高三生物一轮复习 第七单元 第一课时生物的变异、育种与进化课件 新人教版.ppt

教材案 第一课时基因突变 基因重组和染色体变异 一 基因突变 二 基因重组 三 染色体变异 1 染色体结构变异 1 概念 由染色体结构的改变而引起的变异 2 类型 2 染色体数目变异 1 类型 1 个别染色体的增加或减少 如人类的21三体综合征 是由于21号染色体有3条 2 以染色体组的形式成倍地增加或减少 如单倍体 多倍体的形成等 2 染色体组 1 概念 染色体组是指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的一组染色体 2 条件 a 一个染色体组中不含同源染色体 b 一个染色体组中所含的染色体形态 大小和功能各不相同 c 一个染色体组中含有控制生物性状的一整套基因 但不能重复 一 基因突变和基因重组 1 基因突变对性状的影响 1 改变性状 原因 突变间接引起密码子改变 最终表现为蛋白质功能改变 影响生物性状 实例 镰刀型细胞贫血症 2 不改变性状 主要有下列几种情况 一种氨基酸可以由多种密码子决定 密码子的简并性 当突变后的dna转录成的密码子仍然决定同种氨基酸时 这种突变不会引起生物性状的改变 突变成的隐性基因在杂合子中不引起性状的改变 某些突变虽改变了蛋白质中个别氨基酸的种类 但并不影响该蛋白质的功能 不具遗传效应的dna片段中的 突变 不引起性状变异 2 基因突变对子代的影响 1 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 如果发生在减数分裂过程中 可以通过配子传递给后代 3 基因突变与基因表达的联系 4 基因重组内涵和外延概念理解 1 基因重组使控制不同性状的基因重新组合 因此会产生不同于亲本的新类型 但只有原有的不同性状的重 新组合 并不会产生新的性状 2 基因重组发生的时间是减数第一次分裂的后期和四分体时期 而不是受精作用过程中 3 基因重组为生物变异提供了极其丰富的来源 是形成生物多样性的重要原因之一 4 基因重组在人工操作下也可实现 如基因工程 肺炎双球菌转化中都发生了基因重组 5 基因突变和基因重组的比较 思维误区规避 1 以rna为遗传物质的生物 其rna上核糖核苷酸序列发生变化 也引起基因突变 且rna为单链结构 更易发生突变 2 基因突变一定产生新基因 但不一定产生新性状 基因重组一定不产生新基因 但会产生新基因型 从而出现不同性状的重新组合 但未改变基因的 质 和 量 典例1 2011年安徽理综 人体甲状腺滤泡上皮细胞具有很强的摄碘能力 临床上常用小剂 量的放射性同位素131i治疗某些甲状腺疾病 但大剂量的131i对人体会产生有害影响 积聚在细胞内的131i可能直接 a 插入dna分子引起插入点后的碱基序列改变 b 替换dna分子中的某一碱基引起基因突变 c 造成染色体断裂 缺失或易位等染色体结构变异 d 诱发甲状腺滤泡上皮细胞基因突变并遗传给下一代 思路剖析 此题考查了生物的遗传变异知识点 本题易错点有 1 认为131i能插入或替换dna的碱基 2 认为甲状腺滤泡上皮细胞发生的基因突变会遗传给下一代 不清楚基因要通过生殖才能遗传给下一代 131i作为放射性物质 可以诱导生物变异 但不是碱基的类似物 不能插入或替换dna的碱基 引起基因突变 故a b项错 放射性物质产生射线 可以诱导基因突变 但甲状腺滤泡上皮细胞不会产生生殖细胞 其发生的基因突变不能遗传给下一代 故d项错误 答案 c 二 染色体变异 1 染色体组数目的判断 1 细胞中同种形态的染色体有几条 细胞内就含有几个染色体组 如图甲 2 根据基因型判断细胞中的染色体组数目 根据细胞的基因型确定控制每一性状的基因出现的次数 该次数就等于染色体组数 如基因型aaaabbbb的细胞生物 体含有4个染色体组 如图乙 3 根据染色体的数目和染色体的形态数来推算 染色体组的数目 染色体数 染色体形态数 2 二倍体 多倍体 单倍体的比较 3 多倍体的成因 自然多倍体 染色体不分离细胞中染色体加倍多倍体植物 4 三种可遗传变异的比较 人工诱导多倍体 正在萌发的种子或幼苗抑制纺锤体形成 思维误区规避 同源染色体上的非姐妹染色单体之间的交叉互换属于基因重组 而非同源染色体之间的互换或某一片段移接到另一条非同源染色体上引起的变异都属于染色体结构变异 5 实验 低温诱导植物染色体数目的变化 1 实验原理 低温抑制纺锤体的形成 以致影响染色体被拉向两极 细胞不能分裂成两个子细胞 于是染色体数目改变 2 方法步骤 洋葱根尖培养 固定 制作装片 解离 漂洗 染色 制片 观察 3 结论 适当低温可诱导细胞中的染色体加倍 4 几种溶液的作用 卡诺氏液 固定细胞的形态 改良苯酚品红染液 使染色体着色 解离液 15 的盐酸和95 的酒精混合液 1 1 使细胞分离 5 显微镜下观察到的细胞是已被盐酸杀死的死细胞 6 选材应选用能进行分裂的分生组织细胞 否则不会出现染色体加倍的情况 6 秋水仙素的作用 在细胞有丝分裂前期 前期细胞内形成纺锤体 秋水仙素会抑制纺锤体的形成 导致染色体不移向两极 从而引起细胞内染色体数目加倍 在单倍体育种和多倍体育种中 都应用了秋水仙素的这一特性 典例2下列说法正确的是 a 水稻 2n 24 一个染色体组有12条染色体 水稻单倍体基因组有13条染色体 b 普通小麦的花药离体培养后 长成的植株细胞中含三个染色体组 属于三倍体 c 番茄和马铃薯体细胞杂交形成杂种植株含两个染色体组 每个染色体组都包含番茄和马铃薯的各一套染色体 d 马和驴杂交的后代骡是不育的二倍体 而雄蜂是可育的单倍体 思路剖析 本题考查了单倍体 单倍体基因组 植物体细胞杂交等知识 命题的意图是考查学生利用已有知识进行推理 判断的能力 理解单倍体的判定方法是该题解题的关键 水稻没有性染色体 所以其单倍体基因组有12条染色体 小麦是异源六倍体 所以其花药离体培养后得到的是含有三个染色体组的单倍体 番茄是二倍体 马铃薯是四倍体 两者体细胞杂交后得到的是异源六倍体的杂种植株 骡的两个染色体组是非同源的 所以联会紊乱导致不育 而雄蜂虽然只有一个染色体组 但是其可以通过一种 假减数分裂 的方式产生正常的精子 故是可育的 答案 d 1 下列生物变异的实例中 与镰刀型细胞贫血症属于同一类型的是 a 猫叫综合征b 21三体综合征 c 无子西瓜d 高产青霉菌 思路剖析 解答本题的关键是准确识记各种遗传病的类型及其实例 镰刀型细胞贫血症是基因突变引起的 前三个选项都是染色体数目或结构变异 高产青霉菌的培育原理是基因突变 答案 d 2 下列有关生物变异的说法正确的是 a 基因中一个碱基对发生改变 则一定能改变生物的性状 b 环境因素可诱导基因朝某一方向突变 c 一条染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上 属于染色体数目变异 d 自然条件下 基因重组通常发生在生殖细胞形成过程中 思路剖析 解答本题的关键是正确理解各种变异类型的特点 由于密码子的简并性等原因 发生基因突变后不一定会改变生物的性状 环境因素可定向选择性状 但不能定向诱导突变 因为突变是不定向的 c项应属于染色体结构的变异 答案 d 3 下图为几种生物细胞内染色体示意图 请回答 1 甲图为科研机构对某人染色体进行的分析结果 请指出该人的性别 从染色体组成看 该人是否患病 如果患病 则患 2 普通小麦的染色体组成可表示为aabbdd 如乙图 所示 则一个染色体组的染色体数为条 若丙图表示四倍体水稻的染色体数 则由其生殖细胞直接发育成的个体叫 3 丁为人工培育的八倍体小黑麦染色体图 其培育方法是用普通小麦和黑麦 2n 14 杂交 然后用处理得到的 与二倍体植物相比 多倍体的显著特点是 4 若将乙 丙 丁的花药离体培养成幼苗 能产生正常后代的是 思路剖析 解题的关键是看懂图和掌握各种育种的原理与过程 1 甲图由于性染色体是xx 所以性别为女性 从图中知21号染色体有3条 所以患21三体综合征 先天性愚型 2 普通小麦的染色体组成可表示为aabbdd 是六倍体小麦 共有42条染色体 因而一个染色体组的染色体数目 42 6 7 由配子发育的个体称为单倍体 3 普通小麦和黑麦杂交得到四 倍体小麦 再用秋水仙素处理得到八倍体小黑麦 4 丙含有四个染色体组 其单倍体含有两个染色体组 能产生正常后代 答案 1 女是21三体综合征 先天性愚型 2 7单倍体 3 秋水仙素茎秆粗壮 叶片 果实 种子都比较大 糖类 蛋白质等营养物质含量增加 答出2条即可 4 丙 一 选择题 本题共8小题 每小题6分 共48分 1 基础再现 我国研究人员发现 dep1 基因的突变能促进超级稻增产 这一发现将有助于研究和培育出更高产的水稻新品种 以下说法错误的是 a 水稻产生的突变基因不一定能遗传给它的子代 b 该突变基因可能在其他农作物增产中发挥作用 c 水稻基因突变产生的性状对于生物来说大多有利 d 该突变基因所表达出的蛋白质与水稻产量密切相关 体细胞中一般不会遗传给后代 答案 c 思路剖析 突变大多是有害的 基因突变若发生在 2 基础再现 下列有关基因重组的叙述中 正确的是 a 基因型为aa的个体自交 因基因重组而导致子代性状分离 b 基因a因替换 增添或缺失部分碱基而形成它的等位基因a属于基因重组 c 非姐妹染色单体间的互换可能导致基因重组 d 造成同卵双生姐妹间性状上差异的主要原因是基因重组 思路剖析 本题考查了基因重组 命题的意图是考查学生利用基因重组相关知识进行分析判断的能力 该题解题的关键是理解基因重组的概念和实质 发生性状分离的根本原因是等位基因的分离 碱基的替换 增添或缺失属于基因突变 同源染色体的非姐妹染色单体之间的交叉互换导致基因重组 同卵双胞胎是由同一受精卵发育形成 分裂的方式为有丝分裂 不会发生基因重组 答案 c 3 基础再现 下图表示果蝇某一条染色体上几个基因 相关叙述中不正确的是 a 观察图示可知 基因在染色体上呈线性排列 b 图示各基因中只有部分脱氧核苷酸序列能编码蛋白 c 如含红宝石眼基因的片段缺失 说明发生了基因突变 d 基因中有一个碱基对的替换 不一定会引起生物性状的改变 思路剖析 由图知 基因在染色体上呈线性排列 故a项正确 基因由编码区和非编码区组成 真核细胞基因的编码区又包括外显子和内含子 只有外显子能编码蛋白质 故b项正确 c项中 说明发生了染色体变异 基因突变应为基因内部碱基对的增添 缺失或改变 d项中 性状由蛋白质体现 而组成蛋白质的一种氨基酸可以有多种密码子 答案 c 4 基础再现 如果某基因的中部增添了1个核苷酸对 下列哪一项后果的可能性最小 a 没有多肽产物 b 翻译为蛋白质时在增添位置终止 c 所控制合成的蛋白质减少多个氨基酸 d 翻译的蛋白质中 增添部位以后的氨基酸序列发生变化 苷酸对的变化不会影响起始密码 由于 基因的中部增添了1个核苷酸对 不会影响起始密码 故一定有多肽产物 如果缺失后刚好形成终止密码 将出现b项所述情况 如果终止密码在缺失的那个核苷酸对后出现 将出现c项所述情况 由于只缺一个核苷酸对 导致其后段三个相邻的碱基排序全部打乱 将出现d项所述情况 答案 a 思路剖析 解答本题的关键是理解基因中部某核 5 视角拓展 用纯合的二倍体水稻品种高秆抗锈病 ddtt 和矮秆不抗锈病 ddtt 进行育种时 一种方法是杂交得到f1 f1再自交得到f2 另一种方法是用f1的花粉进行离体培养 再用秋水仙素处理幼苗得到相应植株 下列叙述正确的是 a 前一种方法所得的f2中重组类型 纯合子各占5 8 1 4 b 后一种方法所得的植株中可用于生产的类型的比例为2 3 c 前一种方法的原理是基因重组 原因是非同源染色体自由组合 d 后一种方法的原理是染色体变异 是由于染色体结构发生改变 于生产的1 4 答案 c 思路剖析 前一种方法为杂交育种法 原理是基因重组 所得的f2中重组类型 纯合子各占3 8 1 4 后一种方法为单倍体育种法 原理是染色体变异 是染色体数目成倍的增加而不是染色体结构发生改变 f1 ddtt 经单倍体育种后所得的植株均为纯合体 可用 6 视角拓展 人类中有一种性别畸形 xyy个体 外貌男性 有的智力差 有的智力高于一般人 据说这种人常有反社会行为 富攻击性 在犯人中的比例高于正常人群 但无定论 有生育能力 2n 47 xyy 假如有一个xyy男人与一正常女性结婚 下列判断正确的是 a 该男性产生的精子有x y和xy三种类型 b 所生育的后代中出现xyy孩子的几率为1 2 c 所生育的后代中出现性别畸形的几率为1 2 d 所生育的后代智力都低于一般人 思路剖析 xyy个体产生的配子种类应为x y xy yy四种 其比例为1 1 1 1 所以与正常卵细胞结合将产生xxy和xyy两种性别畸形 出现性别畸形的后代比例为1 2 答案 c 7 视角拓展 已知四倍体西瓜的一个染色体组含有11条染色体 又知普通小麦是含有6个染色体组的生物 它的每个染色体组均含有7条染色体 但四倍体西瓜是用秋水仙素处理二倍体西瓜幼苗形成的 普通小麦是由三个物种先后杂交并经染色体加倍形成的 我们若将体细胞中的染色体按其形态 大小 结构进行归类 则 a 四倍体西瓜和普通小麦的染色体均分为2种类型 因为同源染色体成对存在 b 四倍体西瓜的染色体可分4种类型 普通小麦的染色体可分6种类型 c 四倍体西瓜的染色体可分22种类型 普通小麦的染色体可分21种类型 d 四倍体西瓜的染色体可分11种类型 普通小麦的染色体可分21种类型 思路剖析 四倍体西瓜是用秋水仙素处理二倍体西瓜幼苗形成的 是同源四倍体 含四组相同的染色体组 一个染色体组含有11条染色体 所以四倍体西瓜的 染色体有11种类型 普通小麦是由三个物种先后杂交并染色体加倍形成的 是异源六倍体 一个染色体组含有7条染色体 三个物种的染色体组互不相同 所以普通小麦的染色体可分21种类型 答案 d 8 视角拓展 子代不同于亲代的性状 主要来自基因重组 下列图解中哪些过程可以发生基因重组 a b c d 质和发生时期 基因重组是指在生物体进行有性生殖的过程中 控制不同性状的基因重新组合 故 过程中的a a和b b之间可以发生基因重组 过程只能发生等位基因的分离 过程属于配子间的随机组合 答案 c 思路剖析 该题的解题关键是明确基因重组的实 9 基础再现 14分 2011年 神舟 八号发射成功并与天宫一号完成对接 飞船上搭载了蚕卵 猪精液 农作物种子 植物种苗等并进行了有关空间生命科学研究 请回答问题 1 在挑选航天员时 航天员的遗传特征不容忽视 研究表明 有些人由于遗传方面的原因对宇宙辐射特别敏感 一旦受到辐射就容易出现严重的反应 甚至产生 导致癌症 2 有同学说 神八搭载的上述物种可用于研究其基 二 非选择题 本题共4小题 共52分 因结构的改变 但猪精液是不可能发生这种变异的 你认为该种说法正确吗 为什么 3 搭载 神舟 八号飞船的农作物种子在微重力和宇宙射线的作用下 易发生基因突变 科学家在此实验中一般会选择萌发的种子而不是休眠的种子 其原因是 4 由于马铃薯常用品种是杂合子 农业生产上常用块 茎繁殖 如果马铃薯种子也搭乘飞船 返回后种植得到的植株是含淀粉少的优良品种 现要选育淀粉少 aa 抗病 bb 的马铃薯新品种 请你写出杂合子的马铃薯品种间杂交育种过程 用遗传图解表示 答案 1 基因突变 2 正确 因为猪精液 精子 是精原细胞经过减数分裂产生的 不再继续分裂 所以其基因结构不会发生改变 3 萌发的种子细胞分裂旺盛 在分裂间期dna复制过程中可能产生差错导致基因突变 4 见下图 10 视角拓展 12分 科研人员围绕培育四倍体草莓进行了探究 实验中 每个实验组选取50株草莓幼苗 并以秋水仙素溶液处理它们的幼芽 得到下图所示结果 请分析回答相关问题 1 秋水仙素诱导多倍体的作用机理是 2 从实验结果看 影响多倍体诱导率的因素有 诱导形成四倍体草莓适宜的处理方法是 3 鉴定四倍体草莓的方法之一是观察细胞中的染色体数 鉴定时不宜选用当代草莓的根尖作材料 原因是 观察时 最好选择处于分裂期的细胞 思路剖析 从坐标中可以看出 处理的时间和秋水仙素的浓度不同均能影响到多倍体的诱导率 提高诱 导率最佳的条件是用0 2 的秋水仙素溶液处理1天 在处理幼苗时由于只处理了植物的幼芽 所以根尖中染色体的数目不会发生变化 观察时 有丝分裂中期染色体形态固定 数目清晰 是观察的最佳时期 答案 1 抑制细胞有丝分裂过程中纺锤体的形成 2 秋水仙素浓度和处理时间用0 2 的秋水仙素溶液处理1天 3 当代草莓植株的根细胞并没有经过诱导 染色体数目没有发生加倍中 重复孟德尔豌豆杂交实验时 发现了一个非常有趣的现象 他选取豌豆的高茎植株与矮茎植株杂交得到子一代 子一代全为高茎 子一代自交得子二代 子二代出现了性状分离 但分离比并不是预期的3 1 而是出现了高茎 矮茎 35 1 他对这一现象非常感兴趣 并利用所掌握的遗传学知识对此现象进行分析 还设计了实验加以验证 以下是他所写的简单研究思路 请你将其补充完整 1 分析 这种特殊遗传现象的出现必然有其规律的特 11 高度提升 12分 王明是一名生物爱好者 一次他在 殊性 根据遗传学知识推测产生这一现象的原因可能是杂种子一代 dd 变成了四倍体 dddd 四倍体dddd产生的配子有种 配子的基因型及比例为 由于受精时 雌雄配子的结合是的 子二代出现了5种基因型 2种表现型 表现型的比值为高茎 矮茎 35 1 2 为证明以上分析是否正确 需通过测交实验来测定子一代的基因型 应选择待测子一代豌豆和 豌豆进行测交实验 测交实验的结果应该是 3 进行测交实验 记录结果 分析比较得出结论 从王明对此实验的研究过程 可看出其使用的科学研究方法为 思路剖析 解此题的关键是写出四倍体dddd所产生的配子的种类及比值 在产生配子时 配子中的基因只有体细胞的一半 同时4个等位基因间的分离是随机的 进入同一个配子的是4个等位基因中的