必修二 第四单元 第一讲 生物变异的来源

一、生物的变异[填图]有性生殖非等位基因非等位基因交叉互换二、基因重组[填空]1．概念：指具有不同遗传性状的雌雄个体进行

时，控制不同性状的

重新组合，导致后代不同于亲本类型的现象或过程。2．类型(1)减数分裂时非同源染色体上的

自由组合。(2)减数第一次分裂四分体时期的一对同源染色体上的非姐妹染色单体

，导致一条染色单体上的

重新组合。(3)基因工程中的DNA重组技术。非等位基因问题1、在水稻中，有芒（A）对无芒（a）是显性，抗病（R）对不抗病（r）是显性。有两个不同品种的水稻纯合子，一个品种有芒抗病，另一个品种无芒不抗病，你如何用杂交育种培育出无芒抗病新品种（写出包括亲本在内的前三代遗传图解,并加以文字说明）？P有芒抗病AARR×

无芒不抗病aarrF1AaRr有芒抗病×F2

有芒抗病有芒不抗病无芒不抗病无芒抗病从F2选出无芒抗病（aaRR或aaRr）植株，进行连续自交，直至不发生性状分离．

A_R_

A_rraaR_aarr三、基因突变1.对基因突变的理解[判断正误](1)基因突变是由于DNA片段的增添、缺失和替换引起的基因结构的改变。 (×)(2)基因突变一定会引起基因结构的改变，但不一定会引起生物性状的改变。 (√)(3)引起基因突变的外界因素有物理因素、化学因素和生物因素。 (√)(4)若没有外界因素的影响，基因就不会发生突变。(×)(5)基因突变具有普遍性、随机发生和不定向性以及低频性等特点。 (√)(6)基因突变能产生新基因，是生物变异的根本来源。(√)(7)基因突变按对表现型的影响可划分为自然突变和致死突变。

(×)2．基因突变的机理[填空](1)机理分析(2)实例分析(镰刀形细胞贫血症)①直接病因：血红蛋白肽链上的一个

发生改变。②根本病因：血红蛋白基因(DNA)上一个

发生改变，由A—T替换成了T—A。氨基酸碱基对四、染色体畸变1．染色体结构变异[连线]2．染色体数目变异[填空](1)非整倍体变异：体细胞内

的增加或减少。如先天性愚型(21三体综合征)、特纳氏综合征。(2)整倍体变异：体细胞内

成倍地增加或减少。①染色体组：二倍体生物的一个

中的

称为染色体组，其形态、

各不相同，包含了该生物的一整套遗传物质。②二倍体：体细胞中含有

的个体。如几乎所有动物和过半数高等植物。个别染色体染色体组配子全部染色体大小两个染色体组③多倍体：体细胞中含有

染色体组的个体。如三倍体无籽西瓜、八倍体小黑麦。④单倍体：体细胞中含有本物种

染色体组的个体。如蜜蜂中的雄蜂、单倍体植株。⑤一倍体：

中含有一个染色体组的个体，如雄蜂。三个或三个以上配子体细胞P有芒抗病AARR×

无芒不抗病aarrF1AaRr有芒抗病F1配子ARAraRar纯合二倍体AARRAArraaRRaarr↓↓↓↓秋水仙素→有芒无芒无芒不抗抗病不抗ARAraRar↓↓↓↓花药离体培养→单倍体幼苗问题2、在水稻中，有芒（A）对无芒（a）是显性，抗病（R）对不抗病（r）是显性。有两个不同品种的水稻纯合子，一个品种有芒抗病，另一个品种无芒不抗病，你如何快速培育出无芒抗病新品种（方法与过程）？思考:假若每年种一季水稻，用上述方法培育无芒抗病新品种至少需要几年时间？第一年第二年有芒抗病

↑

需要的无芒抗病品种问题2、培育无籽西瓜的育种方法是什么？其培育过程是怎样？三倍体种子(AAA)花粉四倍体(AAAA)二倍体(AA)♀♂二倍体(AA)三倍体植株(AAA)♀无籽西瓜的培育过程：问题1、秋水仙素的作用是？秋水仙素抑制纺锤体的形成，使染色体组加倍。问题2、三倍体植株所结西瓜为什么无籽？花粉剌激三倍体无籽西瓜三倍体植株在减数分裂过程中，染色体的联会紊乱，不能形成正常的生殖细胞。2.基因突变不一定导致生物性状改变的原因(1)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。(2)基因突变若为隐性突变，如AA―→Aa，也不会导致性状的改变。[特别提醒]

①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。②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。1．（2011·宁波二模）下图为大肠杆菌某基因的一条脱氧核苷酸链的碱基序列，以下变化对该基因所控制合成的多肽(以此链为模板)的氨基酸序列影响最大的是(不考虑终止密码子) (

)—ATGGGCCTGCTGA—GAGTTCTAA—1

4

7

10

13

100

103

106A．第6位的C被替换为TB．第9位与第10位之间插入1个TC．第100、101、102位被替换为TTTD．第103至105位之间缺失1个T解析：A项属于碱基替换，由于密码子存在简并性，可能对氨基酸序列无影响；B项属于碱基的增添，自增添处合成的多肽序列将会全部改变；C项属于整个密码子被替换，只会引起多肽序列中一个氨基酸的改变；D项属于碱基缺失，自缺失处合成的多肽序列将会改变，但D项改变对氨基酸序列的影响比B项小。答案：B2．下列有关基因重组的叙述，正确的是(

)A．基因型为Aa的个体自交，因基因重组而导致子代性状

分离B．基因A因替换、增添或缺失部分碱基而形成它的等位基因a，属于基因重组C．非姐妹染色单体间的互换可导致基因重组D．造成同卵双生姐妹间性状上差异的主要原因是基因重组答案：C 解析：基因型为Aa的个体自交，因等位基因分离导致子代性状分离。基因A因替换、增添或缺失部分碱基而形成它的等位基因a，属于基因突变。非姐妹染色单体间的互换可能导致基因重组。同卵双生姐妹的遗传物质相同，造成其性状上差异的主要原因是环境影响。1．染色体结构变异(1)易位与交叉互换的区别染色体易位交叉互换图解染色体易位交叉互换区别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体之间属于染色体结构变异属于基因重组可在显微镜下观察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(如下图

所示)2．染色体组的组成特点1．染色体组数量的判断方法(1)在细胞内任选一条染色体，细胞内与该染色体形态相同的染色体共有几条，则含有几个染色体组，如图甲中与1号(或2号)相同的染色体共有四条，此细胞有四个染色体组。(2)在细胞或生物体的基因型中，控制同一性状的基因(读音相同的大小写字母)出现几次，则有几个染色体组，如图乙中，若细胞的基因型为AaaaBBbb，任一种基因各有四个，则该生物含有四个染色体组。(3)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。如雌果蝇体细胞中有8条染色体，分为4种形态，则染色体组的数目为2个。2．变异类型与细胞分裂的关系变异类型细胞分裂方式基因突变可发生于无丝分裂、有丝分裂、减数分裂基因重组减数分裂染色体变异有丝分裂、减数分裂[特别提醒]如何判断几倍体：凡是由受精卵发育来的个体，体细胞中有几个染色体组(即精子加卵子的染色体组数)就叫几倍体。凡是由配子直接发育的个体，体细胞中无论含有几个染色体组，都是单倍体，因此单倍体不一定只含有一个染色体组，而只含有一个染色体组的个体一定是单倍体，也是一倍体。3．下列有关变异的说法正确的是(

)A．染色体中DNA的一个碱基对缺失属于染色体结构变异B．染色体变异、基因突变均可以用光学显微镜直接观察C．同源染色体上非姐妹染色单体之间的交叉互换属于基因重组D．染色体变异只发生于有丝分裂过程中解析：DNA分子中碱基对的缺失属于基因突变；染色体变异可以用光学显微镜观察，而基因突变是DNA分子水平的改变，不能直接用光学显微镜观察到；染色体变异可发生于有丝分裂或减数分裂过程中；同源染色体非姐妹染色单体的交叉互换属于基因重组。答案：C4．(2011·湘潭模拟)如图为果蝇细胞的染色体组成，以下说法正确的是(

)A．染色体1、4、5、7组成果蝇的一个染色体组B．染色体3、6之间的片段交换属于基因重组C．控制果蝇红眼或白眼的基因位于2号染色体上D．果蝇基因组可由1、3、6、7四个染色体组成解析：染色体3、6之间的片段交换属于染色体结构变异中的易位；控制果蝇红眼或白眼的基因位于X染色体(1号染色体)上；果蝇基因组可由1、2、3、6、7五条染色体组成。答案：A命题角度——生物变异与育种(1)从近几年高考情况看，基因突变、基因重组和染色体畸变是高考频繁涉及的命题点。①主要考查对相关概念的内涵、外延的理解应用及分析、解决问题的能力，特别是对易混点：基因突变与染色体结构变异、交叉互换(基因重组)与易位的区别；结合减数分裂综合考查识图、析图的能力。基因突变——碱基替换、增加、缺失与性状改变程度的相互关系，成为高考的热点。②在呈现形式上以选择题为主，非选择题也开始涉及。(2)以考查基因突变的特点、原因与类型的判断及其对性状影响的结果分析；基因重组以在杂交育种和基因治疗疾病方面的应用为出发点，命制选择题的几率较高。基因重组、基因突变和染色体畸变及育种，以新的生物科技进展联系转基因生物的安全性等，命制非选择题进行考查的可能性较大。图1为具有2对相对性状的某自花传粉的植物种群中甲植株(纯种)的一个A基因和乙植株(纯种)的一个B基因发生突变的过程(已知A基因和B基因是独立遗传的)，请分析该过程，回答下列问题：(1)上述两个基因发生突变是由于__________________引起的。(2)图2为甲植株发生了基因突变的细胞，它的基因型为____________，表现型是__________________，请在图中标明基因与染色体的关系。(3)甲、乙发生基因突变后，该植株及其子一代均不能表现突变性状，为什么？可用什么方法让其后代表现出突变性状。(4)a基因和b基因分别控制两种优良性状。请利用已表现出突变性状的植株为实验材料，设计实验，培育出同时具有两种优良性状的植株(用遗传图解表示)。(5)该种植物野生型都为矮茎，现在野生种群中发现生长着少数高茎植株。若已证明高茎为基因突变所致，有两种可能：一是显性突变，二是隐性突变，请设计一个简单实验方案加以判定。[解析]

(1)由图可知甲植株和乙植株都发生了碱基的替换。(2)因为A基因和B基因是独立遗传的，所以这两对基因应该分别位于图中的两对同源染色体上。又由于甲植株(纯种)的一个A基因发生突变，所以该细胞的基因型应该是AaBB，性状是扁茎缺刻叶。(3)植株虽已突变但由于A对a的显性作用，B对b的显性作用，在植株上并不能表现出突变性状。当突变发生于体细胞时，突变基因不能通过有性生殖传给子代；要想让子代表现出突变性状，可对突变部位的组织细胞进行组织培养，而后让其自交，后代中即可出现突变性状。(4)杂交育种和单倍体育两种方法都能达到育种目的。(5)野生型都为纯种，若是显性突变则突变型有杂合子与纯合子之分，若是隐性突变，则不发生性状分离。[答案]

(1)一个碱基的替换(或碱基对改变或基因结构的改变)(2)AaBB(写Aa不正确)扁茎缺刻叶(写扁茎不正确)表示出两对基因分别位于两对同源染色体上即可(3)该