【正文】 第一課時(shí) 基因突變、基因重組和染色體變異 考綱內(nèi)容 考綱解讀 基因重組及其意義 明確基因突變的含義 , 然后結(jié)合課本上的圖解理解基因突變的類型、原因和特點(diǎn)。結(jié)合前面學(xué)習(xí)的減數(shù)分裂過程 , 理解基因重組的含義、類型、意義。 理解四種結(jié)構(gòu)變異對(duì)染色體上基因的種類、數(shù)量和排列順序有何影響 。 通過和基因突變、基因重組進(jìn)行比較 , 學(xué)會(huì)三種可遺傳變異的判斷 基因突變的特征和原因 染色體結(jié)構(gòu)變異和數(shù)目變異 低溫誘導(dǎo)染色體加倍( 實(shí)驗(yàn) ) 一、基因突變 概念 由于 DNA 分子中發(fā)生① 堿基對(duì) 的替換、增添和缺失 , 而引起基因結(jié)構(gòu)的改變 時(shí)期 DNA 復(fù)制時(shí) 原因 外因 : 某些環(huán)境條件 ( 如物理、化學(xué)、生物因素 )。 內(nèi)因 : DNA 復(fù)制過程中 , 基因中脫氧核苷酸的種類、數(shù)量和② 排列順序 發(fā)生改變 , 從而改變了③ 遺傳信息 類型 自然突變和誘發(fā)突變 , 顯性突變和隱性突變 特點(diǎn) 普遍性、④ 隨機(jī) 性、多害少利性、⑤ 不定向 性、低頻性 意義 是生物變異的⑥ 根本來源 , 為生物進(jìn)化提供了最初的選擇材料 舉例 鐮刀型細(xì)胞貧血癥 直接病因 : 血紅蛋白多肽鏈上一個(gè)谷氨酸被纈氨酸替換 根本病因 : 血紅蛋白基因 ( DNA ) 上一對(duì)⑦ 堿基對(duì) 被替換 , 由 變?yōu)? 二、基因重組 重組的類型 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(dǎo)致基因重組 ( D N A重組技術(shù) ) 發(fā)生的時(shí)間 減數(shù)第一次分裂⑧四分體 時(shí)期 減數(shù)第一次分裂后期 體外⑨ 目的基因 與運(yùn)載體重組并導(dǎo)入細(xì)胞內(nèi)與細(xì)胞內(nèi)基因重組 發(fā)生的機(jī)制 同源染色體非姐妹染色單體之間⑩ 交叉互換 , 導(dǎo)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(dǎo)致非同源染色體上非等位基因重組 目的基因經(jīng)運(yùn)載體導(dǎo)入受體細(xì)胞 , 導(dǎo)致受體細(xì)胞中基因重組 圖像示意 三、染色體變異 1. 染色體結(jié)構(gòu)變異 ( 1 ) 概念 : 由 染色體結(jié)構(gòu) 的改變而引起的變異。 ( 2 ) 類型 類型 定義 圖示解析 實(shí)例 缺失 一條正常染色體斷裂后丟失某一片段引起的變異 abcdef gh ↓ a bcg h 果蠅缺刻翅、貓叫綜合征 重復(fù) 染色體中增加某一片段引起的變異 ab cd ef ↓ ab cdcd ef 果蠅棒狀眼 ( 續(xù)表 ) 類型 定義 圖示解析 實(shí)例 易位 染色體的某一片段移接到另一非同源染色體上引起的變異 人慢性粒細(xì)胞白血病是 22 號(hào)染色體部分易位到 14 號(hào)染色體上 倒位 染色體中某一片段位置顛倒 果蠅 3 號(hào)染色體上猩紅眼 桃色眼 三角翅脈 2. 染色體數(shù)目變異 ( 1 ) 類型 1 ) 個(gè)別染色體 的增加或減少 , 如人類的 21 三體綜合征 ,是由于 21 號(hào)染色體有 3 條。 2 ) 以 染色體組 的形式成倍地增加或減少 , 如單倍體、多倍體的形成等。 ( 2 ) 染色體組 1 ) 概念 : 染色體組是指細(xì)胞中的一組 非同源染色體 , 它們?cè)谛螒B(tài)和功能上各不相同 , 但是攜帶著控制一種生物生長(zhǎng)發(fā)育、遺傳和變異的全部信息的一組染色體。 2 ) 條件 : a. 一個(gè)染色體組中不含 同源染色體 。 b. 一個(gè)染色體組中所含的染色體形態(tài)、大小和功能各不相同 。 c. 一個(gè)染色體組中含有 控制生物性狀 的一整套基因 , 但不能重復(fù)。 需特別關(guān)注的 1 個(gè)易失分點(diǎn) 易誤點(diǎn) 可遺傳變異與不可遺傳變異的比較 失誤類型 概念辨析類失誤 ? 認(rèn)知糾偏 ? 1. 兩種變異的區(qū)別 項(xiàng)目 可遺傳變異 不可遺傳變異 本質(zhì)區(qū)別 遺傳物質(zhì)是否發(fā)生改變 來源 遺傳物質(zhì)改變引起的 環(huán)境改變引起的 能否遺傳 能 不能 實(shí)例 基因突變、基因重組和染色體變異 溫度、水、肥、激素、多指的切除等外界環(huán)境因素引起的改變 2. 可遺傳的變異不一定遺傳給后代 , 但只要遺傳物質(zhì)發(fā)生改變一定是可遺傳變異。 3. 培育無子番茄的原理是用生長(zhǎng)素類似物促進(jìn)子房的發(fā)育 , 遺傳物質(zhì)不改變 , 無子番茄的無子性狀不能遺傳。培育無子西瓜的原理是染色體變異 , 遺傳物質(zhì)改變。無子西瓜的無子性狀能遺傳。 4. 實(shí)驗(yàn)探究某變異性狀是可遺傳變異還是不可遺傳變異 將變異性狀的個(gè)體放在原環(huán)境中觀察其是否能夠保持 ,進(jìn)而證明是不是可遺傳變異 , 或者采用雜交或自交的方式去鑒定。例如 , 長(zhǎng)翅果蠅受精卵放到 35 ℃ 高溫環(huán)境中 , 發(fā)育成殘翅果蠅 , 探究是基因突變?cè)斐傻倪€是環(huán)境造成的 , 可選擇與正常溫度下的殘翅果蠅雜交并在正常溫度下看發(fā)育的情況即可鑒定。 ? 設(shè)誤角度 ? 高考命題常從以下角度設(shè)置陷阱 ( 1 ) 可遺傳變異與能否遺傳給后代不是一回事。 ( 2 ) 如何判斷區(qū)分可遺傳變異與不可遺傳變異 ? 1. 在無子番茄和無子西瓜的培育過程中 , 下列有關(guān)敘述正確的是 ( ) 。 A. 培育無子番茄利用的原理是生長(zhǎng)素能夠促進(jìn)果實(shí)的發(fā)育 B. 無子番茄果實(shí)細(xì)胞經(jīng)組織培養(yǎng)獲得的植株仍結(jié)無子果實(shí) C. 三倍體西瓜不能進(jìn)行有性生殖 , 其無子的變異屬于不可遺傳的變異 D. 無子西瓜的培育利用了基因突變的原理 培育無子番茄利用的原理是生長(zhǎng)素能夠促進(jìn)果實(shí)的發(fā)育 , 它屬于不可遺傳的變異。無子番茄果實(shí)細(xì)胞經(jīng)組織培養(yǎng)獲得的植株只要正常傳粉 , 后代結(jié)的都是有子果實(shí)。三倍體西瓜的獲得是利用三倍體在減數(shù)分裂時(shí)染色體聯(lián)會(huì)發(fā)生紊亂不能產(chǎn)生正常的配子 , 因此屬于可遺傳的變異 , 該生物變異屬于染色體數(shù)目的變異。 A 2. 下列變異中遺傳物質(zhì)未改變的是 ( ) 。 ① 無子西瓜 ② 無子番茄 ③ 長(zhǎng)翅果蠅在 35 ℃ 下發(fā)育成的殘翅果蠅 ④ 多指手術(shù)切除 ⑤ 骨髓移植治愈的血友病病人 ⑥ 赤霉素處理的矮稈玉米變成高稈 A. ①②③④⑥ B. ②④⑤⑥ C. ②③④⑤⑥ D. ①②③⑤⑥ ① 為染色體變異 , 遺傳物質(zhì)改變 , 其余的未改變。注意 ⑤ 中只是改變了血細(xì)胞的遺傳物質(zhì) , 身體內(nèi)的其他細(xì)胞包括生殖細(xì)胞的都未改變。 C 1. 下列關(guān)于基因突變特點(diǎn)的說法中 , 正確的是 ( ) 。 ① 對(duì)某種生物而言 , 在自然狀態(tài)下基因突變的頻率是很低的 ② 基因突變?cè)谏?界普遍存在 ③ 所有基因突變對(duì)生物體都是有害的 ④ 一個(gè)基因可以向多個(gè)方向突變 ⑤ 基因突變只發(fā)生在某些特定的條件下 ⑥ 不同基因突變的頻率是相同的 ⑦ 基因突變的方向是由環(huán)境決定的 A. ①②③ B. ③④⑤ C. ①②④ D. ②⑥⑦ 基因突變具有少利多害性 , 故 ③ 錯(cuò) 。 基因突變可以自發(fā)產(chǎn)生 , 可以不需要特定條件 。 不同基因突變的頻率可以是不同的 。 基因突變不定向 , 環(huán)境決定進(jìn)化的方向 , 故 ⑤⑥⑦ 都錯(cuò)。 C 2. 下列有關(guān)基因重組的敘述正確的是 ( ) 。 A. 四分體中同源染色體上等位基因隨姐妹染色單體的交叉互換而互換 B. 減數(shù)第一次分裂后期所有非等位基因進(jìn)行重組 C. 精子與卵細(xì)胞受精結(jié)合時(shí)染色體發(fā)生了基因重組 D. 有性生殖過程中 , 控制不同性狀的基因的重新組合 交叉互換強(qiáng)調(diào)非姐妹染色單體之間發(fā)生交換 , 故 A錯(cuò) 。 非同源染色體上的非等位基因在減 Ⅰ 后期才能發(fā)生自由組合 , 不是全部非等位基因 , 故 B 錯(cuò) 。 受精過程中不發(fā)生基因重組 , 故 C 錯(cuò)。 D 年 8 月 25 日 , 經(jīng)遺傳學(xué)權(quán)威機(jī)構(gòu)確認(rèn)濟(jì)南發(fā)現(xiàn)的一例染色體異常核型即 46 , XY , t ( 6 。 8 ) 為世界首報(bào) , 該例異常核型屬于染色體平衡易位攜帶者。染色體平衡易位是造成流產(chǎn)和畸形兒的重要因素 , 由于沒有遺傳物質(zhì)丟失 , 患者表觀及智力均與正常人一樣。此患者為男性 , 第 6 和 8 號(hào)染色體易位。下列說法 錯(cuò)誤． ．的是 ( ) 。 A. 經(jīng)染色后 , 在光學(xué)顯微鏡下可觀察到染色體易位 B. 易位后染色體上的基因與原染色體上的基因在遺傳時(shí)符合自由組合定律 C. 只有缺失和重復(fù)這兩類染色體變異才能導(dǎo)致基因數(shù)量的改變 D. 染色體易位不屬于基因重組 , 這種變異是可遺傳的 不管是個(gè)別染色體增添、缺失還是染色體組成倍地變化都會(huì)導(dǎo)致基因數(shù)量的改變 , 故 C 錯(cuò)。 C 4. 科研人員圍繞培育四倍體草莓進(jìn)行了探究 , 實(shí)驗(yàn)中 , 每個(gè)實(shí)驗(yàn)組選取 50 株草莓幼苗 , 用 秋水仙素溶液處理它們的幼芽 , 得到下圖所示結(jié)果。相關(guān)說法 不正確． ． ．的是 ( ) 。 A. 實(shí)驗(yàn)原理是秋水仙素能夠抑制紡錘體的形成進(jìn)而誘導(dǎo)形成多倍體 B. 自變量是秋水仙素濃度和處理時(shí)間 , 所以各組草莓幼苗數(shù)量應(yīng)該相等 C. 由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知 , 用 % 的秋水仙素溶液處理草莓幼苗 1 天最容易成功 D. 判斷是否培育出四倍體草莓的簡(jiǎn)便方法是讓四倍體草莓結(jié)出的果實(shí)與二倍體草莓結(jié)出的果實(shí)相比較 用秋水仙素處理萌發(fā)的幼苗 , 能誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍 , 原理是秋水仙素能夠抑制細(xì)胞分裂時(shí)紡錘體的形成 , 故A 正確 。 自變量是秋水仙素濃度和處理時(shí)間 , 故各組草莓幼苗數(shù)量為無關(guān)變量 , 應(yīng)保持相同 , 故 B 正確 。 從柱狀圖可見 ,用不同濃度秋水仙素處理相同時(shí)間時(shí) , 多倍體的誘導(dǎo)率不同 。用同一濃度秋水仙素處理不同時(shí)間時(shí) , 多倍體的誘導(dǎo)率也不同。其中 , 在用 % 的秋水仙素溶液處理 1 天的情況下 , 誘