六、生物的变异
1、可遗传变异与不可遗传变异的区别:遗传物质有没有发生改变。让两个具有变异性状的个体进行交配,产生一定数量的后代,看后代中是否具有变异性状的个体,若后代中有变异性状的个体,则为可遗传变异,若后代中没有变异性状的个体,则为不可遗传变异。
2.基因突变:指基因结构的改变,包括DNA碱基对的增添、缺失或替换。发生于细胞分裂过程中、DNA复制的过程中。
①类型:包括自然突变和诱发突变。
②特点:普遍性;随机性(基因突变可以发生在生物个体发育的任何时期和生物体的任何细胞);突变率低;有害性;不定向性(一个基因可以向不同的方向发生突变,产生一个以上的等位基因)。
③意义:基因突变新基因产生的途径是生物变异的根本来源,是生物进化的原始材料。
④基因突变是由原来的基因变为它的等位基因。基因突变在光学显微镜下无法观察到。
⑤引起基因突变的因素:a物理因素:主要是各种射线。b化学因素:主要是各种能与DNA发生化学反应的化学物质。c.生物因素:主要是某些寄生在细胞内的病毒。
⑥人工诱变在育种上的应用:a优点:提高突变率,变异性状稳定快,加速育种进程,大幅度地改良某些性状。b缺点:诱发产生的突变,有利的个体往往不多,需处理大量的材料。如青霉素的生产。
⑦基因突变是染色体的某一个位点上基因的改变,基因突变使一个基因变成它的等位基因,并且通常会引起一定的表现型变化。
⑧基因突变若发生在配子中,将遵循遗传规律传递给后代;若发生在体细胞中,一般不能遗传。但有些植物的体细胞发生基因突变,可通过无性系列传递;人体的某些体细胞基因的突变,有可能发展为癌细胞。
3.基因重组:是指在生物体进行有性生殖的过程中,控制不同性状的基因的重新组合。来源有三种:①在生物减数分裂产生配子时,非同源染色体上的非等位基因自由组合,这样,由雌雄配子结合形成受精卵,就可能具有与亲本不同的基因型,这是一种类型的基因重组(随机重组)。
②减数分裂形成四分体时,同源染色体的非姐妹染色单体之间交叉互换(交换重组)。
③通过基因工程人工定向的基因重组(基因工程重组)。
4.基因突变不同于基因重组,基因重组是基因的重新组合,产生了新的基因型;基因突变是基因结构的改变,产生了新的基因。
5.染色体变异指光学显微镜下可观察到的染色体结构的改变或染色体数目的增减。
(1)染色体结构的改变,都会使排列在染色体上的基因的数目或排列顺序发生改变,从而导致性状的变异。
(2)染色体数目的变异包括细胞内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。
6.染色体组:细胞中的一组非同源染色体,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。
7.单倍体:体细胞含有本物种配子染色体数目的个体叫单倍体,其植株特点是:植株弱小,高度不育。自然单倍体是由未受粉的卵细胞发育而来的,人工获得单倍体的方法是花药离体培养。
8.多倍体:(1)多倍体植株的特点:茎杆粗壮,叶片、果实和种子都比较大,糖类和蛋白质等营养物质的含量都有所增加。
(2)多倍体的形成:①自然界中多倍体形成的原因:体细胞在有丝分裂的过程中,染色体完成了复制,但是细胞受到外界环境条件(如温度骤变)或生物内部因素的干扰,纺锤体的形成受到破坏,以致染色体不能移向两极,从而引起细胞内染色体数目加倍。②人工诱导多倍体:用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗,因为秋水仙素可以抑制分裂时纺锤体的形成。
9.生物育种的方法总结如右表:
无性繁殖的优点:能保持亲本优良性状。