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1、第一课时 基因突变、基因重组和染色体变异,一、基因突变,二、基因重组,三、染色体变异,1.染色体结构变异,(1)概念:由 染色体结构的改变而引起的变异。,(2)类型,2.染色体数目变异,(1)类型,(续表),1) 个别染色体的增加或减少,如人类的21三体综合征, 是由于21号染色体有3条。,2)以 染色体组的形式成倍地增加或减少,如单倍体、 多倍体的形成等。,(2)染色体组,1)概念:染色体组是指细胞中的一组 非同源染色体,它 们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)条件: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
2、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。,需特别关注的1个易失分点,认知纠偏,1.两种变异的区别,2.可遗传的变异不一定遗传给后代,但只要遗传物质发生改变一定是可遗传变异。,3.培育无子番茄的原理是用生长素类似物促进子房的 发育,遗传物质不改变,无子番茄的无子性状不能遗传。培育无子西瓜的原理是染色体变异,遗传物质改变。,无子西瓜的无子性状能遗传。,设误角度,高考命题常从以下角度设置陷阱,(1)可遗传变异与能否遗传给后代不是一回事。,(2)如何判断区分可遗传变异与不可遗传变异?,1.在白花豌豆品种栽培园中,偶然发现了一株开红花的 豌豆植株
3、,推测该红花表现型的出现是花色基因突变的 结果。为了确定该推测是否正确,应检测和比较红花植,株与白花植株中( )。,A.花色基因的碱基组成 B.花色基因的DNA序列,C.细胞的DNA含量 D.细胞的RNA含量,解析 若发生基因突变,则变为原基因的等位基因,其 DNA序列即遗传信息一定会改变,但相应基因的碱基 组成还是4种。,答案B,2.下列变异中遗传物质未改变的是( )。,无子西瓜 无子番茄,长翅果蝇在35 下发育成的残翅果蝇,多指手术切除,骨髓移植治愈的血友病病人,赤霉素处理的矮秆玉米变成高秆,A. B.,C. D.,解析为染色体变异,遗传物质改变,其余的未改变。,注意中只是改变了血细胞的遗
4、传物质,身体内的其他 细胞包括生殖细胞的都未改变。,答案C,1.下列关于基因突变特点的说法中,正确的是( )。,对某种生物而言,在自然状态下基因突变的频率是很 低的 基因突变在生物界普遍存在 所有基因突变对生物体都是有害的 一个基因可以向多个方向突变 基因突变只发生在某些特定的条件下 不同基因突变的频率是相同的 基因突变的方向是由环境决 定的,A. B. C. D.,解析 基因突变具有少利多害性,故错;基因突变可以 自发产生,可以不需要特定条件;不同基因突变的频率 可以是不同的;基因突变不定向,环境决定进化的方向, 故都错。,答案C,2.下列有关基因重组叙述正确的是( )。,A.四分体中同源染
5、色体上等位基因随姐妹染色单体的 交叉互换而互换,B.减数第一次分裂后期所有非等位基因进行重组,C.精子与卵细胞受精结合时染色体发生了基因重组,D.有性生殖过程中,控制不同性状的基因的重新组合,解析 交叉互换强调非姐妹染色单体之间发生交换,故A 错;非同源染色体上的非等位基因在减后期才能发生 自由组合,不是全部非等位基因,故B错;受精过程中不 发生基因重组,故C错。,答案D,3.下列有关水稻的叙述,错误的是( )。,A.二倍体水稻含有两个染色体组,B.二倍体水稻经秋水仙素处理,可得到四倍体水稻,稻 穗、米粒变大,C.二倍体水稻与四倍体水稻杂交,可得到三倍体水稻, 含三个染色体组,D.二倍体水稻的
6、花粉经离体培养,可得到单倍体水稻, 稻穗、米粒变小,解析 二倍体水稻的花粉经离体培养得到的单倍体水稻 高度不育,所以没有米粒。,答案D,4.某同学在做“低温诱导植物染色体数目的变化”实 验时,将大蒜根尖随机分为12组,实验处理和结果如下 表所示,请回答有关问题。,(续表),(1)低温诱导植物染色体数目加倍的原理是低温会使细 胞分裂过程中 的形成受阻,从而使细胞分 裂过程中染色体数目加倍而细胞不分裂。低温处理与 秋水仙素处理相比,具有 等优点。,(2)实验中选择大蒜根尖 区细胞进行观,察,效果最佳,原因是此处的细胞分裂比较 ,在显微镜下观察,此处细胞的特点表现为 。,(3)实验过程中需要用 对大
7、蒜根尖细胞的染色体 进行染色。,(4)由实验结果可知, 的条件下,加倍效果 最为明显。,解析(1)低温能够抑制纺锤体的形成,实现染色体数目 的加倍;用秋水仙素诱导染色体数目加倍,操作较为烦 琐,且秋水仙素有毒,而低温诱导操作简单,安全无毒。,(2)植物根尖分生区细胞呈正方形,排列紧密,且分裂较 为旺盛,故观察时应选择根尖分生区细胞。(3)染色体 可以被碱性染料(如醋酸洋红、龙胆紫等)着色。(4)由 表中信息可知,在温度为4 的条件下处理96小时,细胞 中染色体数目加倍效果最佳。,答案(1)纺锤体 操作简单、安全无毒 (2)分生 旺 盛 呈正方形,排列紧密 (3)碱性染料(或醋酸洋红或 龙胆紫)
8、 (4)4 、96小时,考查频率,5年4考,考向透析,本考点多以选择题形式考查,在学习过程中要注意基因 突变和基因重组两者的区别,学会根据关键信息去判断 是哪种变异,如出现某一变异性状从数量上看特别少则,考虑更可能是基因突变低频性,而基因重组都会在 后代中出现一定比例,所以当看到部分变异个体时,则 考虑更可能是基因重组。另注意与最新的航天科技太 空育种热点情景材料相结合,并学会利用题中信息推断 分析是哪种变异,体现基因突变的哪个特点或基因重组 的哪种情况。,考查角度1考查生物变异与细胞分裂的联系,真题1(2013年安徽高考)下列现象中,与减数分裂同源 染色体联会行为均有关的是( )。,人类的4
9、7,XYY综合征个体的形成 线粒体DNA 突变会导致在培养大菌落酵母菌时出现少数小菌落 三倍体西瓜植株的高度不育 一对等位基因杂合 子的自交后代出现31的性状分离比 卵裂时个别 细胞染色体异常分离,可形成人类的21三体综合征个体,A. B. C. D.,解析 同源染色体联会发生在减数第一次分裂。XYY综 合征个体的形成原因是父方减数第二次分裂异常所致, 与题干不符;项所述现象属于细胞质遗传,与减数,分裂无关;三倍体西瓜减数分裂联会紊乱,故不能形成 种子,与题干相符;一等位基因的杂合子,其同源染色 体上的等位基因随同源染色体的分离产生两种生殖细 胞,不同类型的雌雄生殖细胞结合,子代中出现31的
10、性状分离比,与题干相符;卵裂时的细胞分裂是有丝 分裂,与题干不符。,答案C,考查角度2考查基因突变概念中碱基对的三种变 化情况,真题2(2012年广东高考)子叶黄色(Y,野生型)和绿色(y, 突变型)是孟德尔研究的豌豆相对性状之一。野生型 豌豆成熟后,子叶由绿色变为黄色。,Y基因和y基因的翻译产物分别是SGRY蛋白和SGRy蛋白，其部分氨基酸序列见图乙。据图乙推测，Y基因突变为y基因的原因是发生了碱基对的 和 。进一步研究发现，SGRY蛋白和SGRy蛋白都能进入叶绿体。可推测，位点 的突变导致了该蛋白的功能异常，从而使该蛋白调控叶绿素降解的能力减弱，最终使突变型豌豆子叶和叶片维持“常绿”。 解
11、析 根据图乙可以看出，突变型的SGRy蛋白和野生型的SGRY有3处变异，处氨基酸由T变成S,处氨基酸由N变成K，可以确定是基因相应的碱基发生了替换，处多了一个氨基酸,所以可以确定是发生了碱基的增添；从图乙中可以看出SGRY蛋白的第12个和第38个氨基酸所在的区域的功能是引导该蛋白进入叶绿体，根据题意， SGRy和SGRY都能进入叶绿体，说明处的变异没有改变其功能，所以突变型的SGRy蛋白功能的改变就是由处变异引起的。 答案 替换 增加 ,考查频率,5年5考,考向透析,本考点常以选择题和染色体异常方面的实验设计题进 行考查,所以在学习过程中要注意与基因突变和基因重 组区别比较,学会根据关键信息去
12、判断是哪种变异,比,如染色体方面的信息、显微镜观察方面或非等位基因 位置的变化,都是判断染色体变异的重要依据;另一方 面要注意染色体结构或数目方面的异常可导致配子致 死而改变子代性状的比例或不育等,特别要注意题目中 的信息提取和利用;还要注意染色体变异方面的相关图 解。,考查角度1考查生物变异与细胞分裂的联系,真题3(2012年海南高考)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9331。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,
13、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,解析 具有两对(或更多对)相对性状的亲本进行杂交,F1 产生配子时,在等位基因分离的同时,非同源染色体上 的非等位基因表现为自由组合。如果两对(或更多对) 非等位基因位于一对非同源染色体上就不会表现出自 由组合。从题目可知,发生突变的植株不能进行基因的 自由组合,原因最可能是发生染色体易位,使原来位于 非同源染色体上的基因位于一对同源染色体上了。,答案A,考查角度2考查染色体变异引起的配子致死
14、或不 育的相关实验设计,真题4(2013年山东高考)某二倍体植物宽叶(M)对窄叶 (m)为显性,高茎(H)对矮茎(h)为显性,红花(R)对白花(r) 为显性。基因M、m与基因R、r在2号染色体上,基因H 、h在4号染色体上。,(1)基因M、R编码各自蛋白质前3个氨基酸的DNA序,列如图,起始密码子均为AUG。若基因M的b链中箭头 所指碱基C突变为A,其对应的密码子将由 变为 。正常情况下,基因R在细胞中最多 有 个,其转录时的模板位于 (填“a”或 “b”)链中。,(2)用基因型为MMHH和mmhh的植株为亲本杂交获得 F1,F1自交获得F2,F2中自交性状不分离植株所占的比例 为 ;用隐性亲
15、本与F2中宽叶高茎植株测 交,后代中宽叶高茎与窄叶矮茎植株的比例为,。,(3)基因型为Hh的植株减数分裂时,出现了一部分处于 减数第二次分裂中期的Hh型细胞,最可能的原因是 。缺失一条4号染色体的高茎植株减数分裂时,偶然出 现一个HH型配子,最可能的原因是 。,(4)现有一宽叶红花突变体,推测其体细胞内与该表现 型相对应的基因组成为图甲、乙、丙的一种,其他同源,染色体数目及结构正常。现只有各种缺失一条染色体 的植株可供选择,请设计一步杂交实验,确定该突变体 的基因组成是哪一种。(注:各型配子活力相同;控制某 一性状的基因都缺失时,幼胚死亡),实验步骤: ;,观察、统计后代表现型及比例。,结果预测:.若 ,则为图甲所示的基因组成;,.若 ,则为图 乙所示的基因组成;,.若 ,则为图 丙所示的基因组成。,
