第5章 基因突变及其他变异　章末整合提升(共20张PPT)

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第5章　基因突变及其他变异
章末整合提升
一、必备知识——构建知识导图
二、关键能力——发展核心素养
1.科学思维——辨析基因突变、基因重组和染色体变异
比较项目 基因突变 基因重组 染色体变异
变异本质 基因碱基序列的改变 原有基因的重新组合 染色体结构或数目发生改变
发生时间 一般发生在有丝分裂前的间期和减数分裂前的间期 减数分裂Ⅰ的前期和后期 细胞分裂前的间期或分裂期
生殖类型 无性生殖、有性生殖 有性生殖 无性生殖、有性生殖
产生结果 产生新的基因 产生新基因型 没产生新基因,染色体上基因数目或顺序发生变化
鉴定方法 光镜下均无法检出,可根据是否有新性状或新性状组合确定 光镜下可检出
意义 生物变异的根本来源,为生物的进化提供了丰富的原材料 生物变异的来源之一,对生物的进化具有重要的意义 对生物进化有一定意义
应用 诱变育种 杂交育种 单倍体、多倍体
育种
联系 ①三者均属于可遗传变异,都为生物的进化提供了原材料 ②基因突变是基因重组的基础 B
[例1] 如图为某高等生物一个DNA分子上的三个基因a、b、c的分布状况,图中Ⅰ、Ⅱ为非基因序列。下列有关叙述正确的是(　 　)
A.c基因碱基对缺失,属于染色体变异
B.Ⅰ、Ⅱ中碱基的改变不属于基因突变
C.在减数分裂四分体时期,在b、c之间可发生互换
D.三个基因中若a发生突变,则会影响其他两个基因b、c的表达
解析:基因序列中发生碱基对的替换、增添或缺失为基因突变;由于Ⅰ、Ⅱ为非基因序列,其碱基的改变不属于基因突变;在减数分裂四分体时期,同源染色体的非姐妹染色单体之间发生互换,而b、c属于一条染色体上的非等位基因,不会发生互换;基因是遗传的基本结构和功能单位,若a发生突变,对其他两个基因b、c的表达不一定有影响。
2.科学思维——判断可育性与可遗传的变异
(1)是否可育——看减数分裂能否产生正常配子。
(2)是否是可遗传变异——看遗传物质是否改变。
解析:由于环境因素导致的变异是不可遗传的,B、C、D项均是由环境因素导致的不可遗传变异。
[例2] 下列属于可遗传变异的是(　 　)
A.一对正常夫妇生了个白化病女儿
B.穗大粒多的植株在干旱时变得穗小粒少
C.植株在水肥条件很好的环境中长势旺盛
D.生活在海边的渔民皮肤变得特别黑
A
3.生命是物质、能量和信息的统一体,生命是物质的,遗传物质在传递过程中可以发生改变,从而引起变异
(1)基因水平:DNA中碱基对的增添、缺失、替换导致的基因碱基序列改变,是基因突变,可能导致生物性状改变。
(2)染色体水平:①基因重组导致生物性状发生变化。
②细胞分裂过程中的染色体分离异常是染色体数目变异的原因,染色体的断裂与重接错误是导致染色体结构变异的基础。这些都会引起生物性状改变。
B
[例3] 如图所示为二倍体细胞染色体变异的几种方式,下列叙述正确的是
(　 　)
A.猫叫综合征是由图d所示的变异引起的
B.图a所示细胞若为精原细胞,则其产生的精细胞中只有一半细胞染色体组成正常
C.21三体综合征的形成与图b所示的生物变异类型有关
D.果蝇棒状眼的形成与图c所示的生物变异类型有关
解析:猫叫综合征是人体内第5号染色体片段缺失所致,由图c所示的变异(染色体片段的缺失)引起,图d所示的变异是染色体片段增加(重复);图a所示细胞有一组同源染色体有三条,若为精原细胞,则其产生的精细胞中只有一半细胞染色体组成正常;21三体综合征的患者体内第21号染色体有三条,由图a所示的生物变异类型引起;果蝇棒状眼的形成是染色体的片段重复导致的,由图d所示的生物变异类型引起。
4.研究可遗传变异的方法
实验 技术方法
区分基因突变和染色体变异中的缺失 显微镜观察法
低温诱导植物细胞染色体数目的变化 显微镜观察法
调查人群中的遗传病 调查法
[例4] 父母们都希望能生育一个健康的无遗传疾病的宝宝。下列关于人类遗传病的叙述中,正确的是(　 　)
A.调查某单基因遗传病的遗传方式时,应在人群中随机抽样,而且调查群体要足够大
B.胎儿所有先天性疾病都可通过产前诊断来确定
C.如果通过基因检测确定胎儿不携带致病基因,则可判断其不患遗传病
D.人类遗传病检测和预防的主要手段是遗传咨询和产前诊断
D
解析:调查某单基因遗传病的遗传方式时,调查对象应为患者家系,在人群中随机抽样是调查某遗传病的发病率;并不是所有先天性疾病都可以通过产前诊断来确定;虽然胎儿不携带致病基因,但也可能患染色体异常遗传病;人类遗传病检测和预防的主要手段是遗传咨询和产前诊断。
三、综合应用——形成核心价值观
[例5] 遗传学理论可用于指导农业生产实践。回答下列问题。
(1)生物体进行有性生殖形成配子的过程中,在不发生染色体结构变异的情况下,产生基因重新组合的途径有两条,分别是 　。
解析:(1)互换型基因重组发生在减数第一次分裂前期同源染色体联会过程中,在该过程中同源染色体的非姐妹染色单体之间进行互换;自由组合型基因重组发生在减数第一次分裂后期,伴随着非同源染色体的自由组合,位于非同源染色体上的非等位基因自由组合。
答案:(1)在减数分裂过程中,随着非同源染色体的自由组合,非等位基因自由组合;同源染色体上的等位基因随着非姐妹染色单体的互换而发生交换,导致染色单体上的基因重组
[例5] 遗传学理论可用于指导农业生产实践。回答下列问题。
(2)在诱变育种过程中,通过诱变获得的新性状一般不能稳定遗传,原因是
　 ,若要使诱变获得的性状能够稳定遗传,需要采取的措施是　 。
解析:(2)诱变育种过程中,突变体一般为杂合体,即控制新性状的基因型是杂合的,不能稳定遗传;对于杂合体,可以采用连续自交和不断选择的方法获得纯合体,即通过自交筛选性状能稳定遗传的子代。
答案:(2)控制新性状的基因型是杂合的　通过自交筛选性状能稳定遗传的子代
[例6] 科学家们用长穗偃麦草(二倍体)与普通小麦(六倍体)杂交培育小麦新品种——小偃麦。相关的实验如下,请回答有关问题。
(1)长穗偃麦草与普通小麦杂交,F1体细胞中的染色体组数为　　 　　。长穗偃麦草与普通小麦杂交所得的F1不育,其原因是　 　　　　　　　　,可用　　　　　　　处理F1幼苗,获得可育的小偃麦。
解析:(1)长穗偃麦草配子含1个染色体组,普通小麦配子含3个染色体组,杂交形成的受精卵含 4个染色体组,F1体细胞中的染色体组数为4。由于F1体细胞中无同源染色体,减数分裂时无法联会,故不能形成正常的配子。用秋水仙素处理F1幼苗,染色体组加倍,获得可育的小偃麦。
答案:(1)4　无同源染色体,减数分裂时无法联会,不能形成正常的配子
(无同源染色体或减数分裂时无法联会)　(一定浓度的)秋水仙素
[例6] 科学家们用长穗偃麦草(二倍体)与普通小麦(六倍体)杂交培育小麦新品种——小偃麦。相关的实验如下,请回答有关问题。
(2)小偃麦中有个品种为蓝粒小麦(40W+2E),40W表示来自普通小麦的染色体,2E表示携带有控制蓝色色素合成基因的1对长穗偃麦草染色体。若丢失了长穗偃麦草的一个染色体则成为蓝粒单体小麦(40W+1E),这属于　　变异。为了获得白粒小偃麦(1对长穗偃麦草染色体缺失),可将蓝粒单体小麦自交,在减数分裂过程中,产生两种配子,其染色体组成分别为　　　　　　　　。这两种配子自由结合,产生的后代中白粒小偃麦的染色体组成是　　　　。
解析:(2)染色体丢失1条为染色体数目变异。蓝粒单体小麦(40W+1E)产生的配子及比例为 1(20W+E)∶1(20W)。后代中白粒小偃麦的染色体组成是40W。
答案:(2)染色体数目　20W和20W+1E　40W
[例6] 科学家们用长穗偃麦草(二倍体)与普通小麦(六倍体)杂交培育小麦新品种——小偃麦。相关的实验如下,请回答有关问题。
(3)为了确定白粒小偃麦的染色体组成,需要做细胞学实验进行鉴定。取该小偃麦的　　　　作实验材料,制成临时装片进行观察,其中　　　　　期的细胞染色体最清晰。
答案:(3)根尖(芽尖)　有丝分裂中