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1、专题十二生物的变异与育种专题十二生物的变异与育种考点一基因突变和基因重组考点一基因突变和基因重组1.基因突变基因突变增添增添缺失缺失结构结构根本根本原材料原材料2.基因重组基因重组有性有性有性有性非非非非非姐妹染色单体非姐妹染色单体基因突变及与生物性状的关系基因突变及与生物性状的关系1.基因突变的原因分析基因突变的原因分析2.基因突变对生物性状的影响基因突变对生物性状的影响(1)基因突变对蛋白质的影响基因突变对蛋白质的影响碱基对碱基对影响范围影响范围对氨基酸序列的影响对氨基酸序列的影响替换替换小小只改变只改变1个氨基酸或不改变个氨基酸或不改变增添增添大大不影响插入位置前的序列而影响插入位置后的
2、序列不影响插入位置前的序列而影响插入位置后的序列缺失缺失大大不影响缺失位置前的序列而影响缺失位置后的序列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原因分析基因突变不一定导致生物性状改变原因分析突变可能发生在没有遗传效应的突变可能发生在没有遗传效应的DNA片段。片段。基因突变后形成的密码子与原密码子决定的是同一种氨基酸。基因突变后形成的密码子与原密码子决定的是同一种氨基酸。基因突变若为隐性突变，如基因突变若为隐性突变，如AAAa，不会导致性状的改变。，不会导致性状的改变。基因重组的类型基因重组的类型(1)自由组合型自由组合型发生时间：减发生时间：减后后重组类
3、型：非同源染色体上的非等位基因重组重组类型：非同源染色体上的非等位基因重组图示图示(2)交叉互换型交叉互换型发生时间：减发生时间：减前期前期重重组组类类型型：同同源源染染色色体体非非姐姐妹妹染染色色单单体体间间交交叉叉互互换换导导致致同同一一条染色体上非等位基因重组条染色体上非等位基因重组图示图示(3)人人工工基基因因重重组组基基因因工工程程：将将外外源源基基因因导导入入受受体体细细胞胞，实实现基因重组现基因重组比较基因突变与基因重组比较基因突变与基因重组1.基因突变与基因重组的比较基因突变与基因重组的比较项目项目基因突变基因突变基因重组基因重组发生发生时期时期有丝分裂间期有丝分裂间期减减分裂
4、前的间期分裂前的间期减减分裂后期分裂后期减减分裂前期分裂前期产生产生原因原因物理、化学、生物因素物理、化学、生物因素碱基对的增添、缺失、替换碱基对的增添、缺失、替换基因结构的改变基因结构的改变交叉互换、自由组合交叉互换、自由组合基因重新组合基因重新组合应用应用诱变育种诱变育种杂交育种杂交育种2.“三看法三看法”判断姐妹染色单体上基因突变与基因重组判断姐妹染色单体上基因突变与基因重组(1)一看亲子代基因型一看亲子代基因型如如果果亲亲代代基基因因型型为为BB或或bb，则则引引起起姐姐妹妹染染色色单单体体B与与b不不同同的的原因是基因突变。原因是基因突变。如如果果亲亲代代基基因因型型为为Bb，则则引
5、引起起姐姐妹妹染染色色单单体体B与与b不不同同的的原原因因是基因突变或交叉互换。是基因突变或交叉互换。(2)二看细胞分裂方式二看细胞分裂方式如如果果是是有有丝丝分分裂裂中中染染色色单单体体上上基基因因不不同同，则则为为基基因因突突变变的的结结果。果。如如果果是是减减数数分分裂裂过过程程中中染染色色单单体体上上基基因因不不同同，可可能能发发生生了了基基因突变或交叉互换。因突变或交叉互换。(3)三看细胞分裂图三看细胞分裂图如如果果是是有有丝丝分分裂裂后后期期图图像像，两两条条子子染染色色体体上上的的两两基基因因不不同同，则为基因突变的结果，如图甲。则为基因突变的结果，如图甲。如如果果是是减减数数第
6、第二二次次分分裂裂后后期期图图像像，两两条条子子染染色色体体(同同白白或或同同黑黑)上的两基因不同，则为基因突变的结果，如图乙。上的两基因不同，则为基因突变的结果，如图乙。如如果果是是减减数数第第二二次次分分裂裂后后期期图图像像，两两条条子子染染色色体体(颜颜色色不不一一致致)上上的的两两基基因因不不同同，则则为为交交叉叉互互换换(基基因因重重组组)的的结结果果，如如图图丙丙(其其B处颜色为处颜色为“灰色灰色”)1.误认为基因突变就是误认为基因突变就是“DNA中碱基对的增添、缺失、替换中碱基对的增添、缺失、替换”点拨点拨基因突变基因突变DNA中碱基对的增添、缺失、替换中碱基对的增添、缺失、替换
7、基基因因是是有有遗遗传传效效应应的的DNA片片段段，不不具具有有遗遗传传效效应应的的DNA片片段段也可发生碱基对的改变。也可发生碱基对的改变。有有些些病病毒毒(如如SARS病病毒毒)的的遗遗传传物物质质是是RNA，RNA中中碱碱基基的的增添、缺失、替换引起病毒性状变异，广义上也称基因突变。增添、缺失、替换引起病毒性状变异，广义上也称基因突变。2.误认为基因突变只发生在分裂间期误认为基因突变只发生在分裂间期点点拨拨引引起起基基因因突突变变的的因因素素分分为为外外部部因因素素和和内内部部因因素素。外外部部因因素素对对DNA的的损损伤伤不不仅仅发发生生在在间间期期，而而是是在在各各个个时时期期都都有
8、有；另另外外，外外部部因因素素还还可可直直接接损损伤伤DNA分分子子或或改改变变碱碱基基序序列列，并并不不是是通通过过DNA的复制来改变碱基对，所以基因突变不只发生在间期。的复制来改变碱基对，所以基因突变不只发生在间期。3.将基因突变的结果将基因突变的结果“产生新基因产生新基因”与与“产生等位基因产生等位基因”混淆混淆点点拨拨不不同同生生物物的的基基因因组组组组成成不不同同，病病毒毒和和原原核核细细胞胞的的基基因因组组结结构构简简单单，基基因因数数目目少少，而而且且一一般般是是单单个个存存在在的的，不不存存在在等等位位基基因因。因因此此，真真核核生生物物基基因因突突变变可可产产生生它它的的等等
9、位位基基因因，而而原原核核生物和病毒基因突变产生的是一个新基因。生物和病毒基因突变产生的是一个新基因。4.混淆基因重组与基因突变的意义混淆基因重组与基因突变的意义“说词说词”点拨点拨关注基因突变和基因重组的常考关注基因突变和基因重组的常考“说词说词”比较项目比较项目基因突变基因突变基因重组基因重组生物变异生物变异 生物变异的生物变异的“根本根本”来源来源生物变异的生物变异的“重要重要”来源来源生物进化生物进化为生物进化提供原始材为生物进化提供原始材料料为生物进化提供为生物进化提供“丰富丰富”的材料的材料生物多样生物多样性性形成生物多样性的形成生物多样性的“根本根本”原因原因形成生物多样性的形成
10、生物多样性的“重要重要”原因之一原因之一【案案例例】下下图图为为具具有有2对对相相对对性性状状的的某某自自花花传传粉粉的的植植物物种种群群中中甲甲植植株株(纯纯种种AABB)的的一一个个A基基因因和和乙乙植植株株(纯纯种种AABB)的的一一个个B基基因因发发生生突突变变的的过过程程(已已知知A基基因因和和B基基因因是是独独立立遗遗传传的的)，请分析该过程，回答下列问题。，请分析该过程，回答下列问题。上上述述两两个个基基因因发发生生突突变变发发生生在在DNA复复制制的的过过程程中中，是是由由碱碱基对替换基对替换引起的。引起的。考点二染色体变异与育种考点二染色体变异与育种1.染色体结构变异染色体结
11、构变异数目数目排列排列顺序顺序2.染色体数目变异染色体数目变异配子配子受精卵受精卵受精卵受精卵3.单倍体、多倍体的判断技巧单倍体、多倍体的判断技巧单倍体单倍体4.生物育种生物育种杂交育种杂交育种诱变育种诱变育种单倍体育种单倍体育种多倍体育种多倍体育种判断正误判断正误(1)染染色色体体增增加加某某一一片片段段可可提提高高基基因因表表达达水水平平，是是有有利利变变异异(2014江苏高考，江苏高考，7A)()(2)染染色色体体缺缺失失有有利利于于隐隐性性基基因因表表达达，可可提提高高个个体体的的生生存存能能力力(2014江苏高考，江苏高考，7B)()(3)染染色色体体易易位位不不改改变变基基因因数数
12、量量，对对个个体体性性状状不不会会产产生生影影响响(2014江苏高考，江苏高考，7C)()(4)XYY个个体体的的形形成成及及三三倍倍体体无无子子西西瓜瓜植植株株的的高高度度不不育育均均与与减减数数分裂中同源染色体的联会行为有关分裂中同源染色体的联会行为有关(2013安徽高考，安徽高考，4改编改编)()(5)染染色色体体组组整整倍倍性性变变化化必必然然导导致致基基因因种种类类的的增增加加(2011海海南南高高考，考，19A)()辨析染色体结构变异与基因突变、基因重组的区别辨析染色体结构变异与基因突变、基因重组的区别1.易位与交叉互换易位与交叉互换染色体易位染色体易位交叉互换交叉互换图解图解区别
13、区别发生于非同源染色体之间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发生于同源染色体的非姐妹染色单体间体间属于染色体结构变异属于染色体结构变异属于基因重组属于基因重组可在显微镜下观察到可在显微镜下观察到在显微镜下观察不到在显微镜下观察不到2.染色体的缺失、重复、倒位与基因突变的区别染色体的缺失、重复、倒位与基因突变的区别3.“缺失缺失”的辨析的辨析DNA分分子子上上若若干干基基因因的的缺缺失失，属属于于染染色色体体变变异异；DNA分分子子上上若若干碱基对的缺失，属于基因突变。干碱基对的缺失，属于基因突变。“三法三法”判定染色体组判定染色体组(1)根据染色体形态判定根据染色体形态判定细
14、细胞胞中中形形态态、大大小小完完全全相相同同的的染染色色体体有有几几条条，则则有有几几个个染染色色体体组组。如如图图A中中形形态态、大大小小完完全全相相同同的的染染色色体体为为1条条，所所以以有有1个个染染色色体体组组。图图B中中彼彼此此相相同同的的(比比如如点点状状的的)有有3条条，故故有有3个个染染色色体组。同理，图体组。同理，图C中有中有1个染色体组，图个染色体组，图D中有中有2个染色体组。个染色体组。(2)根据基因型判定根据基因型判定在在细细胞胞或或生生物物体体的的基基因因型型中中，控控制制同同一一性性状状的的基基因因(包包括括同同一一字字母母的的大大、小小写写)出出现现几几次次，则则
15、含含有有几几个个染染色色体体组组。如如图图甲甲所所示示基基因因型型为为ABC，所所以以有有1个个染染色色体体组组。图图乙乙所所示示基基因因型型为为AAa，A(a)基基因因有有3个个，即即含含有有3个个染染色色体体组组。同同理理，图图丙丙中中有有2个个染染色色体组，图丁中有体组，图丁中有3个染色体组。个染色体组。注注：判判定定染染色色体体组组的的数数目目时时只只需需参参考考其其中中任任意意一一对对等等位位基基因因的的数量即可。数量即可。(3)根据染色体数和染色体的形态数推算根据染色体数和染色体的形态数推算染染色色体体组组数数染染色色体体数数/染染色色体体形形态态数数。如如果果蝇蝇体体细细胞胞中中
16、有有8条条染色体，分为染色体，分为4种形态，则染色体组的数目为种形态，则染色体组的数目为2。“三看三看”法判断生物变异的类型法判断生物变异的类型低温诱导染色体加倍实验分析低温诱导染色体加倍实验分析1.低温诱导染色体加倍的原理、步骤与现象低温诱导染色体加倍的原理、步骤与现象2.归纳实验中各种液体的作用归纳实验中各种液体的作用(1)卡诺氏液：固定细胞形态。卡诺氏液：固定细胞形态。(2)体积分数为体积分数为95%的酒精：冲洗附着在根尖表面的卡诺氏液。的酒精：冲洗附着在根尖表面的卡诺氏液。(3)解解离离液液(质质量量分分数数为为15%的的盐盐酸酸溶溶液液和和体体积积分分数数为为95%的的酒酒精为精为1
17、1混合混合)：使组织中的细胞相互分离。：使组织中的细胞相互分离。(4)清水：洗去解离液，防止解离过度影响染色。清水：洗去解离液，防止解离过度影响染色。(5)改改良良苯苯酚酚品品红红染染液液：使使染染色色体体着着色色，便便于于观观察察染染色色体体的的形形态态、数目、行为。数目、行为。1.误误认认为为单单倍倍体体只只含含一一个个染染色色体体组组或或认认为为含含多多个个染染色色体体组组者者均均为多倍体为多倍体点点拨拨单单倍倍体体强强调调的的是是由由配配子子发发育育而而来来的的个个体体，其其细细胞胞中中染染色色体体组组数数取取决决于于配配子子中中所所含含染染色色体体组组数数，可可能能为为1组组、2组组
18、或或多多组组。含含多多个个染染色色体体组组的的个个体体是是单单倍倍体体还还是是多多倍倍体体取取决决于于其其发发育育起起点点是是“配配子子”还还是是受受精精卵卵，若若为为前前者者，一一定定是是单单倍倍体体，若若为后者，一定是多倍体。为后者，一定是多倍体。2.错错将将四四倍倍体体AAaa(由由Aa秋秋水水仙仙素素诱诱导导后后形形成成)产产生生的的配配子子类类型型及比例算作及比例算作1AA2Aaaa点拨点拨AAaa产生配子状况可按下分析，由于产生配子状况可按下分析，由于染色体染色体互为同源染色体，减数分裂时互为同源染色体，减数分裂时四条染色体分至细胞两极是四条染色体分至细胞两极是“随机随机”的，故最
19、的，故最终终产产生生的的子子细细胞胞染染色色体体及及基基因因状状况况应应为为与与(AA与与aa)、与与(Aa与与Aa)、与与(Aa与与Aa)，由由此此可可见见，AAaa产产 生生 的的 配配 子子 类类 型型 及及 比比 例例 为为 1AA4Aa1aa而而 不不 是是AAAaaa121。3.混淆混淆“三体三体”与与“三倍体三倍体”点点拨拨三三倍倍体体是是指指体体细细胞胞中中含含三三个个染染色色体体组组的的个个体体，其其每每种种形形态态的的染染色色体体为为“三三三三相相同同”(如如图图1所所示示)；三三体体则则是是二二倍倍体体(含含两两个个染染色色体体组组)，只只是是其其中中某某形形态态的的染染
20、色色体体“多多出出了了一一条条”而而成成为为3条，其余染色体均为两两相同条，其余染色体均为两两相同(如图如图2所示所示)。综合研判模板综合研判模板变异原理在育种实践中的应用变异原理在育种实践中的应用【典例】【典例】 如图甲是五种不同育种方法的示意图，请据图回答：如图甲是五种不同育种方法的示意图，请据图回答：图甲图甲(1)图图中中AD表表示示的的育育种种方方法法的的原原理理是是_，ABC表表示的育种方法与示的育种方法与AD的相比较，其优越性在于的相比较，其优越性在于_。(2)图图中中E过过程程对对种种子子或或幼幼苗苗进进行行相相关关处处理理时时，最最佳佳作作用用时时期期是是细细胞胞的的_，请请列
21、列举举一一种种能能引引起起E过过程程变变化化的的化化学学物物质质：_； F过过 程程 最最 常常 用用 的的 一一 种种 化化 学学 试试 剂剂 的的 作作 用用 原原 理理 是是_。(3)图中图中GJ过程中涉及的生物技术有过程中涉及的生物技术有_。(4)假假设设A、b代代表表玉玉米米的的优优良良基基因因，这这两两种种基基因因是是自自由由组组合合的的。现现有有AABB、aabb两两个个品品种种，为为培培育育出出优优良良品品种种AAbb，可可采采用的方法如图乙所示，有关叙述不正确的是用的方法如图乙所示，有关叙述不正确的是()A.由由品品种种AABB、aabb经经过过过过程程培培育育出出新新品品种
22、种的的育育种种方方式的优点在于可以将多种优良性状集中在一个生物体上式的优点在于可以将多种优良性状集中在一个生物体上B.与与过过程程的的育育种种方方法法相相比比，过过程程的的优优势势是是明明显显缩缩短短了育种年限了育种年限C.图图中中A_bb的的类类型型经经过过过过程程，子子代代中中AAbb与与aabb的的数数量量比比是是31D.过过程程在在完完成成目目的的基基因因和和运运载载体体的的结结合合时时，必必须须用用到到的的工工具具酶是限制性核酸内切酶酶是限制性核酸内切酶【解题流程】【解题流程】【模板构建】【模板构建】1.模型法分析育种过程图解模型法分析育种过程图解(1)首首先先要要识识别别图图解解中中各各字字母母表表示示的的处处理理方方法法：A杂杂交交，D自自交交，B花花药药离离体体培培养养，C秋秋水水仙仙素素处处理理，E诱诱变变处处理理，F秋秋水水仙仙素素处处理理，G转转基基因因技技术术，H脱脱分分化化，I再再分分化化，J包包裹裹人人工工种种皮皮。这这是是识识别各种育种方法的主要依据。别各种育种方法的主要依据。2.育种方法归纳育种方法归纳
