高中生物复习精讲精练(课题55)：三种可遗传变异的比较

高三生物复习——生物可遗传变异的类型及特点
1．变异类型的辨析
(1)关于“互换”问题
①同源染色体上非姐妹染色单体之间的交叉互换属于基因重组。

②非同源染色体之间的互换属于染色体结构变异中的易位。

(2)关于“缺失”问题
①DNA分子上若干“基因”的缺失属于染色体结构变异。

②基因内部若干“碱基对”的缺失属于基因突变。

(3)关于变异的水平问题
①分子水平：基因突变、基因重组属于分子水平的变异，在光学显微镜下观察不到。

②细胞水平：染色体变异是细胞水平的变异，在光学显微镜下可以观察到。

2．单倍体、二倍体与多倍体的界定
考向一生物变异的判定
1．(2018·全国Ⅰ，6)某大肠杆菌能在基本培养基上生长，其突变体M和N均不能在基本培养基上生长，但M可在添加了氨基酸甲的基本培养基上生长，N可在添加了氨基酸乙的基本培养基上生长。

将M和N在同时添加氨基酸甲和乙的基本培养基中混合培养一段时间后，再将菌体接种在基本培养基平板上，发现长出了大肠杆菌(X)的菌落。

据此判断，下列说法不合理的是()
A．突变体M催化合成氨基酸甲所需酶的活性丧失
B．突变体M和N都是由于基因发生突变而得来的
C．突变体M的RNA与突变体N混合培养能得到X
D．突变体M和N在混合培养期间发生了DNA转移。

课题55：三种可遗传变异的比较【课标要求】染色体结构变异和数目变异。

【考向瞭望】容易出现考查基因突变内涵的题目，渗透基因重组与基因突变两个概念的比较与整合。

【知识梳理】基因重组基因突变染色体变异概念因基因的重新组合而产生的变异基因结构的改变，包括DNA碱基对的增添、缺失和替换染色体结构或数目变化而引起的变异类型①非同源染色体上的非等位基因自由组合②同源染色体上的非姐妹染色单体之间交叉互换①自然状态下发生的——自然突变②人为条件下发生的——诱发突变①染色体结构变异②染色体数目变异适用范围真核生物进行有性生殖产生配子时在核遗传中发生任何生物均可发生（包括原核、真核生物及非细胞结构的生物）真核生物核遗传中发生产生结果只改变基因型，未发生基因的改变，既无“质”的变化，也无“量”的变化产生新的基因，发生基因“种类”的改变或“质”的改变，但量未变可引起基因“数量”上的变化意义形成多样性的重要原因，对生物进化有十分重要的意义生物变异的根本来源，提供生物进化的原始材料对生物进化有一定意义育种应用杂交育种诱变育种单倍体、多倍体育种二、单倍体育种与多倍体育种比较单倍体育种多倍体育种原理染色体数目以染色体组形式成倍减少，然后再加倍从而获得纯种染色体数目以染色体组形式成倍增加方法花药离体培养获得单倍体，再用秋水仙素处理幼苗秋水仙素处理正在萌发的种子或幼苗优点明显缩短育种年限器官大，营养成分含量高，产量增加缺点技术复杂，需要与杂交育种配合适用于植物，动物难以开展。

多倍体植物生长周期延长，结实率降低举例【基础训练】1、引起生物可遗传变异的原因有三种，即基因重组、基因突变和染色体变异。

以下几种生物性状的产生，来源于同一种变异类型的是（C）①果蝇的白眼；②豌豆的黄色皱粒、绿色圆粒；③八倍体小麦的出现；④人类的色盲；⑤玉米的高杆皱形叶；⑥人类的镰刀型细胞贫血症A、①②③B、④⑤⑥C、①④⑥D、②③⑤2、秋水仙素诱导产生多倍体和诱导基因突变的生理作用分别是（D）①抑制细胞有丝分裂时形成纺缍体；②加速细胞内染色体复制；③使染色体配对紊乱，不能形成可育的配子；④干扰DNA的正常复制。

二、重难点提示重点：区分三种可遗传的变异。

难点：基因突变、基因重组、染色体变异的比较。

【随堂练习】1. 下列与生物变异相关的叙述中，正确的是（ ） A. 基因突变一定引起基因结构的改变 B. 染色体变异一定会导致基因缺失 C. 基因重组只发生于减数第一次分裂前期D. 单倍体植株均属于某一物种思路分析：染色体变异可能会导致基因的种类、数目和排列顺序发生改变，B错误；减一后期非同源染色体的自由组合也发生基因重组，C错误；二倍体的单倍体植株高度不育，不属于某一物种，D错误。

答案：A2. 下列叙述中属于染色体变异的是（）①第5号染色体部分缺失导致产生猫叫综合征②减数分裂过程中非同源染色体的自由组合③联会的同源染色体之间发生染色体互换④唐氏综合征患者细胞中多1条21号染色体A. ①③B. ①④C. ②③D. ②④思路分析：当染色体的数目发生改变时（缺少，增多）或者染色体的结构发生改变时，遗传信息就随之改变，带来的就是生物体后代性状的改变，这就是染色体变异。

它是可遗传变异的一种。

根据产生变异的原因，它可以分为结构变异和数量变异两大类。

①第5号染色体部分缺失导致产生猫叫综合征属于染色体结构发生改变；②减数分裂过程中非同源染色体的自由组合、③联会的同源染色体之间发生染色体互换属于基因重组，不属于染色体变异；④唐氏综合征患者细胞中多1条21号染色体属于染色体数目发生变化。

故选B。

答案：B例题1 已知果蝇的红眼（B）和白眼（b）这对相对性状由X染色体上的基因控制。

一对红眼果蝇交配，子代出现了一只基因为XXY的白眼果蝇。

在没有发生基因突变的情况下，分析其变异原因，下列推断不能成立的是（）A. 该白眼果蝇的基因型为X b X b YB. 母本产生的卵细胞基因型为X bC. 母本的基因型为X B X b，父本的基因型为X B YD. 该白眼果蝇个体的出现是染色体变异的结果思路分析：在没有发生基因突变的情况下，一对红眼果蝇交配，子代出现了一只XXY 的白眼果蝇，可推知其母本的基因型为X B X b，父本的基因型为X B Y。

高考生物二轮复习专题4 遗传、变异与进化3 生物的变异与进化核心考点整合考点整合一：生物变异的类型、特点及判断1．生物变异的类型2．三种可遗传变异的比较项目基因突变基因重组染色体变异适用范围生物种类所有生物自然状态下能进行有性生殖的生物真核生物生殖方式无性生殖、有性生殖有性生殖无性生殖、有性生殖类型自然突变、诱发突变交叉互换、自由组合染色体结构变异、染色体数目变异原因DNA复制（有丝分裂间期、减数分裂第一次分裂的间期）过程出现差错减数分裂时非同源染色体上的非等位基因自由组合或同源染色体的非姐妹染色单体间发生交叉互换内外因素影响使染色体结构出现异常，或细胞分裂过程中，染色体的分开出现异常实质产生新的基因（改变基因的质，不改变基因的量）产生新的基因型（不改变基因的质，一般也不改变基因的量，但转基因技术会改变基因的量）基因数目或基因排列顺序发生改变（不改变基因的质）关系基因突变是生物变异的根本来源，为基因重组提供原始材料。

三种可遗传变异都为生物进化提供了原材料3.染色体组和基因组染色体组：细胞中的一组非同源染色体，它们在形态和功能上各不相同，但是携带着控制一种生物生长发育、遗传和变异的全部信息。

其特点：（1）一个染色体组中所含的染色体大小、形态和功能各不相同。

（2）一个染色体组中不含有同源染色体，当然也就不含有等位基因。

（3）一个染色体组中含有控制该物种生物性状的一整套基因。

（4）二倍体生物的生殖细胞中所含有的一组染色体可看成一个染色体组。

（5）不同种的生物，每个染色体组所包括的染色体数目、形态和大小是不同的。

基因组：一般的定义是二倍体生物的单倍体细胞中的全套染色体为一个基因组，或是二倍体生物的单倍体细胞中的全部基因为一个基因组。

对二倍体生物而言，基因组计划则为测定单倍体细胞中全部DNA分子的脱氧核苷酸序列，有性染色体的生物其基因组包括一个染色体组的常染色体加上两条性染色体。

没有性染色体的生物其基因组与染色体组相同。

【考纲回顾】Ⅰ和Ⅱ的含义如下。

Ⅰ: 对所列知识点要知道其含义,能够在试题所给予的相对简单的情境中识别和使用它们。

Ⅱ: 理解所列知识和其他相关知识之间的联系和区别,并能在较复杂的情境中综合运用其进行分析、判断、推理和评价。

【命题趋势】1．由五年的考频可以看出本专题在全国卷中考查的主要内容是基因频率，基因突变和染色体变异，以及生物进化方面的知识。

这一块知识在高考中每年都有涉及，考查频率很高。

尤其是“进化”部分，是今年出题的热点。

2．考查的形式既有选择题也有非选择题，在选择题中往往结合遗传规律和细胞分裂进行综合考查。

题目的背景往往是某种变异或育种实例。

在非选择题中往往以种群或群落为背景考查生物的进化。

【备考建议】1．备考时要将三种可遗传的变异及每种变异中的不同类型进行比较，结合一些实例理解变异在育种上的应用，生物进化部分要多理解和识记基本知识。

2. 备考时要注意将本章知识和有丝分裂、减数分裂和种间关系等知识相联系，实现知识间的融会贯通，提高考生综合分析的能力。

【知识框图】热点题型一三种可遗传的变异及其比较【基础知识】一、基因突变1. 基因突变的概念DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失→基因结构的改变。

2. 发生时间：有丝分裂间期或减Ⅰ分裂前的间期。

3. 诱发基因突变的因素类型举例引发突变原因(1)物理因素紫外线、X射线损伤细胞内DNA(2)化学因素亚硝酸. 、碱基类似物改变核酸碱基(3)生物因素某些病毒影响宿主细胞DNA.4. 基因突变的特点(1)普遍性：一切生物都可以发生。

(2)随机性：生物个体发育的任何时期和部位。

(3)低频性：自然状态下，突变频率很低。

(4)不定向性：一个基因可以向不同的方向发生突变。

(5)多害少利性：有些基因突变，可使生物获得新性状，适应改变的环境。

5. 基因突变的结果产生一个以上的等位基因。

6. 意义(1)新基因产生的途径(2)生物变异的根本来源(3)提供生物进化的原始材料二、基因重组1. 概念2. 类型3. 结果产生新的基因型，导致重组性状出现。

可遗传的变异的比较王慧朱士军生物可遗传的变异类型有基因突变、基因重组和染色体变异三种。

这些变异类型既有其各自的特点，相互之间又有密切的联系。

下面对它们作以比较：定义：基因突变是指由于DNA分子中发生碱基对的增添、缺失或改变，而引起的基因结构的改变。

基因重组是指生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因的重新组合。

染色体变异是指染色体结构或数目的变化。

意义：基因突变是DNA分子上的微小改变，是等位基因和复等位基因形成的的主要途径。

基因突变一般只涉及一个基因，通过基因突变可产生新的基因，从而产生新的基因型，所以是生物进化的根本原因。

基因重组不产生新的基因，但可产生新的基因型。

每种生物的后代都与亲本存在一定的差异，这主要是由基因重组造成的。

染色体变异和基因突变统称为突变，突变和基因重组是生物进化的原材料。

检测：基因突变在光学显微镜下观察不到，但能通过子代的分离比检测出来，而且基因突变具有可逆性，能发生回复突变，即A→a和a→A。

基因重组也不能在光学显微镜下观察到，可通过后代的性状变化推知。

染色体变异一般不能回复，能在光学显微镜下进行细胞学鉴定。

发生原因：基因突变是在一些物理因素（如X射线、紫外线等）、化学因素（如亚硝酸等）或生物因素（如病毒等）的影响下基因结构发生了变化。

基因重组是由于减数分裂时非同源染色体的自由组合或非姐妹染色单体的交叉互换引起的。

染色体的结构是相当稳定的，从而保证了物种的稳定性，但在内外物质的影响下，特别是经射线处理后，使染色体发生断裂，在重接的过程中，可能发生错接，结果导致染色体结构的变异。

染色体结构的变异主要有缺失、重复、倒位和易位四类。

染色体数目的变异有个别染色体数目增加或减少和以染色体组的形式成倍地增加或减少。

个别染色体数目变异一般是由于减数分裂形成配子时出现错误。

多倍体的形成是由于环境剧变（如低温等）导致种子萌发或幼苗时期有丝分裂前期不能形成纺锤体而使已经复制的染色体留在一个细胞内。

高考生物第5章《基因突变及其他变异》考点复习五比较三种可遗传变异新人教版必修2第5章《基因突变及其他变异》考点复习五比较三种可遗传变异新人教版必修21、完善下表中基因突变、基因重组、染色体变异的比较变异类型基因突变基因重组(交叉互换)染色体变异(易位)结果产生新基因，新基因型只产生新的基因型基因排序改变等位基因分离时期减Ⅰ后期和减Ⅱ后期减Ⅰ后期和减Ⅱ后期减Ⅰ后期产生配子及种类AB、aB、ab；三种AB、ab、Ab、aB；四种AB、CB、ab；三种2、填出变异类型与细胞分裂方式的关系变异类型细胞分裂方式基因突变可发生于无丝分裂、有丝分裂、减数分裂基因重组减数分裂染色体变异有丝分裂、减数分裂易错警示与变异类型有关的辨析(1)基因突变和基因重组的判断：根据变异个体数量确定是否发生基因突变，如一群棕猴中出现一只白猴，一片红花植株中偶尔出现一株白花，即可确定是由基因突变造成的；若出现一定比例白猴或白花，则由于等位基因分离，配子经受精作用随机结合产生的，但该过程不叫基因重组。

(2)基因突变和染色体结构变异的判断：染色体结构变异使排列在染色体上的“基因的数目或排列顺序”发生改变，从而导致性状的变异。

基因突变是“基因结构”的改变，包括DNA分子中碱基对的替换、增添和缺失。

基因突变导致“新基因”的产生，染色体结构变异未形成新的基因。

(3)辨析染色体变异方式图a为三体(个别染色体增加)；图c 为三倍体(染色体组成倍增加)；图b和图f皆为染色体结构变异中的重复；图d和图e皆为染色体结构变异中的缺失。

5、在有丝分裂和减数分裂过程中不能产生的变异是()A、DNA复制时发生碱基对的增添、缺失或替换，导致基因突变B、非同源染色体之间发生自由组合，导致基因重组C、非同源染色体之间交换一部分片段，导致染色体结构变异D、着丝点分裂后形成的两条染色体不能移向两极，导致染色体数目变异答案B解析有丝分裂和减数分裂过程中都有DNA复制，在DNA复制的过程中可能发生基因突变，A项正确。

可遗传变异是人教版高中生物学必修2《遗传与进化》第5章的一个关键部分，涉及三种不同的变异方式，分别是基因突变、基因重组和染色体变异。

在这一章的教学中，由于基因突变、基因重组中的交叉互换以及染色体结构变异有着很大的相似性，因此学生容易对几个概念产生混淆，导致答题错误。

笔者对基因突变、基因重组和染色体变异的概念进行剖析，总结学生的易错点，以期对可遗传变异的内容进行拓展和补充，引导学生对生命现象形成正确的认识，从而树立正确的生命观念。

一、基因突变根据教材的内容，将DNA分子中发生碱基的增添、替换或缺失而引起的基因碱基序列的改变叫作基因突变。

笔者在教学的过程中会强调后半句在整个概念中所起的作用，大多数学生都存在误区，认为DNA分子中碱基发生了替换、增添、缺失就可以叫作基因突变，而实际上，若碱基的替换、增添和缺失发生在DNA分子中的非基因片段，则不能称之为基因突变。

此外，关于基因突变，受到教材中关于镰状细胞贫血形成的原因的影响，学生还存在这样的误区：只有一个碱基或碱基对发生改变（替换、增添、缺失）才是基因突变，也有学生认为有多个碱基发生了变化就一定是基因突变，这一误区在学习染色体变异之后尤为突显。

事实上，若基因上一个碱基发生改变，未引起基因数目的改变，叫基因突变；若多个碱基发生了改变，则需要看是否引起了基因数目的改变，若基因数目未改变，则称之为基因突变，若基因数目改变了，则称之为染色体结构变异。

这是关于基因突变中的缺失和染色体结构变异中的缺失的辨别。

二、基因重组基因重组常常被定义为生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因的重新组合。

而实际上，基因重组一般包含广义的基因重组和狭义的基因重组两种基因重组类型，狭义的基因重组包含在广义的基因重组之内。

狭义的基因重组一般涉及DNA分子断裂与重新融合，可以称之为同源重组；而广义的基因重组则包括了非同源重组，如基因工程（将不同源的DNA分子进行拼接），以及不涉及DNA的断裂与重新融合的基因重组类型等。