1、專題14生物的變異與育種高考生物考點一 基因突變與基因重組考點清單基礎知識一、基因突變1.基因突變的實例與概念(1)基因突變的實例鐮刀型細胞貧血癥圖示中a、b、c過程分別代表DNA復制、轉錄和翻譯。突變主要發(fā)生在a(填字母)過程中?；颊哓氀闹苯釉蚴茄t蛋白異常,根本原因是發(fā)生了基因突變,堿基對由突變成。(2)基因突變的概念:DNA分子中發(fā)生堿基對的替換、增添和缺失,而引起的基因結構的改變。2.基因突變的發(fā)生時期、原因、特點、結果及意義(1)基因突變的發(fā)生時期主要發(fā)生在DNA復制時(有絲分裂間期、減數(shù)第一次分裂前的間期)。(2)基因突變的原因類型舉例引發(fā)突變原因外因物理因素紫外線、X射線損傷

2、細胞內(nèi)DNA化學因素亞硝酸、堿基類似物改變核酸堿基生物因素某些病毒影響宿主細胞DNA內(nèi)因DNA分子復制偶爾發(fā)生錯誤(3)基因突變的特點普遍性:所有生物都可發(fā)生基因突變。隨機性:基因突變可以發(fā)生在生物個體發(fā)育的任何時期、細胞中的不同DNA分子及DNA分子的不同部位。低頻性:自然狀態(tài)下,突變率很低。不定向性:一個基因可以向不同方向突變產(chǎn)生復等位基因,還可能發(fā)生回復突變。多害少利性:突變性狀大多有害,少有利。(4)基因突變的結果:產(chǎn)生新基因。(5)【名師點撥】DNA復制時雙螺旋打開,結構不穩(wěn)定,因此DNA復制時容易發(fā)生基因突變。二、基因重組概念生物體在進行有性生殖過程中,控制不同性狀的基因的重新組合

3、類型自由組合型:非同源染色體上的非等位基因自由組合交叉互換型:同源染色體上非姐妹染色單體的非等位基因交換實質控制不同性狀的基因重新組合結果產(chǎn)生新的基因型,導致重組性狀的出現(xiàn)意義有利于生物進化生物變異的來源之一【名師點撥】基因重組的三點提醒(1)精子和卵細胞的隨機結合,導致后代性狀多種多樣,不屬于基因重組。(2)單雜合子自交,后代發(fā)生性狀分離,根本原因是等位基因分離,隱性基因純合,而不是基因重組。(3)“肺炎雙球菌的轉化實驗”、DNA重組技術等屬于廣義的基因重組。重難突破一、基因突變與基因重組的比較二、基因突變的“一定”與“不一定”1.基因突變一定會引起基因結構的改變,即基因中堿基序列的改變。2

4、.基因突變不一定會引起生物性狀的改變。3.基因突變不一定都產(chǎn)生等位基因(原核生物、病毒及細胞質基因突變)。項目基因突變基因重組變異本質基因結構發(fā)生改變基因的重新組合發(fā)生時期一般發(fā)生于細胞分裂的間期一般發(fā)生于減數(shù)第一次分裂的前期和減數(shù)第一次分裂的后期變異結果產(chǎn)生新基因產(chǎn)生新的基因型,不產(chǎn)生新基因聯(lián)系都使生物產(chǎn)生可遺傳的變異生物進化過程中,基因突變?yōu)榛蛑亟M提供了新基因4.基因突變不一定都能遺傳給后代:發(fā)生在體細胞的基因突變,一般不能遺傳,但可通過無性生殖傳遞給后代。若發(fā)生在減數(shù)分裂過程中,可以通過配子傳遞給后代。5.DNA中堿基對的增添、缺失和替換不一定引起基因突變,不具有遺傳效應的DNA片段也

5、可發(fā)生堿基對的改變。6.基因突變不一定導致生物性狀的改變。因密碼子具有簡并性,基因突變后形成的密碼子與原密碼子可能決定同種氨基酸?；蛲蛔儗е碌哪嘲被岬母淖兛赡懿挥绊懙鞍踪|的功能?；蛲蛔?nèi)魹殡[性突變,如AAAa,可能不會導致生物性狀改變。部分體細胞發(fā)生基因突變,但該基因在突變細胞中不表達。堿基對影響范圍對氨基酸序列的影響替換小只改變1個氨基酸或不改變氨基酸序列增添大不影響插入位置前的序列而影響插入位置后的序列缺失大不影響缺失位置前的序列而影響缺失位置后的序列三、基因突變對蛋白質氨基酸序列的影響(一般情況下)考點二染色體變異考點清單基礎知識一、染色體結構變異變異類型具體變化結果缺失缺失某一片

6、段排列在染色體上的基因的數(shù)目或排列順序發(fā)生改變重復增加某一片段易位某一片段移接到另一條非同源染色體上倒位某一片段位置顛倒二、染色體數(shù)目變異1.類型與實例類型實例個別染色體的增減21三體綜合征以染色體組形式成倍增減三倍體無子西瓜2.染色體組(1)組成如圖中雄果蠅體細胞染色體中的一個染色體組可表示為、X或、Y。(2)特點:形態(tài)和功能各不相同,共同控制生物的生長、發(fā)育、遺傳和變異的一組非同源染色體。項目單倍體二倍體多倍體發(fā)育起點配子受精卵受精卵植株特點(1)植株弱小(2)高度不育 (1)莖稈粗壯(2)葉、果實、種子較大(3)營養(yǎng)物質含量豐富體細胞染色體組數(shù)123應用單倍體育種 多倍體育種3.單倍體、

7、二倍體和多倍體三、實驗:低溫誘導植物染色體數(shù)目的變化1.實驗過程2.主要實驗試劑(1)卡諾氏液:固定細胞形態(tài)。(2)改良苯酚品紅染液:使染色體著色。(3)解離液(質量分數(shù)為15%的鹽酸溶液和體積分數(shù)為95%的酒精溶液按11的比例混合):使組織中的細胞相互分離開。重難突破一、染色體結構變異的類型與實例類型圖像聯(lián)會異常實例缺失人的5號染色體片段缺失導致貓叫綜合征重復果蠅的棒狀眼倒位人類9號染色體長臂倒位可導致習慣性流產(chǎn)易位人類慢性粒細胞白血病二、關于單倍體的兩個易錯點1.單倍體的體細胞并非只有一個染色體組:因為大部分生物是二倍體,二倍體生物的單倍體的體細胞中只有一個染色體組,但多倍體的單倍體的體細

8、胞中不止一個染色體組。2.單倍體并非都不育:二倍體配子發(fā)育成的單倍體表現(xiàn)為高度不育,多倍體的單倍體的體細胞中若含有偶數(shù)染色體組,則可育,如四倍體的單倍體體細胞中有2個染色體組,表現(xiàn)為可育。 染色體數(shù)目育性配子種類及比例單倍體等于配子染色體數(shù)(n)高度不育 單體缺失一條染色體(2n-1)可育nn-1=11三倍體三個染色體組(3n)高度不育 三體多一條染色體(2n+1)可育nn+1=11,如基因型為AAa的三體產(chǎn)生的配子AAaAAa=2211三、幾個易混概念的區(qū)別(以體細胞染色體數(shù)為2n的二倍體生物為例)考點三育種考點清單基礎知識一、雜交育種1.原理:基因重組。2.過程(1)植物:選擇具有不同優(yōu)良

9、性狀的親本雜交,獲得F1F1自交獲得F2鑒別、選擇需要的類型,自交至不發(fā)生性狀分離為止。(2)動物:選擇具有不同優(yōu)良性狀的親本雜交,獲得F1F1雌雄個體交配獲得F2鑒別、選擇需要的類型與隱性類型測交,選擇后代不發(fā)生性狀分離的F2個體。3.優(yōu)點:操作簡便,可以把多個品種的優(yōu)良性狀集中在一起。4.缺點:獲得新品種的周期長。二、誘變育種1.原理:基因突變。2.農(nóng)作物誘變育種的過程3.優(yōu)點可以提高突變頻率,在較短時間內(nèi)獲得更多的優(yōu)良變異類型。4.缺點:有利變異個體往往不多,需處理大量材料。三、單倍體育種(以二倍體植物為例)1.原理:主要是染色體(數(shù)目)變異。2.主要方法3.優(yōu)點:明顯縮短育種年限,所得

10、個體均為純合體。4.缺點:技術復雜。四、多倍體育種1.方法:用秋水仙素或低溫處理。2.處理材料:萌發(fā)的種子或幼苗。3.原理4.實例:三倍體無子西瓜(1)兩次傳粉(2)三倍體西瓜無子的原因:三倍體西瓜在減數(shù)分裂過程中,由于染色體聯(lián)會紊亂,不能產(chǎn)生正常配子。重難突破一、常用育種方法的選擇二、雜交育種目標個體的篩選1.培育雜合子品種選取符合要求的純種雙親雜交()F1(即所需品種)。若品種為有性生殖,則需年年制種,若品種可無性繁殖,則無需年年制種。2.培育隱性純合子品種選取符合要求的雙親雜交()F1F2選出表現(xiàn)型符合要求的個體種植并推廣。3.培育具顯性優(yōu)良性狀純合子品種(1)植物:選擇具有不同優(yōu)良性狀

11、的親本雜交,獲得F1F1自交獲得F2鑒別、選擇需要的類型,再自交至不發(fā)生性狀分離為止,或選擇F2中需要的類型單株留種、種植,后代不發(fā)生性狀分離的株系即為純種。(2)動物:選擇具有不同優(yōu)良性狀的親本雜交,獲得F1F1雌雄個體交配獲得F2鑒別、選擇需要的類型與隱性類型測交,選擇后代不發(fā)生性狀分離的F2個體。方法一辨析基因突變、基因重組與染色體結構變異方法技巧一、顯性突變與隱性突變1.基因突變類型2.判斷方法(1)選取突變個體與野生型個體雜交,若子代均為野生型,則為隱性突變,若子代有突變型,則為顯性突變。(2)讓突變個體自交,若子代有野生型,則為顯性突變,若全為突變型,則為隱性突變。二、辨析基因突變與基因重組1.根據(jù)細胞分裂方式(1)如果有絲分裂過程中姐妹染色單體上基因不同,則為基因突變,如圖甲。(2)如果減數(shù)分裂過程中姐妹染色單體上基因不同,可能發(fā)生了基因突變或交叉互換,如圖乙。2.根據(jù)變異前體細胞的基因型(1)如果親代基因型為AA或aa,則引起姐妹染色單體上A與a不同的原因是基因突變。(2)如果親代基因型為Aa,則引起姐妹染色單體上A與a不同的原因是基因突變或交叉互換。三、辨析基因突變與染色體結構變異1.方法四、辨析基因重組與染色體結構變異 染色體易位交叉互換圖解區(qū)別發(fā)生于非同源染色體之間發(fā)生于同源染色體的非姐妹染色單體間屬于染色體結構變