届高三生物浙江选考一轮复习文档 必修2 第8章 第19讲 生物变异的来源 教师用书 Word版含答案.docx

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第八章　生物的变异与进化

第19讲　生物变异的来源

浙江[学考＋选考]考纲确认

考点

知识内容

必考

加试

11.生物变异的来源

（1）基因重组

a

b

（2）基因突变

b

b

（3）染色体畸变

a

a

（4）染色体组

a

a

（5）二倍体、多倍体和单倍体

a

a

考点一|基因重组与基因突变

1．生物变异的种类

（1）不遗传的变异：

环境因素引起的变异，不涉及遗传物质的改变，不能进一步遗传给后代。

（2）可遗传的变异：

遗传物质改变所引起的变异，变异来源有基因突变、基因重组、染色体畸变。

2．基因重组

（1）概念：

指具有不同遗传性状的雌、雄个体进行有性生殖时，控制不同性状的基因重新组合，导致后代不同于亲本类型的现象或过程。

（2）类型：

①交叉互换型，发生于减Ⅰ四分体时期。

②自由组合型，发生于后期Ⅰ。

③人工重组型：

通过基因工程使目的基因与受体细胞DNA重组。

（3）结果：

产生新的基因型。

（4）意义：

基因重组是通过有性生殖过程实现的，基因重组的结果是导致生物性状的多样性，为动植物育种和生物进化提供丰富的物质基础。

3．基因突变

概念

基因内部核酸分子上的特定核苷酸序列发生改变的现象或过程

时期

易发生于有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期

特点

（1）普遍性：

所有生物均可发生基因突变

（2）可逆性：

显性基因可以突变为隐性基因，而隐性基因也可突变为显性基因

（3）多方向性：

染色体某一位置上的基因可以向不同的方向突变成它的等位基因

（4）稀有性：

自然状态下，生物的基因突变频率一般是很低的

（5）有害性：

多数有害，少数有利，也有中性的

结果

产生了该基因的等位基因，即新基因

意义

是生物变异的根本来源，对生物进化和选育新品种具有非常重要的意义

类型

（1）形态突变：

生物的形态结构的改变

（2）生化突变：

影响生物的代谢过程，导致某个特定生化功能的改变或丧失

（3）致死突变：

导致个体活力下降，甚至死亡

原因

外因：

物理因素如射线、化学因素如亚硝酸、生物因素如病毒

内因：

基因结构的改变

（2015·浙江9月测试）某植物品种花色形成受两个基因（P1和P2）编码的酶（酶E1和酶E2）控制，其过程如图所示。

温度影响基因的表达，在15℃时开紫色花，45℃时开红色花。

下列叙述正确的是（　　）

A．15℃时，P1基因、P2基因以各自的编码链为模板，分别表达出酶E1和酶E2

B．45℃时，P1基因表达正常，P2基因编码起始密码子的碱基发生突变而不能表达出正常的酶E2

C．若编码酶E1和酶E2的DNA片段的碱基排列顺序不同，则转录的两种mRNA中的碱基比例一定不同

D．若P2基因发生突变，该植物在15℃时仍可能开紫色花

D　[分析题图可知：

在15℃时开紫色花，说明P1基因、P2基因以各自的编码链为模板，转录出相应的mRNA，再以相应的mRNA为模板翻译出酶E1和酶E2，A项错误；45℃时开红色花，说明P1基因表达正常，P2基因不能正常表达或表达出的酶E2没有活性，起始密码子的碱基位于mRNA上，B项错误；若编码酶E1和酶E2的DNA片段的碱基排列顺序不同，则转录的两种mRNA中的碱基比例不一定不同，C项错误；基因突变是随机的、不定向的，一个基因可以产生一个以上的等位基因，若P2基因发生突变，该植物在15℃时仍可能开紫色花，D项正确。

]

1．基因重组类型比较

重组类型

同源染色体上非等位基因的重组

非同源染色体上非等位基因间的重组

DNA分子重组技术

发生时间

减数第一次分裂四分体时期

减数第一次分裂后期

在体外将目的基因与载体重组后，导入细胞内，并与细胞内基因重组

发生机制

同源染色体非姐妹染色单体之间交叉互换导致染色单体上的基因重新组合

同源染色体分开，等位基因分离，非同源染色体自由组合，导致非同源染色体上非等位基因间的重组

目的基因经载体导入受体细胞，导致受体细胞中基因重组

图像示意

2.基因突变的原因、结果及对生物性状的影响

（1）基因突变的原因与结果分析

（2）基因突变对性状的影响

①基因突变对蛋白质的影响

碱基对

影响范围

对氨基酸序列的影响

替换

小

只改变1个氨基酸或不改变

增添

大

不影响插入位置前的序列而影响插入位置后的序列

缺失

大

不影响缺失位置前的序列而影响缺失位置后的序列

②基因突变不一定导致生物性状改变

a．突变可能发生在没有遗传效应的DNA片段。

b．基因突变后形成的密码子与原密码子决定的是同一种氨基酸。

c．基因突变若为隐性突变，如AA→Aa，不会导致性状的改变。

（3）基因突变对后代性状的影响

①基因突变发生在体细胞有丝分裂过程中，突变可通过无性生殖传给后代，但不会通过有性生殖传给后代。

②基因突变发生在精子或卵细胞形成的减数分裂过程中，突变可能通过有性生殖传给后代。

③生殖细胞的突变率一般比体细胞的高，这是因为生殖细胞在减数分裂时对外界环境变化更加敏感。

④分裂旺盛的细胞的突变率大于停止分裂的细胞，原因是基因突变常发生在间期。

3．细胞分裂图中的变异类型判断

（1）“三步曲”巧断细胞分裂图中，姐妹染色单体上等位基因的变异来源。

①一辨细胞分裂方式

a．若是有丝分裂，断其来源于基因突变，如图：

b．若是减数分裂，断其来源于基因突变或基因重组（互换重组），如图：

②二查变异前体细胞的基因型

a．变异前体细胞基因型已知：

若为AA（BB）或aa（bb），断其来源于基因突变；若为Aa（Bb），断其来源是基因突变或基因重组。

b．变异前体细胞基因型未知：

断其来源是基因突变或基因重组。

③三观同源染色体互换的行为

甲　　　　　　乙　　　　　丙

a．若同源染色体互换行为已知：

ⅰ.知同源染色体的非姐妹染色单体已发生互换，断其为基因重组，如图甲。

ⅱ.知同源染色体的非姐妹染色单体没有发生互换，断其为基因突变，如图乙。

b．若同源染色体互换行为未知，断其为基因突变或基因重组，如图丙。

（2）“三步曲”巧断隐性突变和显性突变

第一步：

从突变后基因的字母大小判断：

若aa

Aa，知显性突变，若AA

Aa，知隐性突变。

第二步：

从突变性状是否在当代表现判断：

若突变性状当代表现，知显性突变（aa→Aa）

若突变性状当代不表现，等到第二代处于纯合状态才表现，知隐性突变（AA→Aa）

第三步：

从设计的遗传杂交结果不同判断

实验：

选突变体自交或突变体间相互交配

若杂交后出现野生型，表明突变体为杂合体，知突变为显性突变。

若杂交后代仅出现突变体，表明突变体为纯合体，再让突变型与野生型杂交，若后代为突变型，知为显性突变；若后代为野生型，知为隐性突变。

1．下列关于基因重组的叙述，正确的是（　　）

A．基因型为Aa的个体自交，因基因重组导致子代性状分离

B．造成同卵双生姐妹间性状上差异的主要原因是基因重组

C．非姐妹染色单体间的基因交换势必会导致基因重组

D．控制一对相对性状的基因在遗传时也可能发生基因重组

D　[基因型为Aa的个体自交，子代出现性状分离是由于等位基因A、a分离，A项错误；同卵双生姐妹是由1个受精卵在囊胚期分裂成2个以上的细胞群，并逐渐发育成2个胎儿导致的，其遗传因子相同，性状的差异主要是环境因素所致，B项错误；基因型为AABB的个体，且非等位基因A、B位于同源染色体上，则其减数分裂时非姐妹染色单体间的基因交换不会造成基因重组，C项错误；一对相对性状有可能是由位于非同源染色体上的两对等位基因控制，其遗传时会由于非同源染色体的自由组合而产生基因重组，D项正确。

]

2．下列过程中存在基因重组的是（　　）

A　　　　　　　　　　　B

雌配子

雄配子　　　

ab

ab

aabb

AB

AaBb

Ab

Aabb

aB

aaBb

C　　　　　　　　　　　　　　D

A　[基因重组是指控制不同性状的基因重新组合，主要发生在产生配子的减数第一次分裂过程中。

A选项中，亲代AaBb产生4种配子，发生了非等位基因的重组；B选项中，只有一对等位基因的杂合子自交产生的子代中出现新性状，是由等位基因分离造成的，不存在基因重组；C选项中，细胞处于减数分裂的后期Ⅱ，没有发生基因重组；D选项中，雌、雄配子随机结合的过程中没有发生基因重组。

]

3.（2017·宁波九校联考）右图表示基因A、a1、a2、a3之间的关系。

据图不能得出的结论是（　　）

A．基因突变是多方向性的

B．基因突变会导致等位基因出现

C．正常基因与致病基因可以通过基因突变而相互转化

D．基因A、a1、a2、a3之间的遗传关系遵循自由组合定律

D　[据图可知，基因A可突变为多个基因，表明基因突变具有多方向性，A项正确；A突变产生的a1等基因间互为等位基因，B项正确；基因突变具有可逆性，正常基因与致病基因可以通过基因突变而相互转化，C项正确；基因A、a1、a2、a3之间互为等位基因，其遗传遵循基因的分离定律，D项错误。

]

4．（2017·余姚期末测试）下列关于基因突变的叙述，正确的是（　　）

A．个别碱基对的替换不一定会改变生物性状

B．染色体上部分基因的缺失属于基因突变

C．杂种后代出现性状差异的主要原因是基因突变

D．DNA复制和转录的差错都可能导致基因突变

A　[一种氨基酸可能对应多种密码子，因此基因突变中个别碱基对的替换不一定会改变该基因所控制合成的蛋白质的功能，所以基因突变后生物性状不一定会发生改变，A项正确；染色体上部分基因的缺失属于染色体畸变，B项错误；杂种后代出现性状差异的主要原因是基因重组，C项错误；转录的差错不可能导致基因突变，D项错误。

]

5．某果蝇中，与正常酶1比较，失去活性的酶1氨基酸序列有两个突变位点，如下图所示。

下列有关说法错误的是（　　）

A．失活酶1的产生是控制酶l合成的基因发生基因突变的结果

B．①处是发生碱基对的替换导致的

C．②处是发生碱基对的缺失导致的

D．若失活酶1的相对分子质量明显小于正常酶1，则其原因可能是蛋白质的合成提前终止了

C　[分析图示可知，11的位置氨基酸T变成了N，其前后的氨基酸序列没有变化，可推知①处发生了碱基对的替换，对应的mRNA上改变1个遗传密码，B项正确；28位置以后的氨基酸序列均发生了改变，导致相应mRNA分子上突变位点以后的遗传密码均改变了，这是由相应的基因中碱基对发生了增加或缺失引起的，C项错误。

]

考点二|染色体畸变

1．染色体结构的变异

观察下列图示，填出变异类型并回答相关问题

（1）染色体结构变异的类型（填序号及名称）

②缺失__③重复__④倒位__⑤易位。

（2）属于基因突变的是①，属于基因重组的是⑥。

（填序号）

（3）可在显微镜下观察到的是②③④⑤。

（填序号）

（4）基因的数目和排列顺序均未发生变化的是①。

（填序号）

2．染色体数目变异

（1）含义：

生物细胞中染色体数目的增加或减少。

（2）类型

①整倍体变异：

体细胞的染色体数目以染色体组的形式成倍增加或减少。

②非整倍体变异：

体细胞中个别染色体的增加或减少。

（3）染色体组

①一般将二倍体生物的一个配子中的全部染色体称为染色体组。

②特点：

这组染色体的形态结构、功能各不相同，但包含了控制该生物生长发育的全部遗传信息。

（4）单倍体、二倍体和多倍体

①单倍体：

体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体。

②二倍体：

由受精卵发育而来，体细胞中含有两个染色体组的个体。

③多倍体：

由受精卵发育而来，体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体。

1．（2016·4月浙江选考）果蝇X染色体上增加了某个相同片段，其复眼由椭圆形变成条形。

这属于染色体变异的（　　）

A．缺失B．重复

C．倒位D．易位

B　[染色体结构变异是指染色体发生断裂后，在断裂处发生错误连接而导致染色体结构不正常的变异。

染色体上增加了一个相同的染色体片段属于染色体结构变异的重复。

]

2．（2015·9月浙江测试）某种染色体结构变异的示意图如下，图中字母表示不同的染色体片段。

该变异类型为（　　）

A．缺失B．易位

C．重复D．倒位

B　[题图显示：

两条非同源染色体之间发生了相应片段的交换，所以该变异类型属于染色体结构变异中的易位，B项正确，A、C、D三项均错误。

]

1．图解染色体行为变化及染色体畸变

类型

图示变化过程（A、A′代表一对同源染色体）

结果

染色体结构改变

缺失

基因的数目排序改变

重复

易位

倒位

互换重组染色体结构不变

基因数目排序不变

染色体数目改变

单体（2n－1）

基因数目改变

三体（2n＋1）

基因数目改变

2.染色体组数的分析与判断

（1）一个染色体组所含染色体的特点

①一个染色体组中不含有同源染色体。

②一个染色体组中所含有的染色体形态结构和功能各不相同。

③一个染色体组中含有控制一种生物全部性状的一整套遗传信息（即含一整套基因）。

（2）染色体组数的判断

①根据染色体形态判断：

在细胞内任选一条染色体，细胞内与该染色体形态相同的染色体共有几条，则该细胞含有几个染色体组，如下图甲中与1号（或2号）染色体形态相同的染色体共有四条，此细胞中有四个染色体组。

甲　　　　　　　乙

②根据基因型判断：

在细胞或生物体的基因型中，控制同一性状的基因（读音相同的大小写字母）出现几次，则有几个染色体组，如上图乙中，若细胞的基因型为AAaaBBbb，则该细胞中含有四个染色体组。

③根据染色体的数目和染色体的形态数来推算。

染色体组数＝染色体数/染色体形态数。

例如果蝇体细胞中有8条染色体，分为4种形态，则染色体组的数目为2。

④根据细胞分裂图像进行判断：

（以二倍体生物为例）

a　　　　　　b　　　　　c　　　　　d

a．细胞处于减数第一次分裂前期，染色体4条，生殖细胞中染色体2条，每个染色体组2条染色体，该细胞中有2个染色体组。

b．细胞中染色体2条，生殖细胞中染色体2条，每个染色体组2条染色体，该细胞中有1个染色体组。

c．细胞处于减数第一次分裂后期，染色体4条，生殖细胞中染色体2条，每个染色体组2条染色体，该细胞中有2个染色体组。

d．细胞处于有丝分裂后期，染色体8条，生殖细胞中染色体2条，每个染色体组2条染色体，该细胞中有4个染色体组。

3．单倍体、二倍体与多倍体的不同

项目

单倍体

二倍体

多倍体

起点

配子

受精卵

染色体组

1至多个

2

3个或3个以上

形成过程

形成原因

自然成因

单性生殖

正常的有性生殖

外界环境条件剧变（如低温）

人工诱导

花药离体培养

秋水仙素处理单倍体幼苗

秋水仙素处理萌发的种子或幼苗

植物特点

植株弱小，高度不育

常态

果实、种子较大，营养物质含量丰富，生长发育延迟，结实率低

举例

蜜蜂的雄蜂

几乎全部的动物和过半数的高等植物

香蕉（三倍体）；马铃薯（四倍体）；小黑麦（八倍体）

4.“四看法”判断可遗传的变异类型

1．下图①②③④分别表示不同的变异类型，其中图③中的基因2由基因1变异而来。

有关说法正确的是（　　）

①　　　②　　　　　　③　　　　　　　④

A．图①②都表示易位，发生在减数分裂的四分体时期

B．图③中的变异属于染色体结构变异中的缺失

C．图④中的变异属于染色体结构变异中的缺失或重复

D．图中4种变异能够遗传的是①③

C　[图①表示交叉互换，发生在减数分裂的四分体时期，图②表示易位；图③中的变异属于基因突变中的碱基对的缺失；图④中，若上面的染色体正常，则下面的染色体发生染色体结构变异中的缺失，若下面的染色体正常，则上面的染色体发生染色体结构变异中的重复；图中4种变异原因都是遗传物质的改变，都能够遗传。

]

2．下图为某果蝇及其一个体细胞内染色体组成示意图，据图分析下列有关说法错误的是（　　）

A．该果蝇为雌性，图示细胞内有8条染色体

B．图示细胞有两个染色体组，一个染色体组含有的染色体是Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X

C．果蝇体内的细胞除生殖细胞外，都只含有两个染色体组

D．一个染色体组携有能控制果蝇生长发育所需的全部遗传信息

C　[根据细胞中性染色体组成为XX可知，该果蝇为雌性，细胞内含有6条常染色体和2条性染色体，总共有8条染色体，A项正确；由一个染色体组中的染色体形态、功能各不相同可知，该细胞中的8条染色体可分成2组，一个染色体组含4条染色体，分别为Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X，B项正确；果蝇体细胞若处于有丝分裂后期，则含有四个染色体组，C项错误。

]

3．（2017·金华十校期末调研考试）下列个体一定不属于单倍体的是（　　）

A．含本物种配子染色体数目的个体

B．含奇数个染色体组的个体

C．由受精卵直接发育而成的个体

D．含有两个染色体组的个体

C　[单倍体是体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体，由未受精的卵细胞或植物的花粉直接发育而来，因而由受精卵直接发育而成的个体一定不是单倍体，可能是二倍体或多倍体。

]

4．（2017·宁波中学期末测试）下列关于染色体组、单倍体、二倍体、多倍体的叙述，不正确的是（　　）

A．一个染色体组中不含同源染色体

B．单倍体的体细胞中不一定含有一个染色体组

C．某个体的性染色体是XXY，该个体是三倍体

D．单倍体、二倍体、多倍体都属于整倍体

C　[一个染色体组中染色体的形态、结构各不相同，不含同源染色体，A项正确；单倍体的体细胞中可能含有一个或多个染色体组，B项正确；某个体的性染色体组成是XXY，可能是该个体的细胞内个别染色体增加所致，这属于染色体数目变异的非整倍体变异，C项错误。

]