第三单元 第20讲 基因突变及其他变异-【金版教程】2024高考生物一轮复习解决方案全书word（新教材，多选版）

第20讲　基因突变及其他变异 一　可遗传变异和不可遗传变异 可遗传变异 不可遗传变异 遗传物质 是否变化 发生变化 不发生变化 遗传情况 可以遗传给后代 变异性状仅限于当代表现 来源 基因突变、基因重组、染色体变异 环境条件改变 联系 基因突变和染色体变异均属于突变。其中在光学显微镜下可见的可遗传变异为染色体变异，分子水平发生的变异为基因突变、基因重组，只在减数分裂过程发生的变异为基因重组，真、原核生物和病毒共有的变异类型为基因突变。 二　基因突变 1．实例：镰状细胞贫血(也叫镰刀型细胞贫血症) (1)症状：红细胞呈镰刀状，容易破裂，使人患溶血性贫血。 (2)病因 ①直接原因：组成血红蛋白分子的肽链上发生了氨基酸替换。 ②根本原因：编码血红蛋白的基因上一个碱基发生替换，即T替换为A。 2．概念：DNA分子中发生碱基的替换、增添或缺失，而引起的基因碱基序列的改变。 3．时间：主要发生于细胞分裂前的间期。 4．结果：产生新基因。 5．遗传性 (1)如果发生在配子中，将遵循遗传规律传递给后代。 (2)如果发生在体细胞中，一般不遗传，但有些植物的体细胞发生的基因突变，可通过无性生殖传递给后代。 6．原因 (1)外因 物理因素：紫外线、X射线及其他辐射损伤细胞内的DNA。 化学因素：亚硝酸盐、碱基类似物等改变核酸的碱基。 生物因素：某些病毒影响宿主细胞的DNA。 (2)内因 DNA复制偶尔发生错误。 7．特点 (1)普遍性：在生物界中普遍存在。 (2)随机性：可以发生在生物个体发育的任何时期，细胞内不同的DNA分子上，以及同一个DNA分子的不同部位。 (3)低频性：突变频率很低。 (4)不定向性：一个基因可以产生一个以上的等位基因。 8．意义 生物变异的根本来源；为生物进化提供原材料。 9．细胞癌变 (1)细胞癌变的机理 (2)主要特征 10．应用：诱变育种 (1)定义：利用物理因素(如紫外线、X射线等)或化学因素(如亚硝酸盐等)处理生物，使生物发生基因突变，可以提高突变率，创造人类需要的生物新品种。 (2)实例：用辐射方法处理大豆，选育出含油量高的大豆品种。 三　基因重组 1．概念：在生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因的重新组合。 2．类型 (1)自由组合型：减数分裂Ⅰ的后期，随着同源染色体的分离，位于非同源染色体上的非等位基因随非同源染色体的自由组合而发生重组(如下图)。 (2)交换型：在四分体时期(减数分裂Ⅰ前期)，位于同源染色体上的等位基因有时会随着非姐妹染色单体之间的互换而发生交换，导致同源染色体上的非等位基因重组(如下图)。 (3)外源基因插入：外源基因进入生物细胞基因组中，并遗传和表达，如肺炎链球菌的转化(图1)及基因工程(图2)都发生了基因重组。 3．结果：产生新的基因型，导致重组性状出现。 4．意义 (1)是生物变异的来源之一。 (2)对生物进化具有重要意义。 (3)是形成生物多样性的重要原因之一。 四　染色体变异 1．染色体变异概念：生物体的体细胞或生殖细胞内染色体数目或结构的变化，称为染色体变异。 2．染色体数目变异 (1)类型 ①细胞内个别染色体的增加或减少，如唐氏综合征。 ②细胞内染色体数目以一套完整的非同源染色体为基数成倍地增加或成套地减少，如多倍体、单倍体。 (2)染色体组 在大多数生物的体细胞中，染色体都是两两成对的，也就是说含有两套非同源染色体，其中每套非同源染色体称为一个染色体组。 (3)二倍体、多倍体和单倍体的比较 二倍体 多倍体 单倍体 概念 体细胞中含有两个染色体组的个体 体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体 体细胞中的染色体数目与本物种配子染色体数目相同的个体 染色体组 两个 三个或三个以上 一至多个 形成原因 自然成因 正常的有性生殖 正常有性生殖，外界环境条件剧变 单性生殖 人工诱导 秋水仙素处理单倍体(含一个染色体组)幼苗 秋水仙素处理萌发的种子或幼苗 花药离体培养 形成过程 植株特点 正常可育 ①茎秆粗壮 ②叶、果实、种子较大 ③营养物质含量丰富 ①植株弱小 ②高度不育 举例 几乎全部动物和过半数的高等植物 香蕉(三倍体)；马铃薯(四倍体)；八倍体小黑麦 蜜蜂中的雄蜂 (4)单倍体育种 ①原理：染色体变异。 ②方法 ③优点：明显缩短育种年限。 ④缺点：技术复杂。 (5)多倍体育种 ①方法：用秋水仙素或低温处理。 ②处理材料：萌发的种子或幼苗。 ③原理 ④优点：多倍体植株茎秆粗壮，叶、果实和种子比较大，营养物质含量丰富。 ⑤缺点：多倍体植株发育延迟，结实率低，多倍体育种一般只适用于植物。 3．染色体结构变异 (1)类型 图解 变化 名称 举例 染色体的某