高三生物二轮复习 专题三 遗传 变异与进化 8 生物的变异 育种和进化课件.ppt

小专题8生物的变异 育种和进化 知识 串联导思 重点 提炼透析 知识 串联导思 重点 提炼透析 考点一三种可遗传变异的比较 分析与整合 典例引领 2015天津河西质量调查 在自然界中 生物变异处处发生 下面是几个变异的例子 动物细胞在分裂过程中突破 死亡 的界限成为具有无限增殖能力的癌细胞 r型活细菌与s型细菌的dna混合后转化为s型活细菌 某同卵双胞胎兄弟 哥哥长期在野外工作 弟弟长期在室内工作 哥哥与弟弟相比脸色较黑 让灰身纯合果蝇 ee 与黑檀体杂交 在f1中出现了一只黑檀体果蝇 再让f1的黑檀体果蝇与灰身纯合果蝇 ee 杂交 得到的f2自由交配 f3中灰身 黑檀体 4 1 上述四种变异的来源依次是 a 基因重组 基因突变 基因重组 环境改变b 基因突变 染色体变异 基因重组 环境改变c 基因突变 基因重组 染色体变异 基因突变d 基因突变 基因重组 环境改变 染色体变异 解题思路 正常细胞发生基因突变后 变为具有恶性增殖能力的癌细胞 属于基因突变 r型菌转化为s型菌的实质是 s型菌的dna整合到r型活菌的dna中 属于广义上的基因重组 同卵双胞胎主要是由于生存环境不同而造成了表现型差异 正常情况下 让灰身纯合果蝇 ee 与黑檀体果蝇杂交 f1只表现出灰身 ee 但却出现了一只黑檀体果蝇 可能的原因一是灰身纯合果蝇 ee 发生了基因突变 二是发生了染色体片段的缺失 如果发生的是基因突变 f1突变个体基因型应为ee 再与灰身纯合果蝇 ee 杂交 按照分离定律f3出现性状分离比为灰身 黑檀体 3 1 如果按染色体缺失画遗传图解 在f3中将会出现灰身 黑檀体 4 1的比例 故为染色体变异 答案 d 归纳拓展 1 基因突变对蛋白质和生物性状的影响分析 1 基因突变对蛋白质结构的影响 2 基因突变对性状的影响 基因突变影响性状原因 突变引起密码子改变 最终表现为蛋白质功能改变 影响生物性状 例如镰刀型细胞贫血症 基因突变不影响性状原因 若基因突变发生后 引起了信使rna上的密码子改变 但由于一种氨基酸可对应多个密码子 若改变了的密码子与原密码子对应同一种氨基酸 此时突变基因控制的性状不改变 若基因突变为隐性突变 如aa中的一个a a 此时性状也不改变 2 突破生物变异的4大问题 1 关于 互换 问题同源染色体上非姐妹染色单体的交叉互换 属于基因重组 参与互换的基因为等位基因 非同源染色体之间的互换 属于染色体结构变异中的易位 参与互换的基因为非等位基因 2 关于 缺失 问题dna分子上若干 基因 的缺失属于染色体变异 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 基因突变 基因重组属于 分子 水平的变异 光学显微镜下观察不到 染色体变异是 细胞 水平的变异 涉及染色体的 某片段 的改变 这一片段可能含有若干个基因 在光学显微镜下可以观察到 故常用分生组织制片观察的方法确认是否发生了染色体变异 4 涉及基因 质 与 量 的变化问题 基因突变 改变基因的质 基因结构改变 成为新基因 不改变基因的量 基因重组 不改变基因的质 也不改变基因的量 但改变基因间组合搭配方式及改变基因型 注 转基因技术可改变基因的量 染色体变异 不改变基因的质 但会改变基因的量或改变基因的排列顺序 热点考向 考向一 以基础判断的形式 考查对三大变异的理解 1 2014江苏生物 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 变异导致生物性状的改变包括有利和不利变异 是否有利取决于能否更好地适应环境 与基因表达水平的提高无直接联系 故a错误 染色体缺失也有可能导致隐性基因丢失 这时便不利于隐性基因的表达 所以b错误 染色体易位不改变基因的数量 但染色体易位有可能会影响基因的表达 从而导致生物的性状发生改变 所以c选项错误 远缘杂交获得杂种 其染色体可能无法联会而导致不育 经秋水仙素等诱导成可育的异源多倍体从而培育出生物新品种类型 故d选项正确 d 结合相关图示 考查变异类型的判断 2 在某基因型为aa的二倍体水稻根尖中 发现一个如图所示的细胞 图中 表示该细胞中部分染色体 其他染色体均正常 以下分析合理的是 a a基因产生的原因可能是其亲代产生配子时发生了基因突变b 该细胞一定发生了染色体变异 一定没有发生基因自由组合c 该细胞产生的各项变异均可在光学显微镜下直接进行观察d 该细胞的变异均为可遗传变异 都可通过有性生殖传给后代 考向二 解析 植株基因型为aa 图示细胞中有a基因 可能是根尖细胞有丝分裂时发生了基因突变 细胞中 同源染色体有3条 说明发生了染色体变异可以在光学显微镜下观察 而基因突变无法观察到 该细胞为体细胞变异可以通过无性繁殖传给后代 无法通过有性生殖传给后代 b 考点二生物变异在育种中的应用 典例引领 如图是植物育种的几种方法 请据图回答有关问题 1 若采用杂交育种方法 以矮秆易感病 ddrr 和高秆抗病 ddrr 小麦为亲本进行杂交 培育矮秆抗病小麦新品种时 应从开始选出矮秆抗病植株进行连续自交 f2矮秆抗病小麦中能稳定遗传的个体所占比例为 解题思路 1 题中杂交育种应从f2开始选出矮秆抗病植株进行连续自交 f2矮秆抗病小麦的基因型为1 3ddrr 2 3ddrr 答案 1 f21 3 2 若要在较短时间内获得上述新品种小麦 可选图中 填字母 途径所用的方法 其中的f过程表示 3 欲使小麦获得燕麦抗锈病的性状 选择图中 填字母 表示的技术手段最为合理可行 4 若要培育 马铃薯 番茄 杂种植株 应采用技术手段 解题思路 2 单倍体育种可以明显缩短育种年限 图示中e f g途径为单倍体育种 f过程表示花药离体培养 3 欲使小麦获得燕麦抗锈病的性状应采用转基因技术 即图示中的c d过程 4 若要培育 马铃薯 番茄 杂种植株 应采用植物体细胞杂交技术手段 答案 2 e f g花药离体培养 3 c d 4 植物体细胞杂交 归纳拓展 2 单倍体育种与杂交育种的关系 3 多倍体育种的原理分析 注 多倍体育种中秋水仙素可处理 萌发的种子或幼苗 单倍体育种中秋水仙素只能处理 单倍体幼苗 切不可写成处理 种子 2 不同需求的育种方法选择与分析 1 若要培育隐性性状个体 则可用自交或杂交 只要出现该性状即可 2 有些植物如小麦 水稻等 杂交实验较难操作 则最简便的方法是自交 3 若要快速获得纯种 则用单倍体育种方法 4 若实验植物为营养繁殖类如马铃薯 甘薯等 则只要出现所需性状即可 不需要培育出纯种 5 若要培育原先没有的性状 则可用诱变育种 6 若要定向改变生物的性状 可利用基因工程育种 3 解决 育种 类问题的注意事项 1 选亲本要求 亲本的表现型不能出现要培育品种的表现型 如培育绿色圆粒豌豆 亲本 纯合子 只能选黄圆 绿皱 若要培育黄圆品种 则亲本 纯合子 只能选黄皱 绿圆 2 f2中筛选要求 只能筛选表现型 不能选肉眼看不到的基因型 3 动植物育种的区别 4 育种年限的要求及计算 对植物来说 要获得植株则比获得种子多一年 对跨年度的植物 如小麦 则比不跨年度的植株 如豌豆 要多一年 热点考向 考向一 考查育种的原理和步骤 1 2014广州综合测试 番茄的抗病 r 对感病 r 为显性 高秆 d 对矮秆 d 为显性 控制上述两对相对性状的基因分别位于两对同源染色体上 为获得纯合高秆抗病番茄植株 研究人员采用了如图所示的方法 据图分析 正确的是 a 若过程 的f1自交一代 产生的高秆抗病植株中纯合子占1 9b 过程 常用一定浓度的秋水仙素处理单倍体的种子c 过程 应用的原理是细胞增殖d 过程 航天育种 方法中主要的变异类型是基因重组 a 解析 中的f1基因型为ddrr 自交一代后高秆抗病 dr 中纯合子 ddrr 占1 9 过程用一定浓度的秋水仙素处理单倍体的幼苗 单倍体植株高度不育 一般不会产生种子 过程 应用的原理是细胞的全能性 过程 航天育种 主要变异类型是基因突变 考向二 考查育种方案的设计 2 2015安徽黄山二模 如图表示由甲 乙两种植物逐步培育出戊植株的过程 请据图回答 1 通过 过程培育出丙种植物的方法有以下两种 方法一 将甲 乙两种植物杂交得到基因型为的植株 并在期用 化学物质 处理 从而获得基因型为bbdd的丙种植物 方法二 先取甲 乙两种植物的 利用处理 获得具有活力的 然后用方法诱导融合 筛选出基因型为的杂种细胞 接下来将该杂种细胞通过技术培育出基因型为bbdd的丙种植物 此种育种方法的优点是 解析 1 分析图示并结合题意可知 方法一为多倍体育种 其过程为 甲 bb 乙 dd 两种植物杂交得到基因型为bd的植株 基因型为bd的植株不育 因此需要在幼苗期用秋水仙素处理 使其细胞中的染色体数目加倍 从而获得基因型为bbdd的丙种植物 方法二是利用植物体细胞杂交技术培育新品种 其过程是 先取甲 乙两种植物的体细胞 用纤维素酶和果胶酶处理 去除细胞壁 获得有活力的原生质体 再用物理或化学方法诱导原生质体融合 筛选出基因型为bbdd的杂种细胞 将该杂种细胞通过植物组织培养技术 培育出基因型为bbdd的丙种植物 此种育种方法的优点是克服了不同生物远缘杂交 不亲和 的障碍 答案 1 bd幼苗秋水仙素体细胞纤维素酶和果胶酶原生质体物理或化学bbdd植物组织培养克服了不同生物远缘杂交 不亲和 的障碍 2 由丙种植物经 过程培育成丁植株 发生的变异属于 将丁植株经 培育成戊植株的过程 在育种上称为 答案 2 染色体结构的变异 染色体易位 诱变育种 解析 2 题图显示 由丙种植物经 过程培育成丁植株的过程中 b和d基因所在的两条非同源染色体发生了易位 所以该变异属于染色体结构变异 染色体易位 将丁植株经 培育成戊植株的过程中发生了基因突变 该育种方法为诱变育种 3 若b基因控制着植株的高产 d基因决定着植株的抗病性 如何利用戊植株 该植株为两性花 采用简便的方法培育出高产抗病的新品种 不考虑同源染色体的交叉互换 请画图作答并作简要说明 4 通过图中所示育种过程 填 能 或 不能 增加物种的多样性 答案 4 能 解析 4 通过图中所示育种过程培育出的丙种植物 与亲本甲种植物和乙种植物都存在生殖隔离 是一个新物种 所以能增加物种的多样性 考点三基因频率与生物的进化 典例引领 2014山西忻州二模 某种群基因库中有一对等位基因a和a 且a和a的基因频率都是50 一段时间后 若a的基因频率变为95 由此判断 错误的是 a 此时该种群中a的基因频率为5 b 该种群所处的环境发生了一定的变化c 种群基因频率发生改变 产生了新物种d a的基因频率提高 说明a基因控制的性状更适应环境 解题思路 一对等位基因频率的和为1 a正确 种群基因频率改变 说明生物发生进化 其所处环境发生变化 b正确 种群基因频率发生改变 但不一定会出现生殖隔离 即不一定会形成新物种 c错误 通过自然选择 a的基因频率提高 说明a基因控制的性状更适应环境 d正确 答案 c 思考 1 判断两个种群是否属于同一物种的标准是什么 提示 它们之间是否存在生殖隔离 若存在生殖隔离 则一定是两个物种 2 判断种群是否进化的标准是什么 提示 基因频率是否发生了变化 若种群基因频率没有发生变化 则种群没有发生进化 3 自然选择对基因频率有哪些影响 提示 自然选择的直接对象是具有某特定性状表现的生物体 自然选择的实质是对控制某特定性状表现的基因的选择 自然选择的结果 从生物个体角度看导致生物个体生存或死亡 从基因角度看导致控制某特定性状基因的频率上升或下降 归纳拓展 1 现代生物进化理论图解 热点考向 考向一 以基础判断或材料分析的形式 考查生物进化的基本理论 1 2014北京理综 为控制野兔种群数量 澳洲引入一种主要由蚊子传播的兔病毒 引入初期强毒性病毒比例最高 兔被强毒性病毒感染后很快死亡 致兔种群数量大幅下降 兔被中毒性病毒感染后可存活一段时间 几年后中毒性病毒比例最高 兔种群数量维持在低水平 由此无法推断出 a 病毒感染对兔种群的抗性具有选择作用b 毒性过强不利于维持病毒与兔的寄生关系c 中毒性病毒比例升高是因为兔抗病毒能力下降d 蚊子在兔和病毒之间的协同 共同 进化过程中发挥了作用 c 解析 病毒侵染兔种群 一般抗性较强的个体会保留下来 抗性较弱的个体会被淘汰 病毒感染对兔种群的抗性起了选择作用 毒性过强的病毒容易导致宿主的死亡 而没有宿主 病毒也不可能大量增殖 毒性过强或者毒性过弱都不利于彼此维持寄生关系而长期存在 中毒性病毒的比例升高并非是兔抗病毒能力下降而是一个相互选择长期共同进化的结果 蚊子充当了病毒和宿主之间的媒介 在二者的共同进化中发挥了作用 考向二 以推断题的形式 考查基因频率和基因型频率的计算 2 2015新课标全国理综 假设某果蝇种群中雌雄个体数目相等 且对于a和a这对等位基因来说只有aa一种基因型 回答下列问题 1 若不考虑基因突变和染色体变异 则该果蝇种群中a基因频率 a基因频率为 理论上 该果蝇种群随机交配产生的第一代中aa aa和aa的数量比为 a基因频率为 解析 1 在不考虑基因突变和染色体变异的情况下 对于只有一种基因型aa且雌雄个体数目相等的果蝇群体而言 a基因频率 a基因频率 1 1 从理论上分析 aa随机交配相当于aa自交 故产生的第一代中aa aa