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1、第一节节 生物变变异的来源 高频考点突破 实验专题探究 即时达标训练 第一节 生物变异的来源 基础自主梳理 命题视角剖析 基础自主梳理 一 基因重组组 1 概念 指具有不同遗传遗传 性状的雌 雄个体进进 行 生殖时时 控制不同性状的基因重新组组合 导导致后代不同于亲亲本类类型的现现象或过过程 2 来源 1 非同源染色体上的非等位基因 2 同源染色体的非姐妹染色单单体 有性 自由 组组合 交叉互换换 3 途径 有性生殖 减数分裂 4 意义义 导导致生物性状的多样样性 为动为动 植物 育种和 提供丰富的物质质基础础 二 基因突变变 1 概念 指由于基因内部核酸分子上的特定 发发生改变变的现现象或过
2、过程 DNA分 子上碱基对对的 都可以引起核 苷酸序列的变变化 因而引起 的改变变 生物进进化 核苷酸序列 缺失 增加或替换换 基因结结构 2 意义义 生物变变异的根本来源 对对生物进进化 和选选育新品种具有非常重要的意义义 3 类类型 1 形态态突变变 2 突变变 3 致死突变变 4 特点 1 普遍性 2 性 3 稀有性 自然状态态下 生物的基因突变频变频 率一般 生化 多方向 很低 4 5 有害性 5 诱发诱发 因素 1 因素 如各种射线线 X射线线 紫外线线等 照射 温度剧变剧变 等 2 化学因素 如亚亚硝酸 碱基类类似物等 3 因素 如麻疹病毒等 可逆性 物理 生物 mRNA 蛋白质质
3、 思考感悟 为什么在阳光下要涂抹防晒霜 做X射线透视 的医务人员要穿防护衣 提示 阳光中的紫外线 X射线在穿透人 体时 会引起基因突变 三 染色体畸变变 是指生物细细胞中染色体在数目和结结构上发发生 的变变化 1 染色体结结构变变异 1 缺失 染色体断片的丢丢失 引起片段上基 因丢丢失 2 染色体上增加某个相同片段 3 倒位 一个染色体上的某个片段的正常排列 顺顺序发发生180 颠颠倒 重复 4 染色体的某一片段移接到另一非同 源染色体上 2 染色体数目变变异 1 类类型 整倍体变变异 体细细胞的染色体数目以 的形式成倍增加或减少 非整倍体变变异 体细细胞中 增加 或减少 易位 染色 体组组
4、个别别染色体 2 染色体组组 一般将二倍体生物的一个 中 的全部染色体称为为染色体组组 3 二倍体 概念 由 发发育而来 具有两个染色体组组 的细细胞或体细细胞中含两个染色体组组的个体 分布 绝绝大多数动动物和半数以上的 常见见的有水稻 玉米 哺乳类类和人类类 配子 受精卵 高等植物 4 多倍体 概念 由受精卵发发育而来 体细细胞中所含染 色体组组数超过过 的生物 分布 普遍存在于 被子植物中有 1 3或更多 常见见的有 香蕉是三倍体 花生 大豆 马铃马铃 薯等是四倍体 小麦 燕麦是六倍 体 两个 植物界 5 单单倍体 概念 体细细胞中含有本物种 染色体数 目的个体 实实例 昆虫中的雄蜂 雄蚁
5、蚁是正常的单单倍 体生物 它们们由未受精的 发发育而来 配子 卵 高频考点突破 基因重组的理解 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 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 特别别提醒 基因
6、重组组是真核生物有性生 殖过过程中产产生可遗传变遗传变 异的最重要来源 是 形成生物多样样性的重要原因 即时应用 随学随练 轻松夺冠 1 2011年湖北黄冈中学第一次调研 以下有关 基因重组的叙述 正确的是 A 非同源染色体的自由组合能导致基因重组 B 姐妹染色单体间相同片段的交换导致基因 重组 C 基因重组导致纯合子自交后代出现性状分 离 D 同卵双生兄弟间的性状差异是基因重组导 致的 解析 选选A 基因重组组主要有以下几种类类型 在生物体进进行减数分裂形成配子时时 同源染 色体分开 非同源染色体自由组组合 这样这样 非 同源染色体上的基因就进进行了重组组 在减数 分裂形成四分体时时 位于同
7、源染色体上的等位 基因有时时会随着非姐妹染色单单体的交叉互换换 而发发生交换换 导导致基因重组组 基因工程 因此选项选项 A是正确的 选项选项 C中纯纯合子自交不 会出现现性状分离 选项选项 D中同卵双生兄弟间间的 性状差异是基因突变变引起的 基因突变的原因及与性状的关系 1 基因突变的原因分析 2 基因突变与性状的关系 1 基因突变可间接引起密码子改变 最终表 现为蛋白质结构和功能改变 影响生物性状 如镰刀型细胞贫血症 2 基因突变并非必然导致性状改变 其原因 是 一种氨基酸可以由多种密码子决定 当突变 后的DNA转录成的密码子仍然决定同种氨基酸 时 这种突变不会引起生物性状的改变 突变成的
8、隐性基因在杂合子中不引起性状的 改变 如AA Aa 不直接编码氨基酸的基因片段 DNA片段 发 生改变 易误警示 基因突变一定会导致基因 结构的改变 但却不一定引起生物性状的改 变 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 基因突变一般发生于DNA分子复制过程中 即时应时应 用 随学随练练 轻轻松夺夺冠 2 下列关于基因突变变的叙述中 正确的是 A 基因突变变就是DNA分子中碱基对对的替换换 增加 缺失和重组组 B 基因突变变一定会导导致生物变变异 C 外界环环境条件或者生物内部因素的作用下 一定会引起基因突变变 D 基因突变变的结结果有三种 有利
9、 有害 中 性 答案 D 染色体畸变 1 染色体组和染色体组数目的判断 1 一个染色体组中所含染色体的特点 不含同源染色体 染色体形态 大小和功能各不相同 含有控制一种生物性状的一整套基因 但不 能重复 2 确定某生物体细胞中染色体组数目的方法 细胞内形态相同的染色体 同源 染色体 有几条 含有几个染色体 组 如图细胞中相同的染色体有4 条 此细胞中有4个染色体组 根据基因型来判断 在细胞或生物体的基因 型中 控制同一性状 单位性状 的基因出现几 次 则有几个染色体组 如基因型为AAaBBb 的细胞或生物体含有3个染色体组 也可以记 作 同一个字母不分大小 重复出现几次 就 是几个染色体组 控
10、制同一性状的基因位于同 源染色体上 所以有几个等位基因就意味着有 几条同源染色体 根据染色体的数目和染色体的形态数来推算 染色体组的数目 染色体数 染色体形态数 例 如 果蝇体细胞中有8条染色体 分为4种形态 则染色体组的数目为2个 易误警示 不同种生物的一个染色体组中 所含的染色体数目不一定相同 但同种生物的 一个染色体组中所含染色体数目一定相同 2 单倍体与多倍体比较 易误警示 界定单倍体的关键在于由 配 子发育而来 某生物体细胞中含n个染色体 组 若该个体由受精卵发育而来即n倍体 若该 个体由配子 不经受精 发育而来 则为单倍体 即时应用 随学随练 轻松夺冠 3 图示细胞中含有的染色体组
11、数目分别是 A 5个 4个 B 10个 8个 C 5个 2个 D 2 5个 2个 4 下列说法正确的是 A 生物的精子或卵细胞一定都是单倍体 B 体细胞中含有3个或3个以上染色体组的必 定是多倍体 C 六倍体小麦花药离体培育成的个体是三倍 体 D 八倍体小黑麦花药离体培育成的个体是含 有4个染色体组的单倍体 解析 选D 单倍体是对生物个体的描述 不 是对细胞而言 A项错误 判断个体是几倍体 应首先判断发育来源 若某个体由生殖细胞发 育而来 则一定是单倍体 与细胞中染色体组 的数量无关 所以B项错误 而C项中得到的 个体是单倍体 D项符合上述判断单倍体的条 件 实验专题探究 探究诱导诱导 染色体
12、畸变变的因素及实验实验 1 影响染色体畸变变的因素及实验实验 1 低温诱导诱导 染色体加倍的实验实验 2 秋水仙素处处理萌发发的种子或幼苗使染色体加 倍 探究不同浓浓度的秋水仙素溶液的作用 3 探究环境中化学物质对染色体结构变异的影 响 4 探究或验证有害物质如尼古丁等物质诱导细 胞发生染色体变异 2 基本实验思路 培养根尖或茎尖 用低温 化学药品等处理根 尖或茎尖 制作根尖或茎尖装片 显微镜观察 染色体畸变 3 观察指标 1 有丝分裂或减数分裂中染色体的形态 结构 和数目 及其特殊的行为变化 2 发生染色体畸变的细胞数目或比例 4 实验设计应注意的问题 1 注意对照实验的设计 通常采用空白对
13、照 以增强实验的说服力 2 对根尖的处理要注意科学性 如时间 浓度 等的处理要合理 实战演练 专项提能 小试牛刀 四倍体大蒜的产量比二倍体大蒜高许多 为探 究诱导大蒜染色体数目加倍的最佳低温 特设 计如下实验 1 实验主要材料 大蒜 培养皿 恒温箱 卡诺氏液 体积分数为95 的乙醇溶液 显微 镜 改良苯酚品红染液 2 实验步骤 取五个培养皿 编编号并分别别加入纱纱布和适 量的水 将培养皿分别别放入 4 0 的恒温箱中1h 分别别取根尖 cm 放入 中 固定0 5 1 h 然后用 冲洗2次 制作装片 解离 制片 低倍镜检测镜检测 并记录结记录结 果 3 实验结实验结 果 染色体加倍率最高的一组为
14、组为 最 佳低温 4 实验实验 分析 设设置实验实验 步骤骤 的目的是 对对染色体染色还还可以用 等 除低温外 也可以诱导诱导 染色体 数目加倍 原理是 解析 本实验目的是探究诱导大蒜染色体数目 加倍的最佳低温 所以温度应设置为变量 不 同温度处理是为了进行相互对照 在DNA复制 时尽可能使细胞处于设定温度中 以排除其他 温度的干扰 但低温并不可能使所有细胞加倍 所以要统计加倍率来确定最佳低温 答案 2 4 8 12 取大蒜随机均分为五组 分别放入五个培养 皿中诱导36 h 0 5 1 卡诺氏液 体积分数为95 的乙醇 溶液 漂洗 染色 统计每组视野中的染色体加倍率 4 将培养皿放在不同温度下
15、恒温处理 是为 了进行相互对照 恒温处理1 h是为了排除室温 对实验结果的干扰 龙胆紫溶液 醋酸洋红溶液 秋水仙素 抑制纺锤体形成 命题视角剖析 视视角1 紧紧扣教材重点 三种变变异类类型的区别别 下列关于基因突变变 基因重组组 染色体 畸变变的叙述错误错误 的是 A 基因重组组可产产生新的基因 形成新的基因 型 B 基因突变变可发发生在任何生物体进进行DNA复 制的过过程中 例例1 1 C 染色体畸变变只能发发生在真核细细胞构成的生 物体内 是染色体结结构或数目的改变变 D 基因突变变是分子水平上的变变化 染色体畸 变变属于细细胞水平上的变变化 尝试尝试 解答 A 解析 任何生物体DNA复制
16、过过程中都可能 发发生基因突变变 基因突变变是唯一能产产生新基因 的可遗传遗传 的变变异 基因突变变是指DNA分子上碱 基对对的增加 缺失或替换换 因此基因突变变属于 分子水平上的变变化 基因重组组不能产产生新基因 但能形成新的基因型 具有染色体的生物才能 发发生染色体畸变变 因此真核细细胞构成的生物体 可以发发生染色体畸变变 其变变化过过程包括染色体 结结构变变异和染色体数目变变异 在显显微镜镜中可观观 察到该变该变 异状况 属于细细胞水平的变变化 探规寻规寻 律 1 若把基因视为视为 染色体上的 一个位 点 染色体视为视为 点所在的 线线段 则则 基因突变变 点 的变变化 点的质变质变 但数 目不变变 基因重组组 点 的结结合或交换换 点的质质与 量均不变变 染色体畸变变 线线段 发发生结结构或数目的 变变化 染色体结结构变变异 线线段 的部分片段缺 失 重复 倒位 易位 点的质质不变变 数目和 位置可能变变化 染色体数目变变异 个别别 线线段 增添 缺 失或 线线段 成倍增减 点的质质不变变 数目变变 化 2 根据变变异个体数量确定是否发发生基因突变变 实实例 一群棕猴中出现现一
