第一轮考点24-26——基因突变和基因重组

1一基因突变和基因重组【复习目标】1．了解基因突变的概念、特点和意义。2．了解人工诱变在育种上的应用。3．了解基因重组的概念和意义。【重点难点】1．重点：基因突变的概念和特点。2．难点：基因重组的概念和意义。第一课时序言：生物变异的类型一、基因突变和基因重组（一）基因突变1、基因突变的概念。（学生练习《导与练》P143题型Ⅰ例1、2）2、基因突变的原因。（学生练习《导与练》P143题型Ⅱ例1、2）3、基因突变的特例——镰刀型红细胞贫血症4、基因突变的特点（1）普遍性（2）随机性（3）低频性（4）有害性（5）不定向性5、基因突变的分类（1）自然突变（2）诱发突变6、人工诱变（1）概念（2）方法（3）应用——意义、优点、缺点（学生练习《导与练》P143题型Ⅲ例题）（二）基因重组1、基因重组的概念2、基因重组的类型3、基因重组的意义（学生练习《导与练》P143题型Ⅳ例1、2）［知识拓展］（一）可遗传变异的来源：基因突变是变异的主要来源，其次是基因重组，由于基因之间的重新组合，形成新的基因型从而控制的性状出现变异。（二）基因突变的本质：基因内部发生了变化，指组成基因的脱氧核苷酸的种类、数量、排2列顺序发生了改变。由于基因发生了改变，性状也发生改变。（三）镰刀型红细胞贫血症的根本病因（四）基因突变与基因重组的区别变异类型比较项目基因突变基因重组本质基因分子结构发生改变，产生了新基因，出现了新性状不同基因的重新组合，不产生新基因，而是产生新基因型，使之性状重新组合发生时间及原因细胞分裂间期DNA分子复制时，由于外界理化因素或自身生理因素引起的碱基互补配对出现差错或碱基对的增添与丢失减数第一次分裂过程中，非同源染色体上基因的自由组合，以及同源染色体上的非姐妹染色单体交叉互换条件外界条件的剧变和内部因素的相互作用不同个体之间的杂交，有性生殖过程中的减数分裂和受精作用意义生物变异的主要来源，也是生物进化的重要因素之一。通过诱变育种可培育新品种。是生物变异的重要因素，通过杂交育种，发生性状重组，可培育出新的优良品种发生可能可能很小非常普遍举例镰刀型细胞贫血症黄圆与绿皱豌豆杂交，后代产生黄皱与绿圆个体例1．细菌是原核生物，细胞中无核膜、核仁，细胞器只有核糖体，DNA分子不与蛋白质结合，则细菌可遗传的变异来源于（）A．基因突变B．基因重组C．染色体变异D．以上三项都可以解析：“DNA不与蛋白质结合”，说明细菌中无染色体结构，排除C项，同时也排除了D项，又因细菌的繁殖方式为无性生殖，故排除B项。答案选A项。（五）X射线与白血病1911年，有人研究了X射线与白血病的关系，提出了从事X射线工作的人患白血病可能性大的报告。以后又有人提出了关于在职业性工作人员中发现白血病的报告，例如美国放射科医生白血病的发病率比非放射科医生要高。白血病是由德国病理学家维尔柯夫在1846年首次发现的，它是由于白细胞无限制地增殖，并迅速侵害人体各个部位而导致死亡的一种恶性肿瘤。日本的白血病患者多，与广岛、长崎原子弹爆炸有关。日本和美国科学家都研究了两地原子弹爆炸中幸存3者的白血病发病率，结果发现广岛、长崎明显高于其他地区。放射照射还会诱发其他癌症，如甲状腺癌、乳腺癌、骨癌和皮肤癌等。广岛、长崎原子弹爆炸落下的放射性灰尘，使马绍尔群岛上的一些居民患了甲状腺肿瘤，受放射照射的妇女中乳腺癌的发病率较高。（六）生物安全性①转基因生物的扩散问题。（为什么转基因鱼是三倍体的？）②转入生物的外源基因的扩散问题。③转入生物的其它标记基因的扩散问题。④转基因生物是否影响生物的多样性，即生物的“入侵”问题。⑤转基因生物是否改变与之相关物种（如害虫）的进化速度。⑥转基因生物中标记基因的毒性问题。⑦转基因生物作为食物是否会引起食用者的不良反应，特别是有无可积累的长期作用。⑧转基因动植物是否会对农业和国际贸易带来不可预测的影响。课堂作业：《导与练》P145A8课后作业：《导与练》P145A、B组练习第二课时学生练习：20分钟评讲（20分钟）：重点评讲《导与练》PA2、7、8，B1、84教案序号授课时间第周200年月日本教案使用2课时课题考点25染色体变异染色体变异【复习目标】1．识记染色体变异的概念及种类。2．识记染色体组的概念及其实例。3．识记单倍体、二倍体、多倍体的概念。4．识记单倍体、多倍体产生的原因及特点。5．识记单倍体育种过程及优点。【重点难点】1．重点：（1）染色体组及其确认方法（2）生物变异与育种2．难点：（1）多倍体与单倍体概念甄别及细胞水平的分辨原则（2）五种育种方法的比较第一课时基础知识1．基因突变和染色体变异的区别（1）基因突变只是染色体上的的改变，而染色体变异改变的是一些基因的。（2）基因突变是分子水平的变异，在光学显微镜下是的，而染色体变异是细胞水平的变异，在光学显微镜下是的。2．染色体结构的变异（1）实例：，是人的染色体部分缺失而引起的遗传病。（2）概念：由染色体的改变而引起的变异。（3）种类①缺失：染色体中的缺失。②重复：染色体中增加了。③倒位：染色体中的位置。④易位：染色体的移接到染色体上。（4）结果：使排列在染色体上的基因的发生改变，从而导致性状的变异。3．染色体数目的变异（1）概念：染色体的改变而引起的变异。（2）种类①个别染色体的而引起的变异。②染色体组成倍地而引起的变异。（3）染色体组细胞中的一组染色体，它们在形态和功能上相同，但是携带者控制一种生物生长发育、遗传和变异的，这样的一组染色体叫一个染色体组。（4）二倍体5由发育而成的个体，体细胞中含有个染色体组的个体。（5）多倍体①概念：由发育而成的个体，体细胞中含有染色体组的个体。②成因：多倍体产生的主要原因，是体细胞在有丝分裂的过程中，染色体完成了复制，但是细胞受到剧烈变化或的干扰，的形成受到破坏，以致染色体不能被拉向两极，细胞也不能分裂成两个子细胞，于是就形成了染色体数目的细胞。这种染色体的细胞，继续进行正常的有丝分裂，就可以发育成染色体的组织或个体。③多倍体育种：常用方法：。育种原理：。（6）单倍体①概念：体细胞中含有本物种染色体数目的个体。②特点：。③成因：自然成因是发育而来；人为成因通常是离体培养。④育种：方法：常采用的方法获得单倍体植株，再用处理使染色体加倍为正常植株。特点：所得的后代都是体。重难点突破（一）“多倍体”与“单倍体”的比较变异类型比较项目多倍体单倍体概念由合子发育而成的个体，体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体。体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体变异实质染色体组成倍增加，产生新的基因型染色体组成倍减少，产生新的基因型产生过程细胞分裂过程中，染色体复制后，不能五项原则两个子细胞有性生殖过程中，配子不经受精作用而单独发育成新个体特点器官大、养分多、成熟迟、结实少植株弱小、高度不孕举例普通小麦（六倍体）雄蜂、单倍体玉米例1．普通小麦为六倍体，体细胞有42条染色体，科学家用花药离体培养方法培育出的小麦幼苗是（）A．三倍体，含三个染色体组，21条染色体B．单倍体，含三个染色体组，21条染色体C．六倍体，含六个染色体组，42条染色体D．单倍体，含一个染色体组，21条染色体解析：本题考查学生对染色体组、单倍体、多倍体概念的理解。单倍体的判断与染色体组数目无关，只要体细胞内含有本物种配子染色体数目就是单倍体。花药离体培养成的幼苗比体细胞中的染色体减少一半，含21条染色体，三个染色体组，花药离体培养成的幼苗是小麦的单倍体。答案选B项。例2．韭菜的体细胞中含有32条染色体，这32条染色体有8种形态结构，韭菜是（）6A．二倍体B．四倍体C．六倍体D．八倍体解析：一个染色体组内的每条染色体形态、大小各不相同，韭菜体细胞中含有8种形态的染色体，所以韭菜的一个染色体组有8条染色体，32÷8＝4个染色体组。答案选B项。例3．某地区一些玉米植株比一般玉米植株早熟，生长整齐而健壮，果穗大，籽粒多，因此这些植株可能是（）A．单倍体B．三倍体C．四倍体D．杂交种解析：多倍体一般生长健壮，果穗大，籽粒多，但成熟期晚；单倍体和三倍体一般是不育的。所以某地区玉米植株的这些优良性状应该是杂种优势。答案选D项。（二）多倍体与单倍体概念甄别及细胞水平的分辨原则1．多倍体是指体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体称为多倍体。如：三倍体无子西瓜，记作2N＝3X＝33（同源多倍体）；八倍体小麦，记作2N＝8X＝56（异源多倍体）单倍体是指体细胞中含有本物种配子的染色体数目的个体，称为单倍体。例：普通小麦2N＝6X＝42（多倍体普通小麦），N＝3X＝21（单倍体普通小麦）；马铃薯2N＝4X＝48（多倍体马铃薯），N＝2X＝24（单倍体马铃薯）。也就是说，凡是由受精卵发育而成的个体，称为二倍体或多倍体；凡是由未受精的生殖细胞（花药或卵细胞）发育成的个体称为单倍体。2．多倍体细胞水平的分辨原则（对由合子发育而来的个体而言）（1）基因型分辨原则同音字母有几个就是几倍体，如：基因型为AAaBBb的生物，“ei”音有3个“bi”音有3个，所以，该生物为三倍体。又如基因型ABCD的生物，每个字母只有一个，所以称为单倍体。（2）染色体形态分辨原则同型（形态大小）染色体有几个就是几倍体。如同型染色体有3个，所以为三倍体，又如同型染色体有4个，所以该生物为四倍体，以此类推。学生练习：《导与练》P147例释1，P150A9，P151B47第二课时（三）生物变异与育种：五种育种方法的比较方法比较杂交育种诱变育种单倍体育种多倍体育种转基因育种原理基因重组基因突变染色体变异染色体变异基因重组常用方法选择具有相对性状的亲本杂交用物理或化学因素处理生物用花药离体培养法用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗用基因片段(外源)整合到该生物DNA中特点产生新的基因组合产生新的基因得到的全是纯合体染色体组倍增基因重组时间育种时间最长育种时间最短育种时间较短育种时间较短获得优良性状优缺点方法较简便，但要经较长年限的选择才能获得纯合子（指显性性状的选育）加速育种的进程，大幅度地改良某些性状，但突变后有利个体往往不多缩短育种的年限，但方法复杂，成活率较低器官较大，营养物质含量高，但发育延迟，结实率低目的性强，但方法复杂，成功率低实例小麦、水稻等高产青霉菌株的培育水稻的花药培育等3N无子西瓜的培育、甜菜、八倍体小黑麦抗虫棉的培育育种程序甲品种×乙品种↓F1↓F2人工选择↓性状稳定遗传的新品种种子卫星搭载太空旅行返地种植↓多种变异植株↓人工选择新品种甲品种×乙品种↓F1花药离体培养幼苗↓秋水仙素若干植株↓人工选择新品种正常幼苗↓秋水仙素若干植株↓人工选择新品种甲种生物某基因通过基因载体插入乙种生物↓新生物个体举例P高抗×矮不抗↓F1高抗↓F2矮抗（3/16）连续自交选择↓纯矮抗低产青霉菌株（20单位/mL）物理因素↓综合因素高产青霉菌株(5～6万单位/mL)花药↓离体培养单倍体幼苗秋水仙素↓加倍纯合体2N西瓜↓秋水仙素4N瓜株2N产生的花粉供精子3N种子(4N瓜)↓3N植株2N产生的花粉刺激3N无子瓜抗虫棉基因通过基因载体插入棉花DNA棉花↓抗虫棉例4．现有两个纯种小麦，一个纯种小麦性状是高秆（D）、抗锈病（T）；另一个纯种小麦的性状是矮杆（d）、易染锈病（t）（两对基因独立遗传），育种专家提出了如下图I、II两种育种方法以获得小麦新品种，问：8（1）要缩短育种年限，应选择的方法是；方法II依据的变异原理是；（2）图中①和④的基因组成分别为和；（3）（二）过程中，D与d的分离发生在；（三）过程中采用的方法称为；（四）过程最常用的化学药剂是。（4）（五）过程产生的抗倒伏抗诱病植株中的纯合体占；如果让F1按（五）、（六）过程连续自交2代，则⑥中符合生产要求的能稳定遗传的个体占。（5）如将方法I中获得的③和⑤植株杂交，再让所得到的后代自交，则后代基因型比例为。解析：本题主要考查杂交育种及单倍体育种的操作步骤及遗传学原理，方法I为单倍体育种，方法II为杂交育种。要缩短育种年限，应选择单倍体育种；单倍体育种包括“花药离体培养”和“用秋水仙素处理让染色体加倍”两个步骤；杂交育种过程中