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1、專題十二生物的變異與育種專題十二生物的變異與育種考點一基因突變和基因重組考點一基因突變和基因重組1.基因突變基因突變增添增添缺失缺失結構結構根本根本原材料原材料2.基因重組基因重組有性有性有性有性非非非非非姐妹染色單體非姐妹染色單體基因突變及與生物性狀的關系基因突變及與生物性狀的關系1.基因突變的原因分析基因突變的原因分析2.基因突變對生物性狀的影響基因突變對生物性狀的影響(1)基因突變對蛋白質的影響基因突變對蛋白質的影響堿基對堿基對影響范圍影響范圍對氨基酸序列的影響對氨基酸序列的影響替換替換小小只改變只改變1個氨基酸或不改變個氨基酸或不改變增添增添大大不影響插入位置前的序列而影響插入位置后的
2、序列不影響插入位置前的序列而影響插入位置后的序列缺失缺失大大不影響缺失位置前的序列而影響缺失位置后的序列不影響缺失位置前的序列而影響缺失位置后的序列(2)基因突變不一定導致生物性狀改變原因分析基因突變不一定導致生物性狀改變原因分析突變可能發(fā)生在沒有遺傳效應的突變可能發(fā)生在沒有遺傳效應的DNA片段。片段?；蛲蛔兒笮纬傻拿艽a子與原密碼子決定的是同一種氨基酸。基因突變后形成的密碼子與原密碼子決定的是同一種氨基酸?；蛲蛔內魹殡[性突變，如基因突變若為隱性突變，如AAAa，不會導致性狀的改變。，不會導致性狀的改變?；蛑亟M的類型基因重組的類型(1)自由組合型自由組合型發(fā)生時間：減發(fā)生時間：減后后重組類
3、型：非同源染色體上的非等位基因重組重組類型：非同源染色體上的非等位基因重組圖示圖示(2)交叉互換型交叉互換型發(fā)生時間：減發(fā)生時間：減前期前期重組類型：同源染色體非姐妹染色單體間交叉互換導致同一重組類型：同源染色體非姐妹染色單體間交叉互換導致同一條染色體上非等位基因重組條染色體上非等位基因重組圖示圖示(3)人工基因重組人工基因重組基因工程：將外源基因導入受體細胞，實基因工程：將外源基因導入受體細胞，實現(xiàn)基因重組現(xiàn)基因重組比較基因突變與基因重組比較基因突變與基因重組1.基因突變與基因重組的比較基因突變與基因重組的比較項目項目基因突變基因突變基因重組基因重組發(fā)生發(fā)生時期時期有絲分裂間期有絲分裂間期減
4、減分裂前的間期分裂前的間期減減分裂后期分裂后期減減分裂前期分裂前期產生產生原因原因物理、化學、生物因素物理、化學、生物因素堿基對的增添、缺失、替換堿基對的增添、缺失、替換基因結構的改變基因結構的改變交叉互換、自由組合交叉互換、自由組合基因重新組合基因重新組合應用應用誘變育種誘變育種雜交育種雜交育種2.“三看法三看法”判斷姐妹染色單體上基因突變與基因重組判斷姐妹染色單體上基因突變與基因重組(1)一看親子代基因型一看親子代基因型如果親代基因型為如果親代基因型為BB或或bb，則引起姐妹染色單體，則引起姐妹染色單體B與與b不同不同的原因是基因突變。的原因是基因突變。如果親代基因型為如果親代基因型為Bb
5、，則引起姐妹染色單體，則引起姐妹染色單體B與與b不同的原因不同的原因是基因突變或交叉互換。是基因突變或交叉互換。(2)二看細胞分裂方式二看細胞分裂方式如果是有絲分裂中染色單體上基因不同，則為基因突變的結如果是有絲分裂中染色單體上基因不同，則為基因突變的結果。果。如果是減數(shù)分裂過程中染色單體上基因不同，可能發(fā)生了基如果是減數(shù)分裂過程中染色單體上基因不同，可能發(fā)生了基因突變或交叉互換。因突變或交叉互換。(3)三看細胞分裂圖三看細胞分裂圖如果是有絲分裂后期圖像，兩條子染色體上的兩基因不同，如果是有絲分裂后期圖像，兩條子染色體上的兩基因不同，則為基因突變的結果，如圖甲。則為基因突變的結果，如圖甲。如果
6、是減數(shù)第二次分裂后期圖像，兩條子染色體如果是減數(shù)第二次分裂后期圖像，兩條子染色體(同白或同同白或同黑黑)上的兩基因不同，則為基因突變的結果，如圖乙。上的兩基因不同，則為基因突變的結果，如圖乙。如果是減數(shù)第二次分裂后期圖像，兩條子染色體如果是減數(shù)第二次分裂后期圖像，兩條子染色體(顏色不一顏色不一致致)上的兩基因不同，則為交叉互換上的兩基因不同，則為交叉互換(基因重組基因重組)的結果，如圖丙的結果，如圖丙(其其B處顏色為處顏色為“灰色灰色”)1.誤認為基因突變就是誤認為基因突變就是“DNA中堿基對的增添、缺失、替換中堿基對的增添、缺失、替換”點撥點撥基因突變基因突變DNA中堿基對的增添、缺失、替換
7、中堿基對的增添、缺失、替換基因是有遺傳效應的基因是有遺傳效應的DNA片段，不具有遺傳效應的片段，不具有遺傳效應的DNA片片段也可發(fā)生堿基對的改變。段也可發(fā)生堿基對的改變。有些病毒有些病毒(如如SARS病毒病毒)的遺傳物質是的遺傳物質是RNA，RNA中堿基的中堿基的增添、缺失、替換引起病毒性狀變異，廣義上也稱基因突變。增添、缺失、替換引起病毒性狀變異，廣義上也稱基因突變。2.誤認為基因突變只發(fā)生在分裂間期誤認為基因突變只發(fā)生在分裂間期點撥點撥引起基因突變的因素分為外部因素和內部因素。外部因引起基因突變的因素分為外部因素和內部因素。外部因素對素對DNA的損傷不僅發(fā)生在間期，而是在各個時期都有；另外
8、，的損傷不僅發(fā)生在間期，而是在各個時期都有；另外，外部因素還可直接損傷外部因素還可直接損傷DNA分子或改變堿基序列，并不是通過分子或改變堿基序列，并不是通過DNA的復制來改變堿基對，所以基因突變不只發(fā)生在間期。的復制來改變堿基對，所以基因突變不只發(fā)生在間期。3.將基因突變的結果將基因突變的結果“產生新基因產生新基因”與與“產生等位基因產生等位基因”混淆混淆點撥點撥不同生物的基因組組成不同，病毒和原核細胞的基因組不同生物的基因組組成不同，病毒和原核細胞的基因組結構簡單，基因數(shù)目少，而且一般是單個存在的，不存在等位結構簡單，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
9、產生它的等位基因，而原核基因。因此，真核生物基因突變可產生它的等位基因，而原核生物和病毒基因突變產生的是一個新基因。生物和病毒基因突變產生的是一個新基因。4.混淆基因重組與基因突變的意義混淆基因重組與基因突變的意義“說詞說詞”點撥點撥關注基因突變和基因重組的?？缄P注基因突變和基因重組的?？肌罢f詞說詞”比較項目比較項目基因突變基因突變基因重組基因重組生物變異生物變異 生物變異的生物變異的“根本根本”來源來源生物變異的生物變異的“重要重要”來源來源生物進化生物進化為生物進化提供原始材為生物進化提供原始材料料為生物進化提供為生物進化提供“豐富豐富”的材料的材料生物多樣生物多樣性性形成生物多樣性的形成
10、生物多樣性的“根本根本”原因原因形成生物多樣性的形成生物多樣性的“重要重要”原因之一原因之一【案例】【案例】下圖為具有下圖為具有2對相對性狀的某自花傳粉的植物種群對相對性狀的某自花傳粉的植物種群中甲植株中甲植株(純種純種AABB)的一個的一個A基因和乙植株基因和乙植株(純種純種AABB)的的一個一個B基因發(fā)生突變的過程基因發(fā)生突變的過程(已知已知A基因和基因和B基因是獨立遺傳基因是獨立遺傳的的)，請分析該過程，回答下列問題。，請分析該過程，回答下列問題。上述兩個基因發(fā)生突變發(fā)生在上述兩個基因發(fā)生突變發(fā)生在DNA復制復制的過程中，是由的過程中，是由堿堿基對替換基對替換引起的。引起的?？键c二染色體
11、變異與育種考點二染色體變異與育種1.染色體結構變異染色體結構變異數(shù)目數(shù)目排列排列順序順序2.染色體數(shù)目變異染色體數(shù)目變異配子配子受精卵受精卵受精卵受精卵3.單倍體、多倍體的判斷技巧單倍體、多倍體的判斷技巧單倍體單倍體4.生物育種生物育種雜交育種雜交育種誘變育種誘變育種單倍體育種單倍體育種多倍體育種多倍體育種判斷正誤判斷正誤(1)染色體增加某一片段可提高基因表達水平，是有利變異染色體增加某一片段可提高基因表達水平，是有利變異(2014江蘇高考，江蘇高考，7A)( )(2)染色體缺失有利于隱性基因表達，可提高個體的生存能力染色體缺失有利于隱性基因表達，可提高個體的生存能力(2014江蘇高考，江蘇高
12、考，7B)( )(3)染色體易位不改變基因數(shù)量，對個體性狀不會產生影響染色體易位不改變基因數(shù)量，對個體性狀不會產生影響(2014江蘇高考，江蘇高考，7C)( )(4)XYY個體的形成及三倍體無子西瓜植株的高度不育均與減個體的形成及三倍體無子西瓜植株的高度不育均與減數(shù)分裂中同源染色體的聯(lián)會行為有關數(shù)分裂中同源染色體的聯(lián)會行為有關(2013安徽高考，安徽高考，4改改編編)( )(5)染色體組整倍性變化必然導致基因種類的增加染色體組整倍性變化必然導致基因種類的增加(2011海南高海南高考，考，19A)( )辨析染色體結構變異與基因突變、基因重組的區(qū)別辨析染色體結構變異與基因突變、基因重組的區(qū)別1.易
13、位與交叉互換易位與交叉互換 染色體易位染色體易位交叉互換交叉互換圖解圖解區(qū)別區(qū)別發(fā)生于非同源染色體之間發(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發(fā)生于同源染色體的非姐妹染色單體間體間屬于染色體結構變異屬于染色體結構變異屬于基因重組屬于基因重組可在顯微鏡下觀察到可在顯微鏡下觀察到在顯微鏡下觀察不到在顯微鏡下觀察不到2.染色體的缺失、重復、倒位與基因突變的區(qū)別染色體的缺失、重復、倒位與基因突變的區(qū)別3.“缺失缺失”的辨析的辨析DNA分子上若干基因的缺失，屬于染色體變異；分子上若干基因的缺失，屬于染色體變異；DNA分子上分子上若干堿基對的缺失，屬于基因突變。若干堿基對的缺失，屬于基因突變。
14、 “三法三法”判定染色體組判定染色體組(1)根據(jù)染色體形態(tài)判定根據(jù)染色體形態(tài)判定細胞中形態(tài)、大小完全相同的染色體有幾條，則有幾個染色體細胞中形態(tài)、大小完全相同的染色體有幾條，則有幾個染色體組。如圖組。如圖A中形態(tài)、大小完全相同的染色體為中形態(tài)、大小完全相同的染色體為1條，所以有條，所以有1個個染色體組。圖染色體組。圖B中彼此相同的中彼此相同的(比如點狀的比如點狀的)有有3條，故有條，故有3個染個染色體組。同理，圖色體組。同理，圖C中有中有1個染色體組，圖個染色體組，圖D中有中有2個染色體組。個染色體組。(2)根據(jù)基因型判定根據(jù)基因型判定在細胞或生物體的基因型中，控制同一性狀的基因在細胞或生物體
15、的基因型中，控制同一性狀的基因(包括同一包括同一字母的大、小寫字母的大、小寫)出現(xiàn)幾次，則含有幾個染色體組。如圖甲所出現(xiàn)幾次，則含有幾個染色體組。如圖甲所示基因型為示基因型為ABC，所以有，所以有1個染色體組。圖乙所示基因型為個染色體組。圖乙所示基因型為AAa，A(a)基因有基因有3個，即含有個，即含有3個染色體組。同理，圖丙中有個染色體組。同理，圖丙中有2個染色體組，圖丁中有個染色體組，圖丁中有3個染色體組。個染色體組。注：注：判定染色體組的數(shù)目時只需參考其中任意一對等位基因的判定染色體組的數(shù)目時只需參考其中任意一對等位基因的數(shù)量即可。數(shù)量即可。(3)根據(jù)染色體數(shù)和染色體的形態(tài)數(shù)推算根據(jù)染色
16、體數(shù)和染色體的形態(tài)數(shù)推算染色體組數(shù)染色體數(shù)染色體組數(shù)染色體數(shù)/染色體形態(tài)數(shù)。如果蠅體細胞中有染色體形態(tài)數(shù)。如果蠅體細胞中有8條條染色體，分為染色體，分為4種形態(tài)，則染色體組的數(shù)目為種形態(tài)，則染色體組的數(shù)目為2。 “三看三看”法判斷生物變異的類型法判斷生物變異的類型低溫誘導染色體加倍實驗分析低溫誘導染色體加倍實驗分析1.低溫誘導染色體加倍的原理、步驟與現(xiàn)象低溫誘導染色體加倍的原理、步驟與現(xiàn)象2.歸納實驗中各種液體的作用歸納實驗中各種液體的作用(1)卡諾氏液：固定細胞形態(tài)?？ㄖZ氏液：固定細胞形態(tài)。(2)體積分數(shù)為體積分數(shù)為95%的酒精：沖洗附著在根尖表面的卡諾氏液。的酒精：沖洗附著在根尖表面的卡諾
17、氏液。(3)解離液解離液(質量分數(shù)為質量分數(shù)為15%的鹽酸溶液和體積分數(shù)為的鹽酸溶液和體積分數(shù)為95%的酒的酒精為精為11混合混合)：使組織中的細胞相互分離。：使組織中的細胞相互分離。(4)清水：洗去解離液，防止解離過度影響染色。清水：洗去解離液，防止解離過度影響染色。(5)改良苯酚品紅染液：使染色體著色，便于觀察染色體的形態(tài)、改良苯酚品紅染液：使染色體著色，便于觀察染色體的形態(tài)、數(shù)目、行為。數(shù)目、行為。1.誤認為單倍體只含一個染色體組或認為含多個染色體組者均誤認為單倍體只含一個染色體組或認為含多個染色體組者均為多倍體為多倍體點撥點撥單倍體強調的是由配子發(fā)育而來的個體，其細胞中染單倍體強調的是
18、由配子發(fā)育而來的個體，其細胞中染色體組數(shù)取決于配子中所含染色體組數(shù)，可能為色體組數(shù)取決于配子中所含染色體組數(shù)，可能為1組、組、2組或組或多組。含多個染色體組的個體是單倍體還是多倍體取決于其多組。含多個染色體組的個體是單倍體還是多倍體取決于其發(fā)育起點是發(fā)育起點是“配子配子”還是受精卵，若為前者，一定是單倍體，還是受精卵，若為前者，一定是單倍體，若為后者，一定是多倍體。若為后者，一定是多倍體。2.錯將四倍體錯將四倍體AAaa(由由Aa秋水仙素誘導后形成秋水仙素誘導后形成)產生的配子類型產生的配子類型及比例算作及比例算作1AA2Aaaa點撥點撥AAaa產生配子狀況可按下分析，由于產生配子狀況可按下分
19、析，由于染色體染色體互為同源染色體，減數(shù)分裂時互為同源染色體，減數(shù)分裂時四條染色體分至細胞兩極是四條染色體分至細胞兩極是“隨機隨機”的，故最的，故最終產生的子細胞染色體及基因狀況應為終產生的子細胞染色體及基因狀況應為與與(AA與與aa)、與與(Aa與與Aa)、與與(Aa與與Aa)，由此可見，由此可見，AAaa產生的配子類型及比例為產生的配子類型及比例為1AA4Aa1aa而不是而不是AAAaaa121。3.混淆混淆“三體三體”與與“三倍體三倍體”點撥點撥三倍體是指體細胞中含三個染色體組的個體，其每種形三倍體是指體細胞中含三個染色體組的個體，其每種形態(tài)的染色體為態(tài)的染色體為“三三相同三三相同”(如
20、圖如圖1所示所示)；三體則是二倍體；三體則是二倍體(含兩含兩個染色體組個染色體組)，只是其中某形態(tài)的染色體，只是其中某形態(tài)的染色體“多出了一條多出了一條”而成為而成為3條，其余染色體均為兩兩相同條，其余染色體均為兩兩相同(如圖如圖2所示所示)。綜合研判模板綜合研判模板變異原理在育種實踐中的應用變異原理在育種實踐中的應用【典例】【典例】 如圖甲是五種不同育種方法的示意圖，請據(jù)圖回答：如圖甲是五種不同育種方法的示意圖，請據(jù)圖回答：圖甲圖甲(1)圖中圖中AD表示的育種方法的原理是表示的育種方法的原理是_，ABC表表示的育種方法與示的育種方法與AD的相比較，其優(yōu)越性在于的相比較，其優(yōu)越性在于_。(2)
21、圖中圖中E過程對種子或幼苗進行相關處理時，最佳作用時期是過程對種子或幼苗進行相關處理時，最佳作用時期是細胞的細胞的_，請列舉一種能引起，請列舉一種能引起E過程變化的化學物質：過程變化的化學物質：_；F過程最常用的一種化學試劑的作用原理是過程最常用的一種化學試劑的作用原理是_。(3)圖中圖中GJ過程中涉及的生物技術有過程中涉及的生物技術有_。(4)假設假設A、b代表玉米的優(yōu)良基因，這兩種基因是自由組合的。代表玉米的優(yōu)良基因，這兩種基因是自由組合的?，F(xiàn)有現(xiàn)有AABB、aabb兩個品種，為培育出優(yōu)良品種兩個品種，為培育出優(yōu)良品種AAbb，可采，可采用的方法如圖乙所示，有關敘述不正確的是用的方法如圖乙
22、所示，有關敘述不正確的是()A.由品種由品種AABB、aabb經過經過過程培育出新品種的育種方過程培育出新品種的育種方式的優(yōu)點在于可以將多種優(yōu)良性狀集中在一個生物體上式的優(yōu)點在于可以將多種優(yōu)良性狀集中在一個生物體上B.與與過程的育種方法相比，過程的育種方法相比，過程的優(yōu)勢是明顯縮短過程的優(yōu)勢是明顯縮短了育種年限了育種年限C.圖中圖中A_bb的類型經過的類型經過過程，子代中過程，子代中AAbb與與aabb的數(shù)量比的數(shù)量比是是31D.過程在完成目的基因和運載體的結合時，必須用到的工具過程在完成目的基因和運載體的結合時，必須用到的工具酶是限制性核酸內切酶酶是限制性核酸內切酶【解題流程】【解題流程】 【模板構建】【模板構建】 1.模型法分析育種過程圖解模型法分析育種過程圖解(1)首先要識別圖解中各字母表示的處理方法：首先要識別圖解中各字母表示的處理方法：A雜交，雜交，D自交，自交，B花藥離體培養(yǎng)，花藥離體培養(yǎng)，C秋水仙素處理，秋水仙素處理，E誘變處理，誘變處理，F(xiàn)秋水仙素處理，秋水仙素處理，G轉基因技術，轉基因技術，H脫分化，脫分化，I再分化，再分化，J包裹人工種皮。這是識包裹人工種皮。這是識別各種育種方法的主要依據(jù)。別各種育種方法的主要依據(jù)。2.育種方法歸納育種方法歸納
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