专题4 遗传、变异与进化
08
1.基因突变对蛋白质与性状的影响
生物的变异与进化
(1)基因结构中碱基对的替换、增添、缺失对氨基酸序列的影响大小
类型 影响范围 替换 增添 缺失
小 大 大
对氨基酸序列的影响
可改变1个氨基酸或不改变,也可能使翻译提前终止 不影响插入位置前的序列,影响插入位置后的序列 不影响缺失位置前的序列,影响缺失位置后的序列
(2)基因突变未引起生物性状改变的三大原因
①突变部位:基因突变发生在基因的非编码区。
②密码子的简并性:基因突变发生后,引起了mRNA上的密码子改变,但由于一种氨基酸可对应多种密码子,若新产生的密码子与原密码子对应的是同一种氨基酸,此时突变基因控制的性状不改变。
③隐性突变:若基因突变为隐性突变,如AA中的一个A→a,此时性状也不改变。 2.染色体组数量的判断方法 方法1 根据染色体形态判定
细胞中形态、大小完全相同的染色体有几条,则有几个染色体组。如图1中染色体的形态、大小各不相同,所以有1个染色体组;图2中彼此相同的(比如点状的)染色体有3条,故有3个染色体组。同理,图3中有1个染色体组,图4中有2个染色体组。 方法2 根据基因型判定
在细胞或生物体的基因型中,控制同一性状的基因(包括同一字母的大、小写)出现几次,则含有几个染色体组。如图甲所示基因型为ABC,所以有1个染色体组;图乙所示基因型为AAa,A(a)基因有3个,即含有3个染色体组。同理,图丙中有2个染色体组,图丁中有3个染色体组。(注:判定染色体组的数目时只需参考其中任意一对等位基因的数量即可)
方法3 根据染色体数和染色体的形态数推算
染色体组数=染色体数/染色体形态数。如果蝇体细胞中有8条染色体,分为4种形态,则染色体组的数目为2。
3.单倍体、二倍体和多倍体的判断方式
4.根据育种目标选择合适的育种方案
育种要求 集中双亲优良性状 对原品系实施“定向”改造
让原品系产生新性状(无中生有) 使原品系营养器官“增大”或“加强” 培育“隐性”性状 最简便育种
育种方案
单倍体育种(明显缩短育种年限) 杂交育种(耗时较长,但简便易行)
基因工程及植物细胞工程(植物体细胞杂交)育种 诱变育种(可提高变异频率,期望获得理想性状)
多倍体育种 自交或杂交,出现即可
杂交育种
特别提醒:培育的新品种不一定是能稳定遗传的纯合子,如培育杂交种即获得杂种优势,或者利用无性繁殖如马铃薯等植物也不需要一定培育出纯合子。
5.自然选择学说与现代生物进化理论的比较
(1)突变≠基因突变。“突变”不是基因突变的简称,而是包括“基因突变”和“染色体变异”。
(2)变异先于环境选择。农田喷施农药杀灭害虫,在喷施农药之前,害虫中就存在抗农药的突变个体,喷施农药仅杀灭了不抗药的个体,抗药的个体存活下来。农药不能使害虫产生抗药性变异,只是对具有抗药性的个体进行了选择。
(3)能产生后代≠同一物种。两个个体能够交配产生后代,子代有可能高度不育,如马和驴,虽然能够产生子代,但子代不育,因此马和驴是两个物种。
(4)物种的形成不一定都需要经过地理隔离,如多倍体的产生。但物种的形成必须经过生殖隔离,生殖隔离才是物种形成的标志。
6.基因频率的计算
(1)计算常染色体遗传和伴性遗传的基因频率
用NAA、??XAY分别表示该基因型的个体数,用PAA、PXAY表示该基因型的频率,用p、q表示A、a的基因频率。
①常染色体遗传方式
p=2(??q=2(??2??AA+??Aa1
=PAA+PAa
2AA+??Aa+??aa)2??aa+??Aa1
=Paa+PAa
2AA+??Aa+??aa)②伴X染色体遗传方式
p=2(??q=2(??2??AA+??Aa+??A
XXXXXY
+??+??)+(??+??)aaaAAAaAXXXYXXXXXY2??XaXa+??Aa+??XaY
XX
+??+??)+(??XaY+??A)aaAaAAXXXXXXXY
(2)利用遗传平衡定律进行基因频率和基因型频率的计算
①已知A的基因频率是A%,a的基因频率是a%,则该种群中基因型为AA的个体占A%×A%,基因型为aa的个体占a%×a%,基因型为Aa的个体占A%×a%×2。
②已知某种群中基因型是AA的个体占X%,则A的基因频率是√??%,a的基因频率是1-√??%;或已知基因型是aa的个体占Y%,则a的基因频率是√??%,A的基因频率是1-√??%。
考能
1 ? 基因突变与基因重组的区分
1.下图是基因型为Aa的个体不同分裂时期的图像,根据图像判定每个细胞发生的变异类型,正确的是( )。
A.①基因突变 ②基因突变 ③基因突变
B.①基因突变或基因重组 ②基因突变 ③基因重组 C.①基因突变 ②基因突变 ③基因突变或基因重组
D.①基因突变或基因重组 ②基因突变或基因重组 ③基因重组
解析? 图中①②分别处于有丝分裂中期和后期,A与a所在的DNA分子是由一个DNA分子经过复制而得到的,图中①②的变异只能来自基因突变;③处于减数第二次分裂后期,A与a的不同可能来自基因突变或减Ⅰ前期的交叉互换(基因重组)。
答案? C 2.下图是某个二倍体(AABb)动物的几个细胞分裂示意图。据图判断不正确的是( )。 ．．．
A.甲细胞表明该动物发生了基因突变
B.乙细胞表明该动物在减数第一次分裂前的间期发生基因突变 C.丙细胞表明该动物在减数第一次分裂时发生交叉互换 D.甲、乙、丙所产生的变异均可遗传给后代
解析? 甲图表示有丝分裂后期,图中细胞染色体上基因A与a不同,是基因突变的结果,A正确;乙图表示减数第二次分裂后期,图中细胞染色体上基因A与a不同,没有同源染色体交叉互换的特征,只能是基因突变的结果,B正确;丙图也属于减数第二次分裂后期图,图中细胞的基因B与b所在的染色体颜色不一致,则染色体上基因B与b不同是交叉互换造成的,C正确;甲产生的变异一般不遗传给后代,D不正确。
答案? D
“三看法”判断基因突变与基因重组 1.一看亲子代基因型 (1)如果亲代基因型为BB或bb,则引起姐妹染色单体B与b不同的原因是基因突变。 (2)如果亲代基因型为Bb,则引起姐妹染色单体B与b不同的原因是基因突变或交叉互换。 2.二看细胞分裂方式 (1)如果是有丝分裂中染色单体上基因不同,则为基因突变的结果。 (2)如果是减数分裂过程中染色单体上基因不同,则可能发生了基因突变或交叉互换。 3.三看细胞分裂图 (1)如果是有丝分裂后期图像,两条子染色体上的两基因不同,则为基因突变的结果,如图甲。 (2)如果是减数第二次分裂后期图像,两条子染色体(同白或同黑)上的两基因不同,则为基因突变的结果,如图乙。 (3)如果是减数第二次分裂后期图像,两条子染色体(颜色不一致)上的两基因不同,则为交叉互换(基因重组)的结果,如图丙(其B处颜色为“灰色”)。 考能
2 ? 可遗传变异方式的判别
3.(2019年北京期末)下图表示甲、乙两个体的一对同源染色体中各有一条发生变异(字母表示基因)。下列叙述正确的是( )。
A.甲的变异对其表现型无影响
B.乙细胞减数分裂形成的四分体异常
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