专题四遗传、变异和进化整合提升.ppt

专题整合提升,核心术语 (1)自然选择学说(过度繁殖、生存斗争、遗传和变异、适者生存) (2)种群(基因库、基因频率)、物种 (3)突变(基因突变和染色体变异)和基因重组 (4)隔离(地理隔离、生殖隔离) (5)共同进化、生物多样性(基因多样性、物种多样性、生态系统多样性) 内连外展 本讲常将变异的内容与基因控制蛋白质的合成、细胞分裂、育种和进化等知识相结合进行考查；与航天育种等结合起来考查基因突变的产生、结果分析与特点；育种方面常常通过新的背景材料，综合考查各种育种知识；结合单倍体、二倍体与多倍体的概念及染色体组的内容，考查变异原因与变异类型的判断与探究；生物进化以选择题为主，主要突出对基本概念和原理的考查。你还可以想到哪些联系？,基因的自由组合定律是遗传学的基本定律，它的基本原理、基本概念是学好该定律的基础，对其准确、全面的理解是学好遗传定律的关键。但在学习过程中，有些学生对自由组合定律的一些知识点理解不透彻，对一般的概念、原理含糊不清，常常走入了误区。笔者在教学过程中经常碰到这些问题，现将学生在学习自由组合定律时，常见的几个误区进行分析说明。,专题一 走出自由组合定律学习的几个误区,基因的自由组合只发生在F1(YyRr)杂合子内，而纯合子亲本(YYRR、yyrr)在产生配子时没有发生自由组合的现象,课本在对自由组合现象的解释是这样的：具有两对(或更多对)相对性状的亲本进行杂交，F1(YyRr)自交产生配子时，每对基因都要彼此分离，Y与y分离，R与r分离，在此同时，不同对的基因之间可以自由组合，Y可以与R或r组合，y可以与R或r组合，这样，F1产生的雌配子和雄配子就各有4种，它们是YR、Yr、yR和yr。但是，在亲本(YYRR、yyrr)形成配子时，每对基因也同样发生彼此分离，Y与Y分离、R与R分离；同理，y与y分离，r与r分离；不同对的基因之间也发生自由组合，但是不管怎样组合YYRR只能产生YR一种类型配子；yyrr也只是产生yr一种类型配子。可见，基因的自由组合既发生在杂合子内，也发生在纯合子内。,基因型YyRr都能产生YR、Yr、yR和yr四种类型的配子,基因型YyRr在产生配子时，按照自由组合定律可知，它能产生YR、Yr、yR和yr这四种不同类型的配子。但是，这是针对基因型为YyRr的个体(或许多基因型为YyRr的细胞)而言的，若只是对一个基因型为YyRr的初级性母细胞就不同了，例如：一个基因型为YyRr的初级精母细胞减数分裂时，根据减数分裂过程可知，一个初级精母细胞经减数第一次分裂，只能产生两个不同类型(YR、yr或Yr、yR)的次级精母细胞，而每个次级精母细胞在减数第二次分裂产生的两个配子类型是相同的，即YR、YR和yr、yr(或Yr、Yr和yR、yR)。可见，一个基因型为YyRr的初级精母细胞，只能产生两种类型的配子；同理，一个基因型为YyRr的初级卵母细胞，根据减数分裂过程可知，一个初级卵母细胞只能产生一个卵细胞，所以就只能产生YR、Yr、yR、yr中的其中一种类型的配子。,非等位基因都表现为自由组合,具有两对或两对以上的相对性状的亲本进行杂交所得的F1形成配子时，不同的等位基因各自独立分配到配子中去，一对等位基因与另一对等位基因在配子里的组合是自由的、互不干扰的，即非等位基因表现为自由组合。但是，此处的“不同的等位基因”是指：位于不同对的同源染色体上的非等位基因，即非同源染色体上的非等位基因才表现为自由组合。若是位于同一对同源染色体上的非等位基因则不按自由组合定律遗传，而是按另一个遗传定律即基因的连锁与互换定律遗传。,专题二 遗传判断类实验试题归纳及解题技巧 判断显、隐性性状 此类试题从表现型来看，是对性状的显、隐性作出判断；从基因水平看，是对基因的显、隐性作出判断。所以一旦判断出某种性状是由显性还是隐性基因控制，同时也就可以对个体的基因型作出判断。 石刁柏是一种名贵蔬菜，属于XY型性别决定 。野生型石刁柏叶窄，产量低。在某野生种群中，发现生长着少数几株阔叶石刁柏，雌株、雄株均有，雄株的产量高于雌株。现已证明阔叶为基因突变所致，有两种可能：一是显性突变，二是隐性突变，请设计一个简单实验方案加以判定(要求写出杂交组合、杂交结果、结论)。 命题分析 本题以基因突变为背景，考查学生对显、隐性状的判断。对于植物来说，自交是首选的方法，等同于用相同性状的个体杂交这一方法。,1.,答案 选用多株阔叶突变型石刁柏雌株和雄株进行杂交，若杂交后代出现了野生(窄叶)型，则为显性突变所致；若杂交后代仅出现突变(阔叶)型，则为隐性突变所致。 判断基因位于常染色体上还是性染色体上 研究性状的遗传时，首先应该判断所研究性状是显性还是隐性，其次要明确控制相应性状的基因位于常染色体上还是性染色体上，这是解决遗传类习题的规律。 请根据下面提供的材料，分析并回答下列问题。 材料一 20世纪初，一些科学家的研究发现，高等动物和一些植物的染色体可分为性染色体和常染色体。性染色体的类型在自然界中主要存在甲类和乙类两种。甲类是雌性个体的性染色体是同型的，如XX；雄性个体的性染色体是异型的，如XY。乙类是雌性个体的性染色体是异型的，如ZW，雄性个体的性染色体是同型的，如ZZ。,2.,【例2】,材料二 家蚕中的雌雄个体的吐丝量有着明显的差异。家蚕中的油蚕(皮肤正常B对皮肤油纸样透明b为显性)是由一对等位基因控制的。若用雄性油蚕和雌性正常蚕交配，F1中，雄蚕都是正常蚕，雌蚕都是油蚕。 (1)家蚕的性染色体类型是甲类，还是乙类？_。 (2)控制家蚕皮肤透明的基因位于_染色体上。 (3)试绘出能解释材料二中家蚕现象的遗传图解。 (4)通过一代杂交实验，就能对问题(3)所作的解释作出判断。试写出这种杂交实验亲代可能的基因型_。 命题分析 本题考查了伴性遗传的规律，即性状在性别中出现的几率不等，考查了获取信息的能力、在新情境下解决新问题的能力。材料二中，杂交后代雌雄个体中的性状不同，说明是伴性遗传，如果是XY型性染色体的遗传，亲本雄性应选择显性性状，雌性选择隐性性状，后代雌性为显性性状，雄性为隐性性状，但材料中的情况正好与此相反，所以确定为ZW型；第(4)小题的关键是“对问题(3),所作的解释作出判断”，而对问题(3)解释时，即按伴性遗传，所以问题(4)的实质就是选择亲本的基因型，通过一次杂交，明确家蚕皮肤透明的性状遗传为伴性遗传。 答案 (1)乙类 (2)Z (3)如下图所示 (4)ZbZbZBW,判断是纯合子还是杂合子 判断纯合子与杂合子，即判断是否可以稳定遗传；还可以与基因突变相联系，对突变后的个体基因型进行判断。隐性性状的个体基因型为纯合子，所以判断个体基因型一定是对显性性状的个体进行判断。 一个自然繁殖、表现型正常的果蝇种群，性别比例偏离较大，经研究发现该种群的基因库中存在致死基因，它能引起某种基因型的个体死亡。从该种群中选取一对雌雄果蝇相互交配，F1中202个雌性个体和98个雄性个体。请回答： (1)导致上述结果致死基因具有_性致死效应，位于_染色体上。让F1中雌雄果蝇相互交配，F2中出现致死的概率为_。 (2)从该种群中任选一只雌果蝇，如何鉴别它是纯合子还是杂合子？,3.,命题分析 本题考查了常染色体遗传与性染色体遗传的判断，因为致死基因导致后代雌雄比例失调，所以一定是位于性染色体上(若位于常染色体上，致死基因在雌雄中出现的概率均等，不会引起雌雄比例偏离11)。如果位于Y染色体上，则后代中不会出现雄性，所以一定是在X染色体上，再判断显隐性，如果是X染色体上的显性基因致死，则雌性中出现致死基因的概率大于雄性，不会出现后代中雌性多于雄性的现象，故为X染色体上的隐性基因控制的。要确定某一雌果蝇是纯合子还是杂合子，理论上与隐性个体杂交是最佳方案，但因为雄性隐性个体致死，不存在，所以只能用显性个体，即任选一雄性果蝇即可。,判断是否符合孟德尔遗传规律 孟德尔遗传规律是指基因分离定律和自由组合定律，即判断是由一对等位基因控制还是由两对等位基因控制的问题。 某生态系统中的某种昆虫体色有绿色和灰色之分(显性基因用F表示，隐性基因用f表示)，决定体色的基因位于性染色体上(该昆虫性别决定方式与人相同，两条性染色体上某些区段是同源区段，即在两条染色体上能存在相同基因或者等位基因；还有某些区段是非同源区段，即不同性染色体特有的区段，上面没有相同基因或者等位基因)。现有以下两组杂交方式： 第一组：雌性FF雄性ffF1绿色F2绿色灰色31，且灰色为雄性 第二组：雌性ff雄性FFF1绿色F2绿色灰色31，且灰色为雌性 根据上述信息，回答下列问题。 (1)显性性状是_，这对遗传性状遵循的遗传规律是_。 (2)用遗传图解解释第二组遗传现象出现的原因。,4.,命题分析 第一组和第二组互为正交和反交，后代都表现为绿色，所以绿色为显性性状，又因为F1自交后代出现了性状分离且为31，所以为一对等位基因控制的，符合基因的分离定律。昆虫体色是一对等位基因控制的，所以基因存在于X和Y染色体的同源区段，书写基因型时X和Y染色体都要写明。 答案 (1)绿色 基因分离定律 (2)如下图所示,判断是否是可遗传变异 生物的变异有可遗传变异和不可遗传变异两种情况，遗传物质的改变或环境条件的改变都可以引起变异，所以判断生物的变异是可遗传变异还是不可遗传变异，相当于判断是受环境因素影响还是遗传因素影响。 某生物兴趣小组饲养了一批纯合的长翅红眼果蝇幼虫，分装在10支试管中，准备放在25 培养箱中培养(果蝇生长的最适温度)，由于疏忽，其中有2支试管未放入培养箱，当时气温高达37 ，10天后观察发现，培养箱中的果蝇全为长翅，而未放入培养箱中的果蝇出现了残翅。 (1)残翅性状的出现在遗传学上称为_。你认为出现残翅的最可能的原因是_。 (2)请设计实验证明你的推测。(简要写出实验步骤，预期结果并得出结论) 实验步骤： a._； b._；,5.,c._； 预期结果与结论：_。 命题分析 本题以变异为探究点，考查生物性状改变的原因。判断是否由高温引起的，可以通过改变温度即恢复正常的温度，以观察幼虫发育状况。本题是将37 和25 进行了比较，以便得出正确的判断。 答案 (1)变异 温度的变化影响果蝇的发育，果蝇的遗传物质没有发生改变(或发生改变) (2)a.利用高温下发育的雌雄残翅果蝇交配产卵 b将卵放在25 条件下培养 c.观察子代果蝇翅的性状表现 预期结果与结论：子代全为长翅，说明残翅是由温度引起的不遗传变异，遗传物质没有改变，推测正确(或错误)；子代全为残翅或出现部分残翅，说明残翅是可遗传的变异，温度的变化引起了遗传物质改变，推测错误(或正确),环境因素(外因)和遗传因素(内因)对生物性状影响的实验设计 一种以地下茎繁殖为主的多年生野菊花，分别生长在海拔10 m、500 m、1 000 m处的同一山坡上。在相应生长发育阶段，同一海拔的野菊株高无显著差异，但不同海拔的野菊株高随海拔的增高而显著变矮。为检验环境和遗传因素对野菊株高的影响，请完成以下实验设计。 (1)实验处理：春天，将海拔500 m、1 000 m处的野菊幼苗同时移栽于10 m处。 (2)实验对照：生长于_m处的野菊。 (3)收集数据：第2年秋天_。(4)预测支持下列假设的实验结果。 假设一 野菊株高的变化只受环境因素的影响，实验结果是：移栽至10 m处野菊株高_。 假设二 野菊株高的变化只受遗传因素的影响，实验结果是：移栽至10 m处野菊株高_。,6.,假设三 野菊株高的变化受遗传和环境因素的共同影响，实验结果是：移栽至10 m处野菊株高_。 解析 本题已知的信息是：在相应生长发育阶段，同一海拔的野菊株高无显著差异，但不同海拔的野菊株高随海拔的增高而变矮，即10 m处的高于500 m处的，500 m的高于1 000 m处的野菊株高。未知的是环境和遗传因素对野菊株高的影响，也即本实验要解决的问题。 确定实验的目的：探究不同海拔的野菊株高随海拔的增高而变矮，这种现象是环境的影响，还是遗传因素的影响，或者二者共同作用的结果。从而明确实验研究的问题和最终要达到的目的。 根据实验目的做出假设：(1)野菊株高的变化只受环境的影响；(2)野菊株高的变化只受遗传因素的影响；(3)野菊株高的变化受环境和遗传因素共同影响。 实验的结果应与对照组的实验现象进行对比分析，要确定观测的指标。本题是为验证环境和遗传因素对野菊株高的影响，所以观测的指标应是野菊的株高。,在实施实验前，需要根据假设，对实验可能出现的结果进行预测。对于不同的假设，预测不同的实验结果。预测结果得到实现，假设成立；预测结果没有出现，假设不成立，并对结果加以说明、解释或评价；对预期以外的结果做出恰当的分析和说明。 假设一：野菊株高的变化只受环境因素的影响。那么当环境条件相同而遗传因素不同时，野菊的株高也应相同，从海拔500 m、1 000 m处移栽于10 m处的野菊株高与原来海拔10 m处的野菊株高无显著差异。 假设二：野菊株高的变化只受遗传因素的影响。那么不同海拔的野菊株高随海拔的增高而变矮，就说明不同海拔处的野菊遗传因素不同；当遗传因素相同时，即使环境因素发生变化，野菊的株高也应不变。因此在海拔500 m、1 000 m处移栽于10 m处的野菊株高与原海拔处的野菊株高无显著差异。 假设三：野菊株高的变化受遗传和环境因素的共同影响。那么环境条件或遗传因素的不同，都会导致野菊株高的不同。所以从海拔500 m、1 000 m处移栽于10 m处的野菊株高比原10 m处的野菊矮，比原海拔处野菊高。,答案 (2)10 m、500 m、1 000 (3)测量株高，记录数据 (4)与10 m处野菊株高无显著差异 与原海拔处(500 m、1 000 m)野菊株高无显著差异 比10 m处野菊矮，比原海拔处野菊高 规律 (1)生物性状既受基因的控制，又受环境的影响。(2)当发生性状改变时，有可能是由基因决定的，也有可能是由环境影响的。(3)探究生物性状的改变是由基因还是由环境的改变引起的，需要改变其环境进行实验探究。,育种过程的实验设计 小麦品种是纯合子，生产上用种子繁殖，现要选育矮秆(aa)、抗病(BB)的小麦新品种；马铃薯品种是杂合子(有一对基因杂合即可称为杂合子)，生产上通常用块茎繁殖，现要选育黄肉(Yy)、抗病(Rr)的马铃薯新品种。请分别设计小麦品种间杂交育种程序，以及马铃薯品种间杂交育种程序。要求用遗传图解表示并加以简要说明。(写出包括亲本在内的前3代即可) 解析 本题综合考查遗传规律在作物育种上的应用以及有性生殖和无性生殖在生产实践中的应用。根据题意：小麦品种是纯合子，则与题意有关的基因型应有：AABB、aabb、aaBB、Aabb，因为aaBB是要选育的品种，所以自然界中不存在这样的个体，那么要得到aaBB的个体，只能选择AABB和aabb作为亲本。同理，马铃薯品种是杂合子，与题意有关的基因型应有：YyRR、Yyrr、YYRr、yyRr、YyRr，由于YyRr是要选育的新品种，自然界中不存在这样的个体，则在剩下的4种基因型中，通过一次杂交能出现,7.,YyRr的个体，只能选择yyRr和Y