生物变异高三一轮复习

第三单元基因突变和其他变异近五年高考关于本章的考察情况：20101考查染色体变异的知识，2考查变异与育种。2011考查生物变异，2012考查生物变异，考查细胞变异并识图20131考查染色体变异，2考查染色体变异2014考查变异与育种知识命题趋势在每年的生物高考题都有出现，且主要集中在生物变异类型的识别，应用等知识点。生物变异内容的考试形式有选择题和非选择题，在非选择题中常与育种进化等知识点结合在一起考查，建议要理解生物变异的类型，生物变异的本质和特点，熟悉生物变异与生物性状，生物变异与生物进化，生物变异与育种等知识点的联系。第一讲基因突变，基因重组，染色体变异学习目标1.概述基因突变的概念，意义，解释基因突变的原因，举例说明基因突变的特征2.简述基因重组的概念，举例说出基因重组的现象和意义3.简述基因重组和基因突变的差异4.简述染色体结构变异的类型，举例说出染色体结构变异和染色体数目变异的含义实例：镰刀型细胞贫血症病因图解如下：异常

缬氨酸考点1基因突变直接原因根本原因1．概念DNA分子中发生碱基对的______、______或______而引起的基因结构的改变替换

增添

缺失

替换增添缺失ATCCGCTAGGCG

CCGC

GGCG

ATTA

CCGC

GGCG

ATTA

AT

A

CCGC

T

GGCG

A

T

CCGCT

A

GGCG

CCGC

G

GCG

正常基因片段2.基因突变的类型3．基因突变的原因、特点、时间和意义特点(1)________：在生物界中普遍存在(2)________：生物个体发育的任何时期和部位(3)________：突变频率很低(4)________：可以产生一个以上的等位基因(5)

：一般是有害的，少数有利原因内因DNA分子复制发生差错，DNA碱基组成发生改变外因某些诱变因素：________、________和生物因素物理因素

化学因素

普遍性

随机性

低频性

不定向多害少利性

发生时间通常发生在DNA复制时，如有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期意义(1)

产生的途径；(2)

的根本来源；(3)生物进化的原始材料议一议：基因突变为什么常发生于DNA复制时？答案：在DNA复制时，稳定的双螺旋首先解开形成单链DNA，这时DNA的稳定性会大大下降，极易受到外界因素干扰使原来的碱基序列发生变化，导致基因发生突变。新基因

生物变异

易错点1基因突变就是“DNA中碱基对的增添、缺失、改变〞

点拨基因突变≠DNA中碱基对的增添、缺失、改变①基因是有遗传效应的DNA片段，不具有遗传效应的DNA片段也可发生碱基对的改变。②有些病毒(如SARS病毒)的遗传物质是RNA、RNA中碱基的增添、缺失、改变引起病毒性状变异，广义上也称基因突变。基因突变的三个易错点易错点2基因突变只发生在分裂间期〔基因突变具有随机性〕点拨：引起基因突变的因素分为外部因素和内部因素。外部因素对DNA的损伤不仅发生在间期，而是在各个时期都有；另外，外部因素还可直接损伤DNA分子或改变碱基序列，并不是通过DNA的复制来改变碱基对，所以基因突变不只发生在间期。易错点3将基因突变的结果“产生新基因〞与“产生等位基因〞混淆点拨：不同生物的基因组组成不同，病毒和原核细胞的基因组结构简单，基因数目少，而且一般是单个存在的，不存在等位基因。因此，真核生物基因突变可产生它的等位基因，而原核生物和病毒基因突变产生的是一个新基因。一、引起基因突变的因素及作用机理【疑难剖析】基因突变的本质2.基因突变对生物性状的影响碱基对影响范围对氨基酸的影响替换增添缺失不一定(1)突变部位可能在非编码部位(内含子和非编码区)。(2)基因突变后形成的密码子与原密码子决定的是同一种氨基酸。(3)基因突变假设为隐性突变，如AA→Aa，也不会导致性状的改变。小只改变1个氨基酸或不改变大不影响插入位置前的序列，只影响插入位置后的序列大不影响缺失位置前的序列，只影响缺失位置后的序列思考：基因突变一定导致生物性状的改变吗？3.突变的类型及判定方法(1)显性突变：aa→Aa(当代表现)。(2)隐性突变：AA→Aa(当代不表现，一旦表现即为纯合体)。(3)判定方法：①选取突变体与其他未突变体杂交，据子代性状表现判断。②让突变体自交，观察子代有无性状别离而判断。特别提醒：1.基因突变不改变染色体上基因的数量，只改变基因内部结构。2.基因突变在染色体上某一位点的基因发生改变，在光学显微镜下观察不到。1.人体甲状腺滤泡上皮细胞具有很强的摄碘能力。临床上常用小剂量的放射性同位素131I治疗某些甲状腺疾病，但大剂量的131I对人体会产生有害影响。积聚在细胞内的131I可能直接()。A．插入DNA分子引起插入点后的碱基序列改变B．替换DNA分子中的某一碱基引起基因突变C．造成染色体断裂、缺失或易位等染色体结构变异D．诱发甲状腺滤泡上皮细胞基因突变并遗传给下一代基因突变

C2.如果某基因的中部替换了一个核苷酸对，不可能的后果是〔〕A无法形成翻译产物B翻译在替换位置终止C翻译的蛋白质相对分子质量减小D翻译的蛋白质完全正常A1．概念生物体进行________的过程中，控制不同性状的基因的重新组合有性生殖

3.意义：是生物变异的来源之一，为生物的进化提供材料，是形成生物多样性的重要原因之一。考点2基因重组2．类型(1)自由组合型〔发生于减1后期〕(2)交叉互换〔发生于减1四分体时期〕〔3〕转基因技术4.基因重组的结果：产生新的基因型5.基因重组最广泛的应用：杂交育种图像示意重组类型同源染色体上非等位基因的重组非同源染色体上非等位基因的重组人为导致基因重组（DNA重组）发生时间减数第一次分裂四分体时期减数第一次分裂后期体外与运载体重组，导入细胞内与细胞内基因重组发生机制同源染色体非姐妹染色单体之间交叉互换导致染色单体上的基因重新组合同源染色体分开，等位基因分离，非同源染色体自由组合，导致非同源染色体上非等位基因间的重组目的基因经过运载体导入受体细胞，导致受体细胞中基因重组【难点剖析】1.高中生物教材中涉及的基因重组的来源基因突变基因重组本质原因时间条件意义可能性产生新的基因产生新的基因型碱基对的增添、缺失、改变基因自由组合；基因交叉互换等间期DNA复制时减数第一次分裂变异的根本来源；进化的原材料生物变异来源之一生物多样性重要原因低频但普遍有性生殖中普遍2.基因突变和基因重组的区别和联系外界条件的剧变和内部因素的相互作用不同个体之间的杂交，有性生殖过程中减数分裂实例意义类型联系（1）都是可以遗传变异的来源：病毒和原核生物可以遗传变异的来源—基因突变真核生物可以遗传变异的来源—a（无性生殖）来源：基因突变和染色体变异b（有性生殖）来源：基因突变，基因重组和染色体变异（2）基因突变产生新基因，为基因重组提供大量可供自由组合的新基因人类镰刀型细胞贫血症豌豆杂交，果蝇杂交提高突变频率，加速育种进程产生优良品种自然突变和人工诱变非同源非等位基因，基因交叉互换，外源基因的插入判一判1．基因突变是由于DNA片段的增添、缺失和替换引起的基因结构的改变()2．基因突变一定会引起基因结构的改变，但不一定会引起生物性状的改变()3．基因突变一定是可遗传变异，但不一定遗传给后代()4．假设没有外界因素的影响，基因就不会发生突变()5．基因突变的利害性主要取决于生物生存的环境，在某一环境中可能是有利的，而在另一环境中可能是有害的()6．生殖细胞突变——可传给后代，产生新性状出现死胎、畸形胎等先天性疾病均有可能()7．体细胞突变一般不传代，但往往给突变的个体带来伤害()。××√√√√√8.下面描述的生物变异属于可遗传的变异且生物界各种生物都有可能产生的是()①长在边际的玉米比田中心的玉米粗壮产量高②流感病毒有几百个变种，且新亚种不断产生③“R型活菌＋加热杀死的S型菌〞后代产生S型活菌④果蝇的白眼⑤豌豆的黄色皱粒、绿色圆粒⑥人类的红绿色盲⑦人类的镰刀型细胞贫血症⑧猫叫综合征⑨高山草甸多倍体植物居多A．②③⑥⑦ B．①③⑥⑦⑧ C．②④⑥⑦ D．⑤⑧⑨C知识内容考纲要求1染色体结构变异和数目变异Ⅰ2人类遗传病的类型Ⅰ3人类遗传病的监测和预防Ⅰ4人类基因组计划及意义Ⅰ5生物变异在育种上的应用Ⅱ6低温诱导染色体加倍见考试目标与要求

9调查常见的人类遗传病考纲点击考点3染色体变异三、染色体变异——光镜下可见类型：染色体结构的变异染色体数目变异个别染色体增加或减少。染色体组成倍的增加或减少。如XO、XXY、XYY、21三体症。如缺失〔猫叫综合症〕重复、倒位、易位。缺失重复倒位易位abcdef

abcf

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ghiabcdef

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一.染色体结构的变异基因数量、排列顺序的改变生物性状的改变〔变异〕j

易位与交叉互换的区别？合作探究一：交叉互换与易位的区别biibba12AAaBBbbBacdefhjkml★交叉互换那么发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间。互换的两个染色体片断带有相同或等位基因。★易位发生在两条非同源染色体之间；易位的两个染色体片断上带有不同类型的基因。二、染色体数目的变异个别染色体的增减染色体组成倍增减如XO、XXY、XYY、21三体症。如：单倍体、多倍体的形成XYⅡⅡⅢⅢⅣⅣXⅡⅢⅣYⅡⅢⅣ雄果蝇染色体组图解

1、染色体组的概念？2、如何判断染色体组数？合作探究(二)1.染色体组概念：染色体组：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，但是携带着控制一种生物生长发育、遗传和变异的全部遗传信息。注意以下条件：①不含同源染色体。②染色体形态、大小和功能各不相同。③含有控制一种生物性状的一整套基因，但不能重复。2.染色体组数目的判别常用方法：①细胞内形态相同的染色体有几条，那么含有几个染色体组，如图有个染色体组。②根据基因型来判断。控制同一性状的基因出现几次，那么有几个染色体组。如基因型为Aa的细胞或生物体含有2个染色体组。4AABB的细胞内含

个染色体组。AAaaBBbb的细胞内含

个染色体组。练习：243、二倍体、多倍体与单倍体的概念由受精卵发育而来的生物，体细胞中含2个染色体组的个体叫二倍体，含3个或3个以上染色体组的个体叫多倍体。由配子发育而来的生物，体细胞中含本物种配子染色体数目的个体，叫单倍体。4：如何确定是单倍体？还是几倍体？关键看来源：假设是由受精卵发育而来的个体，那么含有几个染色体组就叫几倍体；假设是由配子〔或花粉〕直接发育而来的个体，那么不管含几个染色体组都叫单倍体。如：3个染色体组的个体二倍体×四倍体三倍体六倍体的花粉离体培养单倍体番茄是二倍体葡萄是二倍体几乎全部的动物和过半的高等植物都是二倍体。马铃薯是四倍体普通小麦是六倍体香蕉是三倍体多倍体的特征多倍体植株茎秆粗壮、叶片、果实、种子都比较大，糖类和蛋白质等营养物质的含量都增加。①实例：培育三倍体西瓜：②原理：染色体数目以染色体组的形式成倍增加。5.染色体变异在育种上的应用〔1〕人工诱导多倍体的产生③过程：二倍体西瓜幼苗二倍体西瓜幼苗三倍体无子西瓜子房发育三倍体植株〔联会紊乱〕二倍体植株（第一年）（第二年）三倍体种子花粉刺激子房秋水仙素处理四倍体植株（♀）二倍体植株（♂）×①原理：染色体数目以染色体组的形式成倍减少，再用秋水仙素处理，形成纯合子。②实例：抗病高产植株(aaBB)的选育过程〔2〕单倍体育种：单倍体育种的优点1、所培育的种子为绝对纯种；

2、可大大减少工作量并缩短育种周期。杂交育种（最少四年）单倍体育种(只要两年)第一年杂交得到F1。杂交得到F1。第二年F1自交得F2，将符合要求的F2植株的种子按单株分别收藏。取F1花药离体培养并加倍，观察，性状符合要求即为优良新品种。第三年按F2单株分开种植，不分离的植株种子仍按F2单株收藏待验证。第四年验证第三年保留的种子的纯度，仍不出现分离方可作为新品种推广。花药离体培养→P高杆抗病DDTT×矮杆感病ddttF1高杆抗病DdTt配子DTDtdTdtDTDtdTdtDDTTDDttddTTddtt↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓纯合体秋水仙素→↑需要的矮抗品种㈡单倍体育种第1年第2年P高杆抗病DDTT×矮杆感病ddttF1高杆抗病DdTt↓F2D_T_D_ttddT_ddttddTT㈠杂交育种↓第1年第2年第3~6年××↑需要的矮抗品种矮抗考点精讲：单倍体育种缩短育种年限类型杂交育种诱变育种单倍体育种多倍体育种原理常用方法优点缺点实例将具有不同优良性状的两亲本杂交用物理或化学的方法处理生物花药离体培养用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗使位于不同个体的优良性状集中于一个个体上提高变异频率加速育种进程明显缩短育种年限器官大型，营养含量高育种时间长有利变异少需大量处理供试材料技术复杂，需与杂交育种配合只适用于植物培育矮抗小麦培育青霉素高产菌株培育矮抗小麦三倍体无子西瓜的培育基因重组基因突变染色体组成倍减少染色体组成倍增加下列表示某种农作物①和②两种品种分别培育出④⑤⑥三种品种,根据上述过程,回答下列问题:Ⅳ①AABB②aabb③AaBb④Ab⑥AAaaBBbb⑤AAbbⅠⅡⅢⅤ⑴用①和②培育⑤所采用的方法Ⅰ称为_______,方法Ⅱ称为_________,由Ⅰ和Ⅱ培育⑤所依据的原理是________.⑵用③培育出④的常用方法Ⅲ是_____________,由④培育成⑤的过程中用化学药剂_________处理④的幼苗,方法Ⅲ和Ⅴ合称为_______育种.其优点是___________________.⑶由③培育出⑥的常用方法是_______________,形成的⑥叫____________。依据的原理是____________。杂交自交基因重组花药离体培养秋水仙素单倍体明显缩短育种年限用秋水仙素处理多倍体染色体变异三种可遗传变异的比较项目基因突变基因重组染色体变异概念基因结构改变，包括DNA碱基对的增添、缺失、替换由于基因重新组合而发生的变异染色体结构和数目变化而引起的变异本质产生新基因，发生基因“种类”或“质”的改变，无“量”的改变只改变基因型，未改变基因，无“质”和“量”的变化引起基因“数量”上的变化项目基因突变基因重组染色体变异适用范围任何生物都可以发生真核生物进行有性生殖产生配子时真核生物核遗传中发生意义生物变异的根本来源，是生物进化的原始材料生物变异的重要来源，产生生物多样性的重要原因对生物进化有一定意义