高考生物一轮复习讲义生物变异专题突破 精品.docx

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高三一轮复习讲义——生物变异专题突破

1、解题指导

1、基因突变的概念、原因、特征

（1）基因突变的概念：

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叫做基因突变。

（2）基因突变的原因：

物理因素（紫外线、X射线）、化学因素（亚硝酸、碱基类似物）、生物因素（某些病毒）。

（3）基因突变的特征：

基因突变在生物界是普遍存在的，是随机发生的、不定向的，频率很低的，多害少利。

（4）突变的意义：

基因突变是新基因产生的途径，是生物变异的根本来源，是生物进化的原始材料。

（5）实例：

镰刀型细胞贫血症（病因------1对碱基发生替换。

）正常山羊有时生下短腿"安康羊"、白化病、太空椒。

2.基因重组的类型和时间

（1）类型：

基因自由组合（非同源染色体上的非等位基因）、基因交换（同源染色体上的非等位基因）

（2）时间：

有性生殖生物进行减数分裂产生配子时，一般有2个时间段，大多数是减数第一次分裂的后期，非同源染色体上的非等位基因表现自由组合，还有在减数第一次分裂的四分体时期，同源染色体的非姐妹染色单体表现为交叉互换。

（3）特别提醒：

基因重组的变异必须通过有性生殖过程（减数分裂）实现。

3.染色体变异的类型

（1）染色体结构变异：

①染色体中某一片段缺失②染色体中增加某一片段③染色体某一片段移接到另一条非同源染色体上④染色体中某一片段位置颠倒。

（2）染色体数目的变异：

①细胞内个别染色体的增加或减少（猫叫综合症）②细胞内染色体数目以染色体组的形式成倍的增加或减少。

（21三体综合症）

4.育种方式的比较

杂交育种

单倍体育种

多倍体育种

诱变育种

原理

基因重组

染色体变异

染色体变异

基因突变

优点

能根据人的预见把位于两个生物体上的优良性状集于一身。

明显缩短育种年限，加速育种进程。

可培育出自然界中没有的新品种，且培育出的植物器官大，产量高，营养丰富。

能提高变异频率，加速育种过程，可大幅度改良某些性状；变异范围广。

缺点

时间长，需及时发现优良性状。

技术较复杂，需与杂交育种结合，多限于植物。

只适于植物，结实率低。

有利变异少，须大量处理材料；诱变的方向和性质不能控制。

改良数量性状效果较差。

5.无籽西瓜的培育过程

正常的西瓜是二倍体。

先用秋水仙素处理种子，染色体正常复制而不分裂，形成四倍体植株。

然后用4倍体西瓜植株做母本（开花时去雄）、二倍体西瓜植株做父本（取其花粉授4倍体雌蕊上）进行杂交，形成三倍体种子。

三倍体植株在开花时，其雌蕊要用正常二倍体西瓜的花粉授粉，以刺激其子房发育成果实。

由于胚珠不能发育为种子，而果实则正常发育，所以这种西瓜无籽。

二、例题解析

【例1】下列说法错误的是（）

A．三倍体无子西瓜的性状可以遗传，但它不是一个新物种。

用一定浓度的生长素处理未授粉的四倍体西瓜幼苗，可获无子西瓜，这种性状不可遗传

B．一块水稻田中偶尔发现一株矮秆水稻，它连续自交后代都是矮秆，这种变异可能源自于体细胞或生殖细胞的基因突变

C．染色体结构变异和基因突变的实质都是染色体上的DNA中碱基对排列顺序的改变

D．一个基因型为AaBbCC的植物（三对基因可自由组合），用其花粉离体培养获得n株幼苗，其中aabbCC的个体的比例为0

【解析】选C。

A、三倍体无子无子西瓜的原理是染色体变异，是可以遗传的变异，由于三倍体无子西瓜高度不育，不属于一个新物种，用一定浓度的生长素处理未授粉的四倍体西瓜幼苗，可获无子西瓜，原理是生长素能促进子房发育成果实，遗传物质没有发生变化，A正确；

B、一块水稻田中偶尔发现一株矮秆水稻，它连续自交后代都是矮秆，说明这种变异是可遗传变异，种变异可能源自于体细胞或生殖细胞的基因突变，B正确；

C、染色体由DNA和蛋白质组成，DNA是遗传物质，因此染色体结构变异和基因突变的实质都是DNA中碱基对排列顺序的改变．即遗传信息的改变，但是基因不一定位于染色体上，C错误；

D、基因型为AaBbCC的植物是二倍体，其花粉离体培养获得n株幼苗都是单倍体，不可能是aabbCC，D正确．

【例2】下列实例与所用的原理中，正确的是（）

A．无子番茄——多倍体育种B．无子西瓜——单倍体育种

C．青霉素高产菌株——基因突变D．克隆羊“多利”的培育——基因重组

【解析】选C。

无子番茄的获得是利用了生长素能促进子房发育成果实的原理；培育无子西瓜是利用了多倍体育种的原理；培育青霉素高产菌株是利用了基因突变的原理；“多利羊”的获得是利用了动物细胞核具有全能性的原理。

【例3】用纯种的高秆（D）抗锈病（T）小麦与矮秆（d）易染锈病（t）小麦培育出矮秆抗锈病小

麦新品种的方法如下：

高秆抗锈病×矮秆易染锈病

F1

雄配子

幼苗

选出符合要求的品种，有关此育种方法的叙述中，不正确的是（　　）。

A．这种育种方法能大大缩短育种年限

B．过程③说明生殖细胞也具有全能性

C．由F1通过雄配子产生新个体的生殖方式属于有性生殖

D．题中选出符合要求的品种，其体细胞中染色体数是亲本体细胞的一半

【解析】选D。

这种育种方法为单倍体育种，所

获得的个体全为纯合子，所以大大缩短了育种年限。

③过程为雄配子发育成完整的个体，体现了细胞全能性。

由于雄配子在形成过程中，减数分裂时有基因重组，所以为有性生殖。

由于幼苗用秋水仙素处理，符合要求的个体是经过染色体数目加倍的，与正常体细胞数目一致。

三、课后习题

1、铁蛋白是细胞内储存多余Fe3+的蛋白，铁蛋白合成的调节与游离的Fe3+、铁调节蛋白、铁应答元件等有关。

铁应答元件是位于铁蛋白mRNA起始密码上游的特异性序列，能与铁调节蛋白发生特异性结合，阻遏铁蛋白的合成。

Fe3+浓度低时，铁调节蛋白质与铁应答元件结合干扰了核糖体与mRNA的结合和移动，从而抑制了翻译的起始；（如下图所示）。

据图分析回答下列问题：

（1）图中天冬氨酸的密码子是，基因中决定铁蛋白“…—甘—天—色—…”的碱基序列为

（2）当Fe3+浓度高时，铁调节蛋白由于，核糖体能与铁蛋白mRNA一端结合，沿mRNA移动，遇到起始密码后开始翻译。

（3）若指导铁蛋白合成的mRNA的碱基数为N，则铁蛋白个氨基酸组成。

A．等于3NB．大于3NC．等于1/3ND．小于1/3N

（4）若要改造铁蛋白分子，将图中色氨酸变成亮氨酸（密码子为UUA、UUG、CUU、CUC、CUA、CUG），可以通过改变DNA模板链上的一个碱基来实现，即，该种改变在育种上称为。

2．（14分）某玉米品种高产，但由于茎秆较高易倒伏，而造成减产。

在某玉米田中偶然发现一株矮秆高产的玉米，请设计实验来探究这株玉米矮秆性状是由环境影响还是基因突变的结果。

（1）实验步骤：

①第一步：

分别从矮秆玉米和高秆玉米上取茎尖分别记作A、B进行______________。

②第二步：

________________________________________，观察并记录结果。

（2）预测结果及结论：

①__________________________________________________________________。

②__________________________________________________________________。

（3）若此株玉米来自基因突变，说明了基因突变有何意义？

________________________________________________________________________。

（4）若此株玉米来自基因突变，则可通过____________技术获得快速大量繁殖。

（5）田中收获的玉米种子，来年能否直接种植？

为什么？

______________________。

3．（10分）育种工作者在大田中发现了几株阔叶且产量高的变异小麦，关于这些变异小麦：

（1）若已确定它们的变异是可遗传的，那么这种变异是由于基因突变引起的，还是由于染色体畸变引起的？

请设计实验来鉴定。

第一步：

分别取阔叶、窄叶茎部的__________细胞制成装片。

第二步：

用显微镜观察有丝分裂__________细胞中的染色体。

预期结果及结论：

①_________________________________________________________________。

②________________________________________________________________。

（2）若已确定阔叶变异是由基因突变导致，请设计一个实验来判断这种突变是显性突变还是隐性突变。

①方法：

选取多株阔叶小麦____________________________________________。

②结果及结论：

a．若子代均表现为阔叶性状，则为隐性突变。

b．________________________________________________________________。

（3）假如上述突变是显性突变，如何在短时间内获得纯合的突变类型？

课后练习参考答案

1.

（1）GAC

（2）结合Fe3+而丧失与铁应答元件的结合能力（3）D（4）C→A人工诱变

2.

（1）①植物组织培养　②放在相同适宜条件下培养

（2）①若矮秆A后代与高秆B后代相同，则为不可遗传变异（由环境影响产生的）②若矮秆A后代比高秆B后代矮，则矮秆玉米的出现为基因突变

（3）基因突变为新品种的培育提供原材料（4）植物组织培养

（5）不能；因为此玉米为杂种，后代会发生性状分离

3.

（1）分生组织　中期　①若二者的染色体形态结构和数目相同，则变异是由基因突变导致　②若二者的染色体不同，则是由染色体畸变导致　

（2）①分别让其自交　②b.若后代有阔叶和窄叶两种性状，则为显性突变　（3）取其花粉进行离体培养，对幼苗用秋水仙素处理，选择阔叶类型。