第五章 基因突变及其他变异（知识清单）- 2023-2024学年高一下学期生物期末复习（人教版2019必修二）

第五章 基因突变及其他变异 第一节 基因突变和基因重组 1.生物变异的类型 （1）不可遗传变异：仅由环境因素引起，遗传物质并未改变。 （2）可遗传变异：遗传物质改变引起。有三种：基因突变、基因重组和染色体变异。 ☆可遗传变异一定能遗传给后代吗？不一定，请说明理由：如果可遗传变异发生在体细胞中，一般就不会遗传给后代。 2.基因突变的实例 （1）镰状细胞贫血 ①症状：红细胞是弯曲的镰刀状。 ②检测：可用显微镜观察红细胞形状确认。正常人红细胞是中央微凹的圆饼状，而镰刀型细胞贫血症的红细胞是弯曲的镰刀状。 ③直接原因：组成血红蛋白的一个谷氨酸被替换成了缬氨酸，从而使血红蛋白结构改变。 ④根本原因：血红蛋白基因中一个碱基对发生替换。 （2）基因突变的概念：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，叫做基因突变。 （3）基因突变对后代的影响： ①基因突变若发生在配子中，将遵循遗传规律传递给后代。 ②若发生在体细胞中，一般不能遗传。但有些植物体的体细胞发生了基因突变，可以通过无性生殖遗传。 3.细胞的癌变 （1）细胞癌变的机理 ①原癌基因：一般来说，原癌基因表达的蛋白质是细胞正常的生长和增殖所必须的，这类基因一旦突变或过量表达而导致相应蛋白质活性过强，就可能引起细胞癌变。 ②抑癌基因：抑癌基因表达的蛋白质能抑制细胞的的生长和增殖，或者促进细胞凋亡，这类基因一旦突变而导致相应蛋白质活性减弱或失去活性，也可能引起细胞癌变。 （2）癌细胞的特征：能够无限增殖，形态结构发生显著变化，细胞膜上的糖蛋白等物质减少，细胞之间的粘着性降低，容易在体内分散和转移等。 4基因突变的原因 （1）原因： ①外因：物理因素、化学因素和生物因素 ②内因：DNA复制偶尔发生错误 （2）特点： ①普遍性：在生物界普遍存在，是所有生物可遗传变异的共同来源。 ②随机性：可发生在个体发育的任何时期，细胞内的不同的DNA分子上，以及同一DNA分子的不同部位。 ③不定向性：一个基因可以发生不同的突变产生一个以上的等位基因。基因突变的方向和没有明确的因果关系。 ④低频性：在自然状态下，基因突变的频率是很低的。 ⑤多害少利性：基因突变对生物有三种情况：有利、有害、中性，但多数是有害的。 5.基因突变的意义：基因突变是产生新基因的途径。基因突变是生物变异的根本来源，为生物进化提供了丰富的原材料。 6.基因重组 （1）概念：生物体有性生殖过程中，控制不同性状的基因(非等位基因)的重新组合。 （2）时间：有性生殖的减数分裂过程。 （3）结果：产生新的基因型。 （4）类型(自然状态下) ①交叉互换型：减数分裂I前期(四分体时期)，同源染色体上的等位基因可能会随非姐妹染色单体的交换而发生交换，导致染色单体上的非等位基因重组。 ②自由组合型：减数分裂I后期，非同源染色体自由组合，导致非同源染色体上的非等位基因自由组合。 （5）意义：是生物变异的来源之一，是形成生物多样性的重要原因，对生物进化有重要意义。 第二节 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.染色体数目的变异 （1）染色体数目的变异可以分为两类：一类是细胞内个别染色体的增加或减少；另一类是以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。 （2）二倍体和多倍体 ①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。 ②二倍体概念：体细胞中含有两个染色体组的个体叫作二倍体。 实例：几乎全部动物和过半数的高等植物。 ③多倍体 a.概念：体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体，统称为多倍体。 b.实例：在植物中很常见，在动物中极少见。如：三倍体无籽西瓜、四倍体番茄。 香蕉和三倍体无籽西瓜没有种子的原因：三倍体因为原始生殖细胞中含有三套非同源染色体，减数分裂时出现联会紊乱，因此不能形成可育的种子。 c.多倍体植株优点：多倍体植株常常是茎秆粗壮，叶片、果实和种子都比较大，糖类和蛋白质等营养物质的含量都有所增加。 （3）人工诱导多倍体 ①方法：低温处理、用秋水仙素诱发等。 ②秋水仙素处理对象：萌发的种子或幼苗。 ③秋水仙素作用原理：秋水仙素作用于正在分裂的细胞时，能够抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞的两极，从而引起细胞内染色体数目加倍。 （4）单倍体 ①概念：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，叫作单倍体。 ②特点：与正常植株相比，单倍体植株长得弱小，而且高度不育。 ③应用：利用单倍体植株培育新品种。 ④优点：能明显缩短育种年限。 3.实验：低温诱导植物染色体数目的变化 （1）原理：用低温处理植物的分生组织细胞，能够抑制纺锤体的形成