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2019-2020年高中生物 第十六講 基因突變、基因重組、染色體變異學案 蘇教版必修2 測試內(nèi)容 測試要求 五年考情 基因重組及其意義 基因重組的概念及實例 基因重組的意義 A A xx、xx(選) 基因突變的特征和原因 基因突變的概念、原因、特征 基因突變的意義 B A xx、xx、xx、xx、xx(選)、 xx(主) 染色體結構變異和數(shù)目變異 A xx、xx(選) 生物變異在育種上的應用 雜交育種在生產(chǎn)中的作用 多倍體育種的原理、方法及特點 誘變育種在生產(chǎn)中的應用 單倍體育種的原理、方法及特點 B A A A xx、xx、xx、xx、xx(選) 轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品的安全性 A xx、xx(選) 1. 僅由________引起的變異是不可遺傳變異；由__________________引起的變異是可遺傳變異。后者來源有三種：________、________和________。 2. 染色體結構變異，包括________、________、________和________四種類型，染色體數(shù)目變異可以分為兩類：一類是細胞中________的增加或減少，如21三體綜合征；另一類是細胞內(nèi)的染色體數(shù)目以________的形式成倍地增加或減少。 3. 細胞中的一組________，在形態(tài)和功能上各不相同，但又互相協(xié)調(diào)，共同控制生物的生長、發(fā)育、遺傳和變異，這樣的一組染色體，叫做一個染色體組。 4. 二倍體由________發(fā)育而來，是體細胞中含有________染色體組的個體，幾乎全部動物和過半數(shù)的高等植物都屬于二倍體。多倍體由________發(fā)育而來，是體細胞中含有________染色體組的個體。如香蕉是________倍體，馬鈴薯是四倍體，普通小麥是________倍體。單倍體指體細胞中含有本物種________中染色體數(shù)目的個體，它是由________直接發(fā)育而來的，如蜜蜂的________。 5. 基因突變是指由于DNA分子中________的增添、________或改變而引起________的改變。一般發(fā)生在有絲分裂________或________。分為________突變和________突變兩類。基因突變是產(chǎn)生________的途徑，是生物變異的________，是生物進化的________材料。引起基因突變的因素可分為三類：物理因素、化學因素、________因素。 6. 基因突變的特點有________、________、________ 、________和________。 7. 基因重組是生物體在進行________過程中，控制________的基因重新組合的過程，它包括非同源染色體上的非等位基因的________和同源染色體上等位基因的________?；蛑亟M是生物變異的來源之一，是生物進化的源泉，是形成________的重要原因之一。 8. 誘變育種是指利用________因素或________因素處理生物，使生物發(fā)生________。如________的選育，其原理是________。 9. 單倍體育種首先采用________獲得________，然后經(jīng)過人工誘導使________加倍，重新恢復到正常植株的染色體數(shù)目。其優(yōu)點是__。 10. 三倍體植株不能形成正常配子的原因是__________________________________。秋水仙素的作用是__________________的形成，導致后期染色體不能分離，使細胞中染色體數(shù)加倍。 1. 細胞分裂圖像中染色體組數(shù)的確定 (1) 方法——同種形態(tài)的染色體有幾條，就含幾個染色體組。 (2) 識圖 圖像 染色體數(shù) 4條 4條 2條 8條 染色體組數(shù) 2個 2個 1個 4個 2. 染色體結構變異與基因突變的區(qū)別 (1) 變異的范圍不同：①基因突變是在DNA分子水平上的變異，只涉及基因中一個或幾個堿基對的改變，這種變化在光學顯微鏡下觀察不到。②染色體結構的變異是在染色體水平上的變異，涉及到染色體的某一片段的改變，這一片段可能含有若干個基因，這種變化在光學顯微鏡下可觀察到。 (2) 變異的方式不同：基因突變包括基因中堿基對的增添、缺失或替換三種類型；染色體結構變異包括染色體片段的缺失、重復、倒位和易位。 (3) 變異的結果不同：①基因突變引起基因結構的改變，基因數(shù)目未變，生物的性狀不一定改變。②染色體結構變異引起排列在染色體上的基因的數(shù)目和排列順序發(fā)生改變，從而可能導致生物的性狀發(fā)生改變。 3. 二倍體、多倍體、單倍體的判斷 先看生物體的發(fā)育來源，再看細胞內(nèi)的染色體組數(shù)。 如果生物體由受精卵發(fā)育而成，生物體細胞內(nèi)有幾個染色體組就叫幾倍體。 如果生物體是由生殖細胞(卵細胞或花粉)直接發(fā)育而成，無論細胞內(nèi)含有幾個染色體組，都只能叫單倍體。 4. 可遺傳變異與生物種類、生殖、細胞分裂及生物進化的關系 基因突變 基因重組 染色體變異 生物種類 所有生物都可發(fā)生 自然狀態(tài)下只有有性生殖生物發(fā)生 真核生物都可發(fā)生 生殖類型 無性生殖和有性生殖生物都可發(fā)生 自然狀態(tài)下只有有性生殖生物發(fā)生 無性生殖和有性生殖生物都可發(fā)生 細胞分裂類型 無絲分裂、有絲分裂和減數(shù)分裂中都可發(fā)生 減數(shù)分裂中發(fā)生 有絲分裂和減數(shù)分裂中可發(fā)生 與進化的關系 ①三種可遺傳變異都可為生物進化提供原材料 ② 基因突變可產(chǎn)生新基因，為進化提供最初的原材料，是生物變異的根本來源 ③基因重組的變異頻率高，為進化提供了廣泛的選擇材料，是形成生物多樣性的重要原因之一 5. 五種育種方法的比較 6. 無子番茄和無子西瓜培育過程及遺傳特點的比較 原理 化學試劑 無子原因 能否遺傳 無子西瓜 染色體變異 秋水仙素 聯(lián)會紊亂不能產(chǎn)生配子 能，后代仍無子 無子番茄 生長素促進果實發(fā)育 生長素 未受精 不能，后代有子 【例1】　(xx屆南京模擬)下列關于變異和育種的敘述，正確的是(　　) A. 基因重組能產(chǎn)生新的基因　　B. 人工誘導產(chǎn)生的基因突變一定是有利的 C. 單倍體的體細胞中只含有一個染色體組　　D. 多倍體育種的原理是染色體數(shù)目變異 筆記：__ __ 【例2】　(xx屆蘇州模擬)下圖中的橫線代表染色體，字母代表染色體上的不同基因，該圖所示的變異類型為(　　) A. 基因突變　　B. 基因重組　　C. 易位　　D. 倒位 筆記：__ __ 【例3】　(xx屆蘇州模擬)普通小麥是六倍體的植物，正常體細胞中含有六個染色體組。下列有關單倍體小麥的敘述，錯誤的是(　　) A. 單倍體小麥通常是由花粉或者卵細胞直接發(fā)育來的 B. 單倍體小麥的體細胞中一般含有三個染色體組 C. 單倍體小麥是純合子，自交后代不發(fā)生性狀分離 D. 單倍體小麥植株弱小，而且高度不育 筆記：__ __ 【例4】　下圖表示以某種農(nóng)作物①和②兩個品種為基礎，培育出⑤、⑥、⑦三個品種的過程。據(jù)圖判斷下列敘述錯誤的是(　　) A. Ⅱ過程表示的是品種③自交 B. Ⅰ、Ⅲ、Ⅴ過程的優(yōu)點是能明顯縮短育種年限 C. Ⅳ過程的原理是染色體變異 D. Ⅵ過程的原理是基因重組 筆記：__ __ 1. (xx年江蘇省普通高中學業(yè)水平測試)隨著科學技術的發(fā)展，育種方法得到不斷改進。下圖所示的育種方法屬于(　　) A. 單倍體育種　　B. 多倍體育種　　C. 雜交育種　　D. 誘變育種 2. (xx年江蘇省普通高中學業(yè)水平測試)下列有關基因突變的敘述，正確的是(　　) A. 基因突變是生物變異的根本來源　　B. 基因突變都是定向的 C. 基因突變都是有利的　　D. 自然狀態(tài)下，基因突變的頻率很高 3. (xx年江蘇省普通高中學業(yè)水平測試)三倍體無子西瓜由二倍體西瓜培育而成，這種育種方式屬于(　　) A. 誘變育種　　B. 多倍體育種　　C. 單倍體育種　　D. 基因工程育種 4. (xx年江蘇省普通高中學業(yè)水平測試)基因突變?yōu)樯镞M化提供原材料。下列有關基因突變的敘述，錯誤的是(　　) A. 基因突變是新基因產(chǎn)生的途徑　　B. 紫外線可誘發(fā)基因突變 C. 自然狀態(tài)下，基因突變的頻率很低　　D. 基因突變對生物自身都是有利的 5. (xx年江蘇省普通高中學業(yè)水平測試)右圖表示利用高稈抗病和矮稈易感病兩個水稻品種培育矮稈抗病新品種的過程。該過程采用的育種方法是(　　) A. 誘變育種 B. 雜交育種 C. 多倍體育種 D. 單倍體育種 6. (xx年江蘇省普通高中學業(yè)水平測試)隨著基因工程的興起，人們越來越關注轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品的安全性問題。下列相關敘述錯誤的是(　　) A. 公眾應科學理性地對待轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品　　B. 基因工程在醫(yī)、農(nóng)、林等領域具有廣闊的應用前景 C. 在我國生產(chǎn)及銷售轉(zhuǎn)基因食品的行為都是違法的　　D. 我國十分重視轉(zhuǎn)基因生物及其產(chǎn)物的安全性問題 7. (xx年江蘇省普通高中學業(yè)水平測試)基因突變是生物變異的根本來源。下列關于基因突變的敘述錯誤的是(　　) A. 基因突變在自然界中普遍存在　　B. 基因突變的方向是不確定的 C. 基因突變是隨機發(fā)生的　　D. 基因突變對生物自身都有害 8. (xx年江蘇省普通高中學業(yè)水平測試)多倍體植株常常果實和種子比較大，糖類和蛋白質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)的含量較高。目前人工誘導多倍體常用的試劑是(　　) A. 龍膽紫溶液　　B. 秋水仙素溶液　　C. 生長素　　D. 乙烯 9. (xx年江蘇省普通高中學業(yè)水平測試)利用二倍體西瓜經(jīng)多倍體育種可獲得三倍體無子西瓜。該育種方法主要依據(jù)的遺傳學原理是(　　) A. 基因突變　　B. 基因重組 C. 染色體結構變異　　D. 染色體數(shù)目變異 10. (xx年江蘇省普通高中學業(yè)水平測試)下列有關雜交育種的敘述中，正確的是(　　) A. 可以得到新的優(yōu)良品種　　B. 需要用X射線處理生物 C. 能明顯縮短育種年限　　D. 其遺傳學原理是染色體變異 11. (xx年江蘇省普通高中學業(yè)水平測試)現(xiàn)有基因型為Rr的豌豆植株若干，取其花藥進行離體培養(yǎng)得到單倍體幼苗。這些幼苗的基因型及其比例為(　　) 　　　　　　 A B C D 12. (xx年江蘇省普通高中學業(yè)水平測試)下列有關轉(zhuǎn)基因食品和轉(zhuǎn)基因生物的敘述中，正確的是(　　) A. 轉(zhuǎn)基因食品只能用作牲畜飼料 B. 目前對轉(zhuǎn)基因食品的安全性仍然存在爭議 C. 轉(zhuǎn)基因食品與非轉(zhuǎn)基因食品的營養(yǎng)物質(zhì)種類差別很大 D. 目前我國對農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物的研究和試驗尚未做出具體規(guī)定 13. (xx年江蘇省普通高中學業(yè)水平測試)下圖為人類鐮刀型細胞貧血癥病因圖解。請據(jù)圖回答： (1) 過程①發(fā)生了堿基對的________(填“替換”“增添”或“缺失”)而導致基因突變。 (2) 圖中②③表示的過程分別是__。 (3) 由圖可知，決定纈氨酸的密碼子是________。 (4) 該病例表明，基因能通過控制________的結構直接控制生物體的性狀。 (5) 圖中含有堿基A的核苷酸的名稱是__。 1. (xx屆連云港模擬)下列有關育種的敘述，錯誤的是(　　) A. 培育無子西瓜是利用基因重組的原理　　B. 單倍體育種能明顯縮短育種年限 C. 誘變育種可產(chǎn)生新基因和新基因型　　D. 雜交育種可集中不同品種的優(yōu)良性狀 2. (xx屆無錫模擬)下圖所示的兩種育種方法分別是(　　) A. 雜交育種，誘變育種　　B. 多倍體育種，雜交育種 C. 雜交育種，單倍體育種　　D. 基因工程育種，多倍體育種 3. (xx屆宿遷模擬)下列有關生物變異的敘述，錯誤的是(　　) A. 基因突變的頻率很低 B. 非同源染色體之間交換片段屬于基因重組 C. 21三體綜合征是染色體數(shù)目變異造成的 D. 基因突變是生物變異的根本來源 4. (xx屆鎮(zhèn)江模擬)高產(chǎn)青霉菌株、中國荷斯坦奶牛、無子西瓜的培育過程，常選用的育種方法對應的原理正確的一項是(　　) A. 基因重組、基因突變、染色體變異　　B. 基因突變、基因重組、染色體變異 C. 基因突變、染色體變異、基因重組　　D. 染色體變異、基因突變、基因重組 5. (xx屆揚州模擬)下列關于育種優(yōu)點的敘述，錯誤的是(　　) A. 多倍體較二倍體莖稈粗大，果實種子大　　B. 雜交育種能產(chǎn)生新基因 C. 人工誘變育種能提高變異頻率　　D. 利用單倍體育種能明顯縮短育種年限 6. (xx屆鹽城模擬)下圖所示的變異類型為(　　) A. 倒位　　B. 易位　　C. 缺失　　D. 重復 7. (xx屆宿遷模擬)下列情況，屬于染色體變異的是(　　) ①貓叫綜合征患者細胞中的第5號染色體部分缺失　②同源染色體之間發(fā)生了相應部位的交叉互換?、廴扼w無子西瓜的形成?、芊峭慈旧w之間自由組合　⑤染色體上DNA個別堿基對的增添、缺失 A. ②④⑤　　B. ①③⑤　　C. ②③④　　D. ①③ 8. (xx屆揚州模擬)青蒿素是治療瘧疾的重要藥物。利用雌雄同株的野生型青蒿(二倍體，體細胞染色體數(shù)為18)，通過傳統(tǒng)育種和現(xiàn)代生物技術可培育高青蒿素含量的植株。請回答以下相關問題： (1) 假設野生型青蒿白青稈(A)對紫紅稈(a)為顯性，稀裂葉(B)對分裂葉(b)為顯性，兩對性狀獨立遺傳，則野生型青蒿最多有________種基因型；若F1代中白青稈稀裂葉植株所占比例為3/8，則其雜交親本的基因型組合為______________或______________。 (2) 從青蒿中分離了CYP基因，其編碼的CYP酶參與青蒿素合成。若該基因一條單鏈中(G＋T)/(A＋C)＝2/3，則其互補鏈中(G＋T)/(A＋C)＝________。 (3) 四倍體青蒿中青蒿素含量通常高于野生型青蒿。低溫處理野生型青蒿正在有絲分裂的細胞會導致染色體不分離，從而獲得四倍體細胞并發(fā)育成植株，推測低溫處理導致細胞染色體不分離的原因是__________________________，四倍體青蒿與野生型青蒿雜交后代體細胞的染色體數(shù)為________。  第十六講　基因突變、基因重組、染色體變異 知識掃描 1. 環(huán)境條件　遺傳物質(zhì)的改變　基因突變　基因重組　染色體變異 2. 缺失　重復　倒位　易位　個別染色體數(shù)　染色體組 3. 非同源染色體 4. 受精卵　兩個　受精卵　三個或三個以上　三　六　配子　未受精配子　雄蜂 5. 堿基對　缺失　基因結構　間期　減數(shù)第一次分裂前的間期　自發(fā)　誘發(fā)　新基因　根本　原始　生物 6. 普遍性　隨機性　頻率低　不定向　多害少利 7. 有性生殖　不同性狀　自由組合　交叉互換　生物多樣性 8. 物理　化學　基因突變　青霉菌　基因突變 9. 花藥離體培養(yǎng)　單倍體　染色體數(shù)目　明顯縮短育種年限 10. 聯(lián)會紊亂，不能形成正常的生殖細胞　抑制紡錘體 典例透析 例1　D　[解析] 只有基因突變能產(chǎn)生新基因，A錯誤；人工誘導基因突變也是不定向的，B錯誤；單倍體體細胞中含有幾個染色體取決于該生物正常個體體細胞中的染色體組數(shù)，如小麥是六倍體，小麥的單倍體中含有三個染色體組，C錯誤。 例2　D　[解析] 染色體結構變異包括缺失、重復、倒位、易位，圖示著絲點與基因d發(fā)生的顛倒，為倒位。 例3　C　[解析] 六倍體經(jīng)過減數(shù)分裂產(chǎn)生的配子可能為純合子也可能為雜合子，例如基因型為AAAAAaBBBBBB可產(chǎn)生雜合的配子AAaBBB，因此單倍體小麥可能是雜合子，自交后代發(fā)生性狀分離。 例4　D　[解析] Ⅰ＋Ⅱ過程表示雜交育種，Ⅰ＋Ⅲ＋Ⅴ過程表示單倍體育種，Ⅳ過程表示多倍體育種，Ⅵ過程表示的是誘變育種。 真題薈萃 1. D　2. A　3. B　4. D　5. B　6. C　7. D　8. B　9. D　10. A　11. B　12. B 13. (1) 替換　(2) 轉(zhuǎn)錄、翻譯　(3) GUA　(4) 蛋白質(zhì)　(5) 腺嘌呤脫氧核苷酸、腺嘌呤核糖核苷酸 仿真體驗 1. A　2. C　3. B　4. B　5. B　6. C　7. D 8. (1) 9　AaBbaaBb　AaBbAabb(位置可調(diào)換)　(2) 3/2　(3) 低溫抑制紡錘體形成　27