摘要: 基因突變、基因重組和染色體變異是可遺傳變異的重要,也是必修二遺傳和進(jìn)化模塊的重要核心概念。判別和剖析三大可遺傳變異是理解生物變異和進(jìn)化知識(shí)的基礎(chǔ)。本文從可遺傳變異的基礎(chǔ)知識(shí)介紹出發(fā),通過(guò)比較、分析和歸納進(jìn)而揭示三個(gè)核心概念的遞推規(guī)律即“三步”遞推法,同時(shí)結(jié)合實(shí)例介紹了該方法在解題中的具體應(yīng)用。
關(guān)鍵詞: 基因突變;基因重組;染色體變異
在近幾年的高考和各地市的模擬測(cè)試中,生物可遺傳變異方面的試題經(jīng)常出現(xiàn),尤其對(duì)三者概念的理解、本質(zhì)的把握和對(duì)比分析是變異部分的重點(diǎn)考查內(nèi)容之一!叭健边f推法的模型構(gòu)建是快速判斷可遺傳變異,提升分析和解決問(wèn)題的重要途徑。
1 “三步”遞推法的構(gòu)建
1.1 可遺傳變異基礎(chǔ)知識(shí)
可遺傳變異
定義
本質(zhì)
結(jié)果
遺傳水平
基因突變
DNA分子中發(fā)生堿基對(duì)的替換、增添和缺少,而引起的基因結(jié)構(gòu)的改變
基因的分子結(jié)構(gòu)發(fā)生改變,即改變的是基因的種類(lèi),而非基因的數(shù)量和排列順序
產(chǎn)生新的基因
分子水平
(光鏡不可見(jiàn))
基因重組
在生物體進(jìn)行有性生殖過(guò)程中,控制不同性狀的基因的重新組合
原有基因的重新組合,基因內(nèi)部的結(jié)構(gòu)不改變
產(chǎn)生新的基因型
染色體變異
染色體結(jié)構(gòu)或者數(shù)目發(fā)生改變,從而引起生物的性狀改變
基因的數(shù)量或排列順序可發(fā)生改變,基因的結(jié)構(gòu)不會(huì)改變
不產(chǎn)生新的基因,產(chǎn)生新的基因型
染色體水平
(光鏡可見(jiàn))
注:狹義基因重組包括減數(shù)分裂過(guò)程中的①隨機(jī)重組(發(fā)生的非同源染色體之間的自由組合)和②交換重組(同源染色體間的非姐妹染色體之間的交叉互換),廣義的基因重組還包括基因工程。
1.2 “三步”遞推法描述
通過(guò)對(duì)上表中可遺傳變異概念的分析、歸納以及對(duì)本質(zhì)的揭示,可以提煉并總結(jié)出可遺傳變異的判定規(guī)律,即可依據(jù)“三步”遞推法來(lái)進(jìn)行:
1.2.1 第一方面:“DNA分子內(nèi)”變化的“三步”遞推
①第一步:看基因的種類(lèi),若每條染色體上基因的種類(lèi)改變則為基因突變(基因中堿基對(duì)的替換、增添或缺少),若不變則進(jìn)行第二步;
②第二步:看基因的數(shù)目,若每條染色體上的基因的數(shù)目不變則為染色體結(jié)構(gòu)變異中的倒位(染色體某一片段的位置顛倒了180°),若改變則進(jìn)行第三步;
③第三步:看遺傳水平,若為分子水平的變異則為基因重組(如基因工程),若為染色體水平則為染色體結(jié)構(gòu)變異中的缺失(染色體中某一片斷的缺失)。
1.2.2 第二方面:“DNA分子間”變化的“三步”遞推
①第一步:看染色體的數(shù)目,若染色體的數(shù)目改變則為染色體數(shù)目變異中染色體整倍或非整倍的增加或減少。若不變則進(jìn)行第二步;
②第二步:看每條染色體上基因的數(shù)目,若不變則為有性生殖過(guò)程中的基因重組如隨機(jī)重組(非同異染色體上非等位基因的自由組合)或交換重組(同源染色體的非姐妹染色單體間交換部分染色體片段),若改變則進(jìn)行第三步;
③第三步:看遺傳水平,若為分子水平的變異則為基因重組(如基因工程),若為染色體水平則為染色體數(shù)目變異中的易位(在非同源染色體之間交換部分染色體片段)或重復(fù)(染色體中增加了某一片段)。
2 “三步”遞推法的應(yīng)用
例1 已知某物種的一條染色體上依次排列著,N,O,p,q五個(gè)基因,如圖列出的若干種變化中,不屬于染色體結(jié)構(gòu)發(fā)生變化的是()
解析 本題結(jié)合圖形考查了染色體結(jié)構(gòu)變異與基因突變的判別知識(shí)。由圖可知,基因在染色體上是呈線性排列的。染色體作為遺傳物質(zhì)的主要載體,會(huì)發(fā)生染色體片段的變化。通過(guò)四個(gè)選項(xiàng)與“已知的染色體”對(duì)比可見(jiàn),A項(xiàng)丟失了染色體含p,q基因的片段為染色體結(jié)構(gòu)變異中的缺失;B項(xiàng)染色體增加了一段含O基因的片段為染色體結(jié)構(gòu)變異中的重復(fù);C項(xiàng)染色體與已知染色體的不同在于含p,q基因的染色體片段倒轉(zhuǎn)了1800為染色體結(jié)構(gòu)變異中倒位;D項(xiàng)的染色體本身未發(fā)生變化,僅是已知染色體上的,N兩個(gè)基因變?yōu)榱藢?duì)應(yīng)的和o兩個(gè)等位基因,屬于基因結(jié)構(gòu)的改變即基因突變。
答案 D
例2 (09上海卷)右圖中①和②表示發(fā)生在常染色體上的變異。①和②所表示的變異類(lèi)型分別屬于( )
A.重組和易位 B.易位和易位
C.易位和重組 D.重組和重組
解析 本題是對(duì)基因重組和染色體結(jié)構(gòu)變異的綜合考查。根據(jù)題干題干信息可知,該變異為“常染色體上”。由染色體圖像可判斷①中兩條染色體形態(tài)和大小都相同為同源染色體;②中兩條染色體大小和形態(tài)不同為非同源染色體。從“三步”遞推法的第二方面來(lái)看:①是同源染色體的非姐妹染色單體間交換部分染色體片段,交換前后染色體的大小和形態(tài)仍未發(fā)生變化,即每條染色體上基因的數(shù)目沒(méi)有改變,故屬于重組。②是在非同源染色體之間交換部分染色體,交換前后染色體的大小和形態(tài)發(fā)生變化,即每條染色體上基因的數(shù)目發(fā)上來(lái)改變,且為染色體水平的變化,故屬于易位。
答案 A
本文來(lái)自:逍遙右腦記憶 http://m.yy-art.cn/gaoer/614942.html
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