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第6章阶段复习课一、可遗传的变异与不可遗传的变异的比较1.区别项目可遗传的变异不可遗传的变异遗传物质是否变化遗传物质发生改变遗传物质不发生改变遗传情况变异能在后代中再次出现变异性状仅限于当代表现项目可遗传的变异不可遗传的变异应用价值是育种的原始材料，能从中选育出符合人类需要的新类型或新品种无育种价值，但在生产上可利用优良环境条件来影响性状的表现，获取高产优质产品2.联系二、基因突变与基因重组1.基因突变的诱因和分子机制(1)外因：物理因素、化学因素和生物因素。(2)内因：DNA分子复制偶尔发生错误、DNA的碱基组成发生改变等。(3)分子机制：2.基因重组的类型、过程和结果结果：产生了新的基因型，大大丰富了变异的来源，但并未产生新基因。三、染色体变异的类型1.染色体结构变异缺失：缺失某一片段重复：增加某一片段易位：某一片段移接到另一条非同源染色体上倒位：某一片段位置颠倒(2)结果：染色体上的基因数目或排列顺序改变，从而导致性状变异。(1)类型2.染色体数目变异(1)细胞内个别染色体的增加或减少。如人类21三体综合征患者就是比正常人多了一条21号染色体。(2)细胞内染色体数目以染色体组的形式成倍地增加或减少。二倍体多倍体单倍体概念实例性状表现人工诱导方法由受精卵发育而成的，体细胞中含2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由配子发育而来，含有本物种配子染色体数目的个体人、果蝇等几乎全部动物香蕉、马铃薯(蜜蜂)雄蜂正常(作为单倍体、多倍体的参照物茎秆粗壮，叶片、果实、种子较大，营养丰富，但发育迟缓，结实率低高度不育(雄蜂除外)，植物植株矮小无用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗采用花药离体培养法四、人类常见遗传病分类1.单基因遗传病指受一对等位基因控制的遗传病，如多指、并指、白化病等。2.多基因遗传病指受两对以上的等位基因控制的人类遗传病，如冠心病、哮喘病等。3.染色体异常遗传病指由染色体异常引起的遗传病，如21三体综合征。五、遗传病的监测和预防1.遗传咨询和产前诊断在一定程度上能够有效地预防遗传病的产生和发展。2.遗传咨询程序：体检和了解家庭病史→分析遗传方式→推算再发风险率→提出建议。六、人类基因组计划因为人类的性别决定方式为XY型，所以要测定的染色体数目为22条常染色体和X、Y性染色体，共24条染色体。BAECDGFH【备选答案】A.杂交育种B.基因突变C.单基因遗传病D.遗传咨询E.染色体结构变异F.目的基因G.DNA连接酶H.受体细胞一、三种可遗传变异的区别及判断1.基因突变、基因重组和染色体变异的比较基因突变基因重组染色体变异实质类型时间基因结构的改变(碱基对的增添、缺失和替换)基因的重新组合,产生多种多样的基因型染色体结构或数目变化引起基因数目或排序的改变自然突变、人工诱变)基因的自由组合、交叉互换、转基因染色体结构、数目变化细胞分裂间期减数第一次分裂细胞分裂过程中基因突变基因重组染色体变异适用范围结果意义遗传水平任何生物真核生物在有性生殖产生配子时真核生物细胞核遗传产生新的基因,但基因数目未变只改变基因型,未发生基因的改变可引起基因“数量”上的变化生物变异的根本来源,提供生物进化的原始材料形成生物多样性的重要原因,对生物进化有重要意义对生物进化有一定意义分子水平（光镜下不可见）染色体水平（光镜下可见）2.基因突变和基因重组的判断——根据变异个体数量确定是否发生基因突变(1)如一群棕猴中出现一只白猴,一片红花植株中偶尔出现一株白花,即可确定是由基因突变造成的；(2)若出现一定比例白猴或白花,则是由于等位基因分离,配子经受精作用随机结合产生的,但该过程不叫基因重组。3.基因突变和染色体结构变异的判断(1)“基因的数目或排列顺序”发生改变——染色体结构变异；(2)碱基对的替换、增添和缺失——基因突变。【特别提醒】基因突变新基因，染色体结构变异未形成新的基因。产生【训练1】引起生物可遗传变异的原因有三种，即基因重组、基因突变和染色体变异。以下几种生物性状的产生，来源于同一种变异类型的是()①果蝇的白眼②豌豆的黄色皱粒、绿色圆粒③八倍体小黑麦的出现④人类的色盲⑤玉米的高茎皱形叶⑥人类的镰刀型细胞贫血症A.①②③B.④⑤⑥C.①④⑥D.②③⑤【解析】选C。①④⑥均来源于基因突变,②⑤来源于基因重组,③来源于染色体变异。二、“十字相乘法”计算两种遗传病的概率1.假设甲遗传病的患病概率为A,则不患甲病的概率为1-A;乙遗传病的患病概率为B,则不患乙病的概率为1-B。(1)同时患甲、乙两种遗传病的概率:A×B(2)只患甲病的概率:A×(1-B)(3)只患乙病的概率:B×(1-A)(4)两种病都不患的概率:(1-A)×(1-B)(5)只患一种病的概率:A×(1-B)+B×(1-A)(6)患病的概率:A×(1-B)+B×(1-A)+A×B2.解决方法及步骤第一步:确定两种病的显隐关系及致病基因在染色体上的位置(即是在常染色体上还是在性染色体上,如是在性染色体上,还要看是在X染色体上还是在Y染色体上)。一般是先判断显隐关系,再判断致病基因在染色体上的位置。(1)显性遗传,一般不出现隔代遗传现象,即代代相传。隐性遗传一般会出现隔代遗传现象。(2)记忆口诀如下：①无中生有为隐性,生女患病为常隐(双亲无病生出患病孩子来一般为隐性遗传,如果生女患病,一般为常染色体上的隐性遗传)；女病→父子患病为伴性(XbY—XbXb—XbY);②有中生无为显性,生女正常为常显(双亲有病生出正常的孩子,一般为显性遗传,如果生女正常,一般为常染色体上的显性遗传)；男病→母女患病为伴性(XBXb—XBY—XBXb);(3)Y染色体上的基因只能是:祖父→父亲→男人自己→儿子→孙子,简称“祖传父,父传子,子传孙，子子孙孙无穷尽”。第二步:找到遗传系谱图中的典型家庭,然后确定相关成员的基因型。在确定基因型时要注意,可以先根据其自身的表现型把能确定的先确定,不能确定的可以先用一条短横线来代替,然后根据双亲的表现型及基因型确定未知的基因类型。第三步:分别计算出患甲、乙两种遗传病的概率和不患甲、乙两种遗传病的概率。第四步:根据题目所设问题分别计算出1中(1)～(6)6种情况的概率。【训练2】如图是甲、乙两种单基因遗传病在某家族中的系谱图(与甲病有关的基因为A、a,与乙病有关的基因为B、b)。经调查在自然人群中甲病发病率为19%。请回答下列问题:(1)甲病的遗传方式是,仅考虑甲病,在患病人群中纯合子的比例是。(2)乙病致病基因是性基因,要确定其是否位于X染色体上,最好对家族中个体进行基因检测。(3)若乙病基因位于X染色体上,Ⅱ2的基因型是。Ⅲ3与自然人群中仅患甲病的男性婚配,则他们后代患遗传病的几率为。【解析】(1)甲病为“有中生无”,故为显性遗传病;由于Ⅰ代4号患病,Ⅱ代4号不患病,故甲病为常染色体显性遗传病。甲病在自然人群中发病率为19%,故正常个体aa的比例为81%,故a的基因频率为9/10,故患病人群中纯合子AA的比例为(1/10×1/10)÷(1/10×1/10+2×9/10×1/10)=1/19。(2)乙病为“无中生有”,为隐性遗传病。若乙病为X染色体隐性遗传病,则Ⅰ2会将Xb基因传递给Ⅱ2后传递给Ⅲ2。若乙病为常染色体隐性遗传病,则Ⅱ3为Bb杂合子。(3)若乙病为伴X染色体隐性遗传病,Ⅱ2基因型为aaXBXb。对于乙病遗传,Ⅱ2基因型为XBXb,Ⅱ3基因型为XBY,Ⅲ3为1/2XBXb，1/2XBXB。Ⅲ3为AaXBX-,自然人群中仅患甲病的男性(A_XBY)为携带者Aa的概率为18/19,故两者婚配后代不患甲病的概率为1/4×18/19=9/38,患乙病的概率为1/2×1/4=1/8,故子代不患病的概率为9/38×7/8=63/304,故后代患病的概率为1-63/304=241/304。答案：(1)常染色体显性遗传1/19(2)隐Ⅰ2或Ⅱ3(3)aaXBXb241/304三、五种遗传育种方法的比较名称原理常用方法优点缺点杂交育种基因重组杂交→自交→筛选出符合要求的表现型→自交至不再发生性状分离为止①将同一物种不同个体的优良性状集中在同一个体上②操作简单①育种周期长②局限于同一物种或亲缘关系较近的个体名称原理常用方法优点缺点诱变育种基因突变①物理：紫外线、X射线、激光等②化学：亚硝酸、硫酸二乙酯等提高突变率，加快育种进程，大幅度改良性状有利变异少，需大量处理实验材料名称原理常用方法优点缺点单倍体育种染色体数目变异花药离体培养→秋水仙素处理幼苗①大大缩短育种年限②子代均为纯合子常借助于杂交育种；技术复杂名称原理常用方法优点缺点多倍体育种染色体数目变异秋水仙素处理萌发的种子或幼苗植株茎秆粗壮，果实、种子都比较大，营养物质含量提高①技术复杂②发育延迟，结实率低③一般只适合于植物名称原理常用方法优点缺点基因工程育种基因重组提取目的基因→与运载体结合→导入受体细胞→目的基因的检测与表达→筛选出符合要求的新品种①目的性强(定向改造)②育种周期短③克服远缘杂交不亲和的障碍①技术复杂②存在生态安全问题【特别提醒】①杂交育种的适用范围一定是进行有性生殖的个体,只进行无性生殖的个体无法通过杂交育种培育新品种。②杂交育种和单倍体育种联合使用就可克服杂交育种中“育种周期长”的缺点,即取F1的花药进行离体培养,得单倍体植株,再经过秋水仙素处理,诱导其染色体数目加倍,即可选育出新品种。【训练3】相比杂交育种、单倍体育种、多倍体育种和基因工程育种,人工诱变育种具有很大的盲目性,但该育种方法的独特之处在于()A.可以将不同品种的优良性状集中到一个品种上B.育种周期短,加快育种的进程C.改变基因结构,创造前所未有的性状类型D.能够明显缩短育种年限,后代性状稳定快【解析】选C。只有诱变育种能够产生新的基因,可以大幅度地改良某些性状;将不同品种的优良性状集中到一个品种上,应该用杂交育种的方法;育种周期短,能够加快育种的进程,明显缩短育种年限,后代性状稳定快,应该用单倍体育种的方法。四、育种实验分析与方式选择1.选择育种方式(1)若要将两亲本的不同优良性状集中在同一个体上，可利用杂交育种，也可利用单倍体育种。(2)要求快速育种方案设计，要具体问题具体分析：一般选择单倍体育种，但若培育双隐性的个体则杂交育种更快。(3)要求大幅度改良某一品种，使之出现前所未有的性状，可用诱变育种和杂交育种相结合的方法。(4)要求提高品种产量或提高营养物质含量，可利用多倍体育种方案进行设计。(5)若要将特殊性状组合到一起，同时克服远缘杂交的不亲和性，可考虑运用基因工程育种。如抗虫棉和工程菌的培育。2.设计育种程序一般程序为：选择亲本→对亲本处理→从子代中选出符合要求的个体类型→继续处理→继续选择，直到完全符合要求为止。3.常用育种方式的步骤(1)利用杂交育种选择宽叶抗病植株：PAAbb宽叶、不抗病×aaBB窄叶、抗病F1AaBb自交A_B_A_bbaaB_aabbF2选择出A_B_个体连续自交...F3FnAABB宽叶、抗病【训练4】现有一抗旱植物,已知抗旱型(B)和多颗粒(C)属显性,各由一对等位基因控制,且分别位于两对同源染色体上。(1)纯合的旱敏型多颗粒植株与纯合的抗旱型少颗粒植株杂交,F1自交。F2抗旱型多颗粒植株中双杂合子占的比例是___________。(2)现有抗旱型少颗粒(Bbcc)和旱敏型多颗粒(bbCc)两品种植株,为了达到长期培育抗旱型多颗粒(BbCc)杂交种的目的,请以遗传图解形式设计出快速育种方案,并用简要文字说明。【解析】(1)F1的基因型为BbCc,其自交后代F2中抗旱型多颗粒植株基因型为B_C_,其中双杂合子BbCc的比例是2/3×2/3=4/9。(2)由于要培育的类型为双杂合的BbCc,而且要长期培育这样的品种,因此首先要获得能稳定遗传的纯合子,便于每年留种,可以是BBCC和bbcc或BBcc和bbCC。由于材料为Bbcc和bbCc,因此可以采用单倍体育种的方法,分别培育出BBcc和bbCC,然后留种,每年由BBcc和bbCC杂交获得BbCc。答案：