高考生物一轮复习 知识归纳生物的变异与育种
展开生物的变异与育种
考点1 基因突变与基因重组
一、基因突变的实例与概念
1.实验一：镰状细胞贫血（镰刀型细胞贫血症）
2.病理诊断：镰状细胞贫血是由于基因的一个碱基对改变引起的一种遗传病，是基因通过控制蛋白质的结构，直接控制生物性状的典例。
3.概念：DNA分子中发生碱基的替换、增添或缺失，而引起的基因碱基序列（基因结构）的改变
4.实例二：细胞的癌变
（1）癌变机理：原癌基因、抑癌基因发生突变，导致正常细胞的生长和分裂失控
（2）癌细胞的特征
①“不死”无限增殖
②“变态”形态结构发生改变（各种形态 球形）
③“扩散”细胞表面的糖蛋白减少，细胞间黏着性降低，易在体内分散和转移
二、基因突变发生时期及其原因、特点、结果与意义
1.发生时期：主要发生在DNA复制时（细胞分裂前的间期）
2.原因
类型 | 举例 | 引发突变原因 | |
外因 | 物理因素 | 紫外线、X射线 | 损伤细胞内DNA |
化学因素 | 亚硝酸盐、碱基类似物 | 改变核酸的碱基 | |
生物因素 | 某些病毒 | 影响宿主细胞的DNA | |
内因 | DNA分子复制偶尔发生错误 |
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3.基因突变的特点
普遍性：表现在基因突变在生物界中是普遍存在的；
随机性：表现在基因突变可以发生在生物个体发育的任何时期，发生在细胞内不同DNA分子上以及同一DNA分子的不同部位；
不定向性：表现在一个基因可以产生一个以上的等位基因；
低频性：在自然状态下，基因突变的频率很低。
4.结果：产生一个以上的等位基因
5.意义
（1）对生物体来说，基因突变有的是有害的，有的是有利的，还有的是中性的。
（2）基因突变是产生新基因的途径，是生物变异的根本来源，为生物的进化提供了丰富的原材料。
三、基因重组
1.概念
（1）发生过程：可发生在有性生殖过程中
（2）发生生物：可发生在进行有性生殖的真核生物
（3）实质：控制不同性状的基因重新组合
2.常见类型
（1）交换型
减数分裂四分体时期（减数分裂Ⅰ前期），由于同源染色体上的等位基因随着非姐妹染色单体之间的互换而发生交换，导致染色单体上的基因重组。
（2）自由组合型
减数分裂Ⅰ后期，由于非同源染色体的自由组合，使非同源染色体上的非等位基因自由组合。
3.结果：产生新的基因型
4.意义：基因重组能够产生基因组合多样化的子代，是生物变异的来源之一，对生物的进化具有重要意义。
考点2 染色体变异
一、染色体数目变异
1.类型及实例
类型 | 实例 |
个别染色体的增减 | 21三体综合征 |
以染色体组形式成倍增减 | 三倍体无籽西瓜 |
2.单倍体、二倍体和多倍体的比较
比较项目 | 二倍体 | 多倍体 | 单倍体 |
概念 | 由受精卵发育而来，体细胞中含有两个染色体组的个体 | 由受精卵发育而来，体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体 | 由配子发育而来的，体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体 |
染色体组的数目 | 两个 | 三个或三个以上 | 不确定 |
性状表现 | 正常 | 茎秆粗壮，叶片、果实、种子较大，营养丰富，但发育迟缓，结实率低 | 长的弱小，含有奇数个染色体组的表现为高度不育（雄蜂除外） |
实例 | 人、果蝇等几乎全部动物 | 香蕉、马铃薯 | 蜜蜂的雄蜂 |
发育过程 | |||
二、染色体结构变异
1.概念：
在自然条件或人为因素的影响下，由染色体结构的改变导致的生物体性状的变异
2.类型
图解 | 变化 | 名称 | 举例 |
染色体b片段丢失 | 缺失 | 猫叫综合征；果蝇缺刻翅的形成 | |
染色体b片段增加 | 重复 | 果蝇棒状眼的形成 | |
染色体的某一片段（d、g）移接到另一条非同源染色体上 | 易位 | 果蝇花斑眼的形成 | |
同一条染色体上某一片段（a、b）位置颠倒 | 倒位 | 果蝇卷翅的形成 |
3.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，而导致性状变异
4.对生物的影响：大多数染色体结构变异对生物体是不利的，有的甚至导致生物体死亡
考点3 育种
一、杂交育种
1.概念：将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起，再经过选择和培育，获得新品种的方法
2.基本原理：基因重组
3.过程（以高产抗病小麦品种的选育为例）
4.杂交育种的优缺点
（1）优点：可以把多个品种的优良性状集中在一起。
（2）缺点：①杂交育种只能利用已有基因的重组，按需选择，并不能创造新基因；②杂交后代会出现分离现象，育种进程缓慢，过程复杂；③杂交育种只能用同一物种或亲缘关系较近的物种进行杂交。
5.适用范围
杂交育种适用于能进行有性生殖的个体，且相关基因遵循细胞核遗传规律，只进行无性生殖的个体无法通过杂交育种的方法培育新品种。
6.应用
（1）农业生产：改良作物品质，提高农作物单位面积产量。
（2）家畜、家禽的育种，如引进优质种牛与本地品种杂交，可培育出优良的品种。
二、诱变育种
1.概念：利用物理因素（如X射线、Y射线、紫外线、激光等）或化学因素（如亚硝酸、硫酸二乙酯等）来处理生物，使生物发生基因突变，从而获得新品种的育种方法。
2.原理：基因突变。
3.诱变因素
（1）物理因素：X射线、y射线、紫外线以及激光等的照射都可以使生物在DNA复制过程中发生基因突变。
（2）化学因素：许多化学药剂能够在DNA复制时，使 DNA 发生碱基对的增添、缺失、替换等，导致基因突变。
4.方法
运用物理或化学的手段处理萌发的种子或幼苗，诱发基因突变，从中选取需要的突变个体，然后进行培育推广。
5.优缺点
（1）优点
①提高突变率，能够产生多种多样的新类型，为育种创造丰富的原材料。
②大幅度地改良某些性状，增强抗逆性。
（2）缺点
①由于基因突变的不定向性、低频性及多害少利性，因此突变产生的有利变异个体往往不多，育种具有一定的盲目性。
②突变个体难以集中多个优良性状，需要处理大量的材料。
三、单倍体育种（以二倍体植物为例）
1.基本原理：染色体（数目）变异
2.主要方法
花药（离体培养） 单倍体幼苗（人工诱导，用秋水仙素处理） 染色体数目加倍，得到染色体数目正常的纯合子
3.优点：明显缩短育种年限，二倍体植物单倍体育种所得个体均为纯合体
4.缺点：技术复杂
四、多倍体育种
1.方法：用秋水仙素或低温处理
2.处理材料：萌发的种子或幼苗
3.原理
4.实例：三倍体无子西瓜
（1）两次传粉
①第一次传粉：杂交获得三倍体种子
②第二次传粉：刺激子房发育成果实
（2）三倍体西瓜无子的原因：三倍体西瓜在减数分裂过程中，染色体联会紊乱，不能产生正常配子
