教育专题：专题4小专题11生物的变异

专题四,生物的遗传、变异与进化,小专题,11,生物的变异,1三种可遗传变异的比较,2.基因突变,(1)特点,普遍性：,不论原核生物还是真核生物都普遍存在，个体发育的任何时期都可发生基因突变。,随机性,：生物个体的任何部位，只要有DNA分子复制，就可能发生基因突变。,低频性：,自然情况下突变率很低，从另一方面体现了遗传物质的相对稳定性。,多害少利性：,所以在诱变育种中要大量地处理供试材料，才可能获得人们所需要的突变基因。,不定向性：,一个基因可朝不同方向突变，形成多种突变基因(复等位基因)。,(2),人工诱变,原理：,利用物理、化学因素处理生物，使它发生基因突变。,方法,物理方法：辐射诱变、激光诱变；,化学方法：用秋水仙素、硫酸二乙酯、亚硝酸等处理。,过程：,生物,物理、化学因素,基因突变变异类型选育良种。,意义：,提高变异频率，创造动物、植物和微生物新品种。,3染色体变异,(1)类型,染色体结构变异、染色体数目变异。,(2)二倍体、多倍体和单倍体的判定,二倍体和多倍体，是由受精卵发育而来的，多倍体还可以通过体细胞杂交而来，如白菜甘蓝异源四倍体。可根据其体细胞中的染色体组数来判断。,单倍体是指含有本物种配子染色体数目的个体，通常是由生殖细胞不经过受精作用直接发育而成，其存在的前提是本物种体细胞中的染色体组数是偶数(如二倍体、四倍体、六倍体)的生物，才有可能形成单倍体。,因此，单倍体的体细胞中也可以含有多个染色体组。如普通小麦,(六倍体)经花药离体培育而成的小麦苗，称为普通小麦的单倍体，而不称作三倍体。,【,注意,】,关于单倍体和多倍体的育性，主要看其染色体组的组成(来源和数目)，凡具奇数个染色体组的个体如染色体组为A、AAA不可育，具偶数个染色体组的个体如染色体组为AB、AAAB亦不可育，但经加倍后均可育(,注意,：这里的字母代表染色体组，而不是代表基因)。,(3),单倍体、二倍体和多倍体的比较,一、染色体组数的判定,1,染色体组是指真核细胞中形态和功能各不相同，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非同源染色体。要构成一个染色体组应具备以下几条：,(1),一个染色体组中不含同源染色体，但源于同一个祖先种。,(2),一个染色体组中所含的染色体形态、大小和功能各不相同。,(3),一个染色体组中含有控制该种生物性状的一整套基因，但不能重复。,所以，要确定某生物体细胞中染色体组的数目，可从以下几个方面考虑：,细胞内形态相同的染色体,(同源染色体)有几条，则含有几个染色体组。如右图细胞中相同的染色体有4条，此细胞中有4个染色体组。,根据基因型来判断。在细胞或生物体的基因型中，控制同一性状的基因出现几次，则有几个染色体组。如右图基因型为AAaaBBBb的细胞或生物体含有4个染色体组。这种方法仅适合于判断同源多倍体。,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。例如，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。,【,注意,】,根据染色体组的数目可判断生物是二倍体还是多倍体，但一般不能用于直接判断单倍体，通常以n表示一个染色体组，2n和n分别代表体细胞和配子染色体组。,二、蜂群里三种蜂的发育及分工情况,三,、原核生物的可遗传变异,原,核生物在自然情况下，只进行无性生殖,(,二分裂,),，而且，,DNA,裸露，不形成染色体。所以，自然状态下，原核生物的可遗传变异仅有基因突变。但进行基因工程操作时将外源基因导入原核细胞则属于基因重组。,【热点考向1】,基因重组及意义,【例,1】,(2011,南京师大附中月考,),为获得纯合高蔓抗病番茄植株，采用了如图所示的方法：图中两对相对性状独立遗传。据图分析，下列说法正确的是,(,),A,通过过程最后育出纯合高蔓抗病植株，说 明变异是定向的,B,花药离体培养形成的个体均为纯合子,C,过程是一个淘汰选育的过程，利用的原理主要 是基因重组,D,图中筛选过程不改变抗病基因频率,【解析】,过程表示杂交育种，杂交过程中通过基因重组，产生多种性状，变异是不定向的。过程是单倍体育种，花药离体培养形成的个体为单倍体，单倍体经秋水仙素处理，染色体加倍后形成的个体才是纯合子。过程是一个逐代淘汰选育的过程，利用的原理主要是基因重组。基因工程可产生定向变异。图中筛选过程其实是通过人工选择挑选优良品种，所以抗病基因频率通过不断筛选而提高。,【答案】,C,【变式1】,(2011,湖南师大附中月考,),下面是果蝇的一个精原细胞减数分裂不同时期核,DNA,、染色体、染色单体的数量变化图，其中可能发生非等位基因自由组合的是,(),【解析】,在减数分裂中，非等位基因的自由组合发生在减数第一次分裂后期，此时核,DNA,、染色体、染色单体的数量关系为,212,。果蝇体细胞的染色体为,8,条，所以在图中为,16816,。,【答案】,D,【热点考向2】,基因突变的特征和原因,【例2】,(2011,湖南师大附中月考,),下图表示人类镰刀型细胞贫血症的病因，已知谷氨酸的密码子是,GAA,、,GAG,。据图分析正确的是,(,),A,转运缬氨酸的,tRNA,一端的三个碱基是,CAU,B,过程是,链做模板，以脱氧核苷酸为原料，由,ATP,供能，在有关酶的催化下完成的,C,控制血红蛋白的基因中任意一个碱基发生替换都会引起镰刀型细胞贫血症,D,人发生此贫血症的根本原因在于血红蛋白中的一个谷氨酸被缬氨酸取代,【解析】,从图中可以看出，转运缬氨酸的,tRNA,一端的三个碱基是,CAU,；过程是,链做模板，以核糖核苷酸为原料，由,ATP,供能，在有关酶的催化下完成的；基因突变并不一定都会使生物性状发生改变，原因是突变可能发生在基因的内含子或非编码区，还可能是因为密码子的简并性。发生人类镰刀型细胞贫血症的根本原因是基因突变。,【答案】,A,【变式2】,(2011,杭州宏升高复一模,),如果一个基因的中部缺失了,1,个脱氧核苷酸对，不可能的结果是,(),A,无法合成蛋白质产物,B,翻译为蛋白质时在缺失位置终止,C,所控制合成的蛋白质减少多个氨基酸,D,翻译的蛋白质中，缺失部位以后的氨基酸序列发 生变化,【解析】,如果一个基因的中部缺失了,1,个脱氧核苷酸对，可能导致翻译为蛋白质时在缺失位置终止，也可能合成的蛋白质减少多个氨基酸，或者缺失部位以后的氨基酸序列发生变化。但缺失位点之前的基因正常，即能够翻译出蛋白质。,【答案】,A,【热点考向3】,染色体结构变异和数目变异,【例3】,(2011,海南卷,),关于植物染色体变异的叙述，正确的是,(,),A,染色体组整倍性变化必然导致基因种类的增加,B,染色体组非整倍性变化必然导致新基因的产生,C,染色体片段的缺失和重复必然导致基因种类的 变化,D,染色体片段的倒位和易位必然导致基因排列顺序的变化,【解析】,染色体整倍变化或单条染色体的增减或染色体片段的缺失和重复，使生物遗传物质发生改变，但没有产生新基因，基因种类没有增减。染色体片段的倒位和易位使基因排列顺序发生了改变。,【答案】,D,【变式3】,(2011,湖南师大附中月考,),染色体之间的交叉互换可能导致染色体结构或基因序列的变化。甲、乙两图分别表示两种常染色体之间的交叉互换模式，丙、丁、戊图表示某染色体变化的三种情形。则下列叙述正确的是,(),A,甲图所示交换模式可以导致戊的形成,B,乙图所示交换模式可以导致丙的形成,C,甲图所示交换模式可以导致丁或戊两种情 形的产生,D,乙图所示交换模式可以导致戊的形成,【解析】,甲图是同源染色体的交叉互换，结果是出现基因的自由组合，没有新基因的出现，可以出现丁但不可能出现戊，所以,A,、,C,错误。乙图是非同源染色体的交叉互换，结果是染色体结构变异，可以出现戊，丙是染色体片段的重复而导致的染色体结构变异。,【答案】,D,【热点考向4】,转基因食品的安全,【例4】,(2010,江苏卷),下列关于转基因植物的叙述，正确的是(),A转入油菜的抗除草剂基因，可能通过花粉传入环境中,B转抗虫基因的植物不会导致昆虫群体抗性基因频率增加,C动物的生长激素基因转入植物后不能表达,D如转基因植物的外源基因来源于自然界，则不存在安全性问题,【解析】,抗除草剂基因导入油菜的染色体后可以通过花粉传入环境中；转抗虫基因的植物可杀死无抗虫性昆虫，对昆虫的抗性具有选择作用，所以会导致昆虫群体抗性基因频率增加；转基因技术打破了生殖隔离，动物的生长激素基因转入植物后可表达；来源于自然界的目的基因导入植物体后，可能破坏原有的基因结构，具有不确定性，外源基因也可能通过花粉传播，使其他植物成为“超级植物”等，所以也存在安全性问题。,【答案】A,【变式4】,(2010,上海卷,),运用转基因技术培养的单细胞“工程硅藻”，可把光合作用合成的有机物以脂质的形式储存起来。科学家计划在海水中大量培养“工程硅藻”，捕捞后从中提炼“生物柴油”。与矿物柴油相比，使用这种“生物柴油”的优点是,(),可再生,不显著增加碳排放,不排放含硫废气,不会对生态环境造成负面影响,A,B,C,D,【解析】,由于,“生物柴油”是由硅藻通过光合作用产生的能源，它与矿物柴油比较优点是：可再生，不显著增加碳排放，不会排放含硫废气，减少环境污染；对生态环境是否造成负面影响还不确定。,【答案】A,