響

增添大不影響插入位置前的序列，影響插入位置后的序列

缺失大不影響缺失位置前的序列，影響缺失位置后的序列

堿基對的替換、增添和缺失中，堿基對的替換造成的影響可能是最小的。

因為:

①堿基對的替換只改變的蛋白中的一個氨基酸；

②由于密碼子的簡并性，堿基對替換后并沒有改變蛋白質(zhì)中的氨基酸。

③堿基對替換后，對應(yīng)的密碼子變?yōu)榻K止密碼，使肽鏈的合成提前終止。

④堿基對的增添或缺失，會影響蛋白質(zhì)中的多個氨基酸發(fā)生改變。

（2）基因突變一定導(dǎo)致基因結(jié)構(gòu)的改變；不一定導(dǎo)致生物性狀改變的原因：

①基因突變可能發(fā)生在基因的非編碼區(qū)或內(nèi)含子（真核）中。

②基因突變后形成的密碼子與原密碼子決定的是同一種氨基酸。（密碼子的簡并性）。

③基因突變?nèi)魹殡[性突變。如AA-Aa,不會導(dǎo)致性狀的改變。

④體細胞中某基因發(fā)生改變，生殖細胞中不一定出現(xiàn)該基因；

提升-必考考向歸納

節(jié)選（3）如果DNA分子發(fā)生突變，導(dǎo)致編碼正常血紅蛋白多肽鏈的mRNA序列中一個堿基被另一個堿基替

換，但未引起血紅蛋白中氨基酸序列的改變，其原因可能

是。

答案：密碼子具有簡并性

3.時間：主要發(fā)生在有絲分裂前的間期或減數(shù)第一次分裂前的間期

發(fā)生在

將遵循遺傳規(guī)律傳遞給后代

配子中

發(fā)生在體注依如:皮膚癌不可

般不比傳遺傳給后代

細胞中1a

有些植物（無性繁殖的生物）的體細胞發(fā)生了

基因突變，可以通過無性生殖遺傳。

由基因突變可聯(lián)系的知識①：聯(lián)系細胞分裂

聯(lián)系細胞分裂：在細胞分裂間期，DNA分子復(fù)制時，DNA分子雙鏈打開，脫氧核昔酸鏈極其不穩(wěn)定，容易

發(fā)生堿基對的變化。

4.誘發(fā)基因突變的外來因素（連線）

①物理因素a亞硝酸、堿基類似物等

②化學(xué)因素〃b.某些病毒的遺傳物質(zhì)

③生物因素,紫外線、X射線及其他輻射

高考警示：物理因素能引起基因突變和染色體變異

由基因突變可聯(lián)系的知識②：聯(lián)系細胞癌變

細胞癌變：癌細胞就是原癌基因和抑癌基因發(fā)生基因突變所致。

5.特點

（1）普遍性：一切生物都可以發(fā)生。（真核、原核、病毒均可以發(fā)生）

（2）隨機性：a.時間上：生物個體發(fā)育的任何時期。（研究的是個體生長發(fā)育）

（發(fā)生的越早，對生物的影響越大）。

b.部位上：可以發(fā)生在任何部位。（體細胞或生殖細胞）

（3）低頻性：自然狀態(tài)下，突變頻率很低。

（4）不定向性：一個基因可以向不同的方向發(fā)生突變，產(chǎn)生一個以上的等位基因。（突變方向與環(huán)

境沒有任何明確的因果關(guān)系）

①基因突變不改變?nèi)旧w上基因的數(shù)目，位置。無論增添、缺失幾個堿基對都屬于基因突

變，不是染色體變異（因為只改變基因的種類，沒有改變?nèi)旧w上基因的數(shù)目和位置，沒有改變?nèi)旧w的

結(jié)構(gòu)）（并具有可逆性）

②做練習(xí)時要注意題干中基因的數(shù)目：

若兩種突變品系是由不同對等位基因突變導(dǎo)致的，則體現(xiàn)了基因突變的隨機性。若兩種突變品系是由一對

等位基因突變導(dǎo)致的，則體現(xiàn)了基因突變的不定向

③不同生物的基因組成不同，病毒和原核生物的基因結(jié)構(gòu)簡單，基因數(shù)目少，而且一般不是

存在的，不存在等位基因。

因此，真核生物基因突變可產(chǎn)生等位基因，

而病毒和原核生物的基因突變產(chǎn)生的是新基因。

（5）多害少利性：多數(shù)基因突變破壞與現(xiàn)有環(huán)境的協(xié)調(diào)關(guān)系，而對生物有害。

（①新基因產(chǎn)生的途徑

6.意義：1②生物變異的根本來源

I③生物進化的原始材料

由基因突變可聯(lián)系的知識③：

聯(lián)系生物進化：基因突變?yōu)樯镞M化提供原始材料。P-116

7.原因：①內(nèi)因：由于DNA分子復(fù)制時偶爾發(fā)生錯誤。

'物理因素：紫外線、X射線、丫射線

②外因1化學(xué)因素：亞硝酸、堿基類似物

生物因素：某些病毒

（物理、化學(xué)、生物誘發(fā)因素會提高基因突變的頻率）

8.類型

①根據(jù)基因突變后基因決定的表現(xiàn)型分：

顯性突變：基因突變?yōu)轱@性基因的突變。基因突變一旦發(fā)生就可以表現(xiàn)出相應(yīng)的顯性性狀。

隱性突變：基因突變?yōu)殡[性基因的突變?；蛲蛔儼l(fā)生不一定就可以表現(xiàn)出相應(yīng)的隱性性狀

②根據(jù)基因突變的原因分：自發(fā)突變（自然條件下發(fā)生的基因突變）和誘發(fā)突變（認為條件下誘發(fā)發(fā)生的

基因突變）

9.基因突變的應(yīng)用

（1）醫(yī)療方面（避免）

X光、胸透、CT等檢查利用的射線屬于誘發(fā)基因突變的物理因素，門外多放警示性標(biāo)志。

（2）農(nóng)業(yè)方面（誘變育種）

利用物理因素或化學(xué)因素，使生物發(fā)生基因突變，可以提高突變率，創(chuàng)造人類需要的生物新品種。

①原理：基因突變

②常用方法：運用物理的或者化學(xué)的手段處理萌發(fā)的種子和幼苗，誘發(fā)基因突變，從中選出需要的突變

個體，然后進行培育推廣。

【萌發(fā)的種子或者幼苗有絲分裂旺盛，基因突變主要發(fā)生在DNA復(fù)制】

③優(yōu)缺點

優(yōu)點：A.提高突變率，加速育種進程。

B.大幅度改良某些性狀，創(chuàng)造人們所需要的優(yōu)良變異類型。

缺點：A.有利變異少，需大量處理實驗材料；

B.誘變的方向和性質(zhì)不能控制，具有盲目性

④舉例：太空椒、青霉素高產(chǎn)菌株

提升-必考考向歸納

（2017,江蘇，27,8分）研究人員在柑橘中發(fā)現(xiàn)一棵具有明顯早熟特性的變異株，決定以此為基礎(chǔ)培育早

熟柑橘新品種.請回答下列問題：

節(jié)選：

（1）要判斷該變異株的育種價值，首先要確定它的

（物質(zhì)）是否發(fā)生了變化.

（2）在選擇育種方法時，需要判斷該變異株的變異類型.如果變異

株是個別基因的突變體，則可采用育種方法1,使早熟基因逐

漸,培育成新品種1.

（3）新品種1與新品種3均具有早熟性狀，但其他性狀有差異，這

是因為新品種1選育過程中基因發(fā)生了多次,產(chǎn)生的多種

基因型中只有一部分在選育過程中保留下來.

答案：遺傳物質(zhì)純合重組

介種方法①。腫方法②。種方法③

考點二基因重組

?夯基?必備基礎(chǔ)知識梳理

1.基因重組的概念

r—基.產(chǎn)M二4it有W性生殖過程中

:件生”進行有性切［的“生物

迪「坦一控?不同性狀的基因的篁新組合

2.基因重組的類型

⑴自由組合型:減數(shù)分裂I后期，隨著非同源染色體的自由組合，位于非同源染色體上的非等位基

因也自由組合而發(fā)生重組（如下圖）。

（2）互換型:在四分體時期（減數(shù)分裂I前期），位于同源染色體上的等位基因有時會隨著非姐妹染色單體

之間的互換而發(fā)生交換,導(dǎo)致染色單體上的基因重組（如下圖）o

配子的冷色體類型

（3）基因工程重組型：目的基因經(jīng)載體導(dǎo)入受體細胞，導(dǎo)致受體細胞中基因發(fā)生重組（如下圖）。

外源基因

◎呼0

重組質(zhì)粒受體細胞

⑷肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實驗:R型細菌轉(zhuǎn)化為S型細菌。

3.基因重組的結(jié)果：產(chǎn)生新的基因型，導(dǎo)致重組性狀出現(xiàn)。

4.基因重組的意義及應(yīng)用

M生?交鼻的」?之一

為生物進化提供材料

一"是陽女生?務(wù)行性的重睡原因之一

進行雜交百種

旁欄邊角

（必修2P84”與社會的聯(lián)系”）在金魚的培育過程中，利用了哪些育種方法?其依據(jù)的原理是什么？

提示:誘變育種和雜交育種。依據(jù)的原理分別是基因突變和基因重組。

易混點

⑴有絲分裂和減數(shù)分裂過程中均可發(fā)生非同源染色體之間的自由組合，導(dǎo)致基因重組。（必修2P84正

文）（X）

⑵一對等位基因不可能發(fā)生基因重組，一對同源染色體可能發(fā)生基因重組。（必修2P84正文）（V）

（3）同無性生殖相比,有性生殖產(chǎn)生的后代具有更大的變異性,其根本原因是能產(chǎn)生基因組合多樣化的子代。

（必修2P84正文）（V）

（4）基因重組能產(chǎn)生新基因型和重組性狀，但不能產(chǎn)生新基因和新性狀。（必修2P84正文）（V）

（5）發(fā)生于真核生物有性生殖的核遺傳中（DNA重組技術(shù)除外）（V）

⑹兩個親本雜合性越高一遺傳物質(zhì)相差越大一基因重組類型越多一后代變異越多（V）

.提升?必考考向歸納

①同源染色體上的等位基因隨著非姐妹染色單體的交換而發(fā)生基因重組（x）

②受精過程中卵細胞和精子結(jié)合的隨機性，同一雙親后代必然呈現(xiàn)多樣性屬于基因重組（x）

③含A基因的精子與含a基因的卵細胞的結(jié)合會導(dǎo)致基因重組（x）

④減數(shù)分裂過程中，控制一對性狀的基因不能發(fā)生基因重組（x）

總結(jié)歸納

解題指導(dǎo)：“三看法”判斷基因突變與基因重組

⑴一看變異個體的數(shù)量

-------偈爾出現(xiàn)一株（個）

變異個----------------一法因突變

體數(shù)置一出現(xiàn)一定比例

基因重組

（2）二看細胞分裂方式

①如果是有絲分裂過程中姐妹染色單體上的基因不同，則為基因突變。

②如果是減數(shù)分裂過程中姐妹染色單體上的基因不同，則可能是基因突變或基因重組。

（3）三看個體基因型

①如果個體基因型為AA或aa,則減數(shù)分裂圖像中姐妹染色單體上基因不同的原因是基因突變。

②如果個體基因型為Aa,則減數(shù)分裂圖像中姐妹染色單體上基因不同的原因是基因突變或基因重組。

細胞分裂圖來判斷對A、B圖分析:細胞分裂圖中基因重組類型的判斷:

AB①發(fā)生時間：圖a四分體時期。

分裂類型有絲分裂減數(shù)分裂圖B成數(shù)第一次分裂后第

變異類型基因突變或②類型：圖a交叉互換o

基因突變

基因重組圖b非同源染色體上的非等位基因.

教材拾遺

生物科技進展：基因組編輯

生物科技進展：基因組編輯

1.CRISPR/Cas9系統(tǒng)向?qū)NA

它的部分序列通過堿基互補

配對原則，與目的基因中希

望被編輯的DNA序列相結(jié)合

核酸酶Cas9

一種來自細菌的核酸酶Cas9與短鏈

RNA結(jié)合，然后切割與“向?qū)А盧NA

結(jié)合的DNA,使DNA雙鏈斷裂。

CRISPR/Cas9系統(tǒng)

使DN皈鏈斷裂

細胞內(nèi)修復(fù)

DNA切口的酶

向細胞中加入大量可用于修復(fù)的模板DNA（大部分序列與

被切割位點附近的序列相同，個別位點被人工改變）

希望改變的堿基序列被引入基因組中，實現(xiàn)基因組的準

確編輯或使某個基因失活

考點三染色體變異

1.基因突變與染色體變異的區(qū)別

基因突變?nèi)旧w變異

變化的實質(zhì)染色體上的某一位點上的染色體結(jié)構(gòu)和數(shù)目的變化

基因結(jié)構(gòu)改變

層次分子水平鯉水平

能否用光學(xué)顯微

鏡觀察否.是。

基因突變是分子水平的變異，在光學(xué)顯微鏡下看不到堿基對的改變，但由基因突變引起的某些性狀改變還

是可以借助光學(xué)顯微鏡檢查的，如鐮狀細胞貧血，可根據(jù)觀察紅細胞形態(tài)來區(qū)分

2.染色體變異的定義

減數(shù)分裂和受精作用，能夠使生物體親子代間的染色體數(shù)目保持穩(wěn)定。

生物體的體細胞或生殖細胞內(nèi)染色體數(shù)目或結(jié)構(gòu)的變化，稱為染色體變異。

體細胞

發(fā)生在

生殖細胞

染色體數(shù)目變異

染色體結(jié)構(gòu)變異

3.染色體變異的類型1：染色體結(jié)構(gòu)變異

(1)類型

類型圖像聯(lián)會異常實例

C_U_JoCZD久缺失環(huán)果蠅缺刻翅、貓叫

缺失-TL1aJLU-

CX----)aJdef

ac綜合征

aabcdef

重復(fù)aa1飛岸艮環(huán)果蠅棒狀眼

C\"1"iw—

a

GZEXD果蠅花扭眼、人類慢性

易位cdLxcz=)

Tb^TThl粒細胞白血病

果蠅卷翅、人類9號染

CIaIbI_JtX___)

倒位ba[色體長臂倒位可導(dǎo)致習(xí)

cii1c'def

慣性流產(chǎn)

歸納總結(jié)

⑴染色體間的易位可分為單向易位和相互易位。前者指一條染色體的某一片段轉(zhuǎn)移到了另一條染色體上,

而后者則指兩條染色體間相互交換了片段，較為常見。請在框圖中畫出下列兩種易位發(fā)生后在四分體時期

的染色體聯(lián)會情況：

①單向易位

1239876

678945

167T8—91

②相互易位(平衡易位)

12345

345

89

⑵倒位染色體的細胞學(xué)鑒定

倒也雜合子在觀斂分

裂過程時兩條同源染

色體不能以直線形式

配對.一定要有一條

染色體都成一個圈圄

才能完成青龍部分的

形成寸內(nèi)例位國

配對.這個圖圖林為

創(chuàng)位環(huán)(cfg

（2）結(jié)果：染色體結(jié)構(gòu)的改變，會使排列在染色體上的基因數(shù)目或排列順序發(fā)生改變，導(dǎo)致性狀的變異。

⑶對生物體的影響：大多數(shù)染色體結(jié)構(gòu)變異對生物體是不利的，有的甚至?xí)?dǎo)致生物體死亡。

⑷三種可遺傳變異的辨析

①關(guān)于“缺失或增加”

若干濟因的皴失或改復(fù)一染色體

變異

DNA

基因中若r0基對的故失或增添一

族因突變

②“互換”的辨析

項目易位互換

圖解

發(fā)生于同源染色體的非姐

發(fā)生于年同迄染色體之間

妹染色單體之間

區(qū)別

原理染色體結(jié)構(gòu)變異基因重絹

觀察可在顯微鏡下觀察到在光學(xué)顯微鏡下觀察不到

提升?必考考向歸納

（2023?咸陽高三模擬）如圖①②③④分別表示不同的變異類型，基因a、a，僅有圖③所示片段的差異。下

列相關(guān)敘述正確的是

A.圖中4種變異中能夠遺傳的變異是①②④

B.③中的變異屬于染色體結(jié)構(gòu)變異中的缺失

C.④中的變異是染色體結(jié)構(gòu)變異中的缺失

D.①表示同源染色體非姐妹染色單體的交叉互換，發(fā)生在減數(shù)第一次分裂的前期

a基因…GATTC…

ILCTAAG…

球基伏|…GAATTC…

a組內(nèi)…CTTAAG…

①2

答案:D

解析：可遺傳變異包括基因突變、基因重組和染色體變異。由圖可知，①為同源染色體的非姐妹染色單體

之間交叉互換，屬于基因重組；②為非同源染色體之間交換片段，屬于染色體結(jié)構(gòu)變異中的易位；③發(fā)生

了基因中堿基對的增添（或缺失），屬于基因突變；④為染色體結(jié)構(gòu)變異中的缺失或重復(fù)，D正確。

總結(jié)歸納

特別提醒：基因重組易錯易混問題匯總

(1)染色體片段交換不一定是基因重組。

如果染色體片段交換發(fā)生在同源染色體之間叫基因重組；

如果發(fā)生在非同源染色體之間叫易位，屬于染色體結(jié)構(gòu)變異。

(2)精子與卵細胞的自由(隨機)結(jié)合是生殖細胞間隨機結(jié)合，不是基因重組。

來自父方、母方的染色體為同源染色體，每一對同源染色體上都有控制相同性狀的基因。

(3)基因突變可發(fā)生在有絲分裂、減數(shù)分裂的DNA分子復(fù)制過程中，也可以發(fā)生在原核生物DNA分子復(fù)

制的過程中；

基因重組只發(fā)生在減數(shù)分裂過程中；

染色體變異在有絲分裂、減數(shù)分裂的過程中均可發(fā)生。

原核生物和病毒只發(fā)生基因突變，不會發(fā)生基因重組和染色體變異。

3.染色體變異的類型2：染色體數(shù)目變異

非整倍變異

染色體細胞內(nèi)個別染色體的增加或減少

數(shù)目變異

整倍變異

細胞內(nèi)染色體數(shù)目以一套完整的非同源染色體為

基數(shù)成倍地增加或成套地減少。

(1)非整倍變異

①定義：正常染色體組中,丟失或添加了一條或幾條完整的染色體。

單體：2n-1三體：2n+1

/II\/IIA

IIIIIIII

注意：單體和三體也是二倍體，均可進行減數(shù)分裂，產(chǎn)生配子，配子育性情況，見具體實例。

②舉例：21三體綜合征

唐氏綜合征(21三體綜合征)，又稱先天愚型，由于多了一條21號染色體而導(dǎo)致的疾病。存活者有明顯的

智能落后、特殊面容、生長發(fā)育障礙和多發(fā)畸形。

原因：減數(shù)第一次分裂后期21號同源染色體未分離或減數(shù)第二次分裂后期姐妹染色單體分離后移向細胞

的同一極

I1I1I11I,fJ\/⑴I⑴I(I1l1

(2)整倍變異

①染色體組

A.如圖中雄果蠅體細胞染色體中的一個染色體組可表示為：II、III、IV、X或II、III、IV、Y。

B.組成特點

a.形態(tài)上：細胞中的一組非同源染色體，在形態(tài)上各不相同。

b.功能上：控制生物生長、發(fā)育、遺傳和變異的一組染色體，在功能上各不相同。

C.染色體組數(shù)目的判定

a.根據(jù)染色體形態(tài)判定：細胞內(nèi)形態(tài)相同的染色體有幾條，則含有幾個染色體組。

形態(tài)、大小相同形態(tài)、大小相每種形態(tài)大小

的染色體有4條.同的染色體書的染色體各I條.

應(yīng)臺4個柒色體2條，應(yīng)含2個應(yīng)含1個柒色

組維色體組體組

b.根據(jù)基因型判定：在細胞或生物體的基因型中，控制同一性狀的基因(包括同一字母的大、小寫)出現(xiàn)幾

次，則含有幾個染色體組。

每種基因僅出每種基因出現(xiàn)每種基因出現(xiàn)

現(xiàn)1次.應(yīng)含了_次，應(yīng)含

個染色體組個染色體組

T---———J

甲乙

歸納總結(jié)

染色體組：二倍體生物配子中的染色體數(shù)目。

基因組：對于有性染色體的生物（二倍體），

其基因組為常染色體/2+性染色體；

對于無性染色體的生物，其基因組與染色體組相同。

果蠅（2N=8）的一個基因組是H、IILIV、X、Y（3+XY）。

果蠅（2N=8）的一個染色體組是II、III、IV、X或H、IILIV、Yo

馬鈴薯（2n=24）的一個染色體組含12條染色體，

馬鈴薯（2n=24）的一個基因組含12條染色體。

②舉例：單倍體、二倍體和多倍體

項目單倍體二倍體多倍體

體細胞中染色體數(shù)目體細胞中含有體細胞中含有三個或

■與本物種配王_染色兩個染色體組三個以上染色體組的

體數(shù)目相同的個體的個體個體

發(fā)育起點配子受精卵（通常是）受精卵（通常是）

①莖稈粗壯；

①植株弱小；②高度②葉片、果實和種子

植株特點正?？捎?/p>

不育較大；

③營桑物質(zhì)含量豐富

單倍體二倍體多倍體

體細胞染色體組數(shù)>12>3

含一個染色體

■組的配子瞿*三倍體

三倍體和四倍體形成叼口

成數(shù)分裂含兩個染色體.

過程相互.四倍體

i-過程異常組的配子結(jié)合I

有絲分裂過程染色體只復(fù)制未分離

外界環(huán)境條件劇變

成

形自然原因單性生殖正常的有性生殖

（如低溫）

因

原

秋水仙素處理＞秋水仙素處理贅

人工誘導(dǎo)花藥離體培養(yǎng)

倍體幼苗的種子或幼苗

幾乎全部的動物和香蕉（三倍體）；馬鈴薯（四

舉例蜜蜂的雄蜂

過半數(shù)的高等植物倍體）；八倍體小黑麥

教材拾遺

源于P87“相關(guān)信息”

⑴被子植物中，約有33%的物種是多倍體。例如，普通小麥、棉、煙草、菊、水仙等都是多倍體。

（2）秋水仙素（C22H2506N）是從百合科植物秋水仙的種子和球莖中提取出來的一種植物堿。它是白色或淡黃

色的粉末或針狀結(jié)晶，有劇毒，使用時應(yīng)當(dāng)特別注意。

4.利用低溫處理、用秋水仙素誘發(fā)等方法來誘導(dǎo)多倍體的產(chǎn)生。

（1）原理

進行正常有絲分裂的植物分生組織細胞，在有絲分裂后期，染色體的著絲粒分裂，子染色體在紡錘絲的作

用下，分別移向細胞兩極，最終被平均分配到兩個子細胞中去。用低溫處理植物分生組織細胞，能夠抑制

紡錘體的形成，染色體不能被正常拉向細胞的兩極，細胞也不能分裂成兩個子細胞，結(jié)果導(dǎo)致植物細胞的

染色體數(shù)目發(fā)生變化。

（2）實驗步驟

將蒜（或洋蔥）在冰箱冷藏室內(nèi)（4t）

培養(yǎng)不放置一周一取出后，將蒜放在裝滿清水

t

誘定根.的容器上方，讓蒜的底部接觸水面，于

導(dǎo)

培室溫（25t）進行培養(yǎng)

養(yǎng)

一低溫待蒜長出約1cm長的不定糧，將整個裝'

誘導(dǎo)置放人冰箱4七培養(yǎng)48?72h

剪取上述根尖0.5-1cmf放入卡諾氏

固定細

胞形態(tài)也中浸泡0.5?lh,用體積分數(shù)為當(dāng)

J的酒精沖洗2次'

神新Nii-漂洗T染色一制片

先用低借鏡尋找，再用高倍鏡觀察；視

野中既有正常的二倍體細胞，也有染色

體數(shù)目發(fā)生改變的細胞

（3）實驗中的試劑及其作用

油就麗而i國其畫

VVV

將根尖放入卡諾氏一

固定細胞形態(tài)

液中浸泡0.5?lh

沖洗用卡諾氏液處

f洗去卡塔氏液

理過的根尖

與體積分數(shù)為95的

酒精等體積混合，f解離根尖細胞

作為解肉液

浸泡解離后的根尖也漂洗根尖，去除

胞約10min—HR減

把漂洗干凈的根尖放

進盛有甲紫溶液的玻f使染笆體It色

璃皿中染色3?5min

5.應(yīng)用①：多倍體育種

⑴方法：秋水仙素處理或低溫誘導(dǎo)

(2)原理：染色體(數(shù)目)變異

⑶多倍體的優(yōu)點：果實大、營養(yǎng)豐富等

⑷多倍體的缺點：結(jié)實率，發(fā)育遲緩

⑸實例：三倍體無籽西瓜

實例1：練習(xí)與應(yīng)用(P91)2.人們平常食用的西瓜是二倍體。在二倍體西瓜的幼苗期，用秋水仙素處理,

可以得到四倍體植株。然后，用四倍體植株作母本，用二倍體植株作父本，進行雜交，得到的種子細胞中

含有三個染色體組。把這些種子種下去，就會長出三倍體植株。下圖是三倍體無子西瓜的培育過程圖解。

據(jù)圖回答下列問題。

在二倍體西瓜幼苗的芽尖滴加秋水仙素的目的是什么？依據(jù)的原理是什么？

抑制紡錘體的形成

(1)為什么用一定濃度的秋水仙素溶液滴在二倍體西瓜幼苗的芽尖？

西瓜幼苗的芽尖是有絲分裂旺盛的地方，用秋水仙素處理可以抑制細胞有絲分裂時形成紡錘體，導(dǎo)致細胞

內(nèi)染色體數(shù)目加倍，從而得到四倍體植株。

(2)獲得的四倍體西瓜為何要與二倍體雜交?聯(lián)系第1問，你能說出產(chǎn)生多倍體的基本途徑嗎？

雜交可以獲得三倍體植株。多倍體產(chǎn)生的途徑為：用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗。

⑶有時可以看到三倍體西瓜中有少量發(fā)育并成熟的種子，請推測產(chǎn)生這些種子的原因。

三倍體植株一般不能進行正常的減數(shù)分裂形成配子，因此，不能形成種子。但是，也有可能在減數(shù)分裂時

形成正常的卵細胞，從而形成正常的種子，但這種概率特別小。

(4)無子西瓜每年都要制種，很麻煩，有沒有別的替代方法？

有其他方法可以替代。

方法一：進行無性生殖，將三倍體植株進行組織培養(yǎng)獲取大量培苗，再進行移栽；

方法二：利用生長素或生長素類似物處理二倍體植株未受粉的雌蕊，以促進子房發(fā)育成無種子的果實，同

時，在花期全時段要進行套袋處理，以避免受粉。

實例2：香蕉的培育

香蕉的祖先為野生芭蕉，個小而多種子，無法食用。香蕉的培育過程如下：

野生加倍有籽野生

芭蕉-----香蕉X芭蕉

2n

I受精作用

無籽無性生殖無籽

香蕉"----------香蕉

3n3n

實例3：普通小麥的形成過程

這里的A、B、D代表的是染色體組，而不是基因

實例4：八倍體小黑麥的培育過程

第1步：雜交普通小麥(6N)x小黑麥(2NK

(AABBDD)(RR)(第

異源四倍體(4N)J年

(ABDR))

第2步：染色體加倍秋水仙素第

處理，變

注意：這里的A、B、D、R八倍體小黑麥(8N)

代表的是染色體組，而不(AABBDDRR)

是基因。所以，異源四倍

體(ABDR)是不可育的。

5.應(yīng)用②：單倍體育種

CD過程:

高桿抗病【思考”單倍體育種中秋水仙素處理萌發(fā)的

P?矮桿感

X種子嗎？|不能，因為單倍體往往高度不育，

DOTT病

雜交

-ddtt育種操作的對象一般是單倍體幼苗

Fi高桿抗病MTt4-

注意：單倍體育種和多倍體育種中都用

<K到秋水仙素，但單倍體育種中是用秋水

配子回回叵］國花確體培養(yǎng)仙素處理單倍體幼苗，而多倍體育種中

是用秋水仙素處理萌發(fā)的種子式.幼苗.

單倍體植株|

秋水仙素處理(透導(dǎo)癱體出他

篩選

皿“|[)0吐|ddTT“ddtt花藥離體培養(yǎng)W單倍體育種：單倍體育種一般包括雜交、花

藥離體培養(yǎng)、秋水仙素處理和篩選4個過程，不能簡單地仄

,需要的純合矮抗品種離體培養(yǎng)就是單倍體育種的鋁限

⑵原理：染色體數(shù)目變異

⑶優(yōu)點：a.明顯縮短育種年限

b.快速獲得純合子

得到的植株不僅能夠正常生殖，而且每對染色體上成對的基因都是純合的，自交后代不發(fā)生

性狀分離。

【思考2］用秋水仙素處理單倍體一定能夠獲得純合子嗎？

不一定，若親本為二倍體，則獲得的品種一定為純合子，如：

如果單倍體體細胞中基因型為AB,經(jīng)秋水仙素處理后基因型為AABB,是純合子；

若親本為多倍體，則獲得的品種不一定為純合子，如：

如果單倍體體細胞中基因型為Aa,經(jīng)秋水仙素處理后基因型為AAaa,是雜合子。

D.缺點：技術(shù)復(fù)雜，需與雜交育種配合。

歸納總結(jié)

1.多倍體育種和單倍體育種的比較

BBMi染色體變異染色體變異

染色體組成倍減少，再加倍后得到純種染色體組成倍增加

花藥離體培養(yǎng)后

常用方法

人工誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍秋水仙素處理萌發(fā)的種子、幼苗

優(yōu)勢明顯縮短育種年限

得到的植株是純合子操作簡單

技術(shù)復(fù)雜一些，需與雜交育種適用于植物，在動物方面

缺點

配合難以操作

用秋水仙素處理植株使染色體數(shù)目加倍，若操作對象是單倍體植株，叫單倍體育種，若操作對象為正常植株,

叫多倍體育種，不要一看到“染色體數(shù)目加倍”就認為是多倍體育種。

現(xiàn)有兩小麥品種：矮稈感病(ddrr),高稈抗病(DDRR),如何獲得矮稈抗病的優(yōu)良品種(ddRR)?

單倍體育種

第高桿抗病X

1矮桿感

I第

年DDTT

,1

年

第DdTt

2

年

配子回叵］畫叵］

3B3、，花藥離體培養(yǎng)第

年A2

及年

之(秋水仙素

后

正常植株DDTTDDttddTTddtt|

(純合)|需要的純合矮抗品種

塊點、:育種時間太長

2.育種方法的選擇

無H雜交育耕

L集優(yōu)一"再"細施工程或基因工程育種

育種

一無中生有一詩交育種

目標(biāo)

一各性狀“加強”一多倍體育種

1-“外源并因”表達——若因工程育科

廠最“簡捷”一雜交育種

方法一最快獲得純合子——單倍體育種

特點一最具參見性——基因工程育種

1

-量能“無中生有”，但卻較“盲目”一情發(fā)育料

柒交實收較難進行的植物

---------------------最倚便的方法是自交

實驗進行包養(yǎng)繁殘的植物出現(xiàn)所需性狀即可,不需

.材料,原制*也培養(yǎng)出純合子

-------般采用語支育種或基因工程育和

營惠以4