基因突變和基因重組-染色體變異

第1、2節(jié)基因突變和基因重組染色體變異判別以下說法能否正確：1．(2021·江蘇卷，6·C)察看細胞有絲分裂中期染色體形狀可判別基因突變發(fā)生的位置( )2．(2021·安徽理綜卷，4·B)交換DNA分子中的某一堿基引起基因突變( )××3．(2021·上海卷，8·D)基因突變可以改動種群的基因頻率()4．基因突變一定引起性狀改動( )5．受精作用時發(fā)生基因重組( )6．基因重組可以產生新的性狀組合( )√√××一、基因突變1．概念：由于DNA分子中發(fā)生堿基對的

，而引起的基因構造的改動。2．時期：復制時，包括 間期及減數(shù)第一次分裂間期。3．緣由：外因：某些環(huán)境條件(如物理、化學、生物要素)；內因：DNA復制過程中，基因中脫氧核苷酸的種類、數(shù)量和 發(fā)生改動，從而改動了 。增添、缺失和交換DNA有絲分裂陳列順序遺傳信息4．類型：自然突變和 突變。5．特征：普遍性、 性、多害少利性、 性、低頻性。6．意義：是生物變異的 ，為生物進化提供了最初的選擇資料。7．實例：鐮刀型紅細胞貧血癥?？刂坪铣裳t蛋白的DNA分子的堿基序列發(fā)生改動，即DNA分子上的一個堿基對發(fā)生改動，由 變成 ，結果血紅蛋白多肽鏈中 被 替代，導致鐮刀型細胞貧血癥。誘發(fā)隨機不定向根本來源A/TT/A谷氨酸纈氨酸 (1)鐮刀型貧血癥的根本緣由是控制合成血紅蛋白的基因中堿基對發(fā)生交換。(2)基因突變沒有引起基因數(shù)量和位置的改動，而是改動基因的構造。二、基因重組1．概念：生物體在進展 生殖過程中，控制不同性狀的基因重新組合。2．類型(1)自在組合型：位于 自在組合。(2)交叉互換型：四分體的 交換。(3)基因工程：外源基因的導入。3．意義：是構成 的重要緣由之一。有性非同源染色體上的非等位基因非姐妹染色單體之間的交叉生物多樣性三、染色體構造的變異1．概念：由 的改動而引起的變異。2．種類染色體構造(1)缺失：染色體中 缺失引起的變異。(2)反復：染色體中 某一片段引起的變異。(3)易位：染色體的某一片段移接到另一條 上引起的變異。(4)倒位：染色體中某一片段 引起的變異。3．結果：使陳列在染色體上的基因的 或 發(fā)生改動，從而導致性狀的變異。4．舉例：貓叫綜合征，是由于人的第5號染色體部分

引起的遺傳病。某一片段添加非同源染色體位置顛倒數(shù)目陳列順序缺失 1.“易位〞與“交叉互換〞一樣嗎？試分析緣由？提示：易位發(fā)生在非同源染色體之間，是指染色體的某一片段移接到另一條非同源染色體上，屬于染色體構造變異。交叉互換發(fā)生在同源染色體的非姐妹染色單體之間，屬于基因重組。四、染色體數(shù)目變異1．染色體組：細胞中的一組 ，它們在形狀和功能上各不一樣，攜帶著控制生物的生長、發(fā)育、遺傳和變異的 。2．二倍體：由 發(fā)育而來，體細胞中含有 染色體組的個體。非同源染色體全部遺傳信息受精卵兩個3．多倍體(1)概念：由 發(fā)育而來，體細胞中含 或

染色體組的個體。(2)特點：多倍體植株莖稈 ，葉片、果實和種子都

， 等營養(yǎng)物質含量豐富。(3)運用：人工誘導多倍體①方法：用 處置萌生的種子或幼苗。②原理：秋水仙素或低溫處置可以抑制 ，導致染色體不能移向細胞兩極，引起細胞內 加倍。受精卵三個三個以上粗壯比較大糖類和蛋白質秋水仙素或低溫紡錘體的構成染色體數(shù)目4．單倍體(1)概念：由 發(fā)育而來，體細胞中含有

染色體數(shù)目的個體。(2)特點：與正常植株相比，單倍體植株長得 ，且

。(3)運用： 。未受精的生殖細胞本物種配子弱小高度不育單倍體育種 2.怎樣判別單倍體與多倍體？提示：(1)假設生物體是由受精卵(或合子)發(fā)育構成的，其體細胞內含有幾個染色體組就稱為幾倍體。(2)假設生物體是由生殖細胞(卵細胞或花粉)直接發(fā)育來的，不論體細胞內含有幾個染色體組，都稱為單倍體。2.基因重組的類型及發(fā)生時期、機制重組類型同源染色體上非等位基因的重組非同源染色體上非等位基因間的重組人為導致基因重組(DNA重組)發(fā)生時間減數(shù)第一次分裂四分體時期減數(shù)第一次分裂后期體外與運載體重組，導入細胞內與細胞內基因重組發(fā)生機制同源染色體非姐妹染色單體之間交叉互換導致染色單體上的基因重新組合同源染色體分開，等位基因分離，非同源染色體自由組合，導致非同源染色體上非等位基因間的重組目的基因經過運載體導入受體細胞，導致受體細胞中基因重組圖像示意1．基因突變對生物性狀的影響堿基對影響范圍對氨基酸的影響替換小只改變1個氨基酸或不改變增添大插入位置前不影響，影響插入位置后的序列缺失大缺失位置前不影響，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動的緣由(1)突變部位能夠在非編碼部位(內含子和非編碼區(qū))。(2)基因突變后構成的密碼子與原密碼子決議的是同一種氨基酸。(3)基因突變假設為隱性突變，如AA→Aa，也不會導致性狀的改動。4.根據(jù)細胞分裂圖來確定變異類型減數(shù)分裂過程中呵斥B、b不同的緣由有基因突變(間期)或交叉互換(前期)。假設為體細胞有絲分裂(如根尖分生區(qū)細胞、受精卵等)那么只能是基因突變呵斥的；假設標題中問呵斥B、b不同的根本緣由是什么，那么回答是基因突變。1．以下圖表示人類鐮刀型細胞貧血癥的病因，知谷氨酸的密碼子是GAA，由此分析正確的選項是()A．控制血紅蛋白合成的一段基因恣意一個堿基發(fā)生交換都會引起貧血癥B．②過程是以α鏈作模板，以脫氧核苷酸為原料，由ATP供能，在酶的作用下完成的C．運轉纈氨酸的tRNA一端裸露的三個堿基能夠是CAUD．人發(fā)生此貧血癥的根本緣由在于蛋白質中的一個谷氨酸被纈氨酸取代解析：控制血紅蛋白合成的一段基因恣意一個堿基發(fā)生交換普通情況下不會引起貧血癥；②過程是以α鏈作模板，但合成的是mRNA，所以原料用的是核糖核苷酸；根據(jù)纈氨酸的密碼子GUA，可知對應的tRNA上的反密碼子上堿基為CAU；人類鐮刀型細胞貧血癥的根本緣由是基因上的堿基對被交換。答案：C2．以下有關基因重組的表達，正確的選項是()A．基因型為Aa的個體自交，因基因重組而導致子代性狀分別B．基因A因交換、增添或缺失部分堿基而構成它的等位基因a，屬于基因重組C．非姐妹染色單體間的互換可導致基因重組D．呵斥同卵雙生姐妹間性狀上差別的主要緣由是基因重組解析：基因型為Aa的個體自交，因等位基因分別導致子代性狀分別?；駻因交換、增添或缺失部分堿基而構成它的等位基因a，屬于基因突變。非姐妹染色單體間的互換能夠導致基因重組。同卵雙生姐妹的遺傳物質一樣，呵斥其性狀上差別的主要緣由是環(huán)境影響。答案：C1．染色體的缺失、反復、倒位與基因突變的區(qū)別(如以下圖所示)2．易位與交叉互換的區(qū)別染色體易位交叉互換圖解區(qū)別發(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之間屬于染色體結構變異屬于基因重組可在顯微鏡下觀察到在顯微鏡下觀察不到3.染色體組的組成特點由上圖可知，要構成一個染色體組應具備以下幾條：(1)一個染色體組中不含同源染色體。(2)一個染色體組中所含的染色體在形狀、大小和功能上各不一樣。(3)一個染色體組中含有控制本物種生物性狀的一整套基因，但不能反復。1．染色體組數(shù)量的判別方法(1)在細胞內任選一條染色體，細胞內與該染色體形狀一樣的染色體共有幾條，那么含有幾個染色體組，如圖甲中與1號(或2號)一樣的染色體共有四條，此細胞有四個染色體組。(2)在細胞或生物體的基因型中，控制同一性狀的基因(讀音一樣的大小寫字母)出現(xiàn)幾次，那么有幾個染色體組，如圖乙中，假設細胞的基因型為AaaaBBbb，任一種基因各有四個，那么該生物含有四個染色體組。(3)根據(jù)染色體的數(shù)目和染色體的形狀數(shù)來推算。染色體組的數(shù)目＝染色體數(shù)/染色體形狀數(shù)。如雌果蠅體細胞中有8條染色體，分為4種形狀，那么染色體組的數(shù)目為2個。2．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3．以下圖是甲、乙、丙三種生物體細胞內染色體情況表示圖，那么對應的基因型可依次表示為()A．AaBb，AAaBbb，AaaaB．AaaaBBbb，Aaa，AABBC．AAaaBbbb，AaaBBb，AaBbD．AaaaBbbb，AAabbb，ABCD解析：根據(jù)染色體的形狀可以判別，甲是體細胞中含有四個染色體組的四倍體或單倍體，乙是體細胞中含有三個染色體組的三倍體或單倍體，丙是體細胞中只需一個染色體組的單倍體。答案：D二倍體多倍體單倍體來源受精卵發(fā)育受精卵發(fā)育配子發(fā)育染色體組數(shù)兩個三個或三個以上不確定(一至多個)形成原因受精作用低溫誘導、秋水仙素處理直接發(fā)育特點正常果實、種子較大，生長發(fā)育延遲，結實率低植株弱小，高度不育二倍體多倍體單倍體舉例幾乎全部動物和過半數(shù)高等植物香蕉、馬鈴薯等雄蟻、雄峰等發(fā)育過程1．單倍體育種與多倍體育種單倍體育種多倍體育種原理染色體數(shù)目以染色體組形式成倍減少，然后再加倍后獲得純種染色體數(shù)目以染色體組形式成倍增加方法花藥離體培養(yǎng)獲得單倍體，再用秋水仙素處理幼苗秋水仙素處理正在萌發(fā)的種子或幼苗優(yōu)點明顯縮短育種年限器官大，營養(yǎng)成分含量高，產量增高單倍體育種多倍體育種缺點技術復雜，需要與雜交育種配合適用于植物，動物難以開展。多倍體植物生長周期延長，結實率降低舉例2.體細胞染色體組為奇數(shù)的單倍體與多倍體高度不育的緣由：進展減數(shù)分裂構成配子時，同源染色體無法正常聯(lián)會或聯(lián)會紊亂，不能產生正常配子。4．(2021·山東兗州摸底)以下關于染色體組、單倍體和二倍體的表達，不正確的選項是()A．一個染色體組不含同源染色體B．由受精卵發(fā)育成的，體細胞中含有兩個染色體組的個體叫做二倍體C．單倍體生物體細胞中不一定含有一個染色體組D．人工誘導多倍體的獨一方法是用秋水仙素處置萌生的種子或幼苗解析：染色體組中不含有同源染色體；判別單倍體不是看體細胞中的染色體組的數(shù)目，而是看發(fā)育起點；人工誘導多倍體的方法有多種，如低溫、秋水仙素等。答案：D生物變異類型的識別根據(jù)細胞分裂圖來確定變異的類型對A、B圖分析：A圖B圖分裂類型有絲分裂減數(shù)分裂變異類型基因突變基因突變或基因重組 (2021·安徽理綜卷)人體甲狀腺濾泡上皮細胞具有很強的攝碘才干。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對人領會產生有害影響。積聚在細胞內的131I能夠直接()A．插入DNA分子引起插入點后的堿基序列改動B．交換DNA分子中的某一堿基引起基因突變C．呵斥染色體斷裂、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解析：選項正誤判斷理由A×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B×大劑量的放射性同位素131I，不能替換某一堿基C√大劑量131I可能造成染色體斷裂、缺失或易位等染色體結構變異，故C正確D×大量的131I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答案：C 1.(2021·崇文區(qū)期末)以下有關基因突變的表達，錯誤的選項是()A．只需進展有性生殖的生物才干發(fā)生基因突變B．誘發(fā)突變的突變率比自然突變的突變率高C．基因突變是生物進化的重要要素之一D．基因堿基序列改動不一定導致性狀改動解析：基因突變是指DNA分子的堿基對的增添、缺失和改動。進展有性生殖和無性生殖的生物都有能夠發(fā)生基因突變。誘發(fā)突變是指在人工條件下提高突變頻率?；蛲蛔儺a生新基因，是生物進化的重要要素?；驂A基序列改動導致mRNA的序列改動，但不一定改動生物性狀，由于密碼子具有簡并性。答案：A無子番茄和無子西瓜培育過程及遺傳特點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 科學家做了兩項實驗：(1)用適當濃度的生長素溶液處置沒有接受花粉的番茄雌蕊柱頭，子房發(fā)育成無子番茄。(2)用四倍體與二倍體西瓜雜交，獲得三倍體西瓜植株，給其雌蕊授以二倍體花粉，子房發(fā)育成無子西瓜。以下有關表達正確的選項是()A．上述無子番茄性狀能遺傳B．假設取無子番茄植株進展無性繁衍，長成的植株所結果實中有種子C．上述無子西瓜進展無性繁衍，長成的植株所結果實中有種子D．假設取上述無子西瓜進展無性繁衍，長成的植株子房壁細胞含有4個染色體組解析：番茄雌蕊柱頭經過生長素溶液處置后，發(fā)育成無子番茄，遺傳物質沒有改動，進展無性繁衍時可正常開花結果，所以長成的植株所結果實中有種子，而且這一變異不能遺傳。無子西瓜細胞中有3個染色體組，聯(lián)會紊亂而不能構成正常的生殖細胞，長成的植株所結果實中沒有種子；進展無性繁衍時遺傳物質不變，因此子房壁細胞含有3個染色體組。答案：B 1.給四倍體授二倍體花粉的作用及結果如何？2．給三倍體授二倍體花粉的作用及結果是什么？提示：1.進展受精作用，結果是構成受精卵、發(fā)育成三倍體種子的果實。2．提供外源生長素，刺激子房發(fā)育成無子果實。染色體變異類型的判別 (2021·海南卷)關于植物染色體變異的表達，正確的選項是()A．染色體組整倍性變化必然導致基因種類的添加B．染色體組非整倍性變化必然導致新基因的產生C．染色體片段的缺失和反復必然導致基因種類的變化D．染色體片段的倒位和易位必然導致基因陳列順序的變化解析：選項正誤判斷理由A×染色體組整倍性變化導致基因數(shù)量變化，不能導致基因種類增加B×基因突變導致新基因的產生，染色體變異不能導致新基因產生C×染色體片段的重復和缺失導致基因數(shù)量增加和減少，不能導致基因種類變化D√染色體片段的倒位和易位必然導致基因排列排序的變化，故D正確答案：D 2.生物的某些變異可經過細胞分裂某一時期染色體的行為來識別。甲、乙兩方式圖分別表示細胞減數(shù)分裂過程中出現(xiàn)的“環(huán)形圈〞、“十字形構造〞景象，圖中字母表示染色體上的基因。以下有關表達正確的選項是()A．甲、乙兩種變異類型分別屬于染色體構造變異和基因重組B．甲圖是由于個別堿基對的增添或缺失，導致染色體上基因數(shù)目改動的結果C．乙圖是由于四分體時期同源染色體非姐妹染色單體之間發(fā)生交叉互換的結果D．甲、乙兩圖常出如今減數(shù)第一次分裂的前期，染色體與DNA數(shù)之比為1∶2解析：據(jù)圖中信息可知：甲的變異類型屬于染色體構造變異中的缺失或添加，乙的變異類型屬于染色體構造變異中的易位；甲圖中部分基因發(fā)生了增添或缺失，導致染色體上基因數(shù)目改動；乙圖中右上角的含s基因的黑色部分與左下角的含w基因的白色部分已發(fā)生互換，且它們之間的互換發(fā)生在非同源染色體之間，所以該變異為易位而不是四分體時期同源染色體非姐妹染色單體之間發(fā)生交叉互換的基因重組；甲、乙兩圖中每條染色體都含兩條染色單體、兩個DNA分子。答案：D低溫誘導植物染色體數(shù)目的變化[實驗原理](1)正常進展有絲分裂的組織細胞，在分裂后期著絲點分裂后，子染色體在紡錘體作用下分別移向兩極，進而平均分配到兩個子細胞中去。(2)低溫可抑制紡錘體構成，阻止細胞分裂，導致細胞染色體數(shù)目加倍。[實驗流程]根尖培育：將洋蔥等資料放在裝滿清水的廣口瓶上，底部接觸水面，置于適宜條件下，使之生根↓低溫誘導：待不定根長至1cm時，將整個安裝放入冰箱的低溫室內(4℃)，誘導培育36h↓資料固定：剪取根尖約0.5～1cm，放入卡諾氏液中浸泡0.5～1h，固定其形狀，然后用95%酒精沖洗2次↓制造裝片：解離→漂洗→染色→制片(同察看植物細胞的有絲分裂)↓察看：先用低倍鏡察看，找到變異細胞，再換用高倍鏡察看1．為了能察看到細胞在生活形狀下的內部構造，必需先將細胞固定。2．在進展本實驗的過程中，和察看植物細胞的有絲分裂一樣，所察看的細胞曾經被鹽酸殺死了，最終在顯微鏡下看到的是死細胞。3．選材的時候必需選用可以進展分裂的分生組織細胞，不分裂的細胞染色體不復制，不會出現(xiàn)染色體加倍的情況。1．有關“低溫誘導大蒜根尖細胞染色體加倍〞的實驗，正確的表達是()A．能夠出現(xiàn)三倍體細胞B．多倍體細胞構成的比例常達100%C．多倍體細胞構成過程無完好的細胞周期D．多倍體構成過程添加了非同源染色體重組的時機解析：此題調查教材“低溫誘導植物染色體數(shù)目的變化〞的實驗，意在調查對實驗結果的分析才干。并非一切的細胞的染色體都被加倍。大蒜根尖細胞進展的是有絲分裂，有絲分裂過程中沒有非同源染色體的重組。答案：C2．用濃度為2%的秋水仙素，處置植物分生組織5～6h，可以誘導細胞內染色體數(shù)目加倍。那么，用一定時間的低溫(如4℃)處置水培的洋蔥根尖時，能否也能誘導細胞內染色體數(shù)目的加倍呢？請對這個問題進展實驗探求。(1)針對以上問題，他作出的假設是_____________________________________________________________。他提出此假設的根據(jù)是________________________________________________________________________。(2)低溫處置植物資料時，通常需求較長時間才干產生低溫效應，根據(jù)這個提示將他設計的實驗組合以表格方式列出來。(3)按照他的設計思緒，以__________________________________________作為鑒別低溫能否誘導細胞內染色體加倍的根據(jù)。為此，他要進展的詳細操作是：第一步：剪取根尖2～3mm。第二步：按照________→________→________→________的步驟制造____________________。解析：提出的假設應該具有一定的科學根據(jù)，提出的假設應該是最有能夠的而不是隨意猜測，所以探求的課題在題干中具有一定的指向性。在設計表格的時候要留意題干的要求是丈量低溫效應的時間，思索到普通植物的細胞周期時間的單位應該以小時為單位比較適宜。為了保證明驗的嚴謹性，應該做一組常溫下的對照組，以排除環(huán)境要素的干擾。答案：(1)用一定時間的低溫處置水培的洋蔥根尖，可以誘導細胞內染色體加倍低溫可以影響酶的活性(或紡錘絲的構成)，使細胞不能正常進展有絲分裂(2)培養(yǎng)時間培養(yǎng)溫度5h10h15h20h常溫4℃0℃注：設計表格時要留意以下兩個要求：①至少做兩個溫度的對照；②間隔相等的培育時間進展取樣檢測。(3)在顯微鏡下察看和比較經過不同處置后根尖細胞內染色體的數(shù)目解離漂洗染色制片細胞有絲分裂暫時裝片1．(2021·上海卷)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基因還能夠再突變?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．基因突變大部分是有害的D．基因突變可以改動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；基因突變具有不定向性，可以產生一組復等位基因；基因突變大多是有害的，但有害突變不能作為生物進化的原資料；基因突變可以改動種群的基因頻率。答案：C2.(2021·福建省協(xié)作校聯(lián)考)曲線a表示運用誘變劑前的青霉素菌株數(shù)和產量之間的關系，曲線b、c、d表示運用誘變劑后青霉素菌株數(shù)和產量之間的關系。以下說法正確的選項是()A．由a變?yōu)閎、c、d表達了變異的多方向性B．誘變劑添加了青霉菌的變異方向，加快了變異頻率C．d是最不符合人們消費要求的變異類型，b菌株的產量比a菌株高D．青霉素在誘變劑作用下發(fā)生的變異只能是基因突變解析：運用誘變劑后的青霉素菌株a突變?yōu)閎、c、d表達了變異的多方向性，故A正確；由圖不能表達誘變劑添加了青霉菌的變異方向，故B錯；D的產量最高，符合人們消費要求，故C錯誤；青霉菌是真核細胞，有染色體，在誘變劑作用下發(fā)生的變異有基因突變、染色體變異，故D錯誤。答案：A3.(2021·山東省淄博一中第二次模擬)A、a和B、b是控制兩對相對性狀的兩對等位基因，位于1號和2號這一對同源染色體上，1號染色體上有部分來自其它染色體的片段，如下圖。以下有關表達不正確的選項是()A．A和a、B和b均符合基因的分別定律B．可以經過顯微鏡來察看這種染色體移接景象C．染色體片段移接到1號染色體上的景象稱為基因重組D．同源染色體上非姐妹染色單體發(fā)生交叉互換后能夠產生4種配子解析：1號和2號是一對同源染色體，1號染色體上有部分來自其它染色體的片段，是屬于染色體構造變異，故C錯誤。答案：C4．(2021·東陽模擬)如圖表示某生物細胞減數(shù)分裂時，兩對聯(lián)會的染色體之間出現(xiàn)異常的“十字型〞構造景象，圖中字母表示染色體上的基因。據(jù)此所作出的推斷中，錯誤的選項是()A．此種異常屬于染色體的構造變異B．該生物產生的異常配子很能夠有HAa或hBb型C．該生物基因型為HhAaBb，一定屬于二倍體生物D．此種異常能夠會導致生物體的育性下降解析：解答此題應抓住兩個關鍵：先找出同源染色體，確定發(fā)生易位的染色體片段；明確含有兩個染色體組的個體不一定是二倍體