生物變異高三一輪復習

第三單元基因突變和其他變異近五年高考關于本章的考察情況：20101考查染色體變異的知識，2考查變異與育種。2011考查生物變異，2012考查生物變異，考查細胞變異并識圖20131考查染色體變異，2考查染色體變異2014考查變異與育種知識命題趨勢在每年的生物高考題都有出現(xiàn)，且主要集中在生物變異類型的識別，應用等知識點。生物變異內容的考試形式有選擇題和非選擇題，在非選擇題中常與育種進化等知識點結合在一起考查，建議要理解生物變異的類型，生物變異的本質和特點，熟悉生物變異與生物性狀，生物變異與生物進化，生物變異與育種等知識點的聯(lián)系。第一講基因突變，基因重組，染色體變異學習目標1.概述基因突變的概念，意義，解釋基因突變的原因，舉例說明基因突變的特征2.簡述基因重組的概念，舉例說出基因重組的現(xiàn)象和意義3.簡述基因重組和基因突變的差異4.簡述染色體結構變異的類型，舉例說出染色體結構變異和染色體數目變異的含義實例：鐮刀型細胞貧血癥病因圖解如下：異常

纈氨酸考點1基因突變直接原因根本原因1．概念DNA分子中發(fā)生堿基對的______、______或______而引起的基因結構的改變替換

增添

缺失

替換增添缺失ATCCGCTAGGCG

CCGC

GGCG

ATTA

CCGC

GGCG

ATTA

AT

A

CCGC

T

GGCG

A

T

CCGCT

A

GGCG

CCGC

G

GCG

正?；蚱?.基因突變的類型3．基因突變的原因、特點、時間和意義特點(1)________：在生物界中普遍存在(2)________：生物個體發(fā)育的任何時期和部位(3)________：突變頻率很低(4)________：可以產生一個以上的等位基因(5)

：一般是有害的，少數有利原因內因DNA分子復制發(fā)生差錯，DNA堿基組成發(fā)生改變外因某些誘變因素：________、________和生物因素物理因素

化學因素

普遍性

隨機性

低頻性

不定向多害少利性

發(fā)生時間通常發(fā)生在DNA復制時，如有絲分裂間期和減數第一次分裂前的間期意義(1)

產生的途徑；(2)

的根本來源；(3)生物進化的原始材料議一議：基因突變?yōu)槭裁闯０l(fā)生于DNA復制時？答案：在DNA復制時，穩(wěn)定的雙螺旋首先解開形成單鏈DNA，這時DNA的穩(wěn)定性會大大下降，極易受到外界因素干擾使原來的堿基序列發(fā)生變化，導致基因發(fā)生突變。新基因

生物變異

易錯點1基因突變就是“DNA中堿基對的增添、缺失、改變〞

點撥基因突變≠DNA中堿基對的增添、缺失、改變①基因是有遺傳效應的DNA片段，不具有遺傳效應的DNA片段也可發(fā)生堿基對的改變。②有些病毒(如SARS病毒)的遺傳物質是RNA、RNA中堿基的增添、缺失、改變引起病毒性狀變異，廣義上也稱基因突變?；蛲蛔兊娜齻€易錯點易錯點2基因突變只發(fā)生在分裂間期〔基因突變具有隨機性〕點撥：引起基因突變的因素分為外部因素和內部因素。外部因素對DNA的損傷不僅發(fā)生在間期，而是在各個時期都有；另外，外部因素還可直接損傷DNA分子或改變堿基序列，并不是通過DNA的復制來改變堿基對，所以基因突變不只發(fā)生在間期。易錯點3將基因突變的結果“產生新基因〞與“產生等位基因〞混淆點撥：不同生物的基因組組成不同，病毒和原核細胞的基因組結構簡單，基因數目少，而且一般是單個存在的，不存在等位基因。因此，真核生物基因突變可產生它的等位基因，而原核生物和病毒基因突變產生的是一個新基因。一、引起基因突變的因素及作用機理【疑難剖析】基因突變的本質2.基因突變對生物性狀的影響堿基對影響范圍對氨基酸的影響替換增添缺失不一定(1)突變部位可能在非編碼部位(內含子和非編碼區(qū))。(2)基因突變后形成的密碼子與原密碼子決定的是同一種氨基酸。(3)基因突變假設為隱性突變，如AA→Aa，也不會導致性狀的改變。小只改變1個氨基酸或不改變大不影響插入位置前的序列，只影響插入位置后的序列大不影響缺失位置前的序列，只影響缺失位置后的序列思考：基因突變一定導致生物性狀的改變嗎？3.突變的類型及判定方法(1)顯性突變：aa→Aa(當代表現(xiàn))。(2)隱性突變：AA→Aa(當代不表現(xiàn)，一旦表現(xiàn)即為純合體)。(3)判定方法：①選取突變體與其他未突變體雜交，據子代性狀表現(xiàn)判斷。②讓突變體自交，觀察子代有無性狀別離而判斷。特別提醒：1.基因突變不改變染色體上基因的數量，只改變基因內部結構。2.基因突變在染色體上某一位點的基因發(fā)生改變，在光學顯微鏡下觀察不到。1.人體甲狀腺濾泡上皮細胞具有很強的攝碘能力。臨床上常用小劑量的放射性同位素131I治療某些甲狀腺疾病，但大劑量的131I對人體會產生有害影響。積聚在細胞內的131I可能直接()。A．插入DNA分子引起插入點后的堿基序列改變B．替換DNA分子中的某一堿基引起基因突變C．造成染色體斷裂、缺失或易位等染色體結構變異D．誘發(fā)甲狀腺濾泡上皮細胞基因突變并遺傳給下一代基因突變

C2.如果某基因的中部替換了一個核苷酸對，不可能的后果是〔〕A無法形成翻譯產物B翻譯在替換位置終止C翻譯的蛋白質相對分子質量減小D翻譯的蛋白質完全正常A1．概念生物體進行________的過程中，控制不同性狀的基因的重新組合有性生殖

3.意義：是生物變異的來源之一，為生物的進化提供材料，是形成生物多樣性的重要原因之一?？键c2基因重組2．類型(1)自由組合型〔發(fā)生于減1后期〕(2)交叉互換〔發(fā)生于減1四分體時期〕〔3〕轉基因技術4.基因重組的結果：產生新的基因型5.基因重組最廣泛的應用：雜交育種圖像示意重組類型同源染色體上非等位基因的重組非同源染色體上非等位基因的重組人為導致基因重組（DNA重組）發(fā)生時間減數第一次分裂四分體時期減數第一次分裂后期體外與運載體重組，導入細胞內與細胞內基因重組發(fā)生機制同源染色體非姐妹染色單體之間交叉互換導致染色單體上的基因重新組合同源染色體分開，等位基因分離，非同源染色體自由組合，導致非同源染色體上非等位基因間的重組目的基因經過運載體導入受體細胞，導致受體細胞中基因重組【難點剖析】1.高中生物教材中涉及的基因重組的來源基因突變基因重組本質原因時間條件意義可能性產生新的基因產生新的基因型堿基對的增添、缺失、改變基因自由組合；基因交叉互換等間期DNA復制時減數第一次分裂變異的根本來源；進化的原材料生物變異來源之一生物多樣性重要原因低頻但普遍有性生殖中普遍2.基因突變和基因重組的區(qū)別和聯(lián)系外界條件的劇變和內部因素的相互作用不同個體之間的雜交，有性生殖過程中減數分裂實例意義類型聯(lián)系（1）都是可以遺傳變異的來源：病毒和原核生物可以遺傳變異的來源—基因突變真核生物可以遺傳變異的來源—a（無性生殖）來源：基因突變和染色體變異b（有性生殖）來源：基因突變，基因重組和染色體變異（2）基因突變產生新基因，為基因重組提供大量可供自由組合的新基因人類鐮刀型細胞貧血癥豌豆雜交，果蠅雜交提高突變頻率，加速育種進程產生優(yōu)良品種自然突變和人工誘變非同源非等位基因，基因交叉互換，外源基因的插入判一判1．基因突變是由于DNA片段的增添、缺失和替換引起的基因結構的改變()2．基因突變一定會引起基因結構的改變，但不一定會引起生物性狀的改變()3．基因突變一定是可遺傳變異，但不一定遺傳給后代()4．假設沒有外界因素的影響，基因就不會發(fā)生突變()5．基因突變的利害性主要取決于生物生存的環(huán)境，在某一環(huán)境中可能是有利的，而在另一環(huán)境中可能是有害的()6．生殖細胞突變——可傳給后代，產生新性狀出現(xiàn)死胎、畸形胎等先天性疾病均有可能()7．體細胞突變一般不傳代，但往往給突變的個體帶來傷害()?！痢痢獭獭獭獭?.下面描述的生物變異屬于可遺傳的變異且生物界各種生物都有可能產生的是()①長在邊際的玉米比田中心的玉米粗壯產量高②流感病毒有幾百個變種，且新亞種不斷產生③“R型活菌＋加熱殺死的S型菌〞后代產生S型活菌④果蠅的白眼⑤豌豆的黃色皺粒、綠色圓粒⑥人類的紅綠色盲⑦人類的鐮刀型細胞貧血癥⑧貓叫綜合征⑨高山草甸多倍體植物居多A．②③⑥⑦ B．①③⑥⑦⑧ C．②④⑥⑦ D．⑤⑧⑨C知識內容考綱要求1染色體結構變異和數目變異Ⅰ2人類遺傳病的類型Ⅰ3人類遺傳病的監(jiān)測和預防Ⅰ4人類基因組計劃及意義Ⅰ5生物變異在育種上的應用Ⅱ6低溫誘導染色體加倍見考試目標與要求

9調查常見的人類遺傳病考綱點擊考點3染色體變異三、染色體變異——光鏡下可見類型：染色體結構的變異染色體數目變異個別染色體增加或減少。染色體組成倍的增加或減少。如XO、XXY、XYY、21三體癥。如缺失〔貓叫綜合癥〕重復、倒位、易位。缺失重復倒位易位abcdef

abcf

abcdef

abcbcdef

aedcbf

abcdef

abcdef

ghiabcdef

ghij

一.染色體結構的變異基因數量、排列順序的改變生物性狀的改變〔變異〕j

易位與交叉互換的區(qū)別？合作探究一：交叉互換與易位的區(qū)別biibba12AAaBBbbBacdefhjkml★交叉互換那么發(fā)生在同源染色體的非姐妹染色單體之間?；Q的兩個染色體片斷帶有相同或等位基因?！镆孜话l(fā)生在兩條非同源染色體之間；易位的兩個染色體片斷上帶有不同類型的基因。二、染色體數目的變異個別染色體的增減染色體組成倍增減如XO、XXY、XYY、21三體癥。如：單倍體、多倍體的形成XYⅡⅡⅢⅢⅣⅣXⅡⅢⅣYⅡⅢⅣ雄果蠅染色體組圖解

1、染色體組的概念？2、如何判斷染色體組數？合作探究(二)1.染色體組概念：染色體組：細胞中的一組非同源染色體，它們在形態(tài)和功能上各不相同，但是攜帶著控制一種生物生長發(fā)育、遺傳和變異的全部遺傳信息。注意以下條件：①不含同源染色體。②染色體形態(tài)、大小和功能各不相同。③含有控制一種生物性狀的一整套基因，但不能重復。2.染色體組數目的判別常用方法：①細胞內形態(tài)相同的染色體有幾條，那么含有幾個染色體組，如圖有個染色體組。②根據基因型來判斷?？刂仆恍誀畹幕虺霈F(xiàn)幾次，那么有幾個染色體組。如基因型為Aa的細胞或生物體含有2個染色體組。4AABB的細胞內含

個染色體組。AAaaBBbb的細胞內含

個染色體組。練習：243、二倍體、多倍體與單倍體的概念由受精卵發(fā)育而來的生物，體細胞中含2個染色體組的個體叫二倍體，含3個或3個以上染色體組的個體叫多倍體。由配子發(fā)育而來的生物，體細胞中含本物種配子染色體數目的個體，叫單倍體。4：如何確定是單倍體？還是幾倍體？關鍵看來源：假設是由受精卵發(fā)育而來的個體，那么含有幾個染色體組就叫幾倍體；假設是由配子〔或花粉〕直接發(fā)育而來的個體，那么不管含幾個染色體組都叫單倍體。如：3個染色體組的個體二倍體×四倍體三倍體六倍體的花粉離體培養(yǎng)單倍體番茄是二倍體葡萄是二倍體幾乎全部的動物和過半的高等植物都是二倍體。馬鈴薯是四倍體普通小麥是六倍體香蕉是三倍體多倍體的特征多倍體植株莖稈粗壯、葉片、果實、種子都比較大，糖類和蛋白質等營養(yǎng)物質的含量都增加。①實例：培育三倍體西瓜：②原理：染色體數目以染色體組的形式成倍增加。5.染色體變異在育種上的應用〔1〕人工誘導多倍體的產生③過程：二倍體西瓜幼苗二倍體西瓜幼苗三倍體無子西瓜子房發(fā)育三倍體植株〔聯(lián)會紊亂〕二倍體植株（第一年）（第二年）三倍體種子花粉刺激子房秋水仙素處理四倍體植株（♀）二倍體植株（♂）×①原理：染色體數目以染色體組的形式成倍減少，再用秋水仙素處理，形成純合子。②實例：抗病高產植株(aaBB)的選育過程〔2〕單倍體育種：單倍體育種的優(yōu)點1、所培育的種子為絕對純種；

2、可大大減少工作量并縮短育種周期。雜交育種（最少四年）單倍體育種(只要兩年)第一年雜交得到F1。雜交得到F1。第二年F1自交得F2，將符合要求的F2植株的種子按單株分別收藏。取F1花藥離體培養(yǎng)并加倍，觀察，性狀符合要求即為優(yōu)良新品種。第三年按F2單株分開種植，不分離的植株種子仍按F2單株收藏待驗證。第四年驗證第三年保留的種子的純度，仍不出現(xiàn)分離方可作為新品種推廣?；ㄋ庪x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考點精講：單倍體育種縮短育種年限類型雜交育種誘變育種單倍體育種多倍體育種原理常用方法優(yōu)點缺點實例將具有不同優(yōu)良性狀的兩親本雜交用物理或化學的方法處理生物花藥離體培養(yǎng)用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗使位于不同個體的優(yōu)良性狀集中于一個個體上提高變異頻率加速育種進程明顯縮短育種年限器官大型，營養(yǎng)含量高育種時間長有利變異少需大量處理供試材料技術復雜，需與雜交育種配合只適用于植物培育矮抗小麥培育青霉素高產菌株培育矮抗小麥三倍體無子西瓜的培育基因重組基因突變染色體組成倍減少染色體組成倍增加下列表示某種農作物①和②兩種品種分別培育出④⑤⑥三種品種,根據上述過程,回答下列問題:Ⅳ①AABB②aabb③AaBb④Ab⑥AAaaBBbb⑤AAbbⅠⅡⅢⅤ⑴用①和②培育⑤所采用的方法Ⅰ稱為_______,方法Ⅱ稱為_________,由Ⅰ和Ⅱ培育⑤所依據的原理是________.⑵用③培育出④的常用方法Ⅲ是_____________,由④培育成⑤的過程中用化學藥劑_________處理④的幼苗,方法Ⅲ和Ⅴ合稱為_______育種.其優(yōu)點是___________________.⑶由③培育出⑥的常用方法是_______________,形成的⑥叫____________。依據的原理是____________。雜交自交基因重組花藥離體培養(yǎng)秋水仙素單倍體明顯縮短育種年限用秋水仙素處理多倍體染色體變異三種可遺傳變異的比較項目基因突變基因重組染色體變異概念基因結構改變，包括DNA堿基對的增添、缺失、替換由于基因重新組合而發(fā)生的變異染色體結構和數目變化而引起的變異本質產生新基因，發(fā)生基因“種類”或“質”的改變，無“量”的改變只改變基因型，未改變基因，無“質”和“量”的變化引起基因“數量”上的變化項目基因突變基因重組染色體變異適用范圍任何生物都可以發(fā)生真核生物進行有性生殖產生配子時真核生物核遺傳中發(fā)生意義生物變異的根本來源，是生物進化的原始材料生物變異的重要來源，產生生物多樣性的重要原因對生物進化有一定意義