最強原創(chuàng)：09基因突變與基因重組、染色體變異

【考綱展示】1．基因突變的特征和原因(Ⅱ)2．基因重組及其意義(Ⅱ)3．染色體結構變異和數目變異(Ⅰ)4．人類遺傳病(Ⅰ)5．低溫誘導染色體加倍(實驗)6．生物變異在育種中的應用

(Ⅱ)第五章基因突變及其他變異第一講

基因突變與基因重組表現型＝基因型＋環(huán)境條件可遺傳的變異不能遺傳的變異（改變）（改變）（改變）一.變異概念：生物的親代與子代之間以及子代個體之間性狀上的差異。1.概念:DNA分子中發(fā)生堿基對的______?________或_______,而引起的________的改變

ATCCGTAGGC缺失（正?；蚱危┨鎿Q增添AACCGTTGGCATTCCGTAAGGCA

CCGTGGC12345二.基因突變替換增添基因結構缺失2.種類：①自然突變

②誘導突變:易誘發(fā)基因突變并提高突變頻率的因素可分為三類：______________、______________和________________。

應用:誘變育種優(yōu)點提高突變率，在較短時間內獲得更多的優(yōu)良變異類型(產生新的性狀)判斷：若沒有外界因素的影響，基因就不會發(fā)生突變（）×生物因素物理因素化學因素3.基因突變類型對氨基酸序列的影響類型影響范圍對氨基酸序列的影響替換小只改變1個氨基酸或不改變增添大插入前位置不影響，影響插入后的序列缺失大缺失前位置不影響，影響缺失后的序列[例]增添或缺失1對、2對或3對堿基時，誰對氨基酸序列的影響最??？4、基因突變與性狀的關系(1)基因突變可引起性狀的改變(2)基因突變并非必然導致性狀改變其原因是：①密碼子簡并性②突變成的隱性基因在雜合子中不引起性狀的改變，如AA→Aa。③不直接編碼氨基酸的基因片段(DNA片段)發(fā)生改變。例1.在一段能編碼蛋白質的脫氧核苷酸序列中，如果其中部缺失1個核苷酸對，不可能的后果是(

)A．沒有蛋白質產物B．翻譯為蛋白質時在缺失位置終止C．所控制合成的蛋白質減少多個氨基酸D．翻譯的蛋白質中，缺失部位以后的氨基酸序列發(fā)生變化A5.特點:①普遍性②________性③低頻性④多害少利性⑤________性

6.意義：產生__________，是生物變異的________、是生物進化的__________。（見課本P82）隨機不定向根本來源原始材料新基因誘變育種的缺點:盲目性例2、下列關于基因突變的敘述中，正確的是(

)A．環(huán)境改變導致生物產生的適應性改變B．由于細菌的數量多、繁殖周期短，因此其基因突變率很高C．基因突變在自然界的物種中廣泛存在D．自然狀態(tài)下的突變是低頻不定向的，而人工誘發(fā)的突變是高頻定向的

C①基因突變可以發(fā)生在生殖細胞，也可以發(fā)生在體細胞,那么基因突變都會遺傳給后代嗎？不一定②基因突變發(fā)生在體細胞，一定不能傳遞給后代嗎？錯。植物體細胞突變，可能通過無性繁殖傳遞給后代。③

如何提高基因突變發(fā)生的頻率？通過物理、化學、生物等方法人工誘導基因突變討論提升：④

基因突變率低，大多有害，故認為它不可能為生物進化提供原材料，對嗎？錯⑤基因突變會導致基因結構、數目和位置的改變嗎？基因突變一定會導致基因結構的改變，基因突變是DNA分子水平上基因內部堿基對種類和數目的改變，基因的數目和位置并未改變。⑥基因突變通常發(fā)生在DNA復制時期，對嗎？對⑦基因突變的利害性取決于生物的生存環(huán)境。對

1、概念:在生物體進行________的過程中,控制不同性狀的基因的重新組合

2、來源：_______源染色體上非等位基因________和同源染色體上非姐妹染色單體的________

3、意義：形成________性的重要原因之一

為________提供了極其豐富的來源,對生物進化具有重要意義。

有性生殖非同自由組合交叉互換生物多樣生物變異三.基因重組（課本P83）注意：基因工程和細菌轉化的原理也是基因重組染色體水平分子水平自由組合交叉互換基因工程細菌轉化4、分類減Ⅰ后期，非等位基因自由組合減Ⅰ前期，同源染色體非姐妹染色單體交叉互換注意：①交叉互換發(fā)生在同源染色體的非姐妹染色單體間。發(fā)生在非同源染色體間的染色體交換叫染色體易位，屬于染色體變異②基因重組發(fā)生在兩對及兩對以上基因間。雜合子Aa自交后代性狀分離，不屬于基因重組。③基因重組發(fā)生在減數分裂中。有絲分裂過程中不發(fā)生基因重組。另外，其實質與受精作用也無關。1、基因重組有新的基因產生嗎？有新的性狀產生嗎？討論提升：2、與基因突變相比較，基因重組發(fā)生的可能性如何？基因重組的意義怎樣？

沒有新的基因產生，也沒有新的性狀產生。只是控制不同性狀的基因重新組合。

基因重組在有性生殖過程中普遍存在，基因突變的頻率低，但在生物界中普遍存在。基因重組是生物變異的來源之一，是形成生物多樣性的重要原因，對生物的進化有重要的意義。例3、利用月季花的枝條扦插所產生的后代與利用月季花的種子播種所產生的后代相比，下列關于其變異來源上的敘述正確的是(

)A．前者不會發(fā)生變異，后者有較大的變異性B．前者一定不會發(fā)生基因重組，后者可能發(fā)生基因重組C．后者一定不會發(fā)生基因重組，前者可能發(fā)生基因重組D．前者一定不會因環(huán)境影響發(fā)生變異，后者可能因環(huán)境影響發(fā)生變異B1．[2011·江蘇卷]有絲分裂和減數分裂過程中均可以發(fā)生非同源染色體之間的自由組合，導致基因重組。(

)×

[解析]基因重組引起的變異只能發(fā)生在減數分裂產生配子的過程中，有絲分裂過程中不發(fā)生基因重組。

2．高莖豌豆雜合子由于基因重組而發(fā)生性狀分離。(

)×

[解析]基因重組是不同對基因之間的重新組合，高莖豌豆雜合子含有一對等位基因，一對等位基因之間不會發(fā)生基因重組。3．減數分裂四分體時期，姐妹染色單體的局部交換可導致基因重組。(

)×

[解析]交叉互換發(fā)生在同源染色體上的非姐妹染色單體之間。例

：下列能說明基因重組實質的是(

)①具有一對相對性狀的親本雜交，F2的性狀分離比為3∶1②S型肺炎雙球菌的DNA使某些R型肺炎雙球菌轉化成S型肺炎雙球菌③具有兩對相對性狀的親本雜交，F2的性狀分離比為9∶3∶3∶1④具有兩對相對性狀的F1形成配子時，非同源染色體上的非等位基因重新組合⑤具有兩對相對性狀的F1與雙隱性個體的測交后代表現型比例為1∶1∶1∶1⑥人的胰島素基因導入酵母菌后培育成工程菌②④⑥項目基因突變基因重組本質

基因結構發(fā)生了改變，產生了新基因，不改變基因的數目和位置，可能出現新性狀

基因的重新組合，產生了新的基因型，但并未改變基因的種類和數量，僅使性狀重新組合?？筛淖兓虻奈恢谩０l(fā)生時期

主要發(fā)生在分裂間期DNA分子復制時，由于堿基互補配對出現差錯而引起

減數第一次分裂前期，同源染色體上非姐妹染色單體的交叉互換；后期非同源染色體上非等位基因的自由組合條件

自然發(fā)生，誘導發(fā)生

有性生殖、基因工程等基因突變與基因重組的比較適用范圍

所有生物都可能發(fā)生，包括病毒、原核生物和真核生物，具有普遍性只能發(fā)生在真核生物有性生殖的核基因遺傳中(DNA重組技術，細菌轉化除外)應用誘變育種雜交育種，基因工程等意義是生物變異的根本來源，提供生物進化的原始材料

生物變異的重要來源，為生物進化提供原材料聯(lián)系都屬于可遺傳的變異，基因突變產生新基因，為基因重組提供可供自由組合的新基因，因此基因突變是基因重組的基礎例4．我國研究人員發(fā)現“DEP1”基因的突變能促進超級稻增產，這一發(fā)現將有助于研究和培育出更高產的水稻新品種。以下說法錯誤的是(

)A．水稻產生的突變基因不一定能遺傳給它的子代B．該突變基因可能在其他農作物增產中發(fā)揮作用C．水稻基因突變產生的性狀對于生物來說大多有利D．該突變基因所表達出的蛋白質與水稻產量密切相關例5、基因突變按其發(fā)生部位可分為體細胞突變a和生殖細胞突變b兩種。則(

)A．均通常發(fā)生于有絲分裂的間期B．a通常發(fā)生于有絲分裂的間期，b通常發(fā)生于減數第一次分裂前的間期C．均通常發(fā)生于減數第一次分裂的間期D．a通常發(fā)生于有絲分裂間期，b通常發(fā)生于減數第二次分裂的間期例6、正常雙親產下一頭矮生雄性牛犢，以下解釋不可能的是(

)A．雄犢營養(yǎng)不良B．雄犢攜帶了X染色體C．發(fā)生了基因突變D．雙親都是矮生基因的攜帶者第二講

染色體變異染色體變異染色體變異個別增減染色體組二倍體概念特點應用成因概念特征多倍體單倍體分類數目變異成倍增減缺失、增加、倒位、易位結構變異：用光學顯微鏡可以觀察到染色體變異缺失:增加:倒位易位:會使排列在染色體上的基因的數目或排列順序發(fā)生改變,而導致性狀的變異.考點一染色體結構變異染色體結構變異的結果：1、下列變異中，不屬于染色體結構變異的是Ａ、非同源染色體之間相互交換片段；Ｂ、染色體中ＤＮＡ的一個堿基發(fā)生改變；Ｃ、染色體缺失片段；Ｄ、染色體增加片段。2.已知某物種的一條染色體上依次排列著A、B、C、D、E五個基因，下面列出的幾種變化中，未發(fā)生染色體結構變異的是（）3、生物的某些變異可通過細胞分裂某一時期染色體的行為來識別。甲、乙兩模式圖分別表示細胞減數分裂過程中出現的“環(huán)形圈”、“十字形結構”現象，圖中字母表示染色體上的基因。下列有關敘述正確的是()

A．甲、乙兩種變異類型分別屬于染色體結構變異、基因重組B．甲圖是由于個別堿基對的增添或缺失，導致染色體上基因數目改變的結果C．乙圖是由于四分體時期同源染色體非姐妹染色單體之間發(fā)生交叉互換的結果D．甲、乙兩圖常出現在減數第一次分裂的前期，染色體數與DNA數之比為1:21、細胞內的個別染色體增加或減少2、細胞內的染色體以染色體組的形式成倍增加或減少二、染色體的數目變異21三體綜合癥（多一條21號染色體）性腺發(fā)育不良（女性患者少一條X染色體）根據染色體組的概念，并判斷以下體細胞中含有幾個染色體組。243111染色體組細胞中的一組非同源染色體,

在形態(tài)和功能上各不相同,但又互相協(xié)調，共同控制生物的生長、發(fā)育、遺傳和變異，這樣的一組染色體，叫做一個染色體組果蠅體細胞中有幾個染色體組?1個染色體組有幾條染色體？染色體組的概念及判斷人的體細胞中有幾個染色體組?每個染色體組有幾條染色體？223【問】人類基因組計劃研究的染色體數為多少？原因？24條。22條常染色體+X、Y兩條染色體5、認真分析下圖的對照圖，從A、B、C、D中確認出表示含一個染色體組的細胞，是圖中的6、下列細胞中，屬于果蠅配子并能形成受精卵的是

A.甲與乙B.乙與丙C.乙與丁D.丙與?。?）二倍體由受精卵發(fā)育而來，含有兩個染色體組的個體。自然界大多數動植物都是二倍體。（2）多倍體由受精卵發(fā)育而來，含有三個及三個以上染色體組的個體。多倍體多現于植物。如香蕉是三倍體。普通小麥是六倍體。3、單倍體、二倍體和多倍體單倍體多倍體來源植株

特點應用誘導

方法植株弱小

高度不育莖稈粗壯，葉片、果實和種子都比較大，糖類和蛋白質等營養(yǎng)物質的含量都有所增加單倍體育種多倍體育種由生殖細胞直接發(fā)育常用花藥離體培養(yǎng)秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗或低溫處理由受精卵發(fā)育成（3）單倍體：體細胞中含有本物種配子染色體數目的個體(由配子發(fā)育而來）（4）單倍體和多倍體的區(qū)別思考：如何判斷生物體倍數（屬于幾倍體）？待定單倍體發(fā)育自？配子受精卵染色體組數nn=2二倍體n＞2n倍體(統(tǒng)稱多倍體)4、判斷：（1）單倍體就是指體細胞中含有一個染色體組的個體（）（2）體細胞中含有一個染色體組的個體才是單倍體（）（3）體細胞中含有三個染色體組的個體可能是單倍體（）（4）體細胞中含有二個染色體組的個體一定是二倍體（）（5）體細胞中含有三個染色體組的個體一定是三倍體（）√××××7.下列說法中，正確的是（）A六倍體小麥花粉離體培養(yǎng)成的個體是三倍體B單倍體是體細胞中只有一個染色體組的個體C體細胞中只有兩個染色體組的個體必定是二倍體D八倍體小黑麥花粉離體培養(yǎng)成的有四個染色體組的個體是單倍體8.水稻的某三對相對性狀，分別由位于非同源染色體上的三對等位基因控制，利用它的花藥進行離體培養(yǎng)，再用濃度適當的秋水仙素處理。經此種方法培育出的水稻植株，其表現最多可有()A.1種B.4種C.8種D.16種9.就二倍體而言，下列組合中屬于配子的是()

A.MMNNB.MmC.MND.Nn10.大麥的一個染色體組有7條染色體，在四倍體大麥根尖細胞有絲分裂后期能觀察到的染色體數是()A.7條B.14條C.28條D.56條11.某生物的基因型為AAaaBbbbCCCc，那么它有多少個染色體組()A.2B.3C.4D.8（1）單倍體育種原理：染色體變異步驟：花藥離體培養(yǎng)+秋水仙素處理幼苗使染色體數加倍A×B→F1花粉→4種單倍體植株→4種純種植株→優(yōu)良品種雜交花藥離體培養(yǎng)秋水仙素篩選基因重組植物組織培養(yǎng)染色體數目加倍優(yōu)點：縮短了育種年限（2年）

獲得的后代均為純種個體4、染色體變異與育種為什么說單倍體育種能明顯縮短育種年限？花藥離體培養(yǎng)P高桿抗病

DDTT×矮桿感病

ddttF1高桿抗病

DdTt配子DTDtdTdtDTDtdTdtDDTTDDttddTTddtt↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓純合體秋水仙素↑

需要的矮抗品種㈡單倍體育種第1年第2年P高桿抗病

DDTT×矮桿感病

ddttF1高桿抗病

DdTt↓F2D_T_D_ttddT_ddttddTT㈠雜交育種↓第1年第2年第3~6年××↑

需要的矮抗品種矮抗（2）多倍體育種原理：染色體變異方法：秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗機理：抑制有絲分裂前期紡錘體的形成，導致復制后的染色體不分離實例：三倍體無子西瓜的培育多倍體育種（無籽西瓜）秋水仙素補充：無子番茄1、培育原理適宜濃度的生長素可以促進果實的發(fā)育2、方法在未受粉的雌蕊柱頭上涂上一定濃度的生長素類似物溶液，子房就可以發(fā)育成無子果實。注：只適用于植物【問1】該種變異是否屬于可遺傳變異？不屬于【問2】三倍體無籽西瓜是否屬于可遺傳變異變異？屬于，染色體數量變異12．以下兩項實驗①用適當濃度的生長素溶液處理未授粉的番茄花蕾，子房發(fā)育成無子番茄②用四倍體西瓜與二倍體西瓜雜交所得的子一代植株開花后，經二倍體花粉處理，發(fā)育成無子西瓜。下列有關敘述錯誤的是

A．上述無子番茄性狀屬不可遺傳的變異

B．若取無子番茄植株進行無性繁殖，長成的植株所結果實中有種子

C．上述無子西瓜進行無性繁殖，長成的植株所結果實中有種子

D．上述無子西瓜進行無性繁殖，結出的果實細胞含三個染色體組C13、某植物塊根的顏色由兩對自由組合的基因共同決定。只要基因R存在，塊根必為紅色，rrYY或rrYy為黃色，rryy為白色；基因M存在時果實為復果型，mm為單果型。現要獲得白色塊根、單果型三倍體種子。（1）請寫出以二倍體黃色塊根、復果型（rrYyMm）植株為原始材料，用雜交育種的方法得到白色塊根、單果型三倍體種子的主要步驟。步驟：①．二倍體植株(rrYyMm)自交得種子；

②．種植種子從中選擇白色單果型的二倍體植株，并讓其自交收獲其種子(甲)；

③．播種種子甲，長出的植株秋水仙素處理得四倍體并收獲種子(乙)；

④．播種甲乙兩種種子，雜交，得到白色塊根、單果型三倍體種子。（2）如果原始材料為二倍體紅色塊根、復果型的植株，你能否通過雜交育種方法獲得白色塊根、單果型為三倍體種子？為什么？不一定

因為表現型為紅色塊根．復果型的植株有多種基因型，其中只有RrYyMm或RryyMm的植株自交后代才能出現基因型為rryymm的二倍體植株。(答案合理即可)14、（2012江蘇）科學家將培育的異源多倍體的抗葉銹病基因轉移到普通小麥中，育成了抗葉銹病的小麥，育種過程見圖。圖中A、B、C、D表示4個不同的染色體組，每組有7條染色體，C染色體組中含攜帶抗病基因的染色體。請回答下列問題：（1）異源多倍體是由兩種植物AABB與CC遠源雜交形成的后代，經

方法培育而成，還可用植物細胞工程中

方法進行培育。（2）雜交后代①染色體組的組成為

，進行減數分裂時形成

個四分體，體細胞中含有

條染色體。（2）AABBCD1442（1）秋水仙素誘導染色體數目加倍

植物體細胞雜交（3）雜交后代②中C組的染色體減數分裂時易丟失，這是因為減數分裂時這些染色體

。（4）為使雜交后代③的抗病基因穩(wěn)定遺傳，常用射線照射花粉，使含抗病基因的染色體片段轉接到小麥染色體上，這種變異稱為

。（3）無同源染色體配對（4）染色體結構變異實驗——低溫誘導植物染色體數目的變化(1)正常進行有絲分裂的組織細胞，在分裂后期著絲點分裂后，子染色體在紡錘體作用下分別移向兩極，進而平均分配到兩個子細胞中去。(2)低溫可抑制紡錘體形成，阻止細胞分裂，導致細胞染色體數目加倍。實驗原理：實驗流程：(1)為了能觀察到細胞在生活狀態(tài)下的內部結構，必須先將細胞形態(tài)固定。(2)在進行本實驗的過程中，和觀察植物細胞的有絲分裂一樣，所觀察的細胞已經被鹽酸殺死了，最終在顯微鏡下看到的是死細胞。(3)選材的時候必須選用能夠進行分裂的分生組織細胞，不分裂的細胞染色體不復制，不會出現染色體加倍的情況。注意事項：15．下列有關"低溫誘導植物染色體數目的變化"實驗的敘述，正確的是A．該實驗的目的是了解紡錘體的結構B．改良苯酚品紅液的作用是固定和染色

C．固定和解離后的漂洗液都是95%酒精

D．低溫誘導能抑制分裂時紡錘體的形成D

16、有關“低溫誘導大蒜根尖細胞染色體加倍”的實驗，正確的敘述是 (