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1、第七单元生物的变异、育种与进化考纲参照1.基因重组及其意义()2.基因突变的特征和原因()3.染色体结构变异和数目变异()4.生物变异在育种上的应用()5.转基因食品的安全()6.人类遗传病的类型()7.人类遗传病的监测和预防()8.人类基因组计划及其意义()9.现代生物进化理论的主要内容()10.生物进化与生物多样性的形成()考情回顾本单元中生物的可遗传变异、人类遗传病、生物育种考查的频率比较高,选择题常将本单元知识点综合起来考查,非选择题则常对细胞分裂、遗传的基本规律、可遗传变异、人类遗传病、生物育种等进行综合考查。未来命题仍会以人类遗传病、生物育种等具体案例,考查分离定律、自由组合定律、
2、伴性遗传、减数分裂等。现代生物进化理论中的遗传平衡定律也是一个高频考点,选择题和非选择题中都曾出现过,复习备考中仍要给予关注。考向预测命题趋势上,生物变异经常与减数分裂、人类遗传病、遗传的基本规律、生物育种、基因工程等知识结合进行综合考查,命题形式上既有选择题,又有非选择题,知识点的关联度和应用度都较高。生物进化重点考查运用生物进化的观点来解释生物现象,并结合遗传规律考查基因频率的计算及判断生物是否发生进化、是否形成新物种,常以选择题的形式进行考查。课时1基因突变、基因重组和染色体变异见自学听讲P136学科素养课程标准学习指导1.生命观念:三倍体无子西瓜的培育的应用。2.科学思维:基因突变与基
3、因重组的类型,根据染色体变异的原理分析判断生物的可育性。3.科学探究:低温诱导植物染色体数目的变化。4.社会责任:分析诱导基因突变的因素,关注健康的生活方式。1.理解基因突变的特点和原因。2.理解基因重组及其意义。3.理解染色体结构和数目的变异。4.低温诱导植物染色体数目加倍的原理及其操作要领。复习中通过列表比较基因突变、基因重组和染色体变异的相关概念、变异类型、变异对性状的影响及它们之间的相互关系,从细胞分裂的角度理解遗传规律与变异的实质及联系。加强获取信息能力和综合运用能力的训练,综合运用相关知识进行归纳、概括和推理。基因突变1.实例镰刀型细胞贫血症2.概念和类型:碱基对的增添、缺失和替换
4、。3.原因、特点、发生时间和意义原因内因DNA分子复制发生差错,DNA的碱基组成发生改变外因物理因素:紫外线、X射线及其他辐射化学因素:亚硝酸、碱基类似物等生物因素:某些病毒特点普遍性:一切生物都可以发生随机性:可以发生在生物个体发育的任何时期和细胞内不同的DNA分子上或同一DNA分子的不同部位低频性:自然状态下,基因突变频率很低不定向性:可以产生一个以上的等位基因多害少利性:多数基因突变会破坏生物体与现有环境的协调关系,而对生物有害发生时间主要发生在DNA复制时,如有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期意义是新基因产生的途径;是生物变异的根本来源;是生物进化的原始材料基因重组1.概念基因重组是
5、指在生物体进行有性生殖的过程中,控制不同性状的基因的重新组合。2.类型、机制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人为导致基因重组(DNA重组技术)发生的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目的基因与运载体重组并导入细胞内与受体细胞内基因重组发生的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重组目的基因经运载体导入受体细胞,导致受体细胞中的基因重组图像示意染色体变异1.染色体结构的变异(1)类型(2)结果排列在染色体上的基因数目或排列顺序发生改变,从而
6、导致性状的变异。(3)举例猫叫综合征,是由人的第5号染色体部分缺失引起的遗传病。2.染色体数目的变异(1)类型细胞内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。细胞内染色体数目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 概念:细胞中的一组非同源染色体,在形态和功能上各不相同,但又互相协调,共同控制生物的生长、发育、遗传和变异。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的生长、发育、遗传和变异的一整套基因,但不能重复。1.与基因突变有关的五个易错点提醒
7、(1)DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失,不一定属于基因突变,若发生在无遗传效应的DNA片段上,则不是基因突变;若发生在有遗传效应的DNA片段上,则是基因突变。(2)基因突变一定导致基因结构的改变,不一定发生性状的改变,因为密码子具有简并性。(3)基因突变形成的等位基因(如A与a)碱基序列一定不同,碱基数目不一定相同,若是碱基增添或缺失,则碱基数不同。(4)基因突变不只发生在细胞分裂间期DNA复制时,在细胞分裂期、分化的细胞中都可发生基因突变。(5)基因突变具有普遍性,所有生物都可以发生,若是病毒和原核生物发生变异,常为基因突变。基因突变是不定向的,可产生新基因,是生物变异的根本来源。2
8、.基因重组的四点易错点提醒(1)“交叉互换”不等于“基因重组”。如果交叉互换发生在同源染色体之间叫基因重组;如果发生在非同源染色体之间叫易位,属于染色体结构变异。(2)精卵结合并没有发生基因重组。来自父方、母方的染色体为同源染色体,每一对同源染色体上都有控制相同性状的基因。(3)基因重组在人工操作下也可以实现,如基因工程;原核生物如肺炎双球菌转化中也发生了基因重组。(4)有性生殖的生物在减数第一次分裂前期或后期会发生基因重组;而有丝分裂和减数第二次分裂过程不会发生基因重组。有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期都可能发生基因突变,但不会发生基因重组。3.单倍体认识的三点易错点提醒(1)单倍体的体
9、细胞中并非只有一个染色体组,因为大部分的生物是二倍体,所以有时认为单倍体的体细胞中只含有一个染色体组,但是多倍体的配子形成的单倍体的体细胞中不止含有一个染色体组。(2)单倍体并非都不育。雄蜂是单倍体,但可育;二倍体的配子发育成的单倍体,表现为高度不育;多倍体的配子如含有偶数个染色体组,则发育成的单倍体含有同源染色体及等位基因,可育并能产生后代。(3)单倍体育种与多倍体育种的操作对象不同。单倍体育种操作对象是单倍体幼苗;多倍体育种操作对象是正常萌发的种子或幼苗。见自学听讲P138基因突变1.概念DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失,而引起的基因结构的改变。2.机理分析3.基因突变与对基因表达
10、的影响类型影响范围对蛋白质结构的影响对蛋白质功能的影响碱基对替换小无或小无,或小,或大碱基对增添大突变位点前不受影响、突变位点后都受影响;突变位点越靠近基因首端,影响越大一般较大碱基对缺失大一般较大4.基因突变后生物性状不变的原因基因突变发生在非编码区;基因突变后,其编码的mRNA上的密码子编码的氨基酸不变;显性纯合子突变为杂合子。5.显性突变与隐性突变的判断显性突变即aaAa(当代表现),隐性突变即AAAa(当代不表现,一旦表现即出现纯合子);判断方法: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;让突变体自交,通过观察子代有无性状分离而判断。例1(2018年海南高考)杂合体雌果蝇在
11、形成配子时,同源染色体的非姐妹染色单体间的相应片段发生对等交换,导致新的配子类型出现,其原因是在配子形成过程中发生了()。A.基因重组B.染色体重复C.染色体易位D.染色体倒位解析生物体在形成配子时,同源染色体的非姐妹染色单体间的相应片段发生对等交换,导致位于非姐妹染色单体上的非等位基因进行了重组,其变异属于基因重组,A项正确,B、C、D三项错误。答案A例2(2017年青岛模拟)下图表示的是控制正常酶1的基因突变后所引起的氨基酸序列的改变。两种基因突变分别是()。A.碱基对的替换;碱基对的缺失B.碱基对的缺失;碱基对的增添C.碱基对的替换;碱基对的增添或缺失D.碱基对的增添或缺失;碱基对的替换
12、解析从图中可以看出,突变只引起一个氨基酸的改变,所以应属于碱基对的替换;突变引起突变位点以后的多个氨基酸发生改变,所以应属于碱基对的增添或缺失。答案C基因重组1.概念控制不同性状的基因的重新组合。2.类型与机制类型自由组合交叉互换细菌转化基因工程发生时间M后期M前期发生机制非同源染色体自由组合导致非同源染色体上的非等位基因重组同源染色体上的非姐妹染色单体交叉互换导致同源染色体上的非等位基因重组转化因子侵入感受态细胞,导致细胞中基因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3.结果与意义(1)产生新的基因型(不产生新的基因),导致重组性状出现。(2)基因重组是生物变异的来源之一,对
13、生物的进化具有重要的意义。例3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基因重组的发生与非同源染色体的自由组合和同源染色体上的非姐妹染色单体间的交叉互换有关,A项正确,B项错误;纯合子自交后代不会出现性状分离,C项错误;同卵双生个体基因型相同,其性状差异与环境条件或突变有关,与基因重组无关,D项错误。答案A染色体变异1.染色体结构变异的四种常见类型缺失:染色体中某一片段缺失。重复:染色体中增加某一片段。易位:两条非同源染色体间
14、片段的移接。倒位:染色体中某一片段位置颠倒。2.染色体结构变异与基因突变的辨析3.染色体数目变异(1)类型细胞内个别染色体的增加或减少,如人类的21三体综合征、XYY男性。细胞内染色体数目以染色体组的形式成倍地增加或减少,如单倍体、多倍体。(2)染色体组概念从染色体来源看,一个染色体组中不含同源染色体,没有等位基因。从形态、大小和功能看,一个染色体组中所含的染色体形态、大小和功能各不相同。从所含基因看,一个染色体组中含有控制本物种生物生长、发育、遗传和变异的一整套基因。(3)二倍体、多倍体、单倍体的比较项目二倍体多倍体单倍体染色体组两个三个或三个以上一至多个发育起点受精卵受精卵配子自然成因正常有性生殖减数分裂时同源染色体未分离形成的配子受精;染色体数目加倍单性生殖(孤雌生殖或孤雄生殖)实例几乎全部动物、多数高等植物香蕉、普通小麦、马铃薯雄蜂、花粉植株植物特点正常果实、种子较大,生长发育延迟,结实率低植株弱小,高度不育(4)多倍体的产生原理4.低温诱导植物细胞染色体数目变化(实验)(1)低温抑制纺锤体的形成,以致影响染色体被拉向两极
