专题13生物的变异（讲解部分）（完整版）2

专题13生物的变异生物江苏省专用考点清单考点1基因突变与基因重组一、基因突变1.基因突变的实例之一——镰刀型细胞贫血症的产生

(1)图示中a、b、c过程分别代表①DNA复制

、②转录

和③翻译

。突变主要发生在a过程中。(2)患者贫血的直接原因是血红蛋白异常,根本原因是发生了④基因突变

,碱基对由

突变成

。2.基因突变的概念和时期(1)概念:DNA分子中发生碱基对的⑤替换、增添和缺失

,而引起的基

因结构的改变。(2)时期:主要发生在有丝分裂间期或减数第一次分裂前的间期。3.基因突变实例之二——细胞的癌变(1)结肠癌产生的原因正常细胞

生长和分裂失控

癌细胞(3)癌细胞的特征(2)癌变的机理致癌因子

(4)原癌基因和抑癌基因a.原癌基因和抑癌基因是人和动物细胞中的DNA上本来就存在与癌变相

关的基因,它们属于体内正常细胞中正常且必需的基因。b.原癌基因表达的蛋白质是细胞正常的生长和增殖所必需的,这类基因一

旦突变或过量表达而导致相应蛋白质活性过强,就可能引起细胞癌变。c.抑癌基因表达的蛋白质能抑制细胞的生长和增殖,或者促进细胞凋亡,这

类基因一旦突变而导致相应蛋白质活性减弱或失去活性,也可能引起细胞

癌变。类型举例引发突变原因外因物理因素紫外线、X射线损伤细胞内DNA化学因素亚硝酸、碱基类似物改变核酸的碱基生物因素某些病毒影响宿主细胞DNA等内因DNA分子复制偶尔发生错误、DNA的碱基组成

发生改变等4.基因突变的原因5.特点(1)⑥普遍

性:所有生物均可发生基因突变。(2)⑦随机

性:生物个体发育的任何时期、细胞内不同的DNA分子、

同一DNA分子的不同部位。(3)⑧低频

性:自然状态下,突变频率很低。(4)⑨不定向

性:一个基因可以向不同方向发生突变而产生复等位基

因,还可能发生回复突变。(5)⑩多害少利

性:可能破坏生物体与现有环境的协调关系。6.基因突变与生物性状的关系(1)基因突变可能会影响生物性状原因:基因突变→mRNA上密码子改变→编码的氨基酸可能改变→蛋白质

的结构和功能改变→生物性状改变。突变类型影响范围对肽链的影响备注替换小只改变1个氨基酸的种

类或不改变替换的结果也可能使

肽链合成终止增添大插入位置前不影响,影

响插入位置后的序列①增添或缺失的位置

越靠前,对肽链的影响

越大;②增添或缺失的

碱基数是3的倍数,则仅

影响个别氨基酸缺失大缺失位置前不影响,影

响缺失位置后的序列(2)基因突变不一定导致生物性状改变的3个原因a.DNA分子上突变部分可能在非编码部位(如内含子和非编码区)。b.由于密码子的简并性,多种密码子可决定同一种氨基酸,因此某碱基改变,

不一定改变蛋白质中氨基酸的种类。c.若基因突变为常染色体隐性突变,如AA中一个A→a,此时性状不改变。7.基因突变对后代的影响(1)如基因突变发生在有丝分裂过程中,可以通过无性生殖传递给子代。由

于多数生物进行有性生殖,所以体细胞突变对后代影响较小。(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。对于

进行有性生殖的生物来说,对后代影响较大。8.意义:基因突变是新基因产生的途径,是生物变异的根本来源,是生物进化

的原材料。二、基因重组(在此只考虑真核生物)1.概念类型自由组合型交叉互换型图像

实质非同源染色体上非等位基因间

的重组同源染色体上非等位基因间的

重组时期

减数第一次分裂后期

减数第一次分裂四分体时期

2.类型3.结果:产生新的基因型。4.意义(1)是

生物变异

的来源之一。(2)为

生物进化

提供材料。(3)是形成

生物多样性

的重要原因之一。5.基因重组概念理解的3个误区(1)基因重组发生在减数分裂形成配子时,而受精过程发生的是雌雄配子随

机结合,没有发生基因重组。(2)基因重组的实质是非等位基因的重组,所以一对等位基因不能发生基因

重组。(3)交叉互换≠基因重组。如果交叉互换发生在同源染色体之间叫基因重

组;如果发生在非同源染色体之间叫易位,属于染色体结构变异。考点2染色体变异一、染色体结构变异的类型类型图像联会异常实例缺失

人的5号染色体片段缺

失导致猫叫综合征重复

果蝇的棒状眼倒位

人类9号染色体长臂倒

位可导致习惯性流产易位

人类慢性粒细胞白血

病二、染色体数目变异1.类型与实例2.染色体组(1)组成

类型实例①个别染色体

的增减21三体综合征以②染色体组

形式成倍增减三倍体无子西瓜③Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y

。(2)特点:形态和功能各不相同,共同控制生物的④生长、发育、遗传和变异

的一组⑤非同源染色体

。(3)判断方法a.根据“染色体形态”判断如图中雄果蝇体细胞染色体中的一个染色体组可表示为判断方法:染色体组数=细胞中同种形态的染色体条数(不分“黑”

“白”)。如上图中A、B、C、D4个细胞中分别含有4个、1个、2个、2个染色体组。b.根据“基因型”判断判断方法:染色体组数=基因型中控制同一性状的基因个数(不分显隐性)。

如基因型为AaBbCc和AAaaBBbb的个体分别含有2个和4个染色体组。c.异源多倍体的染色体组判断普通小麦的染色体组为AABBDD,其中A、B、D各代表一个染色体组,所

以普通小麦含有6个染色体组,属于异源六倍体。若其与二倍体黑麦(RR)

杂交,得到的后代染色体组为ABDR(不育的四倍体),用秋水仙素处理后可

得到可育的八倍体小黑麦(AABBDDRR)。3.单倍体、二倍体和多倍体(1)形成区别

所含染色体组数不定,可为一、二或多个染色体组

受精卵

生物体

(2)判断方法三、实验:低温诱导植物染色体数目的变化1.实验过程

2.主要实验试剂(1)卡诺氏液:⑩固定细胞形态

。(2)改良苯酚品红染液:

使染色体着色

。(3)解离液(质量分数为15%的盐酸溶液和体积分数为95%的酒精溶液按

1∶1的比例混合):

使组织中的细胞相互分离开

。考点3育种一、杂交育种1.原理:①基因重组

。2.过程(1)植物:选择具有不同优良性状的亲本②杂交

,获得F1→F1自交→获得

F2→③鉴别、选择

需要的类型,自交至不发生性状分离为止。(2)动物:选择具有不同优良性状的亲本杂交,获得F1→F1雌雄个体交配→获

得F2→鉴别、选择需要的类型与隐性类型测交,选择后代不发生性状分离

的F2个体。3.优点:操作简便,可以把多个品种的④优良性状

集中在一起。4.缺点:获得新品种的周期⑤长

。二、诱变育种1.原理:⑥基因突变

。2.农作物诱变育种的过程

3.优点(1)可以提高⑧突变频率

,在较短时间内获得更多的优良变异类型。(2)大幅度地⑨改良某些性状

。4.缺点:有利变异个体往往不多,需处理大量材料。三、单倍体育种(以二倍体植物为例)1.原理:主要是⑩染色体(数目)变异

。2.主要方法

3.优点:

明显缩短育种年限

,二倍体植物单倍体育种所得个体均为

纯合体

。4.缺点:技术复杂。四、多倍体育种1.原理:

染色体(数目)变异

。2.过程:秋水仙素或低温处理

萌发的种子或幼苗

,诱导细胞染色体数目加倍。3.优点:操作简单,得到的多倍体植株茎秆粗壮,叶片、果实和种子比较大,

营养物质含量丰富。4.缺点:多倍体植株发育延迟、结实率低,多倍体育种一般只适用于植物。5.实例:三倍体无子西瓜

(1)两次传粉

(2)三倍体西瓜无子的原因:三倍体西瓜在减数分裂过程中,由于染色体

联会紊乱

,不能产生正常配子。

五、育种方法的选择知能拓展提升辨析染色体结构变异与基因突变和基因重组的方法1.辨析基因突变和染色体结构变异(1)方法(2)示例比较项目易位交叉互换变异类型染色体结构变异基因重组范围非同源染色体之间同源染色体内部非姐妹染色单

体之间交换对象非等位基因等位基因图示

2.染色体结构变异中的易位与基因重组中交叉互换的比较3.辨析基因突变与基因重组(1)根据细胞分裂方式

①如果有丝分裂过程中姐妹染色单体上基因不同,则为基因突变的结果,如

图甲。②如果是减数分裂过程中姐妹染色单体上基因不同,可能发生了基因突变

或交叉互换,如图乙。①如果亲代基因型为AA或aa,则引起姐妹染色单体上A与a不同的原因是

基因突变。②如果亲代基因型为Aa,则引起姐妹染色单体上A与a不同的原因是基因

突变或交叉互换。(2)根据变异前体细胞的基因型实践探究应用生活中的变异问题分析情境材料波黑战争和科索沃战争期间贫铀弹的使用,致使许多人身患癌

症或白血病,贫铀弹的危害主要是放射性污染,其使生物体产生了变异。问题探讨(1)贫铀弹的放射性污染属于哪种诱变因素?上述资料说明环

境中的诱变因素对基因突变有着怎样的作用?(2)贫铀弹的放射性污染使生物体产生的变异能否遗传给后代?为什么?(3)由放射性污染引发的变异除染色体变异外,还有哪种变异?