学考复习15生物的变异 课件 2021届浙江高考生物学考复习（浙科版（2019））

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5. 野生果蝇的复眼由正常眼变成棒眼和超棒眼，是由于某个染色体中发生了如下图所示变化，a、b、c表示该染色体中的不同片段。棒眼和超棒眼的变异类型属于染色体畸变中的（　　）A. 缺失B. 重复C. 易位D. 倒位
染色体畸变是指生物细胞中染色体在数目和结构上发生的变化，包括染色体数目变异和染色体结构变异，其中染色体结构变异是指染色体发生断裂后，在断裂处发生错误连接而导致染色体结构不正常的变异，分为缺失（染色体片段的丢失，引起片段上所带基因随之丢失）、重复（染色体上增加了某个相同片段）、倒位（一个染色体上的某个片段的正常排列顺序发生180°颠倒）、易位（染色体的某一片段移接到另一非同源染色体上）4种类型。【详解】分析图示可知，与正常眼相比，棒眼的该染色体上b片段重复了一个，超棒眼的该染色体上b片段重复了两个，因此棒眼和超棒眼的变异类型属于染色体结构变异中的重复，即染色体上增加了某个相同片段。因此B正确，ACD错误。
1.可遗传的变异与不遗传的变异的比较
2.可遗传变异的类型及特点(1)基因重组:①基因重组的概念:生物进行有性生殖的过程中,控制不同性状基因重新组合,导致后代不同于亲本类型的现象。
2.可遗传变异的类型及特点(1)基因重组:②来源:a.非同源染色体上非等位基因的自由组合,发生于减数第一次分裂后期。b.同源染色体上的非姐妹染色单体交叉互换,基因的互换,发生于减数第一次分裂前期。③结果:产生新的基因型,不产生新的基因;产生新的性状组合,不产生新的性状。④意义:导致生物性状的多样性,是生物变异的来源之一,为动植物育种和生物进化提供丰富的原材料。
(2)基因突变:①概念:基因内部核酸分子上的特定核苷酸序列发生改变的现象或过程。DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失,而引起的基因结构的改变。
(2)基因突变:②基因突变发生的时间:有丝分裂的间期或减数第一次分裂的间期,即DNA复制时。③类型:a.形态突变:生物的形态结构发生改变,如果蝇的红眼突变为白眼。b.生化突变:生物的代谢过程改变,如人类的苯丙酮尿症。c.致死突变:导致个体活力下降,甚至死亡,如人类的镰刀形细胞贫血症。形态突变和致死突变都伴随有特定生化过程改变,因此任何突变都是生化突变。
④特点:普遍性、多方向性、稀有性、可逆性、有害性。
⑤诱变因素:a.物理因素:各种射线,温度剧变。b.化学因素:如亚硝酸、碱基类似物。c.生物因素:如某些病毒。自然状态下发生的基因突变称为自发突变,人工诱导发生的基因突变称为诱发突变。⑥机理:基因中碱基对的缺失、增加或者替换,使DNA分子中核苷酸顺序发生改变,其转录成的mRNA的碱基顺序也随之发生改变,导致mRNA翻译的蛋白质出现异常,性状改变。⑦意义:产生了新基因,因此是生物变异的根本来源,对生物的进化和选育新品种具有非常重要的意义。
(3)染色体畸变:①染色体结构变异:
(3)染色体畸变:②染色体数目变异的类型和实例:a.整倍体变异:细胞中染色体数目以染色体组的形式成倍地增加或者减少,如单倍体、多倍体。b.非整倍体变异:体细胞中个别染色体数的增加或者减少,如人类的卵巢发育不全(特纳氏综合征),缺少一条性染色体;先天愚型(唐纳氏综合征,21-三体综合征),21号染色体多一条。
3.单倍体、二倍体和多倍体(1)染色体组:一般将二倍体生物的一个配子中的全部染色体称为染色体组,其中包含了该种生物生长发育的一整套遗传物质。(2)单倍体:体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体。(3)二倍体:由受精卵发育而来,体细胞中含有两个染色体组的个体。(4)多倍体:由受精卵发育而来,体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体。
考向1基因突变、基因重组、染色体畸变变异类型判断典例1下列关于变异的叙述,正确的是(　　)A.基因内部碱基对替换就会引起生物性状的改变B.杂合子自交后代出现性状分离是基因重组的结果C.同源染色体间片段交换属于染色体结构变异D.某些变异可能不涉及遗传物质的变化
“三看法”判断基因突变、基因重组与染色体畸变:(1)一看亲子代基因型:①如果亲代基因型为BB或bb,则引起姐妹染色单体B与b不同的原因是基因突变。②如果亲代基因型为Bb,则引起姐妹染色单体B与b不同的原因是基因突变或交叉互换。③如果子代中出现多于或少于亲代基因数目的情况,则属于染色体畸变。
(2)二看细胞分裂方式:①如果是有丝分裂中染色单体上基因不同,则为基因突变的结果。②如果是减数分裂过程中染色单体上基因不同,可能发生了基因突变或交叉互换。③若是非同源染色体上出现等位基因,则发生了染色体畸变(易位)。(3)三看细胞分裂图:
(3)三看细胞分裂图:①如果是有丝分裂后期图像,两条子染色体上的两基因不同,则为基因突变的结果,如图甲。②如果是减数第二次分裂后期图像,两条子染色体(同白或同黑)上的两基因不同,则为基因突变的结果,如图乙。
(3)三看细胞分裂图:③如果是减数第二次分裂后期图像,两条子染色体(颜色不一致)上的两基因不同,则为交叉互换(基因重组)的结果,如图丙(其B处颜色为“灰色”)。④若是分裂过程中,非同源染色体上存在等位基因,则为染色体畸变(如图丁);若是分裂过程中,出现染色体未正常分离,则为染色体畸变(如图戊)。
考向2染色体数目变异及染色体组判断典例2观察如下图的a~h所示的细胞图,下列关于它们所含的染色体组数的叙述,正确的是(　　)A.细胞中含有一个染色体组的是h图B.细胞中含有两个染色体组的是g、e图C.细胞中含有三个染色体组的是a、b图D.细胞中含有四个染色体组的是c、f图
染色体组数量的判断方法:①据染色体形态判断: 细胞内形态相同的染色体有几条,则含有几个染色体组。如下图所示的细胞中,形态相同的染色体a中有3条,b中两两相同,c中各不相同,则可判定它们分别含3个、2个、1个染色体组。
染色体组数量的判断方法:②据基因型判断:控制同一性状的基因出现几次,就含几个染色体组——每个染色体组内不含等位基因或相同基因,如图所示,d~g中依次含4个、2个、3个、1个染色体组。③据染色体数/形态数的比值判断:染色体数/形态数的比值意味着每种形态染色体数目的多少,每种形态染色体有几条,即含几个染色体组。如果蝇该比值为8条/4种形态=2,则果蝇含2个染色体组。
生物变异在生产上的应用
1.杂交育种(1)概念:将两个或多个品种的优良性状通过杂交组合在一起,再经过选择和培育,获得新品种的方法。一般可以通过杂交、选择、纯合化等手段培养出新品种。(2)原理:基因重组。(3)特点:操作简单,方法常规,但需要的时间较长。(4)过程:双亲P(♀、♂)→杂交→F1→自交→F2→选出表现型符合要求的个体自交→F3→……→选出稳定遗传的个体推广种植。
2.诱变育种(1)概念:利用物理因素或化学因素诱导生物发生变异,并从变异后代中选育新品种的过程。(2)原理:基因突变和染色体畸变。(3)方法:①辐射诱变(各种射线);②化学诱变(化学药剂)。(4)特点:①提高突变频率;②能在较短时间内有效地改良生物品种的某些性状;③改良作物品质,增强抗逆性。(5)实例:高产青霉菌、太空椒等。
3.单倍体育种(1)概念:利用单倍体作为中间环节产生具有优良性状的可育纯合子的育种方法。(2)原理:基因重组和染色体畸变。(3)过程:常规方法获得F1→F1经花药离体培养→单倍体植株幼苗(再经秋水仙素处理)→纯合子→新品种。(4)特点:缩短育种年限;能排除显隐性干扰,提高效率。(5)单倍体植株特点:一般植株小而弱,而且高度不育。
4.多倍体育种(1)方法:利用低温处理或秋水仙素处理植物正在萌发的种子或幼苗,使其染色体数目加倍。(2)原理:染色体畸变。(3)多倍体植株特点:细胞较大,细胞内有机物的含量高、抗逆性强。(4)实例:三倍体无籽西瓜的培育。
5.转基因技术(1)概念:利用分子生物学和基因工程的手段,将某种生物的基因(外源基因)转移到其他生物的物种中,使其出现原物种不具有的新性状的技术。(2)原理:基因重组。(3)特点:克服远缘杂交不亲和的障碍,且能实现基因的定向转移。(4)实例:转基因大豆、抗虫棉等。
考向1育种方式判断典例1研究人员用X射线处理野生型青霉菌,选育出了高产青霉菌新菌株。这种育种方法属于(　　)A.杂交育种　　B.单倍体育种C.诱变育种D.多倍体育种
考向2不同育种方式比较典例2将物种①(2n=20)与物种②(2n=18)杂交可产生子代③,对③将作如图所示处理(注:①的染色体和②的染色体在减数分裂中不会相互配对)。以下说法正确的是(　　)A.图中过程皆可发生B.⑥是一个新物种C.由③到④过程发生了等位基因分离、非同源染色体上非等位基因自由组合D.由③到⑥的过程不可能发生基因突变