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必修②遗传与进化第三章生物的变异、进化与育种考纲要求考纲展示高频考点考纲解读1.基因重组及其意义(Ⅱ)★★理解基因重组的概念、原理和应用2.基因突变的特征和原因(Ⅱ)★★★理解基因突变的概念、原因、特点、意义和应用3.染色体结构变异和数目变异(Ⅰ)★★理解染色体组的概念、判别方式及利用单倍体、多倍体育种4.人类遗传病的类型、监测和预防(Ⅰ)★★掌握遗传病遗传方式的判断及基因型、表现型的推断和概率计算5.人类基因组计划及意义(Ⅰ)知道人类基因组计划的内容和意义6.低温诱导染色体加倍★了解实验的原理，掌握实验的方法和步骤7.调查常见的人类遗传病知道调查人类遗传病的方法，能对调查表进行设计和正确选定调查对象等8.生物变异在育种上的应用(Ⅱ)★★★理解杂交育种、诱变育种、多倍体育种、基因工程育种等各种育种方式的原理、过程、优缺点，并能实际应用9.转基因食品的安全(Ⅰ)★了解基因工程的原理、工具、步骤和应用及转基因食品的安全性评估10.现代生物进化理论的主要内容(Ⅱ)★★理解现代生物进化理论的主要内容及物种形成和生物进化的标志，了解现代生物进化理论与达尔文自然选择学说的联系11.生物进化与生物多样性的形成(Ⅱ)★概述生物的共同进化、物种多样性的形成及生物进化历程第21讲►►生物的变异类型回顾教材基础整合核心考点研析解题技法体验双基考题理教材巧思维夯基固本回顾•教材基础自主梳理一、基因突变1．概念：DNA分子中发生碱基对的□1，而引起的□2的改变。替换、增添或缺失基因结构4．连线表示诱发基因突变的因素①物理因素a．亚硝酸、碱基类似物②化学因素b．某些病毒③生物因素c．紫外线、X射线答案①—c②—a③—b二、基因重组1．实质：控制不同性状的基因□8。重新组合3．结果：产生□12，导致□13出现。4．意义：形成生物多样性的重要原因之一。新的基因型重组性状三、染色体变异1．连线表示染色体结构变异的类型答案①—c—Ⅳ②—d—Ⅲ③—a—Ⅱ④—b—Ⅰ2．染色体数目变异(1)单倍体、二倍体和多倍体：单倍体：体细胞中含有□14染色体数目的个体。二倍体：由□15发育而来，体细胞中含有两个染色体组的个体。多倍体：由受精卵发育而来，体细胞中含有□16染色体组的个体。本物种配子中受精卵三个或三个以上思考：含有1个染色体组的个体一定是单倍体吗？单倍体一定含一个染色体组吗？答案一定；不一定，如小麦的单倍体含有三个染色体组。(2)单倍体育种和多倍体育种：四倍体――→a二倍体――→b单倍体――→c纯合二倍体图中a和c操作是秋水仙素处理□17，其作用原理是□18。图中b过程是□19。单倍体育种的优点是□20。萌发的种子或幼苗秋水仙素抑制纺锤体形成花药离体培养明显缩短育种年限四、低温诱导植物染色体数目的变化1．实验原理(1)正常进行有丝分裂的组织细胞，在分裂后期□21分裂后，子染色体在□22的作用下分别移向两极，进而平均分配到两个子细胞中去。(2)低温可抑制□23的形成，阻止细胞分裂，导致细胞□24加倍。着丝点纺锤体纺锤体染色体数目2．实验流程思考辨析1．判断下列说法是否正确(1)基因突变引起DNA碱基序列发生改变，从而导致了染色体结构变异。(×)(2)观察细胞有丝分裂中期染色体形态可判断基因突变发生的位置。(×)(3)替换DNA分子中的某一碱基就可引起基因突变。(×)(4)基因突变可以改变种群的基因频率。(√)(5)基因突变一定引起性状改变。(×)(6)基因重组可以产生新的性状组合。(√)2．判断下图中发生的变异类型答案基因重组染色体易位3．回顾材料图表据雌雄果蝇染色体图解回答下列问题。(1)请写出果蝇一个染色体组的染色体组成。____________________________________________________(2)若染色体Ⅱ中DNA分子某碱基对G/C缺失或染色体Ⅱ中某一片段缺失，它们分别属于哪种变异类型？____________________________________________________答案(1)Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y。(2)基因突变，染色体结构变异(缺失)。知考点破疑难系统知识整合•核心考点考点一基因突变1.基因突变的机理基因突变是DNA分子中发生碱基对的增添、缺失或替换而引起的基因结构的改变。其发生机理如下图【特别提醒】1染色体DNA分子中缺少了一个基因属于染色体变异。2基因中碱基对的缺失不同于染色体片段的缺失。2．结果分析(1)引起生物性状的改变如某些碱基对的增添、缺失和替换后引起遗传信息改变，引起部分氨基酸改变，改变蛋白质的结构和功能，从而引起生物性状的改变。(如下表)碱基对影响范围对氨基酸的影响替换小只改变1个氨基酸或不改变增添大不影响插入位置前的序列，只影响插入位置后的序列缺失大不影响缺失位置前的序列，只影响缺失位置后的序列(2)基因突变不一定导致生物性状的改变①基因中不具有转录功能的片段中的“突变”不引起性状变异。②由于多种密码子决定同一种氨基酸，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，但并不影响蛋白质的功能。④隐性突变在杂合子状态下也不会引起性状的改变。3．类型及判定方法(1)显性突变：aa→Aa(当代表现)。(2)隐性突变：AA→Aa(当代不表现，一旦表现即为纯合体)。(3)判定方法①选取突变体与其他已知未突变体杂交，据子代性状表现判断。②让突变体自交，观察子代有无性状分离而判断。4．基因突变的利害性基因突变引起的变异并不是除了有害就是有利，可分为三种情况：即有利、有害和对生物既无利也无害(中性)。自然选择淘汰有害变异，保留有利和中性变异。【特别提醒】(1)基因突变是DNA分子水平上基因内部碱基对种类和数目的改变，基因的数目和位置并未改变。(2)基因突变在不同细胞中发生的概率并不相同。DNA分子有稳定的双螺旋结构，正常状态下的基因突变概率相对较低，但在DNA复制等需双链解旋的情况下，暴露的单链易发生突变。如：有细胞周期的细胞发生基因突变的概率相对较高。(3)基因突变若发生在体细胞有丝分裂过程中，这种突变可以通过无性繁殖传给后代，但一般不会通过有性生殖传给后代。基因突变若发生在精细胞或卵细胞形成的过程中，这种突变可以通过有性生殖传给后代。(4)没有诱导因素的作用下，基因突变也会自然发生，但自发突变率很低。(5)基因突变是DNA分子水平上基因内部碱基对种类和数目的改变，基因的数目和位置并未改变。应用训练1(2014·江苏理综)下图是高产糖化酶菌株的育种过程，有关叙述错误的是()出发菌株――→X射线处理挑取200个单细胞菌株――→初筛选出50株――→复筛选出5株――→X射线处理多轮重复筛选A．通过上图筛选过程获得的高产菌株未必能作为生产菌株B．X射线处理既可以引起基因突变也可能导致染色体变异C．上图筛选高产菌株的过程是定向选择过程D．每轮诱变，相关基因的突变率都会明显提高[解析]本题考查诱变育种。诱变育种的原理是利用诱变因子诱发基因突变，再从中选择出符合生产要求的个体，基因突变具有不定向性，A项正确；大剂量的诱变剂处理，不仅可以导致基因突变，也可以引起染色体变异，B项正确；筛选是人工选择，具有定向作用，C项正确；诱变的不定向性、多向性，使得每轮诱变相关基因突变率不一定提高，D项错误。[答案]D应用训练2下列关于基因突变的叙述，正确的是()A．物理、化学、生物因素引起基因突变的机制有区别B．基因突变不一定会引起基因所携带的遗传信息的改变C．基因的碱基对的缺失、增添、替换中对性状影响最小的一定是替换D．基因突变的方向与环境变化有明确的因果关系，基因突变为进化提供原材料[解析]遗传信息是指DNA上特定的核苷酸序列，基因突变必然会引起其改变，故B项错误；替换引发的突变对性状的影响一般比增添、缺失小，但不一定最小，如发生在启动子位置将导致转录失败，故C项错误；基因突变具有不定向性，与环境变化无因果关系，故D项错误。[答案]A考点二基因重组三种类型的比较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DNA分子重组技术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发生机制同源染色体非姐妹染色单体之间交叉互换导致染色单体上的基因重新组合同源染色体分开，等位基因分离，非同源染色体自由组合，导致非同源染色体上非等位基因间的重新组合目的基因经运载体导入受体细胞，导致受体细胞中基因重组图像示意【特别提醒】(1)基因重组是真核生物有性生殖过程中产生可遗传变异的最重要来源，是形成生物多样性的重要原因；(2)基因重组未产生新基因，只是原有基因的重新组合，只是产生了新的表现型(或新品种)；(3)自然状况下，原核生物中不会发生基因重组。应用训练3下列情况可引起基因重组的是()①非同源染色体上的非等位基因自由组合②一条染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上③同源染色体的非姐妹染色单体之间发生局部交换④DNA分子中发生碱基对的增添、缺失或替换⑤正常夫妇生出白化病儿子A．①②③B．③④C．①③D．①③⑤[解析]基因重组发生在减数第一次分裂前期(③)和后期(①)，②属于染色体结构变异，④属于基因突变，⑤属于性状分离，故C项正确。[答案]C考点三染色体结构变异1.染色体结构变异与基因突变的区别(1)从是否产生新基因上来区别①染色体结构变异使排列在染色体上的基因的数目或排列顺序发生改变，从而导致性状的变异。②基因突变是基因结构的改变。包括DNA碱基对的替换、增添和缺失。基因突变导致新基因的产生，染色体结构变异未形成新的基因。(2)通过光学显微镜区别①染色体变异可借助光学显微镜观察。②基因突变、基因重组用光学显微镜观察不到。2．易位与交叉互换的区别染色体易位交叉互换图解发生于非同源染色体之间发生于同源染色体的非姐妹染色单体间属于染色体结构变异属于基因重组区别可在显微镜下观察到在显微镜下观察不到3.染色体的缺失、重复、倒位与基因突变的区别应用训练4如图表示某生物细胞中两条染色体及其上部分基因，下列选项的结果中，不属于染色体变异引起的是()[解析]分析题图可知，C选项中的染色体上其他基因的位置和顺序未变，只有基因b突变为B，这属于基因突变引起的，不属于染色体变异的范畴。[答案]C应用训练5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，①②两图分别表示两种染色体之间的交叉互换模式，③④⑤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．①可以导致⑤的形成B．②可以导致③的形成C．①可以导致④的形成D．②可以导致④或⑤两种情形的产生[解析]①属于同源染色体的交叉互换，会导致同源染色体上的非等位基因发生基因重组，如④；②属于易位，由非同源染色体之间的交叉互换引起，会导致⑤的形成。[答案]C考点四染色体数目变异1.染色体组的组成特点由上图可知，要构成一个染色体组应具备以下几条：(1)一个染色体组中不含同源染色体。(2)一个染色体组中所含的染色体在形态、大小和功能上各不相同。(3)一个染色体组中含有控制本物种生物性状的一整套基因，但不能重复。2．染色体组数量的判断方法(1)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。如下图所示的细胞中，形态相同的染色体a中有4条，b中有3条，c中两两相同，d中各不相同，则可判定它们分别含4个、3个、2个、1个染色体组。(2)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——每个染色体组内不含等位或相同基因，此时染色体上无姐妹染色单体，如图所示(d～g中依次含4、2、3、1个染色体组)：(3)据染色体数/形态数的比值判断染色体数/形态数比值意味着每种形态染色体数目的多少，每种形态染色体有几条，即含几个染色体组。如上面果蝇体细胞染色体组成图该比值为8条/4种形态＝2，则果蝇含2个染色体组。3．单倍体、二倍体和多倍体的确定方法可由下列图解中提供的方法区分开来：注：x为一个染色体组的染色体数，a、b为正整数。【特别提醒】(1)单倍体往往是由配子不经受精作用直接发育成的生物个体。(2