浙科版高三生物一輪復(fù)習(xí)必修2專題九第1講生物的變異及其應(yīng)用課件

專題九生物的變異與進(jìn)化必修2

遺傳與進(jìn)化明課標(biāo)知考向3.3由基因突變、染色體變異和基因重組引起的變異是可以遺傳的3.3.1概述堿基的替換、插入或缺失會(huì)引發(fā)基因中堿基序列的改變3.3.2闡明基因中堿基序列的改變有可能導(dǎo)致它所編碼的蛋白質(zhì)及相應(yīng)的細(xì)胞功能發(fā)生變化，甚至帶來致命的后果3.3.3描述細(xì)胞在某些化學(xué)物質(zhì)、射線以及病毒的作用下，基因突變概率可能提高，而某些基因突變能導(dǎo)致細(xì)胞分裂失控，甚至發(fā)生癌變3.3.4闡明進(jìn)行有性生殖的生物在減數(shù)分裂過程中，染色體所發(fā)生的自由組合和交叉互換，會(huì)導(dǎo)致控制不同性狀的基因重組，從而使子代出現(xiàn)變異明課標(biāo)知考向3.3.5舉例說明染色體結(jié)構(gòu)和數(shù)量的變異都可能導(dǎo)致生物性狀的改變甚至死亡4.1地球上的現(xiàn)存物種豐富多樣，它們來自共同祖先4.1.1嘗試通過化石記錄、比較解剖學(xué)和胚胎學(xué)等事實(shí)，說明當(dāng)今生物具有共同的祖先4.1.2嘗試通過細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)等知識(shí)，說明當(dāng)今生物在新陳代謝、DNA的結(jié)構(gòu)與功能等方面具有許多共同特征4.2適應(yīng)是自然選擇的結(jié)果4.2.1舉例說明種群內(nèi)的某些可遺傳變異將賦予個(gè)體在特定環(huán)境中的生存和繁殖優(yōu)勢明課標(biāo)知考向4.2.2闡明具有優(yōu)勢性狀的個(gè)體在種群中所占比例將會(huì)增加4.2.3說明自然選擇促進(jìn)生物更好地適應(yīng)特定的生存環(huán)境4.2.4概述現(xiàn)代生物進(jìn)化理論以自然選擇學(xué)說為核心，為地球上的生命進(jìn)化史提供了科學(xué)的解釋4.2.5闡述變異、選擇和隔離可導(dǎo)致新物種形成第1講生物的變異及其應(yīng)用精讀課本盤點(diǎn)基礎(chǔ)知識(shí)一、基因突變可能引起性狀改變1．概念：基因突變是指基因內(nèi)部特定核苷酸序列發(fā)生改變的現(xiàn)象或過程。DNA分子上堿基對的____、__________都可以引起核苷酸序列的變化，從而引起________的改變。2．實(shí)例(1)鐮刀形細(xì)胞貧血癥病因示意圖①直接原因：組成血紅蛋白的多肽鏈中的______被替換成了______，引發(fā)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的改變。②根本原因：控制血紅蛋白的基因中____堿基對被替換成了____堿基對。替換插入或缺失基因結(jié)構(gòu)GAAGUA谷氨酸纈氨酸A—TT—A(2)細(xì)胞的癌變①癌細(xì)胞的來源：正常細(xì)胞突變而來。②細(xì)胞癌變的原因：物理、化學(xué)、____致癌因子，引發(fā)與癌有關(guān)的____基因與____基因的突變。③細(xì)胞癌變的機(jī)理病毒原癌抑癌負(fù)調(diào)控[注意點(diǎn)]

(1)原癌基因和抑癌基因都是一類基因，而不是一個(gè)基因。(2)不是只有癌細(xì)胞中才存在原癌基因和抑癌基因，正常細(xì)胞中的DNA上也存在原癌基因和抑癌基因。(3)原癌基因和抑癌基因共同對細(xì)胞的生長和增殖起調(diào)節(jié)作用。(4)癌癥的發(fā)生并不是單一基因突變的結(jié)果，往往是細(xì)胞中發(fā)生多個(gè)基因突變，才賦予癌細(xì)胞所有的特征。(5)癌癥的發(fā)病率還和環(huán)境條件有很大的關(guān)系。3．時(shí)間可發(fā)生在生物個(gè)體發(fā)育的任何時(shí)期，但主要發(fā)生在__________過程中，如：真核生物主要發(fā)生在______________________。4．誘因(1)____因素：如X射線、紫外線等，能損傷細(xì)胞的DNA。(2)____因素：如亞硝酸、堿基類似物等，能改變核酸的堿基序列。(3)____因素：如麻疹病毒等，它們的毒素或代謝物對DNA分子都有誘變作用。DNA復(fù)制細(xì)胞分裂前的間期(S期)物理化學(xué)生物5．特點(diǎn)(1)______：無論是低等生物還是高等____都可能發(fā)生；可發(fā)生在生物個(gè)體發(fā)育的________，以及不同個(gè)體的________內(nèi)。(2)________：染色體某一位置上的基因可以向不同的方向突變成它的________。(3)______：在自然狀態(tài)下，生物的基因突變頻率一般是很低的，高等動(dòng)、植物的基因突變率為10-8～10-5。(4)______：顯性基因可以突變?yōu)殡[性基因，隱性基因也可以突變?yōu)轱@性基因。(5)__________：大多數(shù)的基因突變會(huì)給生物帶來不利的影響。6．意義________產(chǎn)生的途徑；是生物變異的________；也是________的原材料。普遍性生物不同階段任何細(xì)胞多方向性等位基因稀有性可逆性多數(shù)有害性新的基因根本來源生物進(jìn)化[注意點(diǎn)]基因突變的“一定”和“不一定”(1)基因突變一定會(huì)使基因中的堿基改變，一定引起基因堿基序列的改變。(2)基因突變不一定是DNA分子的堿基序列改變，RNA病毒的遺傳物質(zhì)為RNA，RNA病毒的RNA上堿基序列的改變也稱為基因突變。(3)基因突變不一定引起生物性狀改變(密碼子的簡并，或?yàn)殡[性突變，如AA→Aa)。(4)基因突變不一定產(chǎn)生等位基因(原核細(xì)胞基因、細(xì)胞質(zhì)基因、病毒基因不存在等位基因)。(5)基因突變不一定能傳給后代(體細(xì)胞突變或有絲分裂過程中的基因突變不能傳遞給后代，發(fā)生在減數(shù)分裂過程中的突變，可以通過配子傳遞給后代)。問題與思考1．為什么某些看起來對生物生存不利的基因，歷經(jīng)漫長的進(jìn)化歷程依然“頑固”地存在？[提示]

基因?qū)ι锏纳媸欠裼欣?，往往取決于生物的生存環(huán)境。某些看起來對生物生存不利的基因，當(dāng)環(huán)境改變后，這些不利的基因產(chǎn)生的性狀，可能會(huì)幫助生物更好地適應(yīng)改變后的環(huán)境，從而得到更多的生存機(jī)會(huì)。這個(gè)實(shí)例說明，基因突變并不都是有害的，也可能是有利的或是中性的，其與環(huán)境有關(guān)。2．鐮刀形細(xì)胞貧血癥主要流行于非洲的瘧疾高發(fā)地區(qū)。具有一個(gè)鐮刀狀紅細(xì)胞突變基因的個(gè)體(即雜合子)在氧含量正常的情況下，并不表現(xiàn)出鐮刀形細(xì)胞貧血癥的癥狀，因?yàn)樵搨€(gè)體能同時(shí)合成正常和異常的血紅蛋白，并對瘧疾具有較強(qiáng)的抵抗力。這些地區(qū)具有鐮刀狀紅細(xì)胞突變基因的人占總?cè)丝诘谋壤^其他地區(qū)的高，為什么？[提示]

雜合子能同時(shí)合成正常和異常的血紅蛋白，相比只能合成正常血紅蛋白的純合子，雜合子對瘧疾具有較強(qiáng)的抵抗力，在瘧疾高發(fā)地區(qū)，他們生存的機(jī)會(huì)更多，從而能將自己的基因傳遞下去。因此，這些地區(qū)具有鐮刀狀紅細(xì)胞突變基因的人占總?cè)丝诘谋壤?。二、基因重組使子代出現(xiàn)變異1．概念：基因重組是指具有不同遺傳性狀的雌、雄個(gè)體進(jìn)行________時(shí)，控制________的基因重新組合，導(dǎo)致后代出現(xiàn)不同于親本類型的現(xiàn)象或過程。2．時(shí)期：減數(shù)第一次分裂的____和____。3．前提：真核生物的有性生殖過程中細(xì)胞核基因的遺傳，并且有____及________的等位基因。4．類型(1)自由組合型：減數(shù)第一次分裂的后期，隨著同源染色體的分離，位于__________________________隨非同源染色體的自由組合而發(fā)生重組(如右圖)。有性生殖不同性狀前期后期兩對兩對以上非同源染色體上的非等位基因(2)交叉互換型：減數(shù)第一次分裂的前期，同源染色體的______________之間發(fā)生染色體片段的交換，導(dǎo)致同源染色體上____基因互換，______基因重組(如下圖)。非姐妹染色單體等位非等位[注意點(diǎn)]有性生殖過程中發(fā)生的基因重組屬于狹義的基因重組，廣義的基因重組還包括(1)細(xì)菌轉(zhuǎn)化型：原核細(xì)胞在一定狀態(tài)下(感受態(tài))可吸收外源DNA，而發(fā)生基因重組，如肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌。(2)人工重組型：目的基因經(jīng)載體導(dǎo)入受體細(xì)胞，導(dǎo)致受體細(xì)胞中基因發(fā)生重組，即基因工程。5．結(jié)果：產(chǎn)生__________，導(dǎo)致性狀____，出現(xiàn)新的表型。6．意義(1)是生物變異的主要來源之一。(2)是__________形成的重要原因之一。(3)為動(dòng)、植物育種和________提供豐富的物質(zhì)基礎(chǔ)。新的基因型重組生物多樣性生物進(jìn)化問題與思考3．為什么說有性生殖的出現(xiàn)加速了生物進(jìn)化？[提示]

同無性生殖相比，有性生殖中基因組合的多樣性能增加子代適應(yīng)自然選擇的能力。有性生殖產(chǎn)生的后代中隨機(jī)組合的基因型，增加少數(shù)個(gè)體在難以預(yù)料和不斷變化的環(huán)境中存活的機(jī)會(huì)，從而對物種有利，加速了生物進(jìn)化。4．同卵雙胞胎為什么性狀會(huì)產(chǎn)生差異？[提示]

同卵雙胞胎是指由同一個(gè)受精卵形成的兩個(gè)胚胎。卵裂時(shí)同一個(gè)受精卵一分為二，形成兩個(gè)胚胎。由于他們來自同一個(gè)受精卵，染色體和遺傳物質(zhì)相同。但在個(gè)體發(fā)育過程中，細(xì)胞分裂時(shí)可能發(fā)生基因突變、染色體變異，另外生物的性狀還受環(huán)境因素的影響，也與表觀遺傳有關(guān)，導(dǎo)致同卵雙胞胎性狀產(chǎn)生微小差異。三、染色體畸變可能引起性狀改變1．概念：染色體畸變是指生物細(xì)胞中染色體在____和____上發(fā)生的變化，也稱為染色體變異。2．類型(1)染色體結(jié)構(gòu)變異類型圖像聯(lián)會(huì)異常實(shí)例結(jié)果對生物的影響缺失

①人類第五條染色體的部分缺失可引起貓叫綜合征；②果蠅X染色體上某個(gè)區(qū)段發(fā)生重復(fù)時(shí)，導(dǎo)致出現(xiàn)“棒眼”染色體上基因的____改變大多數(shù)的染色體結(jié)構(gòu)變異對生物體是____的，甚至?xí)?dǎo)致生物體的____重復(fù)

易位

染色體上基因的________改變倒位

數(shù)目結(jié)構(gòu)數(shù)目排列順序不利死亡(2)染色體數(shù)目變異(以二倍體為例)類型實(shí)例非整倍體變異：體細(xì)胞中__________的增加或減少三體(2n＋1)，多一條染色體21-三體綜合征單體(2n－1)，少一條染色體特納綜合征(XO)整倍體變異：體細(xì)胞中的染色體數(shù)目以________的形式成倍地增加或減少三倍體(3n)，多一個(gè)染色體組三倍體無籽西瓜單倍體(n)，少一個(gè)染色體組昆蟲中的雄蜂、雄蟻個(gè)別染色體染色體組(3)染色體組(以雄果蠅為例)①來源：一個(gè)染色體組由細(xì)胞中的一套完整的非同源染色體組成，如圖中Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y。②形態(tài)：一個(gè)染色體組中的非同源染色體，在形態(tài)、大小上________。③功能：從所含的基因看，一個(gè)染色體組中含有控制本物種生長發(fā)育的__________。各不相同一整套基因(4)單倍體、二倍體和多倍體項(xiàng)目單倍體二倍體多倍體概念由____不經(jīng)受精，直接發(fā)育而來，其體細(xì)胞中含有本物種____染色體數(shù)目的個(gè)體由______發(fā)育而來，具有__個(gè)染色體組的個(gè)體由______發(fā)育而來，體細(xì)胞中所含染色體組數(shù)超過兩個(gè)的生物發(fā)育起點(diǎn)配子通常是受精卵通常是受精卵特點(diǎn)①植株____②高度不育正?？捎偾o稈____②葉、果實(shí)、種子較大③營養(yǎng)物質(zhì)含量____配子配子體細(xì)胞兩體細(xì)胞弱小粗壯豐富項(xiàng)目單倍體二倍體多倍體體細(xì)胞中染色體組數(shù)_____________個(gè)形成原因自然原因單性生殖二倍體生物正常的有性生殖外界環(huán)境條件劇變(如低溫)人工誘導(dǎo)花藥離體培養(yǎng)秋水仙素處理單倍體幼苗秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗舉例蜜蜂的雄蜂(n＝16)幾乎全部的動(dòng)物和大多數(shù)的高等植物香蕉(3n＝33)；馬鈴薯(4n＝48)；六倍體普通小麥(6n＝42)1或多個(gè)2個(gè)≥3問題與思考5．有些單倍體為什么也可能可育？[提示]

自然狀態(tài)下，單倍體由本物種的配子發(fā)育而來，是否可育取決于單倍體細(xì)胞中同源染色體組數(shù)目，如果為偶數(shù)，則可育，如果為奇數(shù)，則不可育(實(shí)質(zhì)是染色體能否正常聯(lián)會(huì)和分離)。因此單倍體不一定不可育，如四倍體的配子形成的單倍體含2個(gè)染色體組，表現(xiàn)為可育。6．二倍體是否一定可育？[提示]

二倍體不一定可育，同源二倍體(2N)含偶數(shù)組同源染色體，減數(shù)分裂能正常聯(lián)會(huì)，表現(xiàn)為可育。但異源二倍體[如馬(2M)和驢(2N)的雜交后代騾子(M＋N)]不存在同源染色體，無法正常聯(lián)會(huì)，因此不可育。四、變異在育種中的應(yīng)用1．基因突變可應(yīng)用于誘變育種(1)誘變育種的概念利用如X射線、γ射線、紫外線、激光等____因素或亞硝酸、硫酸二乙酯等____因素來處理生物，使生物發(fā)生________。(2)培育過程物理化學(xué)基因突變(3)優(yōu)點(diǎn)①可____突變概率，人工誘發(fā)突變率可比自發(fā)突變率提高100～1000倍，能產(chǎn)生多種多樣的新類型，為育種創(chuàng)造出豐富的原材料。②能在____時(shí)間內(nèi)有效地改良生物品種的某些性狀。③改良作物品質(zhì)，增強(qiáng)抗逆性。(4)缺點(diǎn)：有利變異個(gè)體往往不多，需要處理大量的材料，并具有一定的盲目性。提高較短

基因重組優(yōu)良性狀②培育顯性純合子品種a．植物：選擇具有不同優(yōu)良性狀的親本雜交，獲得F1→F1自交→獲得F2→鑒別、選擇需要的類型，連續(xù)自交至__________________________為止。b．動(dòng)物：選擇具有不同優(yōu)良性狀的親本雜交，獲得F1→F1雌雄個(gè)體交配→獲得F2→鑒別、選擇需要的類型與隱性類型測交，選擇___________________________。(3)優(yōu)點(diǎn)：操作簡便，可以把多個(gè)品種的________集中在一起。(4)缺點(diǎn)：獲得新品種的周期__。不發(fā)生性狀分離(穩(wěn)定遺傳)后代不發(fā)生性狀分離的F2個(gè)體優(yōu)良性狀長3．染色體變異可應(yīng)用于單倍體育種和多倍體育種(1)單倍體育種①單倍體育種的概念利用______作為中間環(huán)節(jié)產(chǎn)生具有優(yōu)良性狀的__________的育種方法稱為單倍體育種。②單倍體育種程序包括：a.用雜交方法獲得雜種F1。b.將F1的花藥放在__________上進(jìn)行離體培養(yǎng)，________經(jīng)多次分裂形成愈傷組織，誘導(dǎo)愈傷組織分化成幼苗。c.用________處理幼苗，染色體加倍后成為可育的純合植株，進(jìn)一步篩選出符合要求的植株。③優(yōu)點(diǎn)：a.____________。b.能排除______干擾，提高效率。④缺點(diǎn)：技術(shù)復(fù)雜。單倍體可育純合子人工培養(yǎng)基花粉細(xì)胞秋水仙素縮短育種年限顯隱性

秋水仙素萌發(fā)的種子紡錘體染色體③三倍體無籽西瓜的培育三倍體種子果實(shí)莖、葉、花不變聯(lián)會(huì)紊亂[注意點(diǎn)]

(1)花藥離體培養(yǎng)≠單倍體育種單倍體育種主要包括雜交、花藥離體培養(yǎng)、秋水仙素處理和篩選四個(gè)過程。(2)單倍體育種培育的不一定都是純合子單倍體育種一般應(yīng)用于二倍體植物，因?yàn)槿魹樗谋扼w植物，通過單倍體育種形成的個(gè)體不一定是純合子。(3)不可育≠不可遺傳的變異三倍體無籽西瓜、騾子、二倍體的單倍體等均表現(xiàn)為“不育”，但它們均屬于可遺傳的變異——其遺傳物質(zhì)已發(fā)生變化，若將其體細(xì)胞培養(yǎng)為個(gè)體，則可保持其變異性狀——這與僅由環(huán)境引起的不可遺傳的變異有著本質(zhì)區(qū)別。如無籽番茄的“無籽”原因是植株未授粉，生長素促進(jìn)了果實(shí)發(fā)育，這種“無籽”性狀是不可以保留到子代的，將無籽番茄進(jìn)行組織培養(yǎng)時(shí)，若能正常授粉，則可結(jié)“有籽果實(shí)”。問題與思考7．為什么一定濃度的秋水仙素溶液處理二倍體西瓜的芽尖而不是處理其他部位？[提示]

西瓜幼苗的芽尖發(fā)育成地上的莖、葉、花和果實(shí)等部分，是有絲分裂旺盛的地方，用秋水仙素處理有利于抑制細(xì)胞有絲分裂時(shí)形成紡錘體，從而形成四倍體西瓜植株。內(nèi)化知識(shí)突破重點(diǎn)難點(diǎn)一、基因突變與生物性狀的關(guān)系1．基因突變對氨基酸序列的影響堿基對影響范圍對氨基酸序列的影響替換小只改變1個(gè)氨基酸的種類或不改變替換的結(jié)果也可能使肽鏈合成終止插入大插入位置前不影響，影響插入位置后的序列①插入或缺失的位置越靠前，對肽鏈的影響越大；②若插入或缺失的堿基數(shù)為3或3的倍數(shù)，則一般僅影響個(gè)別氨基酸缺失大缺失位置前不影響，影響缺失位置后的序列例1

(2021·海南等級考)終止密碼子為UGA、UAA和UAG。圖中①為大腸桿菌的一段mRNA序列，②～④為該mRNA序列發(fā)生堿基缺失的不同情況(“－”表示一個(gè)堿基缺失)。下列有關(guān)敘述正確的是(

)A．①編碼的氨基酸序列長度為7個(gè)氨基酸B．②和③編碼的氨基酸序列長度不同C．②～④中，④編碼的氨基酸排列順序與①最接近D．密碼子有簡并性，一個(gè)密碼子可編碼多種氨基酸[解析]

由于終止密碼子不編碼氨基酸，因此①編碼的氨基酸序列長度為6個(gè)氨基酸，A錯(cuò)誤；根據(jù)圖中密碼子顯示，②和③編碼的氨基酸序列長度相同，都是6個(gè)氨基酸，B錯(cuò)誤；從起始密碼子開始，mRNA上每三個(gè)相鄰堿基決定一個(gè)氨基酸，②～④中，②③編碼的氨基酸序列從第二個(gè)開始都發(fā)生改變，④編碼的氨基酸序列除了少了第二個(gè)氨基酸，之后的序列都與①相同，因此④編碼的氨基酸排列順序與①最接近，C正確；密碼子有簡并性，一個(gè)密碼子只能編碼一種氨基酸，但一種氨基酸可以由一個(gè)或多個(gè)密碼子編碼，D錯(cuò)誤?！?．基因突變與性狀及遺傳的關(guān)系基因突變與性狀的關(guān)系顯性突變(aa→Aa)生物性狀改變隱性突變(AA→Aa)生物性狀不改變由于密碼子的簡并性，生物性狀不一定改變突變可能發(fā)生在沒有遺傳效應(yīng)的DNA片段，生物性狀不一定改變起始密碼子對應(yīng)的序列之前或終止密碼子對應(yīng)的序列之后發(fā)生堿基對的插入、缺失或替換，生物性狀不一定改變基因突變與遺傳的關(guān)系若發(fā)生在配子的細(xì)胞核中，將遵循遺傳規(guī)律傳遞給后代若發(fā)生在體細(xì)胞中，一般不能遺傳。但有些植物的體細(xì)胞發(fā)生基因突變，可以通過無性繁殖傳遞。此外，人體某些體細(xì)胞基因的突變，有可能發(fā)展為癌細(xì)胞例2

(2021·福建選擇性考試)水稻等作物在即將成熟時(shí)，若經(jīng)歷持續(xù)的干熱之后又遇大雨天氣，穗上的種子就容易解除休眠而萌發(fā)。脫落酸有促進(jìn)種子休眠的作用，同等條件下，種子對脫落酸越敏感，越容易休眠。研究發(fā)現(xiàn)，XM基因表達(dá)的蛋白發(fā)生變化會(huì)影響種子對脫落酸的敏感性。XM基因上不同位置的突變影響其蛋白表達(dá)的情況和產(chǎn)生的種子休眠效應(yīng)如如圖所示。下列分析錯(cuò)誤的是(

)A．位點(diǎn)1突變會(huì)使種子對脫落酸的敏感性降低B．位點(diǎn)2突變可以是堿基對發(fā)生替換造成的C．可判斷位點(diǎn)3突變使XM基因的轉(zhuǎn)錄過程提前終止D．位點(diǎn)4突變的植株較少發(fā)生雨后穗上發(fā)芽的現(xiàn)象√[解析]

分析題圖可知，XM蛋白可使種子對脫落酸的敏感性增強(qiáng)。種子正常休眠，主要由脫落酸起作用，而位點(diǎn)1突變則無XM蛋白產(chǎn)生，休眠減少，可推測脫落酸作用減弱，即敏感性降低，A正確。比較圖中位點(diǎn)2突變和無突變表達(dá)的蛋白圖示，蛋白質(zhì)長度相同，只是中間有一小段氨基酸序列不同，可推測該突變可能是堿基對發(fā)生替換造成的，B正確。比較表中位點(diǎn)3突變和無突變表達(dá)的蛋白圖示，蛋白長度變短，可推測模板mRNA上的終止密碼子提前，翻譯提前終止，C錯(cuò)誤。位點(diǎn)4突變使XM蛋白的表達(dá)倍增，使得種子對脫落酸的敏感性增強(qiáng)，雨后穗上的種子不易解除休眠而萌發(fā)，D正確。二、染色體結(jié)構(gòu)變異中的幾個(gè)注意點(diǎn)1．關(guān)于易位染色體間的易位可分為單向易位和相互易位。前者指一條染色體的某一片段轉(zhuǎn)移到了另一條染色體上，而后者則指兩條染色體間相互交換了片段，較為常見。下列兩種易位發(fā)生后在四分體時(shí)期的染色體聯(lián)會(huì)情況：2．關(guān)于“缺失或增加”3．關(guān)于“交換”

染色體易位交叉互換圖解

區(qū)別發(fā)生于非同源染色體之間發(fā)生于同源染色體的非姐妹染色單體之間屬于染色體結(jié)構(gòu)變異屬于基因重組可在光學(xué)顯微鏡下觀察到在顯微鏡下觀察不到例3

(2022·湖南選擇性考試)大鼠控制黑眼/紅眼的基因和控制黑毛/白化的基因位于同一條染色體上。某個(gè)體測交后代表型及比例為黑眼黑毛∶黑眼白化∶紅眼黑毛∶紅眼白化＝1∶1∶1∶1。該個(gè)體最可能發(fā)生了下列哪種染色體結(jié)構(gòu)變異(

)√A

BC

D[解析]

分析題意可知：大鼠控制黑眼/紅眼的基因和控制黑毛/白化的基因位于同一條染色體上，兩對等位基因?yàn)檫B鎖關(guān)系，正常情況下，測交結(jié)果只能出現(xiàn)兩種表型，但題干中某個(gè)體測交后代表型及比例為黑眼黑毛∶黑眼白化∶紅眼黑毛∶紅眼白化＝1∶1∶1∶1，類似于自由組合定律的結(jié)果，推測該個(gè)體可產(chǎn)生四種數(shù)目相等的配子，且控制兩對性狀的基因遵循自由組合定律，即兩對等位基因被易位到兩條非同源染色體上，C正確。三、“三法”判定染色體組1．方法一：根據(jù)同源染色體數(shù)目判定細(xì)胞內(nèi)任意一種形態(tài)相同的同源染色體有幾條，則含有幾個(gè)染色體組。提醒：若個(gè)別染色體增加一條，染色體組數(shù)目不變；若個(gè)別染色體減少一條，染色體組數(shù)目減少一組。甲乙

丙2．方法二：根據(jù)基因型判定在細(xì)胞或生物體的基因型中，控制同一性狀的基因(包括同一字母的大、小寫)出現(xiàn)幾次，則含有幾個(gè)染色體組。

甲

乙

丙提醒：(1)如果某一細(xì)胞中的染色體存在染色單體，染色體組的數(shù)目相應(yīng)減半；(2)如果因重復(fù)/缺失等染色體結(jié)構(gòu)變異或個(gè)別染色體增加/減少等染色體數(shù)目變異導(dǎo)致相關(guān)基因數(shù)目異常時(shí)，不能用這些異常的基因來判斷。3．方法三：根據(jù)染色體數(shù)和染色體的形態(tài)數(shù)推算染色體組數(shù)＝染色體數(shù)/染色體形態(tài)數(shù)。如普通小麥體細(xì)胞中有42條染色體，分為7種形態(tài)，則染色體組的數(shù)目為6，因此普通小麥?zhǔn)橇扼w。提醒：若個(gè)別染色體增加一條，仍用原始染色體數(shù)目計(jì)算；若個(gè)別染色體減少一條，則在原始染色體數(shù)目計(jì)算的結(jié)果上再減少一個(gè)染色體組數(shù)。例4

蜜蜂中，雌蜂是雌雄配子結(jié)合產(chǎn)生的二倍體，雄蜂是由未受精的卵直接發(fā)育而來的。某對蜜蜂所產(chǎn)生子代的基因型為雌蜂是AADD、AADd、AaDD、AaDd；雄蜂是AD、Ad、aD、ad。這對蜜蜂的基因型是(

)A．AADd和ad

B．AaDd和aDC．AaDd和AD

D．Aadd和AD[解析]

分析題干，雄蜂是由未受精的卵直接發(fā)育而來的，子代中雄蜂的基因型是AD、Ad、aD、ad，所以卵細(xì)胞是AD、Ad、aD、ad，根據(jù)自由組合定律，親本雌蜂的基因型是AaDd，雌蜂是雌雄配子結(jié)合產(chǎn)生的二倍體，子代中雌蜂的基因型是AADD、AADd、AaDD、AaDd，而卵細(xì)胞是AD、Ad、aD、ad，所以精子是AD，故親本中雄蜂的基因型是AD?！趟?、幾種育種方式的歸納與比較名稱原理一般方法流程優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)應(yīng)用雜交育種基因重組雜交→自交→篩選出符合要求的表型，通過自交至不再發(fā)生性狀分離為止

使分散在同一物種不同品種間的多個(gè)優(yōu)良性狀集中于同一個(gè)體上，即“集優(yōu)”①不會(huì)創(chuàng)造新基因；②育種時(shí)間長；③局限于同種或親緣關(guān)系較近的個(gè)體用純種高稈抗病與矮稈不抗病小麥培育矮稈抗病小麥名稱原理一般方法流程優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)應(yīng)用誘變育種基因突變、染色體畸變①物理：紫外線、X射線、激光等；②化學(xué)：硫酸二乙酯等

提高變異頻率；加快育種進(jìn)程；大幅度改良性狀有利變異少，工作量大，帶有盲目性高產(chǎn)青霉素菌株、家蠶的卵色的遺傳名稱原理一般方法流程優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)應(yīng)用單倍體育種基因重組、染色體變異雜交，取子一代的花藥進(jìn)行離體培養(yǎng)，再使單倍體幼苗染色體數(shù)目加倍，得到二倍體，從中選出符合要求的個(gè)體

大大縮短育種年限；避免顯隱性干擾技術(shù)復(fù)雜用純種高稈抗病與矮稈不抗病小麥快速培育矮稈抗病小麥名稱原理一般方法流程優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)應(yīng)用多倍體育種染色體變異用一定濃度秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗

植株莖稈粗壯，果實(shí)、種子都比較大，營養(yǎng)物質(zhì)含量提高技術(shù)復(fù)雜；發(fā)育延遲，結(jié)實(shí)率低，一般只適合于植物三倍體無籽西瓜、八倍體小黑麥名稱原理一般方法流程優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)應(yīng)用轉(zhuǎn)基因育種異源DNA重組提取目的基因→與載體結(jié)合→導(dǎo)入受體細(xì)胞→檢測目的基因及其表達(dá)產(chǎn)物→篩選出符合要求的新品種

目的性強(qiáng)；育種周期短；克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙技術(shù)復(fù)雜；生態(tài)安全問題多轉(zhuǎn)基因抗蟲棉例5

(2021·浙江1月選考)水稻雌雄同株，從高稈不抗病植株(核型2n＝24)(甲)選育出矮稈不抗病植株(乙)和高稈抗病植株(丙)。甲和乙雜交、甲和丙雜交獲得的F1均為高稈不抗病，乙和丙雜交獲得的F1為高稈不抗病和高稈抗病。高稈和矮稈、不抗病和抗病兩對相對性狀獨(dú)立遺傳，分別由等位基因A(a)、B(b)控制，基因B(b)位于11號染色體上，某對染色體缺少1條或2條的植株能正常存活。甲、乙和丙均未發(fā)生染色體結(jié)構(gòu)變異，甲、乙和丙體細(xì)胞的染色體DNA相對含量如圖所示(甲的染色體DNA相對含量記為1.0)?；卮鹣铝袉栴}：(1)為分析乙的核型，取乙植株根尖，經(jīng)固定、酶解處理、染色和壓片等過程，顯微觀察分裂中期細(xì)胞的染色體。其中酶解處理所用的酶是________，乙的核型為___________。(2)甲和乙雜交獲得F1，F(xiàn)1自交獲得F2。F1的基因型有______種，F(xiàn)2中核型為2n－2＝22的植株所占的比例為________。(3)利用乙和丙通過雜交育種可培育純合的矮稈抗病水稻，育種過程是__________________________________________________________________________。(4)甲和丙雜交獲得F1，F(xiàn)1自交獲得F2。寫出F1自交獲得F2的遺傳圖解。果膠酶2n－1＝2321/8交獲得F1，取F1中高稈不抗病的植株進(jìn)行自交，從F2中選取矮稈抗病植株乙和丙雜[解析]

分析題干信息可知：甲(高稈不抗病植株)和乙(矮稈不抗病植株)雜交、甲(高稈不抗病植株)和丙(高稈抗病植株)雜交獲得的F1均為高稈不抗病，說明高稈對矮稈為顯性，不抗病對抗病為顯性，則甲為顯性純合子(AABB)，據(jù)此分析作答。(1)植物細(xì)胞有細(xì)胞壁，胞間層有果膠，這將導(dǎo)致壓出的片子沒有效果，應(yīng)經(jīng)過酶解處理，除去細(xì)胞之間的果膠層，故酶解處理時(shí)所用酶為果膠酶；該水稻核型為2n＝24，則染色體可分為2組，每組含有12條，分析題圖可知，乙的11號染色體DNA相對含量為0.5，推測其11號染色體少了一條，故乙的核型為2n－1＝23。(2)結(jié)合分析可知：甲的基因型為AABB，基因B(b)位于11號染色體上，乙缺失一條11號染色體，且表現(xiàn)為矮稈不抗病植株，故其基因型為aaBO，則甲(AABB)與乙(aaBO)雜交，F(xiàn)1為AaBB∶AaBO＝1∶1，共2種；F1自交，其中AaBB自交，子代核型均為2n＝24；其中AaBO(產(chǎn)生的配子為AB、AO、aB、aO)自交，子代2n－2＝22的植株(即缺失兩條染色體的植株)所占比例為1/2×1/4(即4/16)＝1/8。(3)若想讓乙(aaBO矮稈不抗病植株)與丙(AAbb高稈抗病植株)通過雜交育種培育純合的矮稈抗病水稻(aabb)，可通過以下步驟實(shí)現(xiàn)：乙和丙雜交獲得F1，取F1中高稈不抗病(AaBb)的植株進(jìn)行自交，從F2中選取矮稈抗病植株(aabb)，即為所選育類型。(4)甲植株基因型為AABB，丙植株基因型為AAbb，兩者雜交，F(xiàn)1基因型為AABb，F(xiàn)1自交獲得F2的遺傳圖解見答案。延伸遷移實(shí)現(xiàn)融會(huì)貫通考向1圍繞可遺傳變異的來源，考查生命觀念與科學(xué)思維素養(yǎng)1．(2024·浙江臺(tái)州名校聯(lián)盟第一學(xué)期聯(lián)考)β-地中海貧血癥是一種由β-珠蛋白基因突變引起的單基因遺傳病，部分患者該基因的編碼鏈中與β-珠蛋白第71～72位氨基酸有關(guān)的編碼序列間插入了一個(gè)A(如圖)，UAG/UGA為終止密碼子。下列敘述正確的是(

)A．突變后參與該基因表達(dá)的tRNA種類可能減少B．編碼鏈中插入A會(huì)導(dǎo)致mRNA對應(yīng)位點(diǎn)插入U(xiǎn)C．mRNA在細(xì)胞核內(nèi)加工時(shí)對應(yīng)的異常序列會(huì)被剪切D．該異常序列不會(huì)影響基因表達(dá)產(chǎn)物的空間結(jié)構(gòu)1題號2345678正常序列GCCTTTAGTGAT

70717273異常序列1GCCTATTAGTGA異常序列2GCCTTATAGTGA異常序列3GCCTTTAAGTGA異常序列4GCCTTTAGATGA√A

[基因中的編碼鏈與用于轉(zhuǎn)錄的模板鏈?zhǔn)荄NA中兩條堿基互補(bǔ)的鏈，因此圖示所給正常序列或異常序列中T換為U即可表示相應(yīng)位置氨基酸的密碼子，由于UAG/UGA為終止密碼子，因此圖示所給的正?；蜣D(zhuǎn)錄的mRNA中—GCCUUUAGUGAU—不存在終止密碼子，而異常序列1～4對應(yīng)的氨基酸密碼子分別在第72位和73位氨基酸位置、第72位和73位氨基酸位置、第73位氨基酸位置、第73位氨基酸位置形成了終止密碼子，導(dǎo)致編碼的肽鏈會(huì)變短，因此參與該基因表達(dá)的tRNA種類可能減少，A正確；由于基因中的編碼鏈與用于轉(zhuǎn)錄的模板鏈?zhǔn)荄NA中兩條堿基互補(bǔ)的鏈，而轉(zhuǎn)錄的模板鏈與mRNA的堿基序列互補(bǔ)，因此編碼鏈中插入A會(huì)導(dǎo)致mRNA對應(yīng)位點(diǎn)插入A，B錯(cuò)誤；根據(jù)A項(xiàng)可知，該突變可能會(huì)導(dǎo)致終止密碼子提前出現(xiàn)，導(dǎo)致編碼的肽鏈變短，從而可能出現(xiàn)β-地中海貧血癥，圖示沒有給出mRNA的堿基序列，不能確定mRNA在細(xì)胞核內(nèi)加工時(shí)對應(yīng)的異常序列是否會(huì)被剪切，另外若mRNA在細(xì)胞核內(nèi)加工時(shí)對應(yīng)的異常序列會(huì)被剪切，則可能題述突變不會(huì)導(dǎo)致β-地中海貧血癥，C錯(cuò)誤；該異常序列會(huì)影響到肽鏈的長度，進(jìn)而會(huì)影響到基因表達(dá)產(chǎn)物(蛋白質(zhì))的空間結(jié)構(gòu)，D錯(cuò)誤。]1題號2345678√2．豌豆紅花(A)與白花(a)為一對相對性狀?，F(xiàn)將一株紅花豌豆(Aa)與一株白花豌豆雜交，子代中出現(xiàn)了紅花∶白花＝5∶1，據(jù)此可判斷最可能的原因是紅花豌豆發(fā)生了(

)A．基因突變 B．基因重組C．染色體結(jié)構(gòu)變異

D．染色體數(shù)目變異D

[正常的紅花(Aa)與白花(aa)雜交子代應(yīng)該是紅花∶白花＝1∶1，這里出現(xiàn)5∶1的分離比，是因?yàn)榧t花(Aa)突變成了四倍體(AAaa)，其產(chǎn)生的配子的比例是AA∶aa∶Aa＝1∶1∶4，測交子代的表型及比例為紅花∶白花＝5∶1。]1題號2345678√閱讀下列材料，回答第3、4題。白化病是一種常染色體隱性遺傳病，患者酪氨酸酶基因中一個(gè)堿基對由G—C替換成T—A，使該位點(diǎn)的氨基酸由色氨酸變?yōu)榱涟彼?，?dǎo)致酪氨酸酶結(jié)構(gòu)異常，從而不能合成黑色素，皮膚呈白色，視力下降。對某地區(qū)進(jìn)行調(diào)查發(fā)現(xiàn)人群中白化病的發(fā)病率約為1/10000。3．依據(jù)上述材料分析，下列結(jié)論無法得出的是(

)A．白化病由基因突變導(dǎo)致B．基因突變可能是有害的C．基因突變具有可逆性的特點(diǎn)D．基因可通過控制酶的合成控制生物體的性狀題號23456781C

[白化病是一種常染色體隱性遺傳病，患者酪氨酸酶基因中一個(gè)堿基對由G—C替換成T—A，說明白化病由基因突變導(dǎo)致，A不符合題意；患者由于不能合成黑色素，皮膚呈白色，視力下降，這說明基因突變可能是有害的，B不符合題意；該材料不能說明基因突變具有可逆性的特點(diǎn)，C符合題意；該患者的酪氨酸酶結(jié)構(gòu)異常，從而不能合成黑色素，說明基因可通過控制酶的合成控制生物體的性狀，D不符合題意。]題號23456781√4．一位父親為白化病患者的正常女性，與該地區(qū)的一位正常男性結(jié)婚，后代患白化病的概率是(

)A．0

B．1/4

C．2/101

D．1/202D

[一位父親為白化病患者(aa)的正常女性的基因型為Aa，該地區(qū)進(jìn)行調(diào)查發(fā)現(xiàn)人群中白化病的發(fā)病率約為1/10000，aa＝1/10000，a的基因頻率為1/100，A的基因頻率為99/100，根據(jù)遺傳平衡定律，自然人群中Aa的概率為2×1/100×99/100＝198/10000，正常男性是Aa的概率應(yīng)該是Aa÷(AA＋Aa)＝(2×1/100×99/100)÷(1－1/10000)＝2/101，二者婚配，后代患白化病的概率是2/101×1/4＝1/202，D正確。]題號23456781√5．(2023·杭州模擬)研究發(fā)現(xiàn)，果蠅的Ⅱ號染色體長臂上有一個(gè)關(guān)鍵基因，不含該基因的配子沒有受精能力，并且Ⅱ號染色體和Ⅲ號染色體之間會(huì)發(fā)生如A圖所示的變異?，F(xiàn)發(fā)現(xiàn)一只相關(guān)染色體組成如B圖的雌果蠅，假如這三條染色體中，任意配對的兩條染色體分離時(shí)，另一條染色體隨機(jī)移向細(xì)胞任意一極。下列敘述正確的是(

)A．B圖果蠅的這種變異屬于染色體結(jié)構(gòu)變異，體細(xì)胞中染色體的數(shù)目正常B．理論上這只果蠅產(chǎn)生的可育配子共6種C．該果蠅與染色體組成正常的純合子雜交，子代中染色體組成正常的占1/5D．這種變異的出現(xiàn)一定發(fā)生在減數(shù)分裂過程中題號23456781C

[Ⅱ號染色體和Ⅲ號染色體相互連接時(shí)，還丟失了一小段染色體，B圖果蠅的這種變異屬于染色體結(jié)構(gòu)變異和染色體數(shù)目變異，體細(xì)胞中染色體的數(shù)目少一條，A錯(cuò)誤。減數(shù)第一次分裂后期同源染色體發(fā)生分離時(shí)，B圖中配對的三條染色體，任意配對的兩條染色體分離時(shí)，另一條染色體隨機(jī)移向細(xì)胞任一極，有三種可能的情況：①Ⅱ號移向一極，異常染色體和Ⅲ號同時(shí)移向另一極；②異常染色體移向一極，Ⅱ號染色體和Ⅲ號染色體同時(shí)移向另一極；③Ⅲ號移向一極，異常染色體和Ⅱ號同時(shí)移向另一極，結(jié)果共產(chǎn)生6種精子，但由于Ⅱ號染色體長臂上有一個(gè)關(guān)鍵基因，不含該基因的配子沒有受精能力，即當(dāng)配子中只含Ⅲ號染色體時(shí)，沒有受精能力，因此這只果蠅產(chǎn)生的可育配子共5種，配子的類型及比例為Ⅱ號∶異常和Ⅲ號∶異常和Ⅱ號∶異常∶Ⅱ號和Ⅲ號＝1∶1∶1∶1∶1，B錯(cuò)誤。配子的類型及比例為Ⅱ號∶異常和Ⅲ號∶異常和Ⅱ號∶異?！芒蛱柡廷筇?正常)＝1∶1∶1∶1∶1，該果蠅與染色體組成正常的純合子雜交，子代中染色體組成正常的占1/5，C正確。這種變異的出現(xiàn)可能發(fā)生在減數(shù)分裂過程中，也可能發(fā)生在有絲分裂的過程中，D錯(cuò)誤。]題號23456781