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知识内容考纲要求考纲理解基因重组及其意义Ⅱ理解基因重组的概念及意义基因突变的特征和原因Ⅱ分析基因突变的类型及发生原因染色体结构变异和数目变异Ⅰ理解染色体变异、染色体组、染色单体、多倍体的概念生物变异在育种上的应用Ⅱ掌握几种重要的育种方法，理解其原理及应用＝表现型基因型（内因）＋环境条件（外因）不遗传的变异基因突变基因重组染色体变异可遗传的变异有丝和减数分裂减数分裂有丝和减数分裂•(2011·江苏卷)在有丝分裂和减数分裂的过程中均可产生的变异是(多选)•A．DNA复制时发生碱基对的增添、缺失或改变，导致基因突变•B．非同源染色体之间发生自由组合，导致基因重组•C．非同源染色体之间变换一部分片段，导致染色体结构变异•D．着丝粒分裂后形成的两条染色体不能移向两极，导致染色体数目变异ACD1.基因突变的概念由于DNA分子中发生碱基对的替换、增添或缺失而引起的基因结构的改变。┯┯┯┯ＡＴＧＣＴＡＣＧ┷┷┷┷┯┯┯┯┯ＡＴＡＧＣＴＡＴＣＧ┷┷┷┷┷┯┯┯ＡＧＣＴＣＧ┷┷┷┯┯┯┯ＡＣＧＣＴＧＣＧ┷┷┷┷增添替换缺失一、基因突变人类镰刀型贫血病的形成正常异常谷氨酸缬氨酸氨基酸蛋白质DNACTTGAACATGTA突变mRNAGUAGAA3.基因突变发生的范围（1）真核生物（有丝分裂、减数分裂、无丝分裂)；（2）原核生物（二分裂）；（3）病毒（增殖）。2.基因突变的时间：即DNA复制时主要发生在细胞分裂间期,笔记4.基因突变的原因：物理：X射线、γ射线、紫外线、激光等化学：亚硝酸、硫酸二乙酯、碱基类似物等生物：包括病毒和某些细菌等内部因素：复制偶发错误、碱基组成改变外部因素5.基因突变的特点：1）普遍性：现象在自然界中广泛存在.2）随机性：可发生在生物个体发育的任何时期；细胞内不同的DNA分子上；同一个DNA分子的不同部位。3）不定向性4）在自然状态下，基因突变频率低(基因突变的频率比较：生殖细胞＞体细胞；分裂旺盛的细胞＞停止分裂的细胞。)5)多害少利6.基因突变对子代的影响：•①基因突变发生在有丝分裂过程中，一般不遗传，但有些植物可以通过无性生殖传递给后代。•②如果发生在减数分裂过程中，可以通过配子传递给后代。7.基因突变对性状的影响不一定改变生物性状8.基因突变的意义产生新基因的途径；生物变异根本来源；生物进化原始材料；可进行诱变育种9.诱变育种a.非编码区发生突变b.隐性突变c.在密码子的简并性范围内突变笔记基因突变的理解分析对基因突变的理解概念内涵：DNA分子发生的碱基对的替换、增添和缺失；外延：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，基因的数目和位置并未改变。•1、下列有关基因突变的叙述，正确的是•A．不同基因突变的频率是相同的•B．基因突变的方向是由环境决定的•C．一个基因可以向多个方向突变•D．细胞分裂的中期不发生基因突变C指具有不同遗传性状的雌、雄个体进行有性生殖时，控制不同性状的基因重新组合，导致后代不同于亲本类型的现象或过程。二、基因重组受精卵精原细胞卵原细胞（分裂）减数卵子精子受精发育新个体有性生殖的过程思考：1、基因重组发生在什么时期？2、基因重组时染色体的行为？3、若有n对等位基因位于n对同源染色体上，则有几种类型配子？重组类型同源染色体上非等位基因的重组非同源染色体上非等位基因间的重组人为导致基因重组(DNA重组)发生时间减数第一次分裂四分体时期减数第一次分裂后期体外与运载体重组，导入细胞内与细胞内基因重组图像示意意义：为生物变异提供了极其丰富的来源,是生物多样性的主要原因之一。思考：1、产生新的基因型/基因？2、原核生物可以基因重组吗？3．基因重组概念的整合：(如下图)归纳：①基因工程也属于控制不同性状的基因重新组合，属于人工的基因重组，可以发生在不同种生物之间，能够定向改变生物性状。②肺炎双球菌的转化也属于基因重组。③基因重组产生了新的基因型，但未改变基因的“质”和“量”。1、如图为有性生殖过程的图解。基因突变和基因重组均可发生在A.①③B.②⑥C.④⑤D.③⑥B•2、(1)图中为•(2)减数分裂过程中造成B、b不同的原因有造成B、b不同的根本原因。•（3）若为体细胞有丝分裂(如根尖分生区细胞、受精卵等)，则只能是造成的；次级精母细胞或第一极体基因突变交叉互换基因突变基因突变三、染色体变异概念：光学显微镜可见的染色体结构的改变和数目的增减。染色体结构的改变：缺失、重复、倒位、易位染色体数目的改变：个别染色体增减染色体成倍增减类型与基因突变的区别基因突变：染色体上某一个位点上基因的改变，光学显微镜下不可见。如XO、XXY、XYY、21三体综合征（一）染色体结构变异概念：染色体结构的改变，使排列在染色体上的基因的数目和排列顺序发生改变，从而导致性状的变异。缺失：染色体中某一片段的缺少，片段上的基因也随之减少。重复：染色体中增加了某一片段。倒位：染色体中某一片段的位置颠倒了1800。易位：染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上。（注意与交叉互换的区别）与基因突变中的缺失的区别？交叉互换与易位的区别biibba12AAaBBbbBacdefhjkml思考：染色体结构变异对生物性状及个体的影响？性状改变，多数变异不利，甚至死亡•(易错高考题)染色体之间的交叉互换可能导致染色体的结构或基因序列的变化。下列图中甲、乙两图分别表示两种染色体之间的交叉互换模式，丙、丁、戊图表示某染色体变化的三种情形。则下列有关叙述正确的是A．甲可以导致戊的形成B．乙可以导致丙的形成C．甲可以导致丁或戊两种情形的产生D．乙可以导致戊的形成D个别染色体数目的增加或减少染色体组成倍的增加或减少正常增多减少（二）染色体数目的变异整倍体变异非整倍体变异（二）染色体数目变异：1、非整倍体变异:细胞内个别染色体的增加或减少。1)增加：如21三体综合征2)减少：如性腺发育不良21三体综合征（先天愚型），患者比正常人多一条染色体------21号染色体是三条，其症状表现为智力低下，身体发育缓慢等。性腺发育不良（Turner综合征），女性患者少了一条X染色体，外观表现为女性，但性腺发育不良，没有生育能力。（1）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，但是携带着控制一种生物生长发育、遗传和变异的全部信息的一组染色体。2.整倍体变异：以染色体组的形式成倍地增加或减少减数分裂雄性果蝇一个染色体组另一个染色体组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）D.二倍体生物生殖细胞中所含有的一组染色体（2）染色体组的符合条件：例1：一个染色体组是指：A.来自父方或者母方的全部染色体B.所有生殖细胞的全部染色体C.二倍体生物配子内的全部染色体D.体细胞中形态、结构彼此不相同的染色体组合C例3.有三种生物个体它们的基因型分别是AaaBBbccc、Abcd、AaBbCC，这三种生物体细胞内含有染色体组的数目分别是：甲含有:＿＿＿乙含有:＿＿＿丙含有:＿＿＿3个2个1个判断标准是:细胞内形态相同的染色体有几条，则含有几个染色体组.312判断标准是：在细胞或生物体的基因型中，控制同一性状的基因出现几次，则有几个染色体组。例2.如图所示的三种细胞内各含有几个染色体组呢?（3）如何确认染色体组乙丙甲例4.韭菜细胞共有32条染色体，有8种形态，则韭菜的体细胞中含有几个染色体组呢？4判断标准是:染色体组的数目=染色体数/染色体形态数。（1）细胞中含有一个染色体组的是图。（2）细胞中含有两个染色体组的是图。（3）细胞中含有三个染色体组的是图。（4）细胞中含有四个染色体组的是图。AaaBBbABCDAAaaBbbbAAbbABCDEFGHDGCHABEF概念染色体组形成原因相关植物的特点举例单倍体体细胞中含本物种配子染色体数目的个体一至多个单性生殖(孤雌生殖或孤雄生殖)植株弱小，高度不育蜜蜂的雄峰二倍体由受精卵发育而来，体细胞含有两个染色体组的个体两个正常的有性生殖几乎全部的动物和过半数的高等植物（4）、单倍体、二倍体与多倍体的比较多倍体由受精卵发育而来，体细胞含三个或三个以上染色体组的个体三个或三个以上染色体数目未减半的配子受精或合子中染色体数加倍果实、种子较大，生长发育延迟，结实率低香蕉(三倍体)、马铃薯(四倍体)、小黑麦(八倍体)特别提醒：单倍体与二倍体、多倍体的判定(1)由受精卵发育而成的个体，含有几个染色体组，就叫几倍体。(2)由配子发育而成的个体，不论含几个染色体组，都称为单倍体。如八倍体生物的单倍体含有4个染色体组。单倍体或多倍体个体的体细胞染色体组数为奇数时，其进行减数分裂形成配子时，由于同源染色体无法正常联会或联会紊乱，不能产生正常的配子。(3)二倍体生物的配子中只含有一个染色体组。•【训练】下面描述的生物变异属于可遗传的变异且生物界各种生物都有可能产生的是()。•①长在边际的玉米比田中心的玉米粗壮产量高②流感病毒有几百个变种，且新亚种不断产生③“R型活菌＋加热杀死的S型菌”后代产生S型活菌④果蝇的白眼⑤豌豆的黄色皱粒、绿色圆粒⑥人类的红绿色盲⑦人类的镰刀型细胞贫血症⑧猫叫综合征⑨高山草甸多倍体植物居多•A．②③⑥⑦B．①③⑥⑦⑧•C．②④⑥⑦D．⑤⑧⑨C三种可遗传变异的比较类型项目基因突变基因重组染色体变异实质基因结构的改变(碱基对的增添、缺失或替换)基因的重新组合，产生多种多样的基因型染色体结构或数目变化引起基因数量或排序改变类型自发突变、人工诱变基因自由组合、交叉互换、转基因染色体结构、数目变异时间细胞分裂间期减数第一次分裂前期或后期细胞分裂过程中适用范围任何生物均可发生真核生物进行有性生殖产生配子时真核生物核遗传中发生产生结果产生新的等位基因，但基因数目未变只改变基因型，未产生新的基因可引起基因“数量”上的变化意义生物变异的根本来源，提供生物进化的原始材料形成多样性的重要原因，对生物进化有十分重要的意义对生物进化有一定意义育种应用诱变育种杂交育种单倍体育种、多倍体育种实例青霉菌高产菌株的培育豌豆、小麦的杂交三倍体无籽西瓜及八倍体小黑麦的培育四、变异的应用—生物育种（一）人工诱导多倍体－－－培育新品种（多倍体育种）1.方法：•低温处理•秋水仙素处理萌发的种子或幼苗【归纳提炼】1.多倍体育种的原理分析4个染色体8个染色体无纺缍体形成染色体复制着丝点分裂无纺缍丝牵引细胞分裂2.多倍体产生的原因纺锤体的形成受到破坏无籽西瓜的培育（二）单倍体育种•1.方法：花药离体培养•2.过程：•3.特点：若从播种到收获种子需要一年,则培育出能稳定遗传的矮杆抗病的品种至少需要几年?P高杆抗病DDTT×矮杆感病ddttF1高杆抗病DdTt↓第1年↓×选育出需要的矮抗品种F2D_T_D_ttddT_ddtt矮抗杂交育种第2年第3年×生长ddTTF3减数分裂配子DTDtdTdt单倍体DTDtdTdt↓花药离体培养↓秋水仙素第1年第2年第4……年单倍体育种DDttddTTddtt纯合体DDTT矮抗单倍体育种过程普通植株减数分裂花粉花药离体培养单倍体幼苗秋水仙素处理纯合子幼苗筛选所需的品种DDTTDdTt花药离体培养DTDtdTdt幼苗秋水仙素处理DDTTDDttddTTddtt筛选所需的品种ddtt×DTDtdTdt特点：明显缩短育种年限、子代都是纯合子原理：植物组织培养单倍体育种与多倍体育种的比较多倍体育种单倍体育种原理染色体组成倍增加染色体组成倍减少，再加倍后得到纯种常用方法秋水仙素处理萌发的种子或者幼苗花药离体培养后人工诱导染色体加倍优点器官大，提高产量和营养成分明显缩短育种年限缺点适用于植物，动物方面难开展技术复杂，需要和杂交育种相结合完成下面填空，掌握几种育种方式假设a、B为玉米的优良基因，现有AABB、aabb两个品种，控制两对相对性状的基因位于两对同源染色体上，实验小组用不同方法进行了实验(如图)。(1)过程①的育种方法是，其原理是，最大的优点是能(2)过程②→③→④的育种方法是，其原理是，基因型为aa