高三生物一轮复习基因突变、基因重组和染色体变异
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第一课时
基因突变、基因重组和染色体变异
生物界中的变异现象
什么叫“生物的变异”？
生物体亲代和子代之间以及子代个体之 间性状的差异性。
不遗传的变异
（遗传物质未发生改变）
表现型
基因型
环境
(遗传物质发生改变）
（改变）
（改变）
（改变）
可遗传的变异
基因重组 基因突变
染色体变异
一、基因突变
1、概念： DNA分子中发生碱基对的_增__添__、_缺__失_ 和_替__换__，而引起的 基因结构 的改变。
如有丝分裂间期和减Ⅰ间期 （1）真核生物（ 有丝分裂、减数分裂、无丝分裂 )； （2）原核生物（ 二分裂 ）； （3）病毒（ 增殖 ）。
4．基因突变的原因
紫外线
物理因素： X射线
引外
其Baidu Nhomakorabea各种辐射
起 基 因 突 变
部 因 素
亚硝酸
化学因素： 碱基类似物
苯环类似物
生物因素： 病毒
的
因 素
内部因素：
复制偶发错误 碱基组成改变
2、基因突变是否一定传递给子代？
(1)如果基因突变发生在有丝分裂过程中，一般不遗传， 但有些植物可以通过无性生殖 传递给后代。
(2)如果基因突变发生在减数分裂过程中，可以通过配子 传递给后代。 (3)无丝分裂、原核生物的二分裂、病毒遗传物质复制时 均可发生基因突变
(4)基因突变不改变染色体上基因的数量和位置，只改变 其基因结构。 (5)自然状态下病毒和原核生物的变异方式仅基因突变。
a bc
def
gh
i j kl
a bc
移接
a bc
kl
gh
i jdef
易位与交叉互换的区别
③DNA分子重组技术。
③DNA分子重组技术
目 的 基 因
目的基因经过运载体导入受体细胞，导致受体细 胞中基因重组。
3、基因重组的意义
通过有性生殖过程实现的基因 重组,为生物变异提供了极其丰富 的来源.这是形成 生物多样性 的 重要原因之一,对于生物进化具有 十分重要的意义.
特别提醒
①肺炎双球菌的转化及病毒遗传物质的整合也属于基因重组。
化学因素：有亚硝酸、硫酸二乙酯等。 生物因素：病毒、细菌等。
高产大豆
有 利 的 基 因 突 变
高产青霉菌株
有 利 的 基 因 突 变
①提高突变率，创造新类型，缩短育种周期
(2)优点：
②大幅度改良某些性状
①成功率低,有利变异个体往往不多，
(3)缺点:
处理的材料量大（育种规模大） ②诱变的各种因素都是致癌因素，如
6.基因突变的意义
• 产生新基因 • 生物变异的根本来源
基因 突变
新基因(等位基因)
• 生物进化的原始材料 基因型(改变)
表现型(改变)
知识点一表格
7、基因突变的应用
——人工诱变育种
（1）原理： 运用物理因素或化学因素提高突变率,诱 发基因突变,获得优良品种.
（2）人工诱导基因突变常用方法：
物理因素：包括X射线、紫外线、激光等；
5．基因突变的特点
①普遍性: 生物界中广泛存在 ②随机性: 个体发育的任何时期和部位 ③低频性: 自然界突变率很低：10－ 5~10-8 ④多害少利性：
畸
形
的
有
雏
害
鸭
的
基
人类的并指
因
人
突
类
变
的
多
指
镰刀形红细胞
5．基因突变的特点
①普遍性: 生物界中广泛存在 ②随机性: 个体发育的任何时期和部位 ③低频性: 自然界突变率很低：10－ 5~10-8 ④多害少利性： 多数有害,少数有利 ⑤不定向性：
②基因重组产生了新的基因型，但未改变基因的“质”和“量”。
③基因重组是真核生物有性生殖过程中产生可遗传变异的最重要来源 是形成生物多样性的重要原因。 ④基因重组只能发生在进行有性生殖的同种生物之间；在减数分裂过 程中实现的，而不是在精子与卵细胞的结合过程中实现的。
⑤自然状态下，原核生物不发生基因重组。
有泄漏将造成人体伤害或环境污染
（4）诱变意义:
是创造动、植物新品种和微生物新类 型的重要方法
易错必明
1、基因突变一定会引发性状的改变吗？不一定
①突变后的密码子与原来的密码子决定同一种氨基酸。 ②该碱基位于基因的非编码序列(内含子和非编码区) ③隐性突变
④由于某些性状由多基因决定，某基因的改变了，但共 同作用于此性状的其他基因未改变，其性状可能也不改 变。 ⑤性状表现是遗传基因和环境因素共同作用的结果，在 某些环境条件下，改变了的基因可能并不会在性状上表 现出来。
基因突变还有何特点？
灰 老 鼠 黑 老 鼠
黄老鼠
如老鼠灰毛基因A+突变
AY (黄毛) a (黑毛)
5．基因突变的特点
①普遍性: 生物界中广泛存在 ②随机性: 个体发育的任何时期和部位 ③低频性: 自然界突变率很低：10－ 5~10-8 ④多害少利性： 多数有害,少数有利 ⑤不定向性： A＝a1或A＝ a2
二、基因重组
“一母生九仔，连母十个样”这种差 异怎么造成的？
1、基因重组的概念
在 真核 生物进行 有性 生殖的过程 中，控制不同性状的基因的重新组合 。
2、基因重组类型和发生时期
①减数第一次分裂前期（四分体时期）： 同源 染色体上的 非姐妹 染色单体之间的交叉 互换，导致 同源 染色体上 非等位 基因的重新 组合。 ②减数第一次分裂后期： 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。
三、染色体变异
(一)染色体结构变异 (二)染色体数目变异 (三)染色体变异在育种中的应用
(一) 染色体结构变异
1、缺失 染色体的某一片段缺失
a bc
def
如：猫叫综合症
b 消失
ac def
猫叫综合症
症状：
患儿哭声轻， 音调高，很像 猫叫。两眼距 离较远，耳位 低下，生长发 育缓慢，存在 着严重的智力 障碍。
病因： 5号染色体部分缺失
(一) 染色体结构变异
２、重复 染色体中增加某一片段
a bc
def
bb
重复
a bb c de f
(一) 染色体结构变异
3、倒位 染色体的某一片段位置
颠倒180°
abc
def
e
颠倒
f
a ed
cb f
(一) 染色体结构变异
4、易位 染色体的某一片段移接到
另一条 非同源 染色体上
┯┯┯┯
┯┯┯┯
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ＡＴＧＣ
ＡＴＧＣ
ＡＴＧＣ
ＴＡＣＧ
ＴＡＣＧ
ＴＡＣＧ
┷┷┷┷
替
┷┷┷┷
增
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缺
换
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添
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失
┯┯┯
ＡＣＧＣ
ＡＴＡＧＣ
ＡＧＣ
ＴＧＣＧ
ＴＡＴＣＧ
ＴＣＧ
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┷┷┷┷┷
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基因突变是否改变染色体上基因的数量和位置？
2、结果： 产生新的等位基因
3、时间： 主要在DNA复制时期
基因突变、基因重组和染色体变异
生物界中的变异现象
什么叫“生物的变异”？
生物体亲代和子代之间以及子代个体之 间性状的差异性。
不遗传的变异
（遗传物质未发生改变）
表现型
基因型
环境
(遗传物质发生改变）
（改变）
（改变）
（改变）
可遗传的变异
基因重组 基因突变
染色体变异
一、基因突变
1、概念： DNA分子中发生碱基对的_增__添__、_缺__失_ 和_替__换__，而引起的 基因结构 的改变。
如有丝分裂间期和减Ⅰ间期 （1）真核生物（ 有丝分裂、减数分裂、无丝分裂 )； （2）原核生物（ 二分裂 ）； （3）病毒（ 增殖 ）。
4．基因突变的原因
紫外线
物理因素： X射线
引外
其Baidu Nhomakorabea各种辐射
起 基 因 突 变
部 因 素
亚硝酸
化学因素： 碱基类似物
苯环类似物
生物因素： 病毒
的
因 素
内部因素：
复制偶发错误 碱基组成改变
2、基因突变是否一定传递给子代？
(1)如果基因突变发生在有丝分裂过程中，一般不遗传， 但有些植物可以通过无性生殖 传递给后代。
(2)如果基因突变发生在减数分裂过程中，可以通过配子 传递给后代。 (3)无丝分裂、原核生物的二分裂、病毒遗传物质复制时 均可发生基因突变
(4)基因突变不改变染色体上基因的数量和位置，只改变 其基因结构。 (5)自然状态下病毒和原核生物的变异方式仅基因突变。
a bc
def
gh
i j kl
a bc
移接
a bc
kl
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i jdef
易位与交叉互换的区别
③DNA分子重组技术。
③DNA分子重组技术
目 的 基 因
目的基因经过运载体导入受体细胞，导致受体细 胞中基因重组。
3、基因重组的意义
通过有性生殖过程实现的基因 重组,为生物变异提供了极其丰富 的来源.这是形成 生物多样性 的 重要原因之一,对于生物进化具有 十分重要的意义.
特别提醒
①肺炎双球菌的转化及病毒遗传物质的整合也属于基因重组。
化学因素：有亚硝酸、硫酸二乙酯等。 生物因素：病毒、细菌等。
高产大豆
有 利 的 基 因 突 变
高产青霉菌株
有 利 的 基 因 突 变
①提高突变率，创造新类型，缩短育种周期
(2)优点：
②大幅度改良某些性状
①成功率低,有利变异个体往往不多，
(3)缺点:
处理的材料量大（育种规模大） ②诱变的各种因素都是致癌因素，如
6.基因突变的意义
• 产生新基因 • 生物变异的根本来源
基因 突变
新基因(等位基因)
• 生物进化的原始材料 基因型(改变)
表现型(改变)
知识点一表格
7、基因突变的应用
——人工诱变育种
（1）原理： 运用物理因素或化学因素提高突变率,诱 发基因突变,获得优良品种.
（2）人工诱导基因突变常用方法：
物理因素：包括X射线、紫外线、激光等；
5．基因突变的特点
①普遍性: 生物界中广泛存在 ②随机性: 个体发育的任何时期和部位 ③低频性: 自然界突变率很低：10－ 5~10-8 ④多害少利性：
畸
形
的
有
雏
害
鸭
的
基
人类的并指
因
人
突
类
变
的
多
指
镰刀形红细胞
5．基因突变的特点
①普遍性: 生物界中广泛存在 ②随机性: 个体发育的任何时期和部位 ③低频性: 自然界突变率很低：10－ 5~10-8 ④多害少利性： 多数有害,少数有利 ⑤不定向性：
②基因重组产生了新的基因型，但未改变基因的“质”和“量”。
③基因重组是真核生物有性生殖过程中产生可遗传变异的最重要来源 是形成生物多样性的重要原因。 ④基因重组只能发生在进行有性生殖的同种生物之间；在减数分裂过 程中实现的，而不是在精子与卵细胞的结合过程中实现的。
⑤自然状态下，原核生物不发生基因重组。
有泄漏将造成人体伤害或环境污染
（4）诱变意义:
是创造动、植物新品种和微生物新类 型的重要方法
易错必明
1、基因突变一定会引发性状的改变吗？不一定
①突变后的密码子与原来的密码子决定同一种氨基酸。 ②该碱基位于基因的非编码序列(内含子和非编码区) ③隐性突变
④由于某些性状由多基因决定，某基因的改变了，但共 同作用于此性状的其他基因未改变，其性状可能也不改 变。 ⑤性状表现是遗传基因和环境因素共同作用的结果，在 某些环境条件下，改变了的基因可能并不会在性状上表 现出来。
基因突变还有何特点？
灰 老 鼠 黑 老 鼠
黄老鼠
如老鼠灰毛基因A+突变
AY (黄毛) a (黑毛)
5．基因突变的特点
①普遍性: 生物界中广泛存在 ②随机性: 个体发育的任何时期和部位 ③低频性: 自然界突变率很低：10－ 5~10-8 ④多害少利性： 多数有害,少数有利 ⑤不定向性： A＝a1或A＝ a2
二、基因重组
“一母生九仔，连母十个样”这种差 异怎么造成的？
1、基因重组的概念
在 真核 生物进行 有性 生殖的过程 中，控制不同性状的基因的重新组合 。
2、基因重组类型和发生时期
①减数第一次分裂前期（四分体时期）： 同源 染色体上的 非姐妹 染色单体之间的交叉 互换，导致 同源 染色体上 非等位 基因的重新 组合。 ②减数第一次分裂后期： 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。
三、染色体变异
(一)染色体结构变异 (二)染色体数目变异 (三)染色体变异在育种中的应用
(一) 染色体结构变异
1、缺失 染色体的某一片段缺失
a bc
def
如：猫叫综合症
b 消失
ac def
猫叫综合症
症状：
患儿哭声轻， 音调高，很像 猫叫。两眼距 离较远，耳位 低下，生长发 育缓慢，存在 着严重的智力 障碍。
病因： 5号染色体部分缺失
(一) 染色体结构变异
２、重复 染色体中增加某一片段
a bc
def
bb
重复
a bb c de f
(一) 染色体结构变异
3、倒位 染色体的某一片段位置
颠倒180°
abc
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颠倒
f
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(一) 染色体结构变异
4、易位 染色体的某一片段移接到
另一条 非同源 染色体上
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基因突变是否改变染色体上基因的数量和位置？
2、结果： 产生新的等位基因
3、时间： 主要在DNA复制时期