高三生物一轮复习基因突变基因重组和染色体变异

关于高三生物一轮复习基因突变基因重组和染色体变异生物界中的变异现象第2页,共93页，2024年2月25日，星期天什么叫“生物的变异”？

生物体亲代和子代之间以及子代个体之间性状的差异性。第3页,共93页，2024年2月25日，星期天表现型

基因型

环境

不遗传的变异（改变）（改变）（改变）基因重组染色体变异基因突变（遗传物质未发生改变）(遗传物质发生改变）可遗传的变异第4页,共93页，2024年2月25日，星期天一、基因突变

1、概念：DNA分子中发生碱基对的_____、____和_____，而引起的

的改变。

增添缺失替换基因结构┯┯┯┯

ＡＴＧＣ

ＴＡＣＧ

┷┷┷┷┯┯┯┯┯

ＡＴＡＧＣ

ＴＡＴＣＧ

┷┷┷┷┷┯┯┯┯

ＡＴＧＣ

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ＡＧＣ

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ＡＣＧＣ

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ＡＴＧＣ

ＴＡＣＧ

┷┷┷┷增添缺失替换基因突变是否改变染色体上基因的数量和位置？第5页,共93页，2024年2月25日，星期天3、时间：2、结果：产生新的等位基因主要在DNA复制时期如有丝分裂间期和减Ⅰ间期（1）真核生物（

)；（2）原核生物（

）；（3）病毒（

）。有丝分裂、减数分裂、无丝分裂二分裂增殖第6页,共93页，2024年2月25日，星期天物理因素：化学因素：生物因素：紫外线X射线其它各种辐射亚硝酸碱基类似物苯环类似物复制偶发错误碱基组成改变内部因素：外部因素引起基因突变的因素

4．基因突变的原因

病毒第7页,共93页，2024年2月25日，星期天

①普遍性:②随机性:③低频性:④多害少利性：5．基因突变的特点

生物界中广泛存在个体发育的任何时期和部位自然界突变率很低：10－5~10-8第8页,共93页，2024年2月25日，星期天有害的基因突变畸形的雏鸭人类的多指人类的并指镰刀形红细胞第9页,共93页，2024年2月25日，星期天

①普遍性:②随机性:③低频性:④多害少利性：⑤不定向性：5．基因突变的特点

生物界中广泛存在个体发育的任何时期和部位自然界突变率很低：10－5~10-8多数有害,少数有利第10页,共93页，2024年2月25日，星期天基因突变还有何特点？如老鼠灰毛基因A+突变AY(黄毛)a(黑毛)灰老鼠黑老鼠黄老鼠第11页,共93页，2024年2月25日，星期天

①普遍性:②随机性:③低频性:④多害少利性：⑤不定向性：5．基因突变的特点

生物界中广泛存在个体发育的任何时期和部位自然界突变率很低：10－5~10-8A＝a1或A＝a2多数有害,少数有利第12页,共93页，2024年2月25日，星期天6.基因突变的意义基因突变新基因(等位基因)基因型(改变)表现型(改变)产生新基因生物变异的根本来源生物进化的原始材料知识点一表格第13页,共93页，2024年2月25日，星期天化学因素：有亚硝酸、硫酸二乙酯等。（2）人工诱导基因突变常用方法：物理因素：包括X射线、紫外线、激光等；生物因素：病毒、细菌等。7、基因突变的应用——人工诱变育种（1）原理：运用物理因素或化学因素提高突变率,诱发基因突变,获得优良品种.第14页,共93页，2024年2月25日，星期天高产大豆高产青霉菌株有利的基因突变第15页,共93页，2024年2月25日，星期天有利的基因突变第16页,共93页，2024年2月25日，星期天（4）诱变意义:是创造动、植物新品种和微生物新类型的重要方法①成功率低,有利变异个体往往不多，处理的材料量大（育种规模大）②诱变的各种因素都是致癌因素，如有泄漏将造成人体伤害或环境污染(2)优点：①提高突变率，创造新类型，缩短育种周期②大幅度改良某些性状(3)缺点:第17页,共93页，2024年2月25日，星期天⑤性状表现是遗传基因和环境因素共同作用的结果，在某些环境条件下，改变了的基因可能并不会在性状上表现出来。1、基因突变一定会引发性状的改变吗？①突变后的密码子与原来的密码子决定同一种氨基酸。②该碱基位于基因的非编码序列(内含子和非编码区)③隐性突变

易错必明不一定④由于某些性状由多基因决定，某基因的改变了，但共同作用于此性状的其他基因未改变，其性状可能也不改变。第18页,共93页，2024年2月25日，星期天DNA···AU

C

CGC···

···A

U

U

CGC···

异亮氨酸异亮氨酸mRNA···AT

C

CGC···

···TA

G

GC

G···正常···TAAGC

G······ATTCGC···

碱基对替换[探究]碱基对改变一定会导致蛋白质的结构改变吗？第19页,共93页，2024年2月25日，星期天碱基对影响范围对氨基酸的影响替换小只改变一个氨基酸或不改变增添大插入位置前不影响，影响插入位置后的序列，但插入三个碱基对，则只增加一个氨基酸缺失大缺失位置前不影响，影响缺失位置后的序列，但缺失三个碱基对，则只缺失一个氨基酸[探究]碱基对增添、缺失和替换对蛋白质的结构影响最小的是？第20页,共93页，2024年2月25日，星期天原核生物中某一基因的编码区起始端插入了一个碱基对。在插入位点的附近，再发生下列哪种情况有可能对其编码的蛋白质结构影响最小 (

)A．置换单个碱基对B．增加4个碱基对C．缺失3个碱基对D．缺失4个碱基对第21页,共93页，2024年2月25日，星期天2、基因突变是否一定传递给子代？(1)如果基因突变发生在有丝分裂过程中，一般不遗传，但有些植物可以通过

传递给后代。(2)如果基因突变发生在减数分裂过程中，可以通过配子传递给后代。(3)无丝分裂、原核生物的二分裂、病毒遗传物质复制时均可发生基因突变(4)基因突变不改变染色体上基因的数量和位置，只改变其基因结构。(5)自然状态下病毒和原核生物的变异方式仅基因突变。无性生殖第22页,共93页，2024年2月25日，星期天“一母生九仔，连母十个样”这种差异怎么造成的？二、基因重组第23页,共93页，2024年2月25日，星期天

在

生物进行

生殖的过程中，控制不同性状的基因的

。1、基因重组的概念有性重新组合真核第24页,共93页，2024年2月25日，星期天2、基因重组类型和发生时期①减数第一次分裂前期（四分体时期）：

染色体上的

染色单体之间的交叉互换，导致

染色体上

基因的重新组合。②减数第一次分裂后期：

染色体自由组合，导致

上的

基因自由组合。③DNA分子重组技术。同源非姐妹非同源染色体同源非等位非等位非同源第25页,共93页，2024年2月25日，星期天AaAaBbAabBAaBb①减数第一次分裂前期（四分体时期）同源染色体上的非姐妹染色单体之间的交叉互换同源染色体上非等位基因之间的重新组合第26页,共93页，2024年2月25日，星期天②减数第一次分裂后期AabBAaBbAb和aBAB和ab2、基因重组类型和发生时期

非同源染色体自由组合，导致非同源染色体上的非等位基因自由组合第27页,共93页，2024年2月25日，星期天③DNA分子重组技术

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。目的基因第28页,共93页，2024年2月25日，星期天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3.基因重组的理解第29页,共93页，2024年2月25日，星期天

通过有性生殖过程实现的基因重组,为生物变异提供了极其丰富的来源.这是形成

的重要原因之一,对于生物进化具有十分重要的意义.3、基因重组的意义生物多样性第30页,共93页，2024年2月25日，星期天①肺炎双球菌的转化及病毒遗传物质的整合也属于基因重组。②基因重组产生了新的基因型，但未改变基因的“质”和“量”。③基因重组是真核生物有性生殖过程中产生可遗传变异的最重要来源，是形成生物多样性的重要原因。④基因重组只能发生在进行有性生殖的同种生物之间；在减数分裂过程中实现的，而不是在精子与卵细胞的结合过程中实现的。⑤自然状态下，原核生物不发生基因重组。特别提醒第31页,共93页，2024年2月25日，星期天基因突变基因重组本质结果发生时间及原因条件意义发生可能基因的分子结构发生改变。不同基因的重新组合。细胞分裂间期由于外界理化因素或自身生理因素引起的碱基对的替换、缺失或增添减数第一次分裂前期的四分体时期的交叉互换；减数第一次分裂后期，非同源染色体上的非等位基因自由组合。外界环境条件的变化和内部因素的相互作用。有性生殖过程中进行减数分裂形成生殖细胞。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。是生物变异的重要来源，是形成生物多样性的重要原因，对生物的进化也具有重要的意义突变频率低，但普遍存在有性生殖中非常普遍产生了新基因，出现了新性状。不产生新基因，而是产生新的基因型，使不同性状重新组合。第32页,共93页，2024年2月25日，星期天(一)染色体结构变异(二)染色体数目变异(三)染色体变异在育种中的应用三、染色体变异

第33页,共93页，2024年2月25日，星期天染色体的某一片段缺失消失1、缺失abcdefbacdef(一)染色体结构变异如：猫叫综合症第34页,共93页，2024年2月25日，星期天猫叫综合症症状：患儿哭声轻，音调高，很像猫叫。两眼距离较远，耳位低下，生长发育缓慢，存在着严重的智力障碍。病因：5号染色体部分缺失第35页,共93页，2024年2月25日，星期天染色体中增加某一片段重复２、重复abcdefbbabcdefb(一)染色体结构变异第36页,共93页，2024年2月25日，星期天果蝇的卵圆眼和棒状眼野生型：卵圆眼变异型：棒状眼第37页,共93页，2024年2月25日，星期天染色体的某一片段位置颠倒180°3、倒位abcdefabcdefbcdeaf颠倒(一)染色体结构变异第38页,共93页，2024年2月25日，星期天染色体的某一片段移接到另一条

染色体上4、易位abcdefghijklghijklabcefdabcklghdefji移接

(一)染色体结构变异非同源第39页,共93页，2024年2月25日，星期天易位与交叉互换的区别相互易位发生在

之间，交叉互换发生在

之间。相互易位可以发生在

分裂和

分裂中，交叉互换发生在

分裂时。相互易位在光学显微镜下

，交叉互换一般在光学显微镜下

。非同源染色体同源染色体的非姐妹染色单体有丝减数减数可见不可见核心突破第40页,共93页，2024年2月25日，星期天缺失重复倒位易位染色体结构的变异导致生物变异的原因是什么？基因数目改变基因位置改变(一)染色体结构变异第41页,共93页，2024年2月25日，星期天概念：（二）染色体数目的变异：非整组变异：类型指细胞内染色体数目的增添或缺失。整组变异：细胞内个别染色体的增加或减少；细胞内的染色体数目以染色体组的形式成倍的增加或减少。第42页,共93页，2024年2月25日，星期天概念：细胞内某一号或几号染色体的数量增多或减少。

后果：因为染色体上的基因能控制蛋白质的合成，某号染色体增多或减少后将导致相应蛋白质的增多或减少，从而导致新陈代谢的严重紊乱，造成细胞死亡或严重的功能缺陷。正常增多减少（一）非整组变异第43页,共93页，2024年2月25日，星期天唐氏症起因与染色体数发生错误第21号染色体多一条第44页,共93页，2024年2月25日，星期天智障“天才”舟舟■姓名:胡一舟■出生:1978年4月1日■智商：30重度弱智（正常人的最低70）■演出:自1999年1月在保利剧场进行第一场指挥表演以来，至今已演出20场，与国内外十余家交响乐团进行过合作。病因：常染色体变异,比正常人多了一条21号染色

舟舟是一个先天智力障碍(三体综合症)患者第45页,共93页，2024年2月25日，星期天例：21三体综合征(如图，又称先天性愚型或唐氏综合症)是由于患者细胞内多了一条21号染色体造成的。患者眼间宽、眼角上斜、口常半张，身体发育缓慢、智力极度低下，许多在10岁前夭折。第46页,共93页，2024年2月25日，星期天性腺发育不良（特纳氏综合症）单体（2n-1)第47页,共93页，2024年2月25日，星期天此外，17号及14号染色体增多一条的患者生理和智力都严重不正常。

人类其它染色体数目发生变化的病例极少发现，很可能这些染色体数目改变是致死的！第48页,共93页，2024年2月25日，星期天概念：体细胞内染色体组增多或减少。

后果：在植物及低等动物中比较常见，由于基因控制的蛋白质成比例增多或减少，一般对生存没有显著影响。

在高等植物，染色体组增多的植株一般具有大型性，各器官粗大，成熟推迟；染色体组减少的植株则生长瘦弱。（二）整组变异第49页,共93页，2024年2月25日，星期天请思考：1:果蝇体细胞有几条染色体？8条2:Ⅱ号和Ⅱ号染色体是什么关系?Ⅲ号和Ⅳ号呢?同源染色体非同源染色体3:雄果蝇的体细胞中共有哪几对同源染色体?Ⅱ和Ⅱ、Ⅲ和Ⅲ、Ⅳ和Ⅳ、X和Y

第50页,共93页，2024年2月25日，星期天XYⅡⅣⅢ♂特点：(1)它们在形态和功能上___________

(2)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。我们把这样一组染色体叫做一个染色体组。（形状、大小各不相同的一组染色体)各不相同1、染色体组

雄果蝇的精子中含有一组非同源染色体。果蝇第51页,共93页，2024年2月25日，星期天细胞中的一组________染色体，它们在_____和______上各不相同，但是携带着控制生物生长发育的_________，这样的一组染色体，叫做一个染色体组。（1）染色体组的概念非同源形态功能全部信息第52页,共93页，2024年2月25日，星期天①据“染色体形态”判断——细胞内同种形态染色体有几条就含几个染色体组（2）染色体组的确认方法3个4个1个4个第53页,共93页，2024年2月25日，星期天②据“基因型”判断——控制同一性状的基因有几个就含几个染色体组AAaaAABBDDAaaABCD四个染色体组两个染色体组三个染色体组一个染色体组（2）染色体组的确认方法第54页,共93页，2024年2月25日，星期天③据“染色体数/染色体形态数”值——比值是几，即含几个染色体组。如：果蝇8条/4种形态=2个染色体组（2）染色体组的确认方法第55页,共93页，2024年2月25日，星期天第56页,共93页，2024年2月25日，星期天例如：人、果蝇、玉米等。

自然界中，几乎全部的动物和过半数的高等植物都是二倍体。2、二倍体和多倍体由

发育而成的，体细胞中含有

染色体组的个体。①二倍体：受精卵两个第57页,共93页，2024年2月25日，星期天例如：香蕉（三倍体）、马铃薯（四倍体）等。由

发育而成的，体细胞中含有

染色体组的个体。②多倍体：受精卵多个2、二倍体和多倍体第58页,共93页，2024年2月25日，星期天多倍体植株的特点：2.茎杆粗壮，叶片、果实和种子都一般比较大；糖类、蛋白质等含量增高.3.但发育延迟，结实率低。1.多倍体在植物中广泛存在，而在动物中则较少见

凡是不以种子为收获目标的植物都可以考虑进行多倍体育种。第59页,共93页，2024年2月25日，星期天（1）人工诱导多倍体的形成：常用方法有哪些？低温和秋水仙素处理法（2）秋水仙素处理法的具体做法是什么？原理又是什么？方法：用秋水仙素处理____________或_______。原理：当秋水仙素作用于正在______的细胞时，能够抑制________的形成，导致________不能_________，从而引起细胞内染色体__________。染色体数目加倍的细胞继续进行_______分裂，将来就可能发育成_________植株。萌发的种子幼苗分裂纺锤体染色体移向两极数目加倍有丝多倍体多倍体植株的特点和形成第60页,共93页，2024年2月25日，星期天多倍体育种方法萌发的种子或幼苗染色体数目加倍秋水仙素或低温处理多倍体植株发育细胞融合也可得到多倍体如二倍体如何培育得到三倍体植株？第61页,共93页，2024年2月25日，星期天染色体复制人工诱导多倍体的原理：着丝点分裂无纺锤丝牵引，染色体数加倍

低温、适宜浓度的秋水仙素能在不影响细胞活力的条件下抑制纺锤体形成。导致染色体复制且着丝点分裂后不能分配到两个细胞中，从而使细胞内的染色体数目加倍。第62页,共93页，2024年2月25日，星期天

万山之母---帕米尔高原

＊据统计,帕米尔高原上的植物65%以上是多倍体。第63页,共93页，2024年2月25日，星期天由

发育而成的个体。①定义：配子3、单倍体②单倍体植株特点：弱小，且高度不育Q：一个染色体组生物一定是单倍体吗？单倍体一定只有一个染色体组吗？第64页,共93页，2024年2月25日，星期天二倍体西瓜幼苗二倍体西瓜幼苗秋水仙素处理二倍体西瓜植株四倍体西瓜植株♀♂杂交×自然长成四倍体植株上结的果实：胚、胚乳、种皮和果皮各有几个染色体组？无籽西瓜第65页,共93页，2024年2月25日，星期天①②③④⑤⑥4n4n2个2n2n二倍体植株的花粉(n)+花粉(n)受精极核(5n)+花粉(n)受精卵(3n)胚胚乳种皮果皮(5n)(3n)4n4n第66页,共93页，2024年2月25日，星期天二倍体西瓜幼苗二倍体西瓜幼苗秋水仙素处理二倍体西瓜植株四倍体西瓜植株♀♂三倍体西瓜种子杂交×自然长成四倍体植株上结的果实：胚、胚乳、种皮和果皮各有几个染色体组？胚乳种皮果皮胚受精极核珠被子房壁受精卵5n4n4n3n5n4n4n3n种子果实无籽西瓜第67页,共93页，2024年2月25日，星期天二倍体西瓜幼苗二倍体西瓜幼苗秋水仙素处理二倍体西瓜植株四倍体西瓜植株♀♂联会紊乱三倍体西瓜种子无子西瓜杂交杂交×自然长成二倍体西瓜植株第一年第二年无籽西瓜第68页,共93页，2024年2月25日，星期天

在人工去雄的番茄花的雌蕊柱头上，涂抹一定浓度的生长素类似物，可以得到无子番茄。下列有关无子番茄和无子西瓜的叙述，正确的是（）A．无子番茄性状能遗传B．若取无子番茄植株进行无性繁殖，长成的植株所结果实中有种子C．无子西瓜进行无性繁殖，长成的植株所结果实中有种子D．若取无子西瓜进行无性繁殖，长成的植株子房壁细胞含有四个染色体组B第69页,共93页，2024年2月25日，星期天YRyRYryr黄色圆粒（YyRr）花药（配子）单倍体植株正常二倍体（纯合体）YYRRyyRRYYrryyrr黄圆绿圆黄皱绿皱秋水仙素诱导加倍YRyRYryr花药离体培养单倍体育种第70页,共93页，2024年2月25日，星期天aaB_aabb矮抗矮不抗ABAbaBab单倍体ABAbaBab花粉离体培养秋水仙素处理自交取花粉AABBAAbbaaBBaabb高抗高不抗矮抗矮不抗新品种aaBB矮抗杂交AABB×aabb矮不抗高抗AaBb高抗杂交AABB×aabb矮不抗高抗AaBb高抗A_B_A_bbaaB_aabb高抗高不抗矮抗矮不抗aaB_矮抗自交aaB_矮抗自交

现有以下两种类型水稻：高秆抗病（AABB），矮秆不抗病（aabb）。如何得到矮秆抗病的新品种。第一年第二年第三年第四年第71页,共93页，2024年2月25日，星期天若从播种到收获种子需要一年,则培育出能稳定遗传的矮杆抗病的植株至少需要几年?P高杆抗病DDTT×矮杆感病ddttF1高杆抗病

DdTt↓第1年↓×选育出需要的矮抗植株F2D_T_D_ttddT_ddtt矮抗杂交育种第2年第3年×生长ddTTF3减数分裂配子DTDtdTdt单倍体DTDtdTdt↓花药离体培养↓秋水仙素第1年第2年第4年

单倍体育种DDttddTTddtt纯合体DDTT矮抗优点：明显缩短育种年限第72页,共93页，2024年2月25日，星期天第73页,共93页，2024年2月25日，星期天增加染色体组：用秋水仙素处理幼苗或萌发的种子——适当浓度的秋水仙素能在不影响细胞活力的条件下破坏纺锤体。当细胞有丝分裂进行到后期时破坏纺锤体，细胞就可以不经过末期而返回间期，从而使细胞内的染色体数目加倍。二倍体八倍体四倍体秋水仙素处理秋水仙素处理二倍体四倍体三倍体八倍体四倍体六倍体第74页,共93页，2024年2月25日，星期天1、多倍体育种多倍体植物有生长旺盛，各器官粗壮，种子少或不产生种子的特性。凡是不以种子为收获目标的植物都可以考虑进行多倍体育种。观赏或用材植物某些水果非种子农作物第75页,共93页，2024年2月25日，星期天例1:无籽西瓜的培育①用秋水仙素处理二倍体西瓜幼苗得到四倍体西瓜；

②用二倍体西瓜与四倍体西瓜杂交，得到三倍体的西瓜种子。

③三倍体西瓜联会紊乱，不能产生正常的配子。三倍体西瓜的雌蕊授以二倍体西瓜的花粉后子房能发育成西瓜，但其中的胚珠因没有正常的卵细胞而不能发育成种子。第76页,共93页，2024年2月25日，星期天例２、香蕉的培育香蕉的祖先为野生芭蕉，个小而多种子，无法食用。香蕉的培育过程如下：野生芭蕉

2n有籽香蕉

4n加倍野生芭蕉

2n无籽香蕉

3n第77页,共93页，2024年2月25日，星期天其它多倍体植物甘蔗是三倍体。最早的野生甘蔗就像芦苇又细又短且开花结籽。这种野生甘蔗发生自然加倍形成四倍体甘蔗，四倍体甘蔗与野生甘蔗自然杂交，就形成了现在的甘蔗。人们种植的西瓜有三种：普通西瓜为二倍体，个小籽多，重量一般在三公斤以下；大西瓜为四倍体，个大籽小，重量可达五公斤以上；无籽西瓜为三倍体，个大无籽。甘薯、马铃薯等以无性繁殖为主的作物及大多数花卉、水果一般都是多倍体。第78页,共93页，2024年2月25日，星期天

左图是果蝇体细胞染色体图解，根据回答：

1、此果蝇是______性果蝇，性染色体为___，其性别决定方式属于_____型。AB2、细胞中有_____对同源染色体。有____个染色体组。是_______倍体。3、细胞中有_____对常染色体。4、细胞中有_____对性染色体。能产生____

种配子。第79页,共93页，2024年2月25日，星期天1、下列变异中，不属于染色体结构变异的是（）Ａ、非同源染色体之间相互交换片段；Ｂ、染色体中ＤＮＡ的一个碱基发生改变；Ｃ、染色体缺失片段；Ｄ、染色体增加片段。第80页,共93页，2024年2月25日，星期天2、秋水仙素诱导多倍体形成的原因是（）Ａ、诱导染色体多次复制；Ｂ、抑制细胞有丝分裂时纺锤体的形成；Ｃ、促使染色单体分开，形成染色体；Ｄ、促进细胞融合。第81页,共93页，2024年2月25日，星期天3、下列细胞含有一个染色体组的是：A、人的表皮细胞B、果蝇的受精卵C、小麦的卵细胞D、玉米的极核4、下为了用人工的方法同时得到AABB、AAbb、aaBB、aabb四种纯合体，应采取下列那种基因型个体的花药进行离体培养：

A、AaBBB、AaBbC、AabbD、AABb第82页,共93页，2024年2月25日，星期天5、下列有关单倍体的叙述，正确的是：（）Ａ、体细胞中含有一个染色体组的个体；Ｂ、体细胞中含有奇数染色体