高一生物生物的变异

生物的变异要点、疑点、难点变异的概念1概念与分类生物体的子代与亲代之间以及子代不同个体之间所表现出来的性状差异叫变异。要点、疑点、难点基因突变变异分类染色体变异基因重组不遗传的变异可遗传的变异自然突变诱发突变结构变异数目变异非整倍性改变整倍性改变由遗传物质的改变而引起仅由环境条件的改变而引起的变异通过杂交产生；进行有性生殖的生物才有要点、疑点、难点2基因重组来源概念在生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因的重新组合。同源染色体上等位基因间的自由组合非同源染色体上的非等位基因的自由组合基因的自由组合定律基因的互换定律要点、疑点、难点意义特点两个亲本的杂合性越高，遗传物质差距越大，基因重组的类型就越多，后代产生的变异就越多。基因重组是通过有性生殖过程实现的。为生物变异提供丰富的来源，是形成生物多样性的重要原因之一，对生物的进化具有重要意义。概念指基因分子结构改变，包括DNA碱基对的增添、缺失或改变。是基因中脱氧核苷酸的种类、数量或排列顺序的改变。分类自然突变诱发突变3基因突变要点、疑点、难点意义生物变异的主要来源；生物进化的重要因素。但基因突变一般都是有害的。常用方法用一定剂量的激光、射线照射动植物或微生物优点1.提高变异频率，加速育种进程；2.大幅度改良某些性状。缺点有利个体不多，需大量处理供试验材料才能选育出有价值类型诱变育种特点①自然界的物种中广泛存在②自然界突变率很低③多数有害，少数有利④是生物变异的主要来源，是生物进化的重要因素之一⑤是随机发生的⑥具有多向性要点、疑点、难点概念在自然或人为条件影响下，染色体数目或结构发生改变，从而引起生物性状变异。分类结构变异数目变异染色体组把生物体细胞中的染色体按形态、大小都不相同的分在一个组内，就叫~。对二倍体生物来说，生殖细胞中的一组染色体就叫~。整倍性改变非整倍性改变4染色体变异要点、疑点、难点单倍体体细胞中含本物种配子染色体数目的个体。单倍体育种的方法诱导多倍体的常用方法多倍体体细胞中含三个或三个以上染色体组的个体。单倍体育种的优点花药的离体培养明显缩短育种年限。用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗单倍体育种的缺点高度不育要点、疑点、难点分类基因重组基因突变染色体变异单倍体多倍体变异实质控制不同性状的基因重新组合，产生新基因型基因分子结构发生改变，产生新的基因染色体组成倍减少，产生新基因型染色体组成倍增加，产生新基因型产生过程减数分裂产生配子时，非等位基因的自由组合分裂间期，DNA复制时，基因中脱氧核苷酸变化有性生殖过程中，配子不经受精而单独发育个体分裂过程中，染色体复制、分裂正常，细胞不分裂特点后代中重组类型有一定比例发生频率低，有害变异多，是变异主要来源，进化重要因素植株弱小，高度不育器官大，养分多；成熟迟，结实少实例双杂合黄圆绿皱，后代产生黄皱、绿圆镰刀型贫血症色盲雄蜂单倍体玉米八倍体小黑麦三倍体无籽西瓜育种杂交育种诱变育种单倍体育种多倍体育种方法人工杂交激光、射线照射花药离体培养秋水仙素5可遗传变异与育种课前热身1果蝇约有104对基因，假定每个基因的突变率都是10-5，一个大约有109个果蝇的果蝇群，每一代出现的基因突变数是()A2×109B2×108C2×107D108【解析】自然界中生物的自发突变率很低，这是对于单个基因而言的，但种群是由许多个个体所组成的，每个个体的每个细胞中都含有成千上万个基因，依据题干所列出的数值，这个果蝇种群每一代出现的基因突变数是2×104×10-5×109＝2×108个。【答案】B课前热身2一个碱基可加到DNA分子上或从DNA分子中除去，这种生物体DNA碱基数目的变化是()A细菌转化B基因的自由组合C基因突变D等位基因的分离【解析】基因突变的方式至少有两大类：一类是碱基替换，即一个碱基被另一个碱基所代替；另一类是碱基对数目的增减，即增加或减少一个或几个碱基对。【答案】C课前热身3下列因素中哪个不是诱变剂()Aγ射线B紫外线C秋水仙素D吲哚乙酸【解析】γ射线和紫外线是常用的诱发基因突变的物理诱变剂，秋火仙素是化学诱变剂，但吲哚乙酸不是诱变剂。【答案】D课前热身4人工诱变是创造生物新类型的重要方法，这是因为人工诱变()A易得大量有利个体B可按计划定向改良C变异频率高，有利变异较易稳定D以上都对【解析】人工诱变可提高变异频率，有利变异和有害变异一样都大大增加。有利变异比自发突变更易筛选，较易使变异性状得到稳定。【答案】C课前热身5某基因片段中一条DNA链在复制时一个碱基由GC，该基因复制三次后发生突变的基因占该基因总数的()A100%B50%C25%D125%【解析】DNA的复制是半保留复制，在DNA双链中，以突变链为模板复制的子代DNA中，每条单链都有基因突变，而以另一条互补链为模板复制的子代DNA分子中，基因都是正常的，因此在后代DNA中，正常基因和突变基因各占一半。【答案】B课前热身6进行有性生殖的生物，其亲子代之间总是存在着一定的差异的主要原因是()A基因重组B基因突变C染色体变异D生活条件改变【解析】变异是生物的基本特征之一，如果仅由环境条件改变引起的变异是不遗传的，也不是变异的主要原因。引起可遗传变异的原因有三，基因突变的频率极低，染色体变异也少见，而基因重组是有性生殖的生物必然发生的过程，如果生物的染色体多，携带的基因更多，那么变异也就更多，因此，基因重组成为亲代与子代之间差异的主要原因。【答案】A课前热身7下列哪种情况能产生新的基因()A基因的自由组合B基因互换C基因突变D染色体数目的变异【解析】基因的自由组合与互换都是在原有基因中进行的基因重组；染色体数目的增加或减少只会造成原有基因的重复或减少。只有基因突变导致遗传物质的改变才可产生新的基因。【答案】C课前热身8昆虫学家用人工诱变方法使昆虫产生基因突变，导致酯酶活性的升高，该酶可催化分解有机磷农药。近年来已将控制酯酶合成的基因分离出来，通过生物工程技术将它导入细菌体内，并与细菌的DNA分子结合起来。经这样处理的细菌能够繁殖。请根据上述资料回答问题：(1)人工诱变在生产实践中已得到广泛的应用，因为它能提高基因突变的频率，通过人工选择。(2)酯酶的化学本质是蛋白质，基因控制酯酶的合成要经过两个过程。(3)通过生物工程产生的细菌，其后代同样能分泌酯酶，这是由于。(4)请你具体说出一项上述科研成果的实际应用。获得人们所需要的突变性状、转录和翻译、控制酯酶合成的基因，随细菌DNA分子的复制而复制，并在后代中表达、用于降解环境中的有机磷农药，以保护环境课前热身【解析】(1)在自然状态下，生物基因突变的频率是很低的，但使用人工诱变的方法来处理生物，能大大提高其变异频率，并可从中选出对人类有利的突变性状。(2)酯酶的本质是蛋白质，蛋白质的合成需要转录和翻译两个过程。(3)生物工程将“目的基因”整合到细菌的DNA分子中去，并随细菌DNA分子的复制而复制，并在后代中表达出现。(4)酯酶能分解有机磷农药，可将通过基因工程产生的含酯酶的细菌放到污水中，让其分解有机磷农药，治理有机磷污染。本题考查人工诱变在基因工程中的应用。基因工程是生物高科技领域，是目前学术研究的前沿，通过题目的考查，使学生了解当代科技发展的趋势和动态，培养学生从事生命科学研究的兴趣，提高他们的能力。能力、思维、方法【例1】(1997年上海高考题)同一品种的小麦，在肥料充足的条件下会出现穗大粒多的性状，引起这种性状变异的原因是：()A基因重组B基因突变C环境条件的改变D染色体变异C【解析】生物的变异有可遗传的变异和不可遗传的变异之分，题干中已经有明确信息：引起小麦穗大粒多的性状的原因是肥料充足，属于环境条件的改变，并没有导致遗传物质的改变，故A、B、D三个选项都不符合题意。能力、思维、方法【例2】(上海高考题，1996年)基因突变常发生在细胞周期的()A分裂间期B分裂期前期C分裂期后期D在分裂期的各个时期都有可能A【解析】基因突变指基因结构的改变，包括DNA碱基对的增添、缺失或改变，一般发生于DNA分子复制的时候。故一般发生于间期。【点评】由于DNA复制时严格遵循碱基互补配对原则，它又是半保留复制，所以一般情况下突变的概率会很小，但在内部和外部因素作用下，还是有部分碱基发生增添、缺失或改变的可能。能力、思维、方法【例3】(1998年上海高考题)将甲、乙、丙、丁4种二倍体植物进行杂交，产生的杂交后代在减数分裂时，同源染色体可以配对，非同源染色体不能配对，配对情况如下表。请写出每种植物的染色体组成(依次用A、B、C…等字母表示)：乙丁甲甲与乙各1条配对乙有1条不能配对甲与丁各1条配对丁有2条不能配对乙乙与乙各2条配对乙与丁各2条配对丁有1条不能配对丙乙与丙不能配对丙与丁各1条配对丁有2条不能配对(1)甲。(2)乙。(3)丙。(4)丁。【答案】(1)AA(2)AABB(3)CC(4)AABBCC能力、思维、方法【解析】甲、乙、丙、丁均为二倍体生物，其配子只含一个染色体组，在杂交后代中只包含来自不同物种的两个染色体组。减数分裂过程中同源染色体配对。根据甲与乙各1条配对，乙有1条不能配对的已知条件，可知甲与乙有1对同源染色体相同，设这对染色体为AA，那么甲为AA。根据乙与乙各2条配对，乙除AA外，还有BB一对染色体，乙为AABB。根据乙与丁各2条配对，丁有1条不能配对，丁有AABB两对染色体外，还有CC一对同源染色体，丁为AABBCC。根据乙与丙不能配对，说明丙没有AABB染色体；再根据丙与丁各1条配对，丁有2条不能配对，说明丙含有一对CC同源染色体，丙为CC。此题重点是考查逻辑思维能力。能力、思维、方法【例4】某种自花授粉植物连续几代只开红花，一次开出一朵白花，该花的自交子代全开白花，其原因是()A基因突变B基因分离C基因互换D基因重组A【解析】自花授粉植物连续几代只开红花，说明其自交不发生性状分离，该植物是纯种，其花颜色的控制基因都是红花基因。当植物开出白花且该白花自交后代也开白花，说明这种变异是遗传的变异。这种变异显然不可能来自基因重组(因红花亲本中无白花基因)，题中也没有提及染色体变异的条件，所以这种变异为基因突变，即本题答案为A。能力、思维、方法【例5】通过具有相对性状的植物(或动物)杂交培养新品种，主要来自于下列哪种变异()A基因突变B单倍体育种C基因重组D多倍体育种【解析】与此题相关的知识点是可遗传变异的来源。通过基因突变，单倍体育种和多倍体育种等方法获得动、植物新品种不属于杂交育种，它们往往需要对生物施加各种诱变措施。而常规的杂交育种，主要是通过对杂种后代中因基因重组导致的变异进行人工选择并培育出新品种。发生基因重组这种变异的原因是，具有两对或两对以上相对性状的杂合体产生了新类型的配子，而杂合体之所以产生新类型的配子，是因为杂合体在减数分裂过程中发生了基因的连锁互换或基因的自由组合。【答案】C延伸、拓展【例6】在前苏联切尔诺贝利核电站发生核泄露事故中，沙沙和大卫(均为男性)参加了抢险工作，几年后、沙沙发现他的儿子患有色盲。大卫的女儿则患有侏儒症(一种常染色体上显性遗传病)，经调查，沙沙和大卫本人及两人的妻子，双方的父母、祖父母、外祖父母都没有患过这两种病。请分析：(1)由核辐射引起的可遗传的基因突变，则突变部位发生在生殖细胞还是体细胞?为什么?(2)沙沙的儿子和大卫的女儿患病哪一种更有可能是受辐射引起的?(3)如果他们向核电厂提出索赔要求，谁胜诉的可能性大?【答案】(1)生殖细胞，体细胞突变不遗传给后代，而生殖细胞发生突变可遗传给后代(2)侏儒症(3)大卫胜诉的可能性大。延伸、拓展【例7】在田间选择穗大粒多的变异植株的种子播种后，子代植株有的保持了穗大粒多的特点，有的却不能。原因是()A上述穗大粒多的变异是不遗传的变异B上述穗大粒多的变异是可遗传的变异C上述穗大粒多的变异有的是可遗传的，有的是不可遗传D上述穗大粒多的变异在播种后又发生了新的变异【解析】生物的变异有的是可以遗传的，有的则不能遗传。前者是由遗传物质的变化引起，后者是由环境条件引起(称为获得性状)。在田间选择的“穗大粒多”性状，有的可能是遗传物质