必修2第3章 可遗传的变异-2024年高中生物合格考得分秘籍（上海专用）

必修2 遗传与进化 第3章 可遗传的变异 (必背知识梳理+必考考点速练，快速提升) 一、基因重组造成变异的多样性 基因重组：在减数分裂（有性生殖）过程中，非同源染色体的自由组合可导致控制不同性状的基因重新组合，使产生的配子具有多种多样的基因组合类型（结果使后代中出现不同于亲本的类型）。 1.染色体自由组合可导致基因重新组合 在减数分裂过程中，非同源染色体的自由组合可导致控制不同性状的基因重新组合，使产生的配子具有多种多样的基因组合类型。 受精过程中配子的随机结合，使得子代产生不同于亲本的新基因型，从而使子代个体出现表型变异。这就是自由组合定律的细胞学解释（在这种情况下，新基因型的产生不涉及染色体DNA的断裂与重接）。 物种的染色体数目越多，通过染色体自由组合产生的新基因型就越多，子代的变异类型也就越多。 从进化的角度来看，以减数分裂和受精作用为核心的有性生殖方式对生物多样性的产生具有重要意义。 应用：指导育种 2.染色体交叉互换导致基因重组 在减数分裂过程中发生的染色体交叉互换，涉及染色体DNA的断裂和重接。 摩尔根等将纯种灰身长翅雌蝇与纯种黑身残翅雄蝇杂交。实际统计结果表明：F1中与亲本表型相同（灰身长翅和黑身残翅）的个体数远多于预期，而与亲本表型不同（灰身残翅和黑身长翅）的个体数又远少于预期值。 通过实验证实了基因位于染色体上，摩尔根根据本实验结果要提出的假设是：控制长翅/残翅，灰身/黑身这两对相对性状的基因位于同一对同源染色体上。 在减数分裂过程中，同源染色体联会并发生非姐妹染色单体交叉互换，可能导致基因重组。通常，并不是每一个细胞中都会发生染色体交叉互换，且每一次染色体交叉互换一般只涉及两条非姐妹染色单体，另外两条不发生交换，所以重组类型配子少于亲本型配子。 二、基因突变是生物变异的根本来源 1.碱基替换、插入或缺失都可能引起基因突变 1.基因突变 1）基因突变：DNA分子中发生碱基的替换、插入或缺失所引起的基因碱基序列改变，基因突变可产生新的等位基因形式，是生物变异的根本来源。 2）时间：主要发生在DNA复制过程中。 2.基因突变特点： 1）普遍性：可以发生在所有生物体中，以及同一生物不同阶段、不同细胞、不同基因或同一基因的不同碱基中。 2）不同方向性：可能发生突变的碱基位点有多个，突变的形式也有多种，即使是同一位点的碱基改变也有多种可能。 3）低频性：在自然状态下，基因突变的频率很低。除了病毒外，各种生物细胞每复制一次可检测到的突变率仅在10–11到10–9之间。 3.基因突变类型：碱基的替换、插入或缺失。 （1）基因碱基序列中一个碱基发生替换后，会使对应的密码子发生变化，可能改变所编码氨基酸序列，造成蛋白质结构和功能改变，从而表现出性状变异。 （2）在肽链合成时，tRNA对mRNA上密码子的“阅读”是连续进行的。如果DNA序列中发生了碱基的插入或缺失，就会造成变化位点之后所有密码子出现错位“误读”，从而合成氨基酸序列截然不同的肽链。 4.对进化的意义：基因突变是产生新基因的途径，是生物变异的根本来源，为生物的进化提供了丰富的原材料。 2.诸多理化和生物因素可提高基因突变的频率 1.人们逐渐认识到，环境中的某些物理、化学或生物因素可以诱发基因突变。 物理因素：紫外线、X射线以及其他高能射线可以破坏 DNA结构； 化学因素：亚硝酸等化学物质会诱导碱基结构改变，引起碱基错配； 生物因素：某些微生物（如病毒、真菌等）的感染和代谢毒素也会诱发基因突变。人为地利用这些因素可以提高基因突变率。 基因突变可能会影响细胞的正常功能。 细胞增殖和分裂具有重要作用的基因发生突变，将会使细胞的增殖和分裂失去控制，甚至可能引发癌变。 癌细胞最显著的特点：获得了无限增殖的能力。 2.细胞的癌变与细胞中与原癌基因和抑癌基因的突变有关。 1）在正常细胞中，原癌基因的表达水平一般较低，其适量表达是细胞正常生长和分裂所必需的。 2）抑癌基因在细胞增殖过程中主要起到负调控作用，抑制细胞增殖、促进细胞凋亡。原癌基因和抑癌基因的正常表达，协同调控细胞周期。 三、染色体变异会导致性状改变 染色体变异：同一生物的细胞中，染色体数目和结构通常都是稳定的，但在某些因素（如射线、化学物质等）作用下，生物的染色体数目和结构会发生改变。 1.染色体数目变异可能会导致生物性状的改变 染色体数目变异：体细胞中的染色体的数目发生增加或者减少，包括整倍体变异和非整倍体变异。 染色体组：由受精卵发育而来的动植物的体细胞中通常有两套染色体，我们将一套完整的非同源染色体称为该物种的染色体组。 二倍体：每组的染色体数用n表示，把体细胞中含有2个染色体组的细胞或个体。 1.1整倍体变异 整倍体变异：对二倍体生物（2n）而言，细胞中的染色体数目以染色体组（n）为基数的整