第23讲生物的变异(一轮复习)

一轮复习考纲要求第二十三讲生物的变异知识内容要求考点细化―――关键词（1）基因重组及其意义（2）基因突变的特征和原因（3）染色体结构变异和数目变异（4）低温诱导染色体加倍ⅡⅡⅠ实验1.可遗传变异的类型，基因重组的定义及意义。2.基因突变的原因、特点、意义。随机性、不定向性3.染色体变异的类型及对生物的影响，染色体组的概念，二倍体、多倍体的特征及判定，单倍体的概念、特征及在育种上的价值变异（表现型）＝基因型（遗传物质）＋环境条件不可遗传的改变改变可遗传的改变改变基因突变基因重组染色体变异不可遗传的变异：仅由环境因素影响造成的，遗传物质无改变。可遗传的变异：由遗传物质的改变引起。诱因1.环境因素引起的变异就一定不能遗传吗？水、肥、阳光特别充足时，温度改变、激素处理等引起的变异一般是不遗传的变异，但射线、太空、化学诱变剂等处理引起的变异一般为可遗传的变异。确认是否为可遗传的变异的唯一依据是看“遗传物质是否发生变化”2.“可遗传”＝“可育”“一定遗传下去”吗？三倍体无子西瓜、骡子、二倍体的单倍体等均表现“不育”，但它们均属可遗传变异——其遗传物质已发生变化，若将其体细胞培养为个体，则可保持其变异性状——这与仅由环境引起的不可遗传的变异有着本质区别。3.可遗传的变异和不可遗传的变异在后代出现情况如何？哪个具有育种价值？可遗传的变异能在后代中再次出现，是育种的原始材料，能从中选育出符合人类需要的新品种；不可遗传的变异的性状仅限于当代出现，无育种价值，但在生产上可利用优良环境条件来影响性状的表现获取高产优质产品。4.如何判断某新性状的出现是由基因突变引起的还是由环境因素引起的？①与原类型在相同环境下种植，观察变异性状是否消失；②设计杂交实验，根据结果判断变异个体的基因型是否改变例1.在一块高杆（均为纯合子）小麦田中，发现了一株矮杆小麦。请设计实验方案探究该矮杆性状出现的可能原因（简要写出所用方法、结果和结论）方案一：将矮杆小麦和高杆小麦种植在相同环境条件下，如果两者未出现明显差异，则矮杆性状是由环境因素引起的；否则，矮杆性状是基因突变的结果。方案二：将矮杆小麦和高杆小麦杂交，如果子一代为高杆，子二代高杆：矮杆=3:1（或出现性状分离），则矮杆性状是由基因突变造成的；如果子一代为高杆，子二代也全为高杆，则矮杆性状是由环境因素引起的。CCTGAGGTCGGACTCCAGCCTGTGGTCGGACACCAGCCTGGGTCGGACCCAGCCTGACGGTCGGACTGCCAG替换增添缺失DNA片段•DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失,而引起的基因结构的改变，叫基因突变。考点一基因突变1.概念：CATGTACAAGTT突变DNA氨基酸RNAAGA…谷氨酸…AGU…缬氨酸…正常型红细胞镰刀型细胞贫血症红细胞血红蛋白正常异常提示：由于基因突变导致红细胞形态改变，因而可以在光学显微镜下通过观察红细胞形态是否发生变化，进而判断是否发生了镰刀型细胞贫血症。基因突变是染色体上某一位点的基因发生改变，产生镰刀型细胞贫血症的根本原因是发生基因突变，所以其根本病因无法在光学显微镜下检查到。思考：能否用光学显微镜检测出镰刀型细胞贫血症及其根本病因？AaAaaaAaAAAaaaAa2.发生时间：有丝分裂间期或减数第一次分裂前的间期物理因素、化学因素和生物因素基因突变为什么常发生于DNA复制时？提示：在DNA复制时，稳定的双螺旋首先解开形成单链DNA，这时DNA的稳定性会大大下降，极易受到外界因素干扰使原来的碱基序列发生变化，导致基因发生突变。（无丝分裂、原核生物二分裂、病毒DNA复制时均可发生基因突变）3.诱发因素：（1）______：一切生物都可以发生（2）______：生物个体发育的任何时期和部位（3）________:自然状态下，突变频率很低（4）________：一个基因可以向不同的方向突变（5）_________：大多数基因突变对生物是有害的，少数基因突变对生物有利。4.特点：普遍性随机性突变率低不定向性多害少利6．基因突变的意义(1)产生的途径。(2)生物变异的。(3)生物进化的材料。新基因根本来源原始5.结果：产生新的__________等位基因（1）显性突变：如a→A，该突变一旦发生即可表现出相应性状。（2）隐性突变：如A→a，突变性状一旦在生物个体中表现出来，该性状即可稳定遗传7.基因突变对生物的影响碱基对影响范围对氨基酸的影响替换增添不影响___________，而影响_____________。缺失小大大只改变___________或不改变不影响___________，而影响_____________。1个氨基酸插入位置前的序列插入位置后的序列缺失位置前的序列缺失位置后的序列例2.下列大肠杆菌某基因的碱基序列的变化，对其所控制合成的多肽的氨基酸序列影响最大的是(不考虑终止密码子)()—ATGGGCCTGCTGA……GAGTTCTAA—1471013100103106A．第6位的C被替换为TB．第9位与第10位之间插入1个TC．第100、101、102位被替换为TTTD．第103至105位被替换为1个TB提醒增添或缺失的的位置不同，影响结果也不一样：最前端——氨基酸序列全部改变或不能表达（形成终止密码子）；在中间某个位置会造成肽链提前中断（形成终止密码子）或插入点后氨基酸序列改变；在该序列最后则不影响表达或使肽链延长。例3.如果一个基因的中部缺失了1个核苷酸对，可能的后果不是()A．没有蛋白质产物B．翻译为蛋白质时在缺失位置终止C．所控制合成的蛋白质减少多个氨基酸D．翻译的蛋白质中，缺失部位以后的氨基酸序列发生变化A基因突变不一定导致生物性状改变的原因:（1）不具有_中的“突变”不引起基因突变，不引起性状变异。（2）由于决定同一种氨基酸，因此某些基因突变也不引起性状的改变。（3）在杂合子状态下也不会引起性状的改变。（4）某些基因突变虽改变了蛋白质中个别位置的氨基酸种类，但并不影响_______________。遗传效应的DNA片段多种密码子隐性突变蛋白质的功能考点二基因重组1.概念：在生物进行有性生殖过程中,控制不同性状的基因的自由组合2.类型：①自由组合型：②交叉互换型：③人工重组型：非同源染色体上的非等位基因的自由组合（减Ⅰ后期）同源染色体上的非姐妹染色体之间发生局部互换（减Ⅰ前期）转基因技术，即基因工程3.结果：4.意义：产生新的_______形成生物多样性的重要原因之一基因型注意：受精过程中未进行基因重组例4.如图是基因型为AA的个体不同分裂时期的图像，请根据图像判定每个细胞发生的变异类型:①②③①___________②___________③___________基因突变基因突变基因突变a为新基因，只能由基因A经过基因突变产生有丝分裂减数分裂基因突变基因突变或基因重组【总结】姐妹染色单体上A与a不同的原因分析:(1)如果细胞发生有丝分裂(如受精卵)，则只能是由基因突变造成的。(2)如果题目中涉及造成A、a不同的根本原因是什么，则只考虑基因突变。(3)题目中有××分裂××时期的提示时，如果由减数第一次分裂前期造成的，则考虑非姐妹染色单体之间交叉互换；如果由细胞分裂间期造成的，则考虑基因突变。（4）题图显示已发生过交叉互换例5.下图是某二倍体动物的几个细胞分裂示意图，据图判断不正确的是（）A．该动物的性别为雄性B．乙图表明该动物发生了基因突变C．1与2或1与4的片段交换，前者是基因重组，后者是染色体结构变异D．丙中5与6两条单体之间的交叉互换导致非等位基因之间的互换D考点三染色体变异（一）染色体结构变异1.概念：染色体某一片段_____、______、_____、_____，使排列在染色体上的基因数目或排列顺序发生改变，从而导致性状的变异。缺失重复易位倒位2.关于“缺失”的问题DNA分子上若干基因的缺失属于染色体变异；DNA分子上若干碱基对的缺失，属于基因突变。基因突变是DNA分子水平上某一个基因内部碱基对种类和数目的变化，基因的数目和在染色体上的位置并未改变。染色体变异由于牵涉到许多基因改变，因而后果比基因突变要严重得多。例6．如图所示，已知染色体发生了①～④四种变异，下列相关叙述正确的是（）A．①～④发生的变异均未产生新基因B．①～④发生的变异依次是染色体倒位、缺失、重复与基因突变C．①～④所发生的变异均可在光学显微镜下观察到D．①、②、③依次为染色体结构变异中的缺失、重复、倒位，④为基因突变D3.关于“互换”的问题图解发生对象变异类型光镜下能否观察到同源染色体的非姐妹染色单体之间非同源染色体之间基因重组染色体结构变异不能可以交叉互换染色体易位例7.玉米糯性与非糯性、甜粒与非甜粒为两对相对性状。一般情况下用纯合非糯非甜粒与糯性甜粒两种亲本进行杂交时，F1表现为非糯非甜粒，F2有4种表现型，其数量比为9：3：3：1。若重复该杂交实验时，偶然发现一个杂交组合，其F1仍表现为非糯非甜粒，但某一F1植株自交，产生的F2只有非糯非甜粒和糯性甜粒2种表现型。对这一杂交结果的解释，理论上最合理的是（）A.发生了染色体易位B.染色体组数目整倍增加C.基因中碱基对发生了替换D.基因中碱基对发生了增减A（二）染色体数目变异1.类型：①细胞内个别染色体增加或减少。案例：21三体综合征性腺发育不良②细胞内的染色体数目以染色体组的形式成倍地增加或减少。2.染色体组：细胞中的一组非同源染色体，在形态和功能上各不相同，但又互相协调，共同控制生物生长、发育、遗传和变异，这样的一组染色体，称为一个染色体组。A．一个染色体组中不含同源染色体。B．一个染色体组中所含的染色体形态、大小和功能各不相同。C．一个染色体组中含有控制生物性状的一整套基因，但不能重复。（不考虑XY染色体差异）染色体组的符合条件：染色体组和基因组有什么区别？如：人类染色体组为22+X或Y，人类基因组要测定22+X+Y上全部基因。染色体组数的判断⑴据染色体形态判断细胞内形态相同的染色体有几条，则含有几个染色体组。甲乙丙⑵据基因型判断控制同一性状的基因出现几次，就含几个染色体组基因型分别是AaaBBbccc、Abcd、AaBbCC的三种生物体细胞内含有染色体组的数目分别是：___、___、___312⑶据染色体数/形态数的比值判断如：果蝇该比值为8条/4种形态＝2，则果蝇含2个染色体组。丁3.二倍体由受精卵发育而成的个体，体细胞中含有两个染色体组的生物。4.多倍体由受精卵发育而成的个体，体细胞中含有三个或三个以上染色体组的生物。5.单倍体体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体如何区分单倍体、二倍体和多倍体？一看是否由受精卵发育而来，二看体细胞中染色体组数目。染色体加倍后的草莓（上）野生草莓（下）特点：一般茎秆粗壮，叶片、果实和种子比较大；营养物质含量高；但发育迟缓，结实率低。六倍体小麦多倍体的特点（1）方法：②秋水仙素处理萌发的种子或幼苗对象（抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞两极，使染色体数目加倍）分裂前期（2）实例：三倍体无子西瓜；含糖量高的甜菜作用机理①低温处理人工诱导多倍体的方法（多倍体育种）注意：通过细胞融合也可获得多倍体，如二倍体体细胞和配子细胞融合可得到三倍体。二倍体西瓜幼苗二倍体西瓜幼苗秋水仙素处理二倍体西瓜植株四倍体西瓜植株♀♂联会紊乱三倍体西瓜种子无子西瓜杂交授粉×自然长成二倍体西瓜植株第一年第二年多倍体育种提问：无子西瓜培育过程中两次传粉的目的分别是什么？第一次传粉：让二倍体植株的花粉和四倍体植株的卵细胞受精形成三倍体的种子。第二次传粉：利用二倍体植株的花粉刺激三倍体植株的子房产生生长素，使得子房发育成果实（无子西瓜）。普通小麦的形成过程1414一粒小麦山羊草14另一种山羊草7777杂交种不育配子配子147147配子配子杂交种不育281442加倍异源多倍体二粒小麦141428加倍异源多倍体普通小麦单倍体特点：植株弱小,高度不育应用:单倍体育种花药离体培养组织培养单倍体植株秋水仙素正常植株自交种子萌发新植株（新品种）第一年第二年思考：与杂交育种相比