高三生物笔记 染色体变异与育种

高三生物笔记 染色体变异与育种

一、体变异类型

1、染色体变异

染色体结构的变异

（改变基因的数目和排列顺序）

缺失：猫叫综合症（5号染色体短臂缺失） 重复：果蝇棒状眼 倒位： 易位：（生非同源染色体之间 ）

染色体数目变异

（改变基因的数目）

个别染色体的增加或减少

以染色体组的形式成倍地增加或减少

2、突变与染色体结构变异的区别：

基因突变是改变基因的结构，染色体结构变异是改变基因的数目和排列顺序。 3、与交叉互换的区别：

交叉互换：发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间，属于基因重组。 易位：发生在非同源染色体之间，属于染色体结构变异

二、染色体组

1、 概念：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，携带着控制生物生

长发育的全部遗传信息。 2、 染色体组的判断方法：

① 根据染色体形态判断：

相同形态的染色体有几条，就有几个染色体组

※ 有丝分裂后期、减数第二次分裂后期染色体组数目加倍 （有同源染色体）（没有同源染色体）

三体：只有1个号有三个染色体 三倍体：每对同源染色体都有三条

② 根据基因型判断：

同一个字母有几个（不分大小写），就有几个染色体组 AAaaBBBb 有4个染色体组 ③ 根据 染色体数目/染色体形态 判断

3、 单倍体、二倍体和多倍体

单倍体：由配子直接发育而来的个体为单倍体（特点：植株弱小，高度不育）雄蜂

※ 体细胞中只有一个染色体组一定为单倍体，但单倍体有一个或多个染色体组 二倍体：由受精卵发育而来，体细胞有2个染色体组的个体为二倍体。 （几乎全部动物、过半数的高等植物）

多倍体：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。 香蕉 (三倍体) 马铃薯（四倍体） 普通小麦（六倍体） 特点：①茎秆粗壮，叶片果实、种子比较大

② 糖类、蛋白质等营养物质含量丰富 ③ 发育延迟，结实率低

三、低温诱导多倍体实验（材料：洋葱、大葱、蒜）

1、 实验原理：低温抑制纺锤体的形成（有丝分裂前期） 2、 实验过程：

洋葱根尖培养（4℃冰箱） 取材 固定（卡诺氏液） 装片制作

（包括：解离、漂洗、染色和制片） 观察（先用低倍镜，找到分生区细胞（正方形排列紧密），找到染色体变异的细胞，再用高倍镜，观察染色体数目） 染料：醋酸洋红液、龙胆紫溶液、改良苯酚品红染液 卡诺氏液：用固定细胞的形态

体积分数为15%的盐酸 解离过程中用，使组织细胞分离 体积分数为95%的酒精

3、 秋水仙素

诱发基因突变（细胞分裂间期） 秋水仙素

诱导染色体数目加倍（原理：抑制纺锤体形成，导致染色体不能移向

两级，细胞不能分裂2个子细胞）（着丝点会分裂）

四、几种育种方法的比较

1、杂交育种（原理：基因重组） （古人用选择育种）

①方法：杂交 自交 选择符合要求的表现型（选种） 自交 选种 自交至不发生性状分离为止 a、培育纯合子（育种周期长） b、培育杂种优势，选纯合双亲杂交（年年制种） 自交目的是：获得基因型纯合的个体

选种从F2代开始，从F2开始发生形状分离

②优点：a、将分散在同一种物种不同品种中多个优良形状集中于同一个体 b、操作简单

③缺点：①育种时间一般较长（至少需要三年）②年年制种 应用：矮杆抗病性杂交水稻、玉米

2、诱变育种（太空育种。原理：基因突变）

①方法：用物理或化学方法诱导萌发的种子或幼苗发生基因突变，然后选择 ②优点：①提高突变率 ②加速育种进程

③大幅度改良某些形状

可以处理萌发的种子或幼苗：诱变育种，多倍体育种

③缺点：有利变异少，需要处理大量实验材料 ④应用：高产青霉菌

3．单倍体育种（原理：染色体变异） ①方法：

花药离体培养（属于植物组织培养） 杂交—→F1 —→F1花药（花粉）————————————————→单倍体植株(幼苗)用秋水仙素处理

——————→正常植株——→选择符合要求的表现型（植株）

②优点：明显缩短育种年限，加速育种进程。 ③缺点：技术复杂。

消毒：把有害的微生物消失 （用无水乙醇，次氯酸钠）（对象：花粉） 灭菌：把所有的生物杀死 （对工具） （高温蒸汽灭菌、灼烧） ④应用：快速培育矮杆抗病小麦

4．多倍体育种（原理：染色体变异）

①方法：用一定浓度的秋水仙素处理萌发的种子或幼苗 处理种子或幼苗的原因：①有丝分裂旺盛用秋水仙素处理，有利于抑制有丝分裂时纺锤体的形成，细胞不能分裂两个子细胞） ②优点：操作简单、较快获得所需品种 ③缺点：发育延迟，结实率低

④应用：三倍体无子西瓜，八倍体小黑麦 Cg 三倍体无子西瓜

二倍体西瓜植株（雌雄同株异花） ↓秋水仙素处理

♀四倍体西瓜 X 二倍体西瓜 ♂

↓（用四倍体做母本原因：种子、果实比较大，营养物质丰富） 四倍体西瓜（三倍体种子） 三倍体种子

↓种植 ↗刺激子房产生生长素，促进子房发育成果实 ♀三倍体植株 X 二倍体植株花粉 ↙ ↓

（减速分裂同源染色体 三倍体无子西瓜 联会紊乱，不能形成 正常配子）

不需年年制种获得无子西瓜。

① 无性繁殖，将三倍体西瓜植株进行组织培养获得大量组培荧 ② 利用生长素或生长素类似物处理二倍体未授粉的雌蕊 （需套袋处理） 八倍体小黑麦

普通小麦（六倍体） X 黑麦（二倍体） ↓

小黑麦（四倍体） ↓秋水仙素处理

八倍体小黑麦 异源四倍体

↓

5、基因工程育种（原理：基因重组） ①方法：基因工程四步：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→筛选获得优良个体

②优点：①育种周期短

②定向改造生物性状

③克服远缘杂交不亲和的障碍

③缺点：①技术复杂。②安全性问题多（食物、生物、环境问题）

※基因工程概念：按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的的细胞内，定向地改造生物的遗传性状 2．无性繁殖

3.基因工程基本工具

①限制性核酸内切酶（限制酶） a来源：主要来源于原核生物。 b作用：使磷酸二酯键断裂。 c特点（特异性）：一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在特定的位点切割DNA分子。

②DNA连接酶 连接单个核苷酸 a作用：连接两个DNA片段，注意与DNA聚合酶的区别 b部位：磷酸二酯键：（3号和5号位） ③载体（运载体）

常用运载体：质粒 、动植物病毒、噬菌体 ↙

（环状DNA，存在于细菌和酵母菌体内）

成功的标志：获得目的基因产物（DNA分子杂交技术（目的基因）→分子杂交技术（mRNA）

→抗原抗体技术（蛋白质））

6、细胞工程育种。

去壁 诱导融合

①细胞A——→原生质体A

↘ ↗

原生质体C→杂种细胞→组织培养

植物体 细胞B——→原生质体B细胞杂交： 去壁

五、细胞核移植、胚胎移植

★育种方法的选择

１、快速育种：单倍体育种 ２、操作简单：杂交育种

３、要求新的性状：诱变育种、基因工程 ４、定向改造性状：基因工程育种 ５、果实大、营养丰富：多倍体育种