高考生物一轮复习 第21讲 生物的变异类型课件 新人教版必修2.ppt

必修 遗传与进化 第三章生物的变异 进化与育种 第21讲生物的变异类型 z整合核心考点 1 实例 镰刀型细胞贫血症 1 病因图解如下 2 实例要点归纳 图示中a b c过程分别代表 和翻译 突变发生在 填字母 过程中 dna复制 转录 翻译 a 血红蛋白 基因突变 2 基因突变的机理下图为基因突变发生机理 据图填充相应内容 注 填写基因结构改变的类型 3 基因突变的特点 1 一切生物都可以发生 2 随机性 生物个体发育的 3 自然状态下 突变频率很低 4 一个基因可以向不同的方向发生突变 5 有些基因突变 可使生物获得新性状 适应改变的环境 4 基因突变的意义 1 产生的途径 2 生物变异的 3 生物进化的 材料 普遍性 任何时期和部位 低频性 不定向性 多害少利性 新基因 根本来源 原始 1 以下细胞易发生基因突变的有哪些 肌肉细胞 叶肉细胞 分生区细胞 干细胞 癌细胞 神经细胞提示 2 在没有射线等诱变因素的作用下 基因还会发生突变吗 提示没有诱变因素的作用下 基因突变也会自发发生 其自发突变率很低 3 若dna分子中某基因缺失 属于基因突变吗 提示不属于 属于染色体结构变异 1 2015 四川理综 m基因编码含63个氨基酸的肽链 该基因发生插入突变 使mrna增加了一个三碱基序列aag 表达的肽链含64个氨基酸 以下说法正确的是 a m基因突变后 参与基因复制的嘌呤核苷酸比例增加b 在m基因转录时 核糖核苷酸之间通过碱基配对连接c 突变前后编码的两条肽链 最多有2个氨基酸不同d 在突变基因的表达过程中 最多需要64种trna参与 解析本题主要考查基因突变与表达的相关知识 该基因发生插入突变后 mrna增加了一个三碱基序列aag 表达的肽链含64个氨基酸 由此推出基因上增加了3个碱基对 所以参与基因复制的嘌呤核苷酸与嘧啶核苷酸比例相等 a项错误 在m基因转录时 脱氧核苷酸与核糖核苷酸通过碱基配对连接 而核糖核苷酸之间通过磷酸二酯键连接 b项错误 如果mrna增加的aag 在原两个密码子之间 则突变后编码的两条肽链只是增加了一个氨基酸 如果mrna增加的aag在原某个密码子内部 则形成的肽链最多有2个氨基酸不同 c项正确 在基因表达过程中trna只有61种 d项错误 答案c 2 下图为人wnk4基因部分碱基序列及其编码蛋白质的部分氨基酸序列示意图 已知wnk4基因发生一种突变 导致1169位赖氨酸变为谷氨酸 该基因发生的突变是 a 处插入碱基对g cb 处碱基对a t替换为g cc 处缺失碱基对a td 处碱基对g c替换为a t 解析首先由赖氨酸的密码子分析转录模板基因碱基为ttc 确定赖氨酸的密码子为aag 处插入 缺失碱基对会使其后编码的氨基酸序列发生改变 处碱基对替换后密码子为aaa还是赖氨酸 处碱基对替换后密码子为gag 对应谷氨酸 答案b 3 某野生矮茎豌豆种群中发现了几株高茎豌豆 经基因检测 该突变性状为基因突变所致 有两种可能 一是显性突变 二是隐性突变 请设计最简便的实验方案判定基因突变的类型 答案让突变体自交 若自交后代出现性状分离 该突变为显性突变 若自交后代未出现性状分离 该突变为隐性突变 1 判断变异是否属于基因突变的方法 1 基因结构内部发生变化 是基因突变 2 基因数目发生变化 不是基因突变 3 基因位置发生改变 不是基因突变 4 光学显微镜可观察到 不是基因突变 5 产生新基因 是基因突变 2 基因突变的探究方法 1 基因重组的类型 减数第一次分裂四分体时期 减数第一次分裂后期 同源染色体 非同源染色体上非等位基因 受体细胞 2 基因突变与基因重组的比较 有丝分裂间期 减数第一次分裂前的间期 前期 后期 基因 基因型 特别提醒 1 有丝分裂过程中没有发生基因重组 2 精卵结合并没有发生基因重组 1 下列哪些基因不会发生基因重组 噬菌体内的基因 r型细菌体内的基因 干细胞质基因 干细胞核基因 精原细胞质基因 卵原细胞核基因提示 2 根据下面的细胞分裂图来确定图a 图b分别属于什么变异的类型 提示a图属于基因突变 b图属于基因突变或基因重组 下列情况可引起基因重组的是 非同源染色体上的非等位基因自由组合 一条染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上 同源染色体的非姐妹染色单体之间发生局部交换 dna分子中发生碱基对的增添 缺失或替换 正常夫妇生出白化病儿子a b c d 解析基因重组发生在减数第一次分裂前期 和后期 属于染色体结构变异 属于基因突变 属于性状分离 故c项正确 答案c 1 观察下列图示 填出变异类型 1 甲 乙 丙 丁分别属于变异类型 2 可在显微镜下观察到的是 3 基因数目和排列顺序均未变化的是 缺失 重复 倒位 基因突变 甲 乙 丙 丁 2 据图示辨析易位与交叉互换 1 图1是 图2是 2 发生对象 图1发生于 之间 图2发生于 之间 3 变异类型 图1属于 图2属于 4 可在光学显微镜下观察到的是图 观察不到的是图 易位 交叉互换 非同源染色体 同源染色体的非姐妹染色单体 染色体结构变异 基因重组 1 2 1 染色体结构变异中发生在同一条染色体上 和不同染色体上的类型分别有哪些 提示缺失 重复和倒位 易位 2 若分析某生物细胞内是发生 易位 还是发生了 基因突变 如何用较为简便的方法进行区分 提示制作该生物进行分裂的细胞装片 观察处于有丝分裂中期的细胞 若有染色体发生变化 即为发生了易位 3 上述图丁的变异类型可采用什么方法进行检测 提示基因诊断 1 2015 江苏卷 甲 乙为两种果蝇 2n 下图为这两种果蝇的各一个染色体组 下列叙述正确的是 a 甲 乙杂交产生的f1减数分裂都正常b 甲发生染色体交叉互换形成了乙c 甲 乙1号染色体上的基因排列顺序相同d 图示染色体结构变异可为生物进化提供原材料 解析本题考查染色体变异及进化的相关内容 由图看出甲图性染色体为端粒染色体 属于正常情况 而乙图的性染色体发生了染色体结构变异中的倒位变异 甲 乙杂交产生的f1在减数分裂过程中 有两条性染色体不能联会 不能正常进行减数分裂 a项错误 甲到乙图的变化属于染色体变异 b项错误 由于倒位 甲 乙1号染色体上的基因顺序不同 c项错误 染色体变异属于可遗传变异 可为进化提供原材料 d项正确 答案d 区分三种变异类型1 互换 问题 知识链接1 染色体组的特点观察下图雄果蝇的染色体组成 概括染色体组的组成特点 或 1 从染色体来源看 一个染色体组中 2 从形态 大小和功能看 一个染色体组中所含的染 3 从所含的基因看 一个染色体组中含有控制本物种生物性状的 但不能重复 不含同源染色体 各不相同 一整套基因 1 根据细胞分裂图像进行识别判断 适用于二倍体 中分别含有个染色体组 2 2 1 4 2 根据染色体形态判断 中分别含有个染色体组 3 2 1 3 根据基因型判断 中分别含有个染色体组 3 单倍体 二倍体和多倍体的判断方式 1 如果生物体由发育而成 其体细胞中含有几个染色体组 该生物就称为几倍体 2 如果生物体是由直接发育而成 则无论体细胞中含有几个染色体组 都称为单倍体 4 2 3 1 受精卵 或合子 生殖细胞 卵细胞或花粉 4 多倍体和单倍体育种 1 培育三倍体无子西瓜 原理 过程 染色体数目以染色体组的形式成倍增加 2 培育抗病高产植株 原理 实例 抗病高产植株 aabb 的选育过程 染色体数目以染色体组的形式成倍减少 再用秋水仙素处理 形成纯合子 1 1 精子和卵细胞中 一定不含同源染色体吗 2 单倍体植物一定都不育吗 提示 1 不一定 二倍体生物的配子中一定不含同源染色体 四倍体生物的配子中含有同源染色体 2 单倍体并非都不育 二倍体的配子发育成的单倍体 表现为高度不育 多倍体的配子如含有偶数个染色体组 则发育成的单倍体含有同源染色体及等位基因 可育并能产生后代 2 基因型为的个体产生配子的种类及比例是多少 提示aa aa aa 1 4 1 1 下列是对a h所示的细胞图中各含有几个染色体组的叙述 正确的是 a 细胞中含有一个染色体组的是图hb 细胞中含有两个染色体组的是图e gc 细胞中含有三个染色体组的是图a bd 细胞中含有四个染色体组的是图c f 解析a h分别含有3 3 2 1 4 4 1 2个染色体组 答案c 2 2015 江西南昌调研测试 下图是利用某植物 基因型为aabb 产生的花粉进行单倍体育种的示意图 下列叙述不正确的是 a 过程 通常使用的试剂是秋水仙素 植株b为二倍体b 植株a的基因型为aabb的可能性为1 4c 过程 常用花药离体培养 说明生殖细胞具有全能性d 植株a高度不育 植株a有四种类型 解析植株a是单倍体个体 经秋水仙素处理后获得二倍体 植株b 基因型为aabb的个体不能产生aabb的花粉 离体的花粉能培养成一个完整的个体 说明生殖细胞具有全能性 单倍体是高度不育的 由于基因型aabb的植株可产生4种配子 ab ab ab ab 因而植株a对应的类型有4种 答案b 单倍体 二倍体和多倍体的确定方法可由下列图解中提供的方法区分开来 注 x为一个染色体组的染色体数 a b为正整数 特别提醒 1 单倍体往往是由配子不经受精作用直接发育成的生物个体 2 单倍体不一定只含1个染色体组 可能含同源染色体 可能含等位基因 也有可能可育并产生后代 知识链接1 实验原理 1 正常进行有丝分裂的组织细胞 在分裂后期分裂后 子染色体在的作用下分别移向两极 进而平均分配到两个子细胞中去 2 低温可抑制的形成 阻止细胞分裂 导致细胞 加倍 着丝点 纺锤体 纺锤体 染色体数目 2 实验流程 高考警示 低温诱导染色体数目加倍实验中所用试剂 1 固定细胞形态 卡诺氏液 2 冲洗卡诺氏液 95 酒精 3 冲洗解离液 清水 4 解离 95 酒精和15 盐酸混合液 5 染色 改良苯酚品红染液 1 该过程在高倍镜下能否观察到细胞从二倍体变为四倍体的过程 提示不能 细胞已经被杀死 2 除低温诱导外 还有哪些常用的诱导染色体数目加倍的方法 试简述其原理 提示除低温诱导外 生产上还常用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗来诱导染色体数目加倍 其原理是 当秋水仙素作用于正在分裂的细胞时 能够抑制纺锤体的形成 导致染色体不能移向两极 从而引起细胞内染色体数目加倍 3 该实验所使用的染色试剂与 观察植物细胞的有丝分裂 中所使用的染色试剂相比 有何不同 提示前者用改良苯酚品红染液 使染色体着色 后者用龙胆紫或醋酸洋红液使染色体着色 四倍体大蒜的产量比二倍体大蒜高许多 为探究诱导大蒜染色体数目加倍的最佳低温 特设计如下实验 1 实验主要材料 大蒜 培养皿 恒温箱 卡诺氏液 体积分数为95 的酒精溶液 显微镜 改良苯酚品红染液等 2 实验步骤 取五个培养皿 编号并分别加入纱布和适量的水 将培养皿分别放入 4 0 的恒温箱中1h 4 8 12 取大蒜随机均分为五组 分别放入五个培养皿中诱导培养36h 分别取根尖 cm 放入 中固定0 5 1h 然后用 冲洗2次 制作装片 解离 制片 低倍镜检测 并记录结果 3 实验结果 染色体数目加倍率最高的一组为最佳低温 4 实验分析 设置实验步骤 的目的 对染色体染色还可以用 等 除低温外 也可以诱导染色体数目加倍 原理是 0 5 1 卡诺氏液 体积分数为95 的酒精溶液 漂洗 染色 统计每组视野中的染色体数目加倍率 将培养皿放在不同温度下恒温处理 是为了进行相互对照 恒温处理1h是为了排除室温对实验结果的干扰 龙胆紫溶液 醋酸洋红溶液 秋水仙素 抑制纺锤体形成 解析本实验目的是探究诱导大蒜染色体数目加倍的最佳低温 所以温度应设置为变量 不同温度处理是为了进行相互对照 恒温处理1h是为了在dna复制时尽可能使细胞处于设定温度中 以排除其他温度的干扰 但低温并不可能使所有细胞染色体数目加倍 所以要统计加倍率来确定最佳低温 t突破考疑考技 误区盘点1 基因突变 dna中碱基对的增添 缺失和替换 1 基因是有遗传效应的dna片段 不具有遗传效应的dna片段也可发生碱基对的改变 2 有些病毒 如sars病毒 的遗传物质是rna rna中碱基的增添 缺失和替换引起病毒性状变异 广义上也称基因突变 2 基因突变不只发生在分裂间期引起基因突变的因素分为外部因素和内部因素 外部因素对dna的损伤不仅发生在间期 而是在各个时期都有 另外 外部因素还可直接损伤dna分子或改变碱基序列 并不是通过dna的复制来改变碱基对 所以基因突变不只发生在间期 3 将基因突变的结果 产生新基因 与 产生等位基因 混淆不同生物的基因组组成不同 病毒和原核细胞的基因组结构简单 基因数目少 而且一般是单个存在的 不存在等位基因 因此 真核生物基因突变可产生它的等位基因 而原核生物和病毒基因突变产生的是一个新基因 4 基因突变引起的变异有有害和有利两种情况事实上 基因突变的结果有三种情况 有的突变对生物是有利的 有的突变对生物是有害的 有的突变对生物既无害也无利 是中性的 自然选择淘汰有害变异 保留有利变异和中性变异 5 将 可遗传 理解成了 可育性 可遗传 可育 三倍体无子西瓜 骡子 二倍体的单倍体等均表现 不育 但它们均属可遗传变异 其遗传物质已发生变化 若将其体细胞培养为个体 则可保持其变异性状 这与仅由环境引起的不遗传的变异有着本质区别 如无子番茄的 无子 原因是植株未受粉 生长素促进了果实发育 这种 无子 性状是不可以保留到子代的 将无子番茄进行组织培养时 若能正常受粉 则可结 有子果实 6 着丝点分裂与纺锤体无关 误将 抑制纺锤体形成 等同于 着丝点不分裂 着丝点是自动分裂 无纺锤丝牵引 着丝点也分裂 思维诊断 1 考题诊断 1 2016 东北三校期末测试 积聚在甲状腺细胞内的131i可能直接诱发甲状腺滤泡上皮细胞基因突变并遗传给下一代 2 2013 江苏高考t6c 观察细胞有丝分裂中期染色体形态可判断基因突变发生的位置 3 2015 青岛市一模 一对等位基因不存在基因重组 一对同源染色体存在基因重组 4 2012 福建高考t3b改编 非同源染色体自由组合 导致在减数分裂过程中发生基因重组 5 2012 海南高考t19c 染色体片段的缺失和重复必然导致基因种类的变化 6 2012 海南高考t19d 染色体片段的倒位和易位必然导致基因排列顺序的变化 2 易错诊断 1 基因突变产生的新基因不一定传递给后代 2 减数分裂四分体时期 姐妹染色单体的局部交换可导致基因重组 3 体细胞中含两个染色体组的个体是二倍体 含有三个或三个以上染色体组的个体是多倍体 4 人工诱导多倍体的唯一方法是用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗 5 经低温诱导后 显微镜下可以看到大多数细胞的染色体数目发生改变 1 2015 江苏卷 经x射线照射的紫花香豌豆品种 其后代中出现了几株开白花植株 下列叙述错误的是 a 白花植株的出现是对环境主动适应的结果 有利于香豌豆的生存b x射线不仅可引起基因突变 也会引起染色体变异c 通过杂交实验 可以确定是显性突变还是隐性突变d 观察白花植株自交后代的性状 可确定是否是可遗传变异 解析本题考查生物变异相关内容 由题意知 白花的出现是因为x射线照射导致了基因突变 基因突变所产生的性状对生物体的生存一般是有害的 a项错误 x射线既可引起基因突变 又能引起染色体变异 b项正确 若要确定该突变的显 隐性 需做杂交实验 c项正确 白花植株自交 观察后代的表现型 可确定该变异是否可遗传 d项正确 答案a 2 2015 课标全国卷 下列关于人类猫叫综合征的叙述 正确的是 a 该病是由于特定的染色体片段缺失造成的b 该病是由于特定染色体的数目增加造成的c 该病是由于染色体组数目成倍增加造成的d 该病是由于染色体中增加某一片段引起的 解析本题考查人类遗传病及染色体变异 人类猫叫综合征是人类的第5号染色体片段缺失导致的 a项正确 答案a 3 2015 广东理综 用秋水仙素处理某二倍体植物的愈伤组织 从获得的再生植株中筛选四倍体植株 预实验结果如表 正式实验时秋水仙素浓度设计最合理的是 a 0 2 3 4 5 6b 0 4 5 6 7 8c 0 6 7 8 9 10d 0 3 6 9 12 15 解析本题考查设计实验能力 由题表可知 随着秋水仙素浓度的增大 再生植株的棵数逐渐减少 四倍体植株的棵数在秋水仙素浓度为6g l时 达到表中最大值11 故秋水仙素浓度为6g l时 接近最适浓度 所以正式实验时 设置的秋水仙素浓度应该在最接近于6g l的两个浓度之间 b项正确 答案b 4 2014 江苏理综 下列关于染色体变异的叙述 正确的是 a 染色体增加某一片段可提高基因表达水平 是有利变异b 染色体缺失有利于隐性基因表达 可提高个体的生存能力c 染色体易位不改变基因数量 对个体性状不会产生影响d 通过诱导多倍体的方法可克服远缘杂交不育 培育出作物新类型 解析本题考查染色体变异 染色体片段的增加 可导致相应基因数量的增加 基因表达水平 如表达产物的量 可能增加 但对个体生存一般不利 a项错误 染色体某一片段的缺失可以使其同源染色体上对应片段上的隐性基因表达出来 但不一定使个体生存能力提高 b项错误 染色体的易位是指染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上 虽然基因的数量不变 但是基因的排列顺序发生变化可以引起性状的改变 c项错误 通过诱导多倍体的方法可以使远缘杂交的不育后代获得同源染色体 从而恢复可育性 d项正确 答案d 5 2016 试题调研卷 某男子表现型正常 但其一条14号和一条21号染色体相互连接形成一条异常染色体 如图甲 减数分裂时异常染色体的联会如图乙 配对的三条染色体中 任意配对的两条染色体分离时 另一条染色体随机移向细胞任一极 下列叙述正确的是 a 图甲所示的变异属于基因重组b 观察异常染色体应选择处于分裂间期的细胞c 如不考虑其他染色体 理论上该男子产生的精子类型有8种d 该男子与正常女子婚配能生育染色体组成正常的后代 解析据题干及图示 该变异属于染色体结构的变异 不属于基因重组 如果观察染色体的形态最好选处于有丝分裂中期的细胞 由于配对的三条染色体中 配对的两条染色体分离 另一条随机移向细胞任一极 因此当14号染色体与异常染色体分离时 21号染色体随机移向细胞一极 则形成的配子类型有14号 21号 异常染色体 14号 异常染色体 21号四种类型配子 当21号染色体与异常染色体分离时 14号染色体随机移向细胞一极 形成的配子类型有 14号 21号 异常染色体 21号 异常染色体 14号四种配子 因此共有6种类型的配子 由于该男子产生的配子中有正常配子 也有异常配子 与正常女性婚配能生育染色体组成正常的后代 答案d 6 2016 唐山模拟 某2n生物正常体细胞中含8条染色体 请分析图中表示一个染色体组的是 解析2n代表该生物体细胞内有2个染色体组 即二倍体生物 有8条染色体 则每个染色体组有4条染色体 而构成此生物的一个染色体组中的染色体形态 大小一定