2014屆高考生物一輪復習課件：2.3.1-生物的變異(人教版)講義

[教材學問問題化梳理]一、基因突變(1)概念：DNA分子中發(fā)生堿基對的替換、增加或缺失，而引起的基因構造的轉(zhuǎn)變。普遍性低頻性新基因生物變異原始材料(5)誘發(fā)基因突變的因素：(4).基因突變的緣由分析二、基因重組(1)實質(zhì)：把握不同性狀的基因重新組合。非等位基因穿插互換轉(zhuǎn)基因(3)結果：產(chǎn)生，導致消逝。(4)意義：形成生物多樣性的重要緣由之一。新的基因型重組性狀(5)．基因重組圖解分析三、染色體變異1．染色體構造變異的類型2．染色體數(shù)目變異

(1)單倍體、二倍體和多倍體：①單倍體：體細胞中含有配子中染色體數(shù)目的個體。②二倍體：由受精卵發(fā)育而來，體細胞中含有兩個染色體組的個體。③多倍體：由受精卵發(fā)育而來，體細胞中含有三個或三個以上染色體組的個體。(2)單倍體育種和多倍體育種：①圖中a和c操作是秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗，其作用原理是秋水仙素抑制紡錘體形成。②圖中b過程是花藥離體培育。③單倍體育種的優(yōu)點是明顯縮短育種年限。四倍體←二倍體→單倍體→純合二倍體abc一、在小題集訓中洞悉命題視角1．推斷有關基因突變和基因重組表達的正誤。(1)A基因突變?yōu)閍基因，a基因還可能再突變?yōu)锳基因。(2023·海南卷T8A)()(2)人類鐮刀形細胞貧血癥發(fā)生的根本緣由是基因突變。(2023·上海卷T7A)()(3)非同源染色體自由組合，導致在減數(shù)分裂過程中發(fā)生基因重組。(2023·福建卷T3B改編)()(4)非姐妹染色單體的穿插互換可引起基因重組。(2023·寧夏卷T5B)()√√[效果自評組合式設計]√√2．推斷有關染色體變異表達的正誤。(1)染色體片段的缺失和重復必定導致基因種類的變化。(2023·海南卷T19C)()(2)染色體片段的倒位和易位必定導致基因排列挨次的變化。(2023·海南卷T19D)()(3)低溫可抑制染色體著絲點分裂，使子染色體不能分別移向兩極。(2023·福建卷T3A)()(4)多倍體形成過程增加了非同源染色體重組的時機。(2023·廣東卷T7D)()×√××3．推斷以以以下圖中發(fā)生的變異類型。(2023·上海卷T22改編)4.據(jù)雌雄果蠅染色體圖解答復以下問題。(1)請寫出果蠅一個染色體組的染色體組成。答案：Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y。(2)假設染色體Ⅱ中DNA分子某堿基對G/C缺失或染色體Ⅱ中某一片段缺失，它們分別屬于哪種變異類型？答案：基因突變，染色體構造變異(缺失)。(3)假設某一雌果蠅減數(shù)分裂形成的卵細胞染色體組成為Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X、X，這屬于哪種變異類型？答案：染色體數(shù)目變異。1．基因突變與基因重組的比較基因突變基因重組變異本質(zhì)基因分子構造發(fā)生轉(zhuǎn)變原有基因的重新組合發(fā)生時間通常在有絲分裂間期和減數(shù)第一次分裂前的間期減數(shù)第一次分裂四分體時期和減數(shù)第一次分裂后期適用范圍全部生物(包括病毒)進展有性生殖的真核生物和基因工程中的原核生物基因突變與基因重組基因突變基因重組結果產(chǎn)生新基因(等位基因)，把握新性狀產(chǎn)生新基因型，不產(chǎn)生新基因意義是生物變異的根原來源，生物進化的原始材料生物變異的重要來源，有利于生物進化應用人工誘變育種雜交育種聯(lián)系通過基因突變產(chǎn)生新基因，為基因重組供給了自由組合的新基因，基因突變是基因重組的根底2.姐妹染色單體中等位基因來源的推斷[例１](2023·江蘇高考)某植株的一條染色體發(fā)生缺失突變，獲得該缺失染色體的花粉不育，缺失染色體上具有紅色顯性基因B，正常染色體上具有白色隱性基因b(見右圖)。如以該植株為父本，測交后代中局部表現(xiàn)為紅色性狀。以下解釋最合理的是() A．減數(shù)分裂時染色單體1或2上的基因b突變?yōu)锽B．減數(shù)其次次分裂時姐妹染色單體3與4自由分別C．減數(shù)其次次分裂時非姐妹染色單體之間自由組合D．減數(shù)第一次分裂時非姐妹染色單體之間穿插互換D[解析]由于“缺失染色體的花粉不育”，所以以該植株為父本，理論上測交后代應當全部表現(xiàn)為白色性狀。后代中消逝局部紅色性狀，可能是圖示染色單體1或2上的基因b突變?yōu)锽，但這種可能性很小，故A項不是最合理的；也有可能是減數(shù)第一次分裂的四分體時期非姐妹染色單體之間發(fā)生了穿插互換，B基因轉(zhuǎn)移到染色單體1或2上，這種狀況最為常見，D項解釋最合理。1.染色體易位與穿插互換的比較染色體易位穿插互換圖解染色體變異區(qū)分發(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構造變異屬于基因重組可在顯微鏡下觀看到在顯微鏡下觀看不到2．染色體的缺失、重復、倒位與基因突變的區(qū)分3．染色體組數(shù)量的推斷(1)依據(jù)染色體的形態(tài)推斷。細胞內(nèi)同一形態(tài)的染色體共有幾條，則該細胞中含有幾個染色體組。如圖甲中與1號(或2號)一樣的染色體共有4條，此細胞有4個染色體組。(2)依據(jù)基因型推斷。把握同一性狀的基因(讀音一樣的大、小寫字母)消逝幾次，則含有幾個染色體組。如圖乙中基因型為AaaaBbbb，任一種基因有4個，則該細胞中含有4個染色體組。(3)依據(jù)染色體的數(shù)目和染色體的形態(tài)數(shù)來推算。染色體組的數(shù)目＝染色體數(shù)/染色體形態(tài)數(shù)。如雌果蠅體細胞中有8條染色體，分為4種形態(tài)，則染色體組的數(shù)目為2個。4．單倍體、二倍體和多倍體的比較單倍體二倍體多倍體發(fā)育來源配子受精卵染色體組1至多個23個或3個以上形成緣由自然成因單性生殖正常的有性生殖外界環(huán)境條件劇變?nèi)斯ふT導花藥離體培育秋水仙素處理單倍體幼苗秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗單倍體二倍體多倍體形成過程單倍體二倍體多倍體特點植株弱小高度不育正常可育果實、種子較大，養(yǎng)分物質(zhì)含量豐富，生長發(fā)育延遲，牢固率低舉例蜜蜂的雄蜂幾乎全部的動物和過半數(shù)高等植物香蕉(三倍體)；馬鈴薯(四倍體)；八倍體小黑麥[例2](2023·武漢名校調(diào)研)以以以下圖是四種不同的植物體體細胞染色體組成，以下說法正確的選項是()A．甲、乙、丙、丁分別屬于二倍體、三倍體、單倍體和四倍體B．乙個體的細胞中最多含有18條染色體C．丙細胞發(fā)生基因突變，自然狀態(tài)下突變基因可以通過有性生殖遺傳給后代D．丁產(chǎn)生的可遺傳的變異來源有三種D[解析]甲、乙、丁假設是由本物種配子發(fā)育來的，則都屬于單倍體；乙個體的細胞在正常有絲分裂狀況下，后期染色體最多，為18條，但假設發(fā)生染色體數(shù)目變異，則染色體可能超過18條；丙的體細胞中只含一個染色體組，不能進展正常的減數(shù)分裂，其突變基因不行能通過有性生殖遺傳給后代；丁產(chǎn)生的可遺傳的變異來源有三種，即基因突變、基因重組和染色體變異。

5.變異類型與細胞分裂的關系變異類型細胞分裂方式基因突變可發(fā)生于無絲分裂、有絲分裂、減數(shù)分裂基因重組減數(shù)分裂染色體變異有絲分裂、減數(shù)分裂1．基因突變對蛋白質(zhì)構造的影響堿基對影響范圍對氨基酸序列的影響替換小只轉(zhuǎn)變1個氨基酸或不轉(zhuǎn)變增加大插入位置前不影響，影響插入后的序列缺失大缺失位置前不影響，影響缺失后的序列不能推斷基因突變與生物性狀的關系2．基因突變對性狀的影響(1)基因突變影響性狀：緣由：突變引起密碼子轉(zhuǎn)變，最終表現(xiàn)為蛋白質(zhì)功能轉(zhuǎn)變，影響生物性狀。例如鐮刀型細胞貧血癥。(2)基因突變不影響性狀：緣由：①假設基因突變發(fā)生后，引起了mRNA上的密碼子轉(zhuǎn)變，但由于一種氨基酸可對應多個密碼子，假設該轉(zhuǎn)變了的密碼子與原密碼子對應的是同一種氨基酸，此時突變基因把握的性狀不轉(zhuǎn)變；②假設基因突變?yōu)殡[性突變，如AA中其中一個A→a，此時性狀也不轉(zhuǎn)變。3．基因突變的結果是產(chǎn)生新基因，并不全是產(chǎn)生等位基因不同生物的基因組組成不同，病毒和原核細胞的基因組構造簡潔，基因數(shù)目少，而且一般是單個存在的，不存在等位基因。因此，真核生物基因突變可產(chǎn)生它的等位基因，而原核生物和病毒基因突變產(chǎn)生的是一個新基因。高考命題常從以下角度設置陷阱(1)基因突變的類型，推斷生物性狀轉(zhuǎn)變的狀況。(2)氨基酸的密碼子和蛋白質(zhì)中氨基酸的排列順序，確定基因突變的類型。1．假設一個基因的中部缺失了1個核苷酸對，不行能的后果是 ()A．沒有蛋白質(zhì)產(chǎn)物B．翻譯為蛋白質(zhì)時在缺失位置終止C．所把握合成的蛋白質(zhì)削減多個氨基酸D．翻譯的蛋白質(zhì)中，缺失部位以后的氨基酸序列發(fā)生變化解析：基因的中部假設編碼區(qū)缺少1個核苷酸對，該基因照舊能表達，但是表達產(chǎn)物(蛋白質(zhì))的構造發(fā)生變化，有可能消逝以下三種狀況：翻譯為蛋白質(zhì)時在缺失位置終止、所把握合成的蛋白質(zhì)削減或者增加多個氨基酸、缺失部位以后的氨基酸序列發(fā)生變化。A2．(2023·福建高考)以以以下圖為人WNK4基因局部堿基序列及其編碼蛋白質(zhì)的局部氨基酸序列示意圖。WNK4基因發(fā)生一種突變，導致1169位賴氨酸變?yōu)楣劝彼?。該基因發(fā)生的突變是 ()A．①處插入堿基對G—CB．②處堿基對A—T替換為G—CC．③處缺失堿基對A—TD．④處堿基對G—C替換為A—TB解析：依據(jù)圖中1168位的甘氨酸的密碼子GGG，可知WNK4基因是以其DNA分子下方的一條脫氧核苷酸鏈為模板轉(zhuǎn)錄形成mRNA的，那么1169位的賴氨酸的密碼子是AAG，因此取代賴氨酸的谷氨酸的密碼子最可能是GAG，由此可推知該基因發(fā)生的突變是②處堿基對A－T被替換為G－C。有關變異緣由與變異類型的試驗探究(2)植物可通過無性生殖方式產(chǎn)生子代，在適宜條件下培育，觀看子代是否消逝該變異性狀。1．可遺傳變異與不行遺傳變異的探究2．染色體變異與基因突變的判別基因突變是分子水平的變異，在光學顯微鏡下是觀看不到的，而染色體變異是細胞水平的變異，在光學顯微鏡下一般可以觀看到。因此制作正常親本與待測變異親本的有絲分裂臨時裝片，找到中期圖進展構造與數(shù)目的比較可以區(qū)分染色體變異與基因突變。3．顯性突變和隱性突變的判定(2)判定方法：①選取突變體與其他未突變體雜交，據(jù)子代性狀表現(xiàn)推斷。②讓突變體自交，觀看子代有無性狀分別而推斷。[案例示法][典例]遺傳學上將染色體上某一區(qū)段及其帶有的基因一起喪失的現(xiàn)象叫缺失，假設一對同源染色體中兩條染色體在一樣區(qū)域同時缺失叫缺失純合子，假設僅一條染色體發(fā)生缺失而另一條正常叫缺失雜合子。缺失雜合子的生活力降低但能存活，缺失純合子常導致個體死亡?，F(xiàn)有一紅眼雄果蠅XAY與一白眼雌果蠅XaXa雜交，子代中消逝一只白眼雌果蠅。請承受兩種方法推斷這只白眼雌果蠅的消逝是由缺失造成的，還是由基因突變引起的。方法一：______________________________________。方法二：______________________________________。[解題指導](1)鏡檢法：對于染色體變異，可通過顯微鏡檢測的方法，觀看該果蠅分裂的細胞中染色體構造是否發(fā)生轉(zhuǎn)變，確定該變異是來自基因突變還是染色體缺失。(2)雜交法：利用題干中的信息“缺失純合子導致個體死亡”這一現(xiàn)象，將該果蠅與紅眼雄果蠅雜交，觀看并統(tǒng)計子代雌雄個體數(shù)目的比例來確定該變異的來源。假設為基因突變，則XaXa×XAY―→XAXa、XaY，子代雌雄比例為1∶1，假設該變異為染色體缺失造成，則XaX×XAY→XAXa、XAX、XaY、XY(致死)，子代雌雄比例為2∶1。[標準答案]方法一：取該果蠅有分裂力氣的細胞制成裝片，顯微鏡下觀看染色體構造，假設染色體正常，可能是基因突變引起的；反之可能是染色體缺失造成的方法二：選該白眼雌果蠅與紅眼雄果蠅雜交，假設雜交子代中雌果蠅數(shù)與雄果蠅數(shù)為1∶1，則這只白眼雌果蠅的消逝是由基因突變引起的；假設雜交子代中雌果蠅數(shù)與雄果蠅數(shù)比為2∶1，則這只白眼雌果蠅的消逝是由染色體缺失造成的[歸納小結]雜交法的關鍵是選取適宜的雜交個體，選取的依據(jù)是能讓子代個體在不同類型的變異中消逝明顯的差異，可以是性狀的差異、性狀分別比的差異，也可以是性別比例的差異。[課堂考點集訓]考點一基因突變1．(2023·太原模考)基因突變是生物變異的根原來源，以下有關表達錯誤的選項是 ()A．生物體內(nèi)的基因突變屬于可遺傳的變異B．基因突變的頻率很低，個體每代突變的基因數(shù)很少C．基因只要發(fā)生突變，生物的表現(xiàn)型就確定轉(zhuǎn)變D．基因突變的方向與環(huán)境沒有明確的因果關系C解析：有些基因雖然發(fā)生了突變，但生物的性狀不愿定轉(zhuǎn)變。2．(2023·合肥四校質(zhì)檢)用人工誘變方法使黃色短桿菌的某基因模板鏈的局部脫氧核苷酸序列發(fā)生如下變化：CCGCTAACG→CCGCGAACG，那么黃色短桿菌將發(fā)生的變化和結果是(可能用到的密碼子：天冬氨酸—GAU、GAC；丙氨酸—GCA、GCU、GCC、GCG) ()A．基因突變，性狀轉(zhuǎn)變B．基因突變，性狀沒有轉(zhuǎn)變C．染色體構造缺失，性狀沒有轉(zhuǎn)變D．染色體數(shù)目轉(zhuǎn)變，性狀轉(zhuǎn)變A解析：比照題中該基因的局部序列可知，基因中CTA轉(zhuǎn)變成CGA，mRNA中相應的密碼子由GAU轉(zhuǎn)變成GCU，多肽中相應的氨基酸由天冬氨酸轉(zhuǎn)變成丙氨酸。因此，黃色短桿菌發(fā)生了基因突變，性狀也發(fā)生了轉(zhuǎn)變。由于只是局部堿基的轉(zhuǎn)變，所以不會導致染色體構造和數(shù)目的變化?？键c二基因重組3．(2023·洛陽統(tǒng)考)以下狀況可引起基因重組的是()①非同源染色體上的非等位基因自由組合②一條染色體的某一片段移接到另一條非同源染色體上③同源染色體的非姐妹染色單體之間發(fā)生局部交換④DNA分子中發(fā)生堿基對的增加、缺失或替換⑤正常夫婦生出白化病兒子A．①②③ B．③④C．①③ D．①③⑤C解析：基因重組發(fā)生在減數(shù)第一次分裂前期(③)和后期(①)，②屬于染色體構造變異，④屬于基因突變，⑤屬于性狀分別?？键c三染色體變異4．以下關于染色體組的表達，正確的選項是 ()A．染色體組內(nèi)不存在同源染色體B．染色體組只存在于生殖細胞中C．染色體組只存在于體細胞中D．染色體組在減數(shù)分裂過程中消逝解析：染色體組是指細胞中形態(tài)和功能各不一樣，但攜帶著把握一種生物生長、發(fā)育、遺傳和變異的全部遺傳信息的一組非同源染色體，所以染色體組內(nèi)不存在同源染色體；生殖細胞和體細胞中都存在染色體組。AA．與正常植株相比，單倍體植株一般長得弱小，而且高度不育B．含有兩個染色體組的生物體，也可能是單倍體C．利用單倍體育種可縮短育種年限，能培育出品質(zhì)優(yōu)良的單倍體D．由花粉直接發(fā)育成的植物體是單倍體解析：四倍體生物的單倍體含有兩個染色體組；單倍體育種的結果是培育出具有正常染色體數(shù)目的純合子，而不是為了得到單倍體。C6．用秋水仙素處理植物分生組織，能誘導細胞內(nèi)染色體數(shù)目加倍，那么，用確定時間的低溫(4℃)處理水培的洋蔥根尖時，是否也能誘導細胞內(nèi)染色體數(shù)目加倍？請就低溫對細胞內(nèi)染色體數(shù)目的影響是否與秋水仙素的影響一樣這個問題進展試驗探究。材料用具：長出根尖的洋蔥(2N＝16)假設干，培育皿假設干，清水，冰箱，2%的秋水仙素溶液。(1)試驗假設：____________________________________。假設依據(jù)：______________________________________。低溫同秋水仙素一樣，可以誘導細胞內(nèi)染色體數(shù)目加倍低溫能夠影響酶的活性(或紡錘體形成)，使細胞不能正常進展有絲分裂(2)試驗步驟①取3個潔凈的培育皿，分別標號為1、2、3。②_________________________________________________________________________________________________。③將3組根尖分別制成裝片后，在顯微鏡下觀看和比較經(jīng)過不同處理的根尖細胞內(nèi)染色體數(shù)目。(3)結果猜測與結論①_________________________________________________________________________________________________。②__________________________________________________________________________________________________。將3組生長狀況一樣的洋蔥根尖分別放入3個培育皿中，其中1號放在室溫下，2號放在4℃冰箱中，3號放在滴加了2%的秋水仙素的溶液中，同樣處理12h假設1號和2號一樣，染色體數(shù)目沒有轉(zhuǎn)變，則低溫不能誘導細胞內(nèi)染色體數(shù)目加倍假設2號和3號一樣，染色體數(shù)目加倍，則低溫可誘導細胞內(nèi)染色體數(shù)目加倍解析：該題以“秋水仙素誘導染色體數(shù)目加倍”引出要探究的課題，是從教材內(nèi)容取材的。由試驗目的可知，本試驗應設立3個環(huán)境：①常溫下；②低溫下；③秋水仙素處理。而這里最易被無視的是第①組常溫狀態(tài)(空白比照)。將3個狀態(tài)下的試驗結果相比照便可得出結論。力氣提高1．(2023·安徽高考)人體甲狀腺濾泡上皮細胞具有很強的攝碘力氣。臨床上常用小劑量的放射性同位素131I治療某些甲狀腺疾病，但大劑量的131I對人體會產(chǎn)生有害影響。積聚在細胞內(nèi)的131I可能直接()A．插入DNA分子引起插入點后的堿基序列轉(zhuǎn)變B．替換DNA分子中的某一堿基引起基因突變C．造成染色體斷裂、缺失或易位等染色體構造變異D．誘發(fā)甲狀腺濾泡上皮細胞基因突變并遺傳給下一代C解析：DNA分子的組成元素為C、H、O、N、P，不含碘元素，故碘不能插入DNA分子中或替換某一堿基；大劑量的放射性同位素131I積聚在甲狀腺濾泡上皮細胞可誘發(fā)其發(fā)生基因突變，但因突變發(fā)生在體細胞而不是生殖細胞，故不能遺傳給下一代；大劑量131I可造成染色體斷裂、缺失或易位等染色體構造變異。2．(2023·上海高考改編)基因突變在生物進化中起重要作用，以下表述錯誤的選項是 ()A．A基因突變?yōu)閍基因，a基因還可能再突變?yōu)锳基因B．A基因可突變?yōu)锳1、A2、A3……，它們?yōu)橐唤M復等位基因C．基因突變大局部是有利的D．基因突變可以轉(zhuǎn)變種群的基因頻率解析：A基因突變?yōu)閍基因，a基因還可以回復突變?yōu)锳基因；基因突變具有不定向性，可以產(chǎn)生一組復等位基因；基因突變大多是中性的；基因突變能夠轉(zhuǎn)變種群基因頻率。C3．(2023·江蘇高考)在有絲分裂和減數(shù)分裂的過程中均可產(chǎn)生的變異是(多項選擇) ()A．DNA復制時發(fā)生堿基對的增加、缺失或轉(zhuǎn)變，導致基因突變B．非同源染色體之間發(fā)生自由組合，導致基因重組C．非同源染色體之間交換一局部片段，導致染色體結構變異D．著絲點分裂后形成的兩條染色體不能移向兩極，導致染色體數(shù)目變異ACD解析：有絲分裂和減數(shù)分裂的過程中都有DNA的復制，在DNA復制的過程中可能發(fā)生基因突變；非同源染色體之間的自由組合只發(fā)生在減數(shù)分裂的過程中，故只有減數(shù)分裂過程中能發(fā)生基因重組；非同源染色體之間交換一局部片段在有絲分裂和減數(shù)分裂過程都可以發(fā)生，引起的變異為染色體構造變異中的易位，而同源染色體的非姐妹染色單體間交換局部片段則發(fā)生在減數(shù)分裂過程中，引起的變異為基因重組；在有絲分裂的后期或減數(shù)其次次分裂的后期，都可能發(fā)生著絲點分裂后染色體的分別特殊，引起染色體數(shù)目的變異。4．(2023·新課標全國卷)在白花豌豆品種栽培園中，偶然發(fā)現(xiàn)了一株開紅花的豌豆植株，推想該紅花表現(xiàn)型的消逝是花色基因突變的結果。為了確定該推想是否正確，應檢測和比較紅花植株與白花植株中()A．花色基因的堿基組成 B．花色基因的DNA序列C．細胞的DNA含量 D．細胞的RNA含量解析：基因突變產(chǎn)生新的基因，不同的基因其堿基(或脫氧核苷酸)的排列挨次不同，故通過比較花色基因的DNA序列能確定是否通過基因突變產(chǎn)生了等位基因。B5．(2023·廣東高考)子葉黃色(Y，野生型)和綠色(y，突變型)是孟德爾爭論的豌豆相對性