搜索
生物专题7生物的变异与进化第19讲生物的变异01考点102考点204预测高效提升03随堂达标反馈知识内容考试要求知识内容考试要求1．基因重组a5.杂交育种和诱变育种在农业生产中的应用b2．基因突变b6.转基因技术a3．染色体畸变a7.生物变异在生产上的应用c4．杂交育种、诱变育种、单倍体育种和多倍体育种a8.转基因生物和转基因食品的安全性b生物变异的来源1．基因重组(1)概念①范围：具有不同遗传性状的雌、雄个体进行_______生殖。②结果：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。(2)类型①减数分裂形成配子时，非同源染色体上的非等位基因______________。②减数分裂过程中，同源染色体的非姐妹染色单体之间发生______________的交换。有性自由组合染色体片段(3)结果：产生新的______________，出现______________。(4)意义①导致______________的多样性。②为动植物育种和______________提供丰富的物质基础。基因型新性状生物性状生物进化2．基因突变概念基因内部核酸分子上的特定____________序列发生改变的现象或过程。包括DNA分子上______________的_______、增加、_______核苷酸碱基对缺失替换类型①形态突变：影响生物的形态结构，如果蝇红眼突变为白眼；②______________：影响生物的代谢过程，导致特定生化功能改变或丧失，如人类的苯丙酮尿症；③致死突变：导致个体活力下降，甚至死亡，如人类镰刀形细胞贫血症特点①普遍性；②______________；③稀有性；④______________；⑤______________诱发因素物理因素、化学因素和_______因素意义基因突变是生物变异的根本来源，对______________和选育新品种具有非常重要的意义生化突变多方向性可逆性有害性生物生物进化3.染色体结构变异类型影响使位于染色体上的基因的数目和排列顺序发生改变，大多数染色体结构变异对生物体是不利的，甚至导致生物体的死亡4.染色体数目变异(1)类型整倍体变异：体细胞中的染色体数目以______________的形式成倍增加或减少，如无籽西瓜非整倍体变异：体细胞中个别染色体增加或减少，如先天愚型(2)染色体组：一般二倍体生物的一个_______中的全部染色体称为染色体组。其中包含了该种生物的一整套______________。(3)一倍体：只有一个染色体组的细胞或体细胞中含单个染色体组的个体。染色体组配子遗传物质(4)二倍体：具有两个染色体组的细胞或体细胞中含两个染色体组的_______。(5)多倍体：体细胞中所含染色体组数______________的生物。(6)单倍体：体细胞中含有本物种______________染色体数目的个体。个体超过两个配子[基础诊断](1)基因是具有遗传效应的DNA片段，HIV的遗传物质是RNA，不能发生基因改变()(2)若没有外界因素的影响，基因就不会发生突变，基因突变的方向是由环境决定的()(3)由基因B1突变的等位基因B2可能是由于碱基对替换、缺失或插入造成的()(4)为了确定在白花豌豆品种栽培园中，偶然发现的一株红花豌豆是否是基因突变的结果，应检测和比较红花植株与白花植株中花色基因的DNA序列()(5)基因突变产生的新基因不一定传递给后代()××√√√(6)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()(7)A基因可突变为a基因，a基因也可再突变为A基因()(8)诱变因素可以提高突变频率并决定基因突变的方向()(9)受精过程中可进行基因重组()(10)Aa自交，因基因重组导致子代发生性状分离()(11)植物根尖分生区细胞分裂过程中均可发生非同源染色体之间的自由组合，导致基因重组()(12)体细胞中含有两个染色体组的个体是二倍体，含有三个或三个以上染色体组的个体是多倍体()×√×××××[教材热考拾遗](必修2P78图4－3改编)图甲表示人类镰刀形细胞贫血症的病因，图乙是一个家族该病的遗传系谱图(控制基因为B与b)，请据图回答下列问题：(已知谷氨酸的密码子是GAA、GAG)(1)图甲中①②表示的遗传信息流动过程分别是：①________；②________。(2)α链碱基组成为________，β链碱基组成为________。(3)镰刀形细胞贫血症的致病基因位于________染色体上，属于________性遗传病。(4)Ⅱ6的基因型是________，Ⅱ6和Ⅱ7婚配后生一患病女孩的概率是______，要保证Ⅱ9婚配后子代不患此病，从理论上说，其配偶的基因型必须为________。(5)镰刀形细胞贫血症是由____________产生的一种遗传病，从变异的种类来看，这种变异属于____________。该病十分少见，严重缺氧时会导致个体死亡，这表明基因突变的特点是________和________________。解析：(1)图甲中①②分别表示DNA复制和转录。(2)根据碱基互补配对原则，DNA的一条链为GTA，因此α链碱基组成为CAT，β链为α链转录形成的mRNA，因此其碱基组成为GUA。(3)图乙中，表现正常的Ⅰ3和Ⅰ4生出患病的Ⅱ9，因此该病为隐性遗传病，由于“隐性看女病，女病男正非伴性”，由此确定镰刀形细胞贫血症的致病基因位于常染色体上，属于隐性遗传病。(4)由于Ⅱ6和Ⅱ7已经生了一个患病孩子，因此他们的基因型均为Bb，因此再生一个患病女孩的概率为(1/2)×(1/4)＝1/8。要保证Ⅱ9(bb)婚配后子代不患此病，其配偶的基因型必须为BB。(5)镰刀形细胞贫血症产生的根本原因是基因中的碱基对的种类发生了改变，即发生了基因突变，基因突变属于可遗传的变异。该病十分少见，严重缺氧时会导致个体死亡，这表明基因突变的特点是低频性和多害少利性。答案：(1)DNA复制转录(2)CATGUA(3)常隐(4)Bb1/8BB(5)基因突变可遗传的变异低频性多害少利性考法1基因重组类型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体外与载体重组和导入细胞内的目的基因与细胞内基因重组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的重组DNA分子重组技术发生机制同源染色体上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的重组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三种方法判断基因改变的原因(1)据亲子代基因型判断①如果亲代基因型为BB或bb，则引起姐妹染色单体上B与b不同的原因是基因突变。②如果亲代基因型为Bb，则引起姐妹染色单体上B与b不同的原因是基因突变或交叉互换。(2)据细胞分裂方式判断①如果是有丝分裂中染色单体上基因不同，则为基因突变的结果。②如果是减数分裂过程中染色单体上基因不同，可能发生了基因突变或交叉互换。(3)据细胞分裂图判断①如果是有丝分裂后期图像，两条子染色体上的两基因不同，则为基因突变的结果，如图甲。②如果是减数第二次分裂后期图像，两条子染色体(同白或同黑)上的两基因不同，则为基因突变的结果，如图乙。③如果是减数第二次分裂后期图像，两条子染色体(颜色不一致)上的两基因不同，则为交叉互换(基因重组)的结果，如图丙。[题组冲关]1．下列关于基因重组的说法，正确的是()A．基因重组导致杂合子Aa自交后代出现性状分离，产生新的基因型B．基因重组可产生新基因型，但不一定出现新性状组合C．发生基因重组的非等位基因都一定位于非同源染色体上D．有丝分裂中细胞内非同源染色体之间交叉互换可实现基因重组解析：选B。基因重组发生在两对及两对以上等位基因之间，减数分裂过程中等位基因分离导致杂合子Aa自交后代出现性状分离，产生新的基因型，A错误；基因重组可产生新基因型，但不一定出现新性状组合，B正确；发生基因重组的非等位基因不一定位于非同源染色体上，也可以是同源染色体上的非等位基因，如四分体时期非姐妹染色单体之间的交叉互换可实现同源染色体上非等位基因的重组，C错误；非同源染色体之间的交叉互换引起的变异属于染色体结构变异(易位)，D错误。2．下图表示减数分裂过程中的染色体的部分行为变化。下列叙述错误的是()A．图示的变异类型为基因重组B．甲图中的姐妹染色单体完成了片段的交换C．甲图两条染色体的基因组成分别为AABb、aaBbD．乙图表示产生的重组型配子是aB、Ab解析：选B。根据试题分析，甲图发生的变异类型为基因重组，A正确；甲图中的非姐妹染色单体发生互换，而不是姐妹染色单体之间发生交换，B错误；甲图发生了同源染色体的非姐妹染色单体交叉互换，互换后两条染色体的基因组成分别为AABb、aaBb，C正确；由题图可知，乙图产生的重组型配子是aB、Ab，D正确。考法2基因突变的机理易错点1基因突变就是“DNA中碱基对的增加、缺失和替换”[点拨]基因突变≠DNA中碱基对的增加、缺失和替换。(1)基因是有遗传效应的DNA片段，不具有遗传效应的DNA片段也可发生碱基对的改变。(2)有些病毒(如SARS病毒)的遗传物质是RNA，RNA中碱基的增加、缺失和替换引起病毒性状变异，广义上也称为基因突变。易错点2基因突变只发生在分裂间期[点拨]引起基因突变的因素分为外部因素和内部因素。外部因素对DNA的损伤不仅发生在间期，而是在各个时期都有；另外，外部因素还可直接损伤DNA分子或改变碱基序列，并不是通过DNA的复制来改变碱基对，所以基因突变不只发生在间期。易错点3将基因突变的结果“产生新基因”与“产生等位基因”混淆[点拨]不同生物的基因组组成不同，病毒和原核细胞的基因组成结构简单，基因数目少，而且一般是单个存在的，不存在等位基因。因此，真核生物基因突变可产生它的等位基因，而原核生物和病毒基因突变产生的是一个新基因。[题组冲关]3．(2017·浙江11月选考)人类的镰刀形细胞贫血症是由于血红蛋白基因中一个碱基对A—T替换成了T—A，引起血红蛋白结构改变所致。该实例不能说明的是()A．该变异属于致死突变B．基因突变是可逆的C．碱基对替换会导致遗传信息改变D．基因控制生物性状答案：B4．(2020·浙江名校考前押宝)DNA聚合酶是细胞复制DNA的重要作用酶，DNA聚合酶保证了复制的准确性，某些突变的DNA聚合酶(突变酶)比正常的DNA聚合酶精确度更高，从而减少了基因突变的产生。下列有关叙述正确的是()A．这些突变酶大大提高了DNA复制的速度B．翻译这些突变酶的mRNA序列不一定发生改变C．这些突变酶作用的底物是四种核糖核苷酸D．这些突变酶的产生不利于生物的进化解析：选D。这些突变酶只是使DNA复制的精确度更高，并不能提高DNA复制的速度，A项错误；既然发生基因突变，故翻译突变酶的mRNA序列必然会发生改变，B项错误；突变酶催化的是DNA的复制，其作用底物为四种脱氧核苷酸，C项错误；突变酶减少了基因突变的发生，因此不利于生物的进化，D项正确。考法3基因突变对性状的影响(1)基因突变对蛋白质的影响碱基对影响范围对氨基酸序列的一般情况影响替换小只改变1个氨基酸或不改变增添大不影响插入位置前的序列而影响插入位置后的序列缺失大不影响缺失位置前的序列而影响缺失位置后的序列(2)基因突变不一定导致生物性状改变①突变可能发生在没有遗传效应的DNA片段。②基因突变后对应的密码子与原密码子决定的是同一种氨基酸。③基因突变若为隐性突变，如AA→Aa，不会导致性状的改变。(3)基因突变对后代性状的影响①基因突变发生在体细胞有丝分裂过程中，突变可通过无性生殖传给后代，但不会通过有性生殖传给后代。②基因突变发生在精子或卵细胞形成的减数分裂过程中，突变可能通过有性生殖传给后代。③生殖细胞的突变率一般比体细胞的高，这是因为生殖细胞在减数分裂时对外界环境变化更加敏感。④分裂旺盛的细胞的突变率大于停止