高考生物一轮复习 第七单元 生物变异、进化与育种 专题19 生物的变异课件（必修2）.ppt

2017高三一轮总复习 生物 必修2遗传与进化 第七单元生物变异 进化与育种 专题19生物的变异 栏目导航 基础自主复习 考点分类透析 易错易混警示 课时强化作业 实验专题探究 热点题型讲练 基础自主复习 一 基因突变1 概念 dna分子中发生碱基对的 和 而引起的基因结构的改变 2 实例 镰刀型细胞贫血症病因图解如下 替换 增添 缺失 dna复制 转录 翻译 a 蛋白质 基因突变 3 基因突变的原因 特点 时间和意义 物理因素 化学因素 普遍性 随机性 低频性 不定向性 多害少利性 新基因 生物变异 有性生殖 非同源染色体 同源染色体 非姐妹染色单体 基因重组 基因型 杂交育种 生物变异 为生物进化 生物多样性 缺失 重复 易位 倒位 数目 排列顺序 形态 功能 非同源染色体 受精卵 两个 受精卵 三个或三个以上 比较大 含量增加 秋水仙素 萌发 纺锤体 加倍 染色体 不育 缩短 纯合子 考点分类透析 一 基因突变1 可遗传的变异与不遗传的变异的比较 名师提醒1 基因突变是dna分子水平上基因内部碱基对种类和数目的改变 基因的数目和位置并未改变 2 在没有诱发因素的作用下 基因突变也会自发产生 其自发突变率很低 3 基因突变 dna中碱基对的增添 缺失 改变 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 改变引起病毒性状变异 广义上也称基因突变 4 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 2 基因突变的原因及作用机理 3 基因突变与性状的关系 1 基因突变对蛋白质的影响 2 基因突变不一定导致生物性状改变原因 突变可能发生在没有遗传效应的dna片段 基因突变后形成的密码子与原密码子决定的是同一种氨基酸 基因突变若为隐性突变 如aa aa 不会导致性状的改变 4 类型及判定 1 显性突变 aa aa 当代表现 2 隐性突变 aa aa 当代不表现 一旦表现即为纯合体 3 判定方法 选取突变体与其他已知未突变体杂交 据子代性状表现判断 让突变体自交 观察子代有无性状分离而判断 5 基因突变的利害性基因突变引起的变异并不是除了有害就是有利 可分为三种情况 有利 有害和对生物既无利也无害 中性 自然选择淘汰有害变异 保留有利和中性变异 二 三种基因重组机制比较 名师提醒 基因重组是真核生物有性生殖过程中产生可遗传变异的最重要来源 是形成生物多样性的重要原因 基因重组未产生新基因 只是原有基因的重新组合 可产生新的表现型 或新品种 自然状况下 原核生物中不会发生基因重组 交叉互换 基因重组 如果交叉互换发生在同源染色体之间叫基因重组 如果发生在非同源染色体之间叫易位 属于染色体结构变异 精卵结合并没有发生基因重组 来自父方 母方的染色体为同源染色体 每一对同源染色体上都有控制相同性状的基因 基因重组在人工操作下也可以实现 如基因工程 肺炎双球菌转化中都发生了基因重组 三 基因突变和基因重组的区别和联系1 注意基因突变和基因重组的意义 2 二者的区别和联系 名师提醒基因突变的频率比较 生殖细胞 体细胞 分裂旺盛的细胞 停止分裂的细胞 一 染色体数目变异疑难解读1 单倍体 二倍体和多倍体的确定方法 1 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 2 单倍体与多倍体的比较 名师提醒 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 2 染色体组的组成特点由上图可知 要构成一个染色体组应具备以下几条 1 一个染色体组中不含同源染色体 2 一个染色体组中所含的染色体在形态 大小和功能上各不相同 3 一个染色体组中含有控制本物种生物性状的一整套基因 但不能重复 3 染色体组数量的判断方法 1 据染色体形态判断细胞内形态相同的染色体有几条 则含有几个染色体组 如下图所示的细胞中 形态相同的染色体a中有4条 b中有3条 c中两两相同 d中各不相同 则可判定它们分别含4个 3个 2个 1个染色体组 2 据基因型判断控制同一性状的基因出现几次 就含几个染色体组 每个染色体组内不含等位或相同基因 此时染色体上无姐妹染色单体 如图所示 e h中依次含4 2 3 1个染色体组 3 据染色体数 形态数的比值判断染色体数 形态数比值意味着每种形态染色体数目的多少 每种形态染色体有几条 即含几个染色体组 如上面果蝇体细胞染色体组成图该比值为8条 4种形态 2 则果蝇含2个染色体组 二 基因突变 基因重组和染色体变异的比较 1 三种变异的共同点基因突变 基因重组 染色体变异都会引起遗传物质的改变 都是可遗传变异 但不一定遗传给后代 2 三种变异的实质解读若把基因视为染色体上的一个位 点 染色体视为点所在的 线段 则 基因突变 点 的变化 点的质变 但数目不变 基因重组 点 的结合或交换 点的质与量均不变 染色体变异 线段 发生结构或数目的变化 染色体结构变异 线段的部分片段重复 缺失 倒位 易位 点的质不变 数目和位置可能变化 染色体数目变异 个别线段增添 缺失或线段成倍增减 点的质不变 数目变化 名师提醒 1 关于 互换 问题 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 非同源染色体之间的互换 属于染色体结构变异中的易位 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 dna分子上若干碱基对的缺失 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化 光学显微镜下观察不到 染色体变异属于亚细胞水平的变化 光学显微镜下可以观察到 4 关于变异的 质 和 量 问题 基因突变改变基因的质 不改变基因的量 基因重组不改变基因的质 一般也不改变基因的量 但转基因技术会改变基因的量 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 5 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 6 单倍体与多倍体育种过程不同 单倍体育种要经过花药离体培养和秋水仙素处理 多倍体育种只用秋水仙素处理这一步骤 7 含有一个染色体组或奇数个染色体组的生物一般是高度不育的 原因是没有同源染色体或同源染色体联会紊乱 8 单倍体育种与多倍体育种的操作对象不同 两种育种方式都出现了染色体加倍情况 单倍体育种操作对象是单倍体幼苗 通过植物组织培养 得到的植株是纯合子 多倍体育种的操作对象是正常萌发的种子或幼苗 9 通过细胞融合也可获得多倍体 如二倍体体细胞和配子细胞融合可得到三倍体 根据近几年的命题特点 预计明年的高考仍会以选择题为主 考查对基因突变和基因重组概念的理解 可能会以图形形式为背景与基因控制生物性状 基因表达相联系 考查基因突变的实质与生物性状的关系 染色体变异的知识会与细胞分裂相结合考查染色体组 单倍体 二倍体和多倍体的概念及其生物体倍性的判断等知识 也可能以不同育种方式为信息背景 考查遗传 变异与育种的综合应用 实验专题探究 低温诱导植物染色体数目的变化一 原理 步骤和现象 二 注意问题1 选材 1 选用的实验材料既要容易获得 又要便于观察 2 常用的观察材料有蚕豆 染色体较洋葱少故首选 洋葱 大蒜等 2 试剂及用途 1 卡诺氏液 固定细胞形态 2 改良苯酚品红染液 使染色体着色 3 解离液 体积分数为15 的盐酸和体积分数为95 的酒精混合液 1 1 使组织中的细胞相互分离开 3 根尖培养 1 培养不定根 要使材料湿润以利生根 2 低温诱导 应设常温 低温4 0 三种 以作对照 否则实验设计不严密 4 固定用卡诺氏固定液 无水酒精3份 冰醋酸1份或无水乙醇6份 氯仿3份 冰醋酸1份 是为了固定杀死细胞 使其停留在一定的分裂时期以利于观察 5 制作装片按观察有丝分裂装片制作过程进行 6 观察换用高倍镜观察材料时 只能用细准焦螺旋进行调焦 切不可动粗准焦螺旋 热点题型讲练 2015年海南卷 关于等位基因b和b发生突变的叙述 错误的是 a 等位基因b和b都可以突变成为不同的等位基因b x射线的照射不会影响基因b和基因b的突变c 基因b中的碱基对g c被碱基对a t替换可导致基因突变d 在基因b的atgcc序列中插入碱基c可导致基因b的突变 例1 解析 本题考查基因突变的相关知识 意在考查考生的理解分析能力 难度不大 基因突变是不定向的 因而基因b和b都可以突变成为不同的等位基因 a选项正确 x射线的照射会提高基因突变率 b选项错误 基因突变包括碱基对的增添 缺失和替换三种 故c d选项正确 答案 b 2015年江苏卷 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 例2 解析 本题考查生物变异与进化的相关知识 属于理解层次的考查 难度中等 白花植株的出现可能是基因突变或染色体变异的结果 环境对白花植株的生存起选择作用 a选项错误 x射线不仅能引起基因突变 也可能引起染色体变异 b选项正确 白花植株与原紫花品种杂交 其后代都是紫花植株 则白花植株的出现是隐性突变 若后代既有白花又有紫花植株 则为显性突变 c选项正确 白花植株的自交后代中若还出现白花植株 则是可遗传的变异 若全是紫花植株 则是不可遗传的变异 d选项正确 答案 a 2015年上海卷 如图显示一对表现型正常的夫妇及其智障儿子细胞中的两对染色体 不考虑受精和胚胎发育过程中的任何情况 造成儿子异常的根本原因是 例3 a 父亲染色体上的基因发生突变b 母亲染色体上的基因发生突变c 母亲染色体发生缺失d 母亲染色体发生易位 解析 本题考查生物变异的相关知识 意在考查考生的理解分析能力 及获取信息的能力 难度中等 由图可知 母亲细胞中的两对同源染色体中的染色体长短不一 说明其非同源染色体之间发生了易位 结果导致儿子染色体中基因的数量发生变化 影响智力发育 答案 d 2015年海南卷 关于基因突变和染色体结构变异的叙述 正确的是 a 基因突变都会导致染色体结构变异b 基因突变与染色体结构变异都导致个体表现型改变c 基因突变与染色体结构变异都导致碱基序列的改变d 基因突变与染色体结构变异通常都用光学显微镜观察 例4 解析 本题考查基因突变和染色体结构变异的相关知识 意在考查考生对所学基础知识的理解和掌握程度 难度中等 基因突变和染色体结构变异是两种不同的变异 基因突变不会导致染色体结构变异 a选项错误 由于密码子的简并性 基因突变不一定会导致个体表现型的改变 染色体结构变异不一定会导致个体表现型的改变 如变异片段的dna不表达 b选项错误 基因突变和染色体结构变异都会导致碱基序列的改变 c选项正确 基因突变不能用光学显微镜观察 染色体结构变异可以用光学显微镜观察 d选项错误 答案 c 1 巧记 口诀记忆染色体结构变异染体变异四种类 缺失重复易倒位 识别判断看基因 种类数量来区分 种类数量都减少 定是缺失错不了 种类不变数量增 重复变异所发生 倒位只是序列变 种类数量不改变 易位发生非同源 种类数量都改变 2 细胞分裂图中的变异类型判断 1 根据细胞分裂图来确定变异的类型 对a b图分析 2 变异类型与细胞分裂的关系 1 2016届武汉市高三调研 下列有关生物变异的叙述中 错误的是 a 单倍体植株的细胞中可含有一个到多个染色体组b 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c 非同源染色体之间交换一部分片段 会导致染色体结构变异d 低温可抑制纺锤体的形成 导致植物细胞染色体数目发生变化解析 本题考查生物变异的相关知识 主要考查识记理解能力 基因突变是指dna分子中发生碱基对的替换 增添和缺失 而引起的基因结构的改变 基因突变在显微镜下是观察不到的 故b选项错误 答案 b 2 2016届河北保定高三联考 关于基因突变是否可以遗传 有下列说法 其中不正确的是 a 若发生在配子形成过程中 可以通过有性生殖遗传给后代b 若发生在体细胞中 一定不能遗传c 若发生在人的体细胞中有可能发展为癌细胞d 人类y染色体上的基因突变 只能传给男性 解析 本题考查基因突变的相关知识 属于识记理解层次的考查 难度不大 基因突变发生在配子中 可以通过有性生殖遗传给后代 故a正确 发生在体细胞中的基因突变一般不能靠有性生殖遗传给后代 但植物可以通过无性繁殖遗传给后代 故b错误 原癌基因和抑癌基因的突变可能导致癌变 故c正确 y染色体只在男性中有只能传给儿子 故其上的突变也只能传给男性 故d正确 答案 b 3 2016届武汉市高三模拟 正常双亲产下一头矮生雄性牛犊 以下解释不合理的是 a 雄犊营养不良b 双亲都是矮生基因的携带者c 发生了基因突变d 雄犊携带了x染色体 解析 生物变异分为可遗传变异和不遗传的变异 雄犊因营养不良而较矮 属于不遗传的变异 故a正确 双亲都是矮生基因的携带者 可生下矮生雄性牛犊 属于隐性遗传 故b正确 发生基因突变也可形成矮生雄性牛犊 如正常牛是隐性纯合子 基因突变为显性杂合子 就表现了矮生性状 故c正确 如果雄犊携带x染色体就矮生 那么父本也应该矮生 但双亲正常 在正常情况下雄犊肯定有x染色体 也就是 雄犊携带了x染色体 正常的双亲生下矮生雄性牛犊并不是因为 雄犊携带了x染色体 也就是说 雄犊携带了x染色体 与 正常双亲产下一头矮生雄性牛犊 没有必然的联系 故d错误 答案 d 4 2016届四川高新区高三模拟 下列有关基因重组的说法中 正确的是 a 基因重组是生物体遗传变异的主要方式之一 可产生新的基因b 同源染色体指的是一条来自父方 一条来自母方 两条形态大小一定相同的染色体c 基因重组仅限于真核生物细胞减数分裂过程中d 基因重组可发生在四分体时期的同源染色体非姐妹染色单体之间的交叉互换解析 基因重组是生物体遗传变异的主要方式之一 但是不能产生新的基因 a选项错误 同源染色体指的是一条来自父方 一条来自母方 两条形态大小一般相同的染色体 b选项错误 转基因技术中也涉及基因重组 c选项错误 减数分裂中交叉互换和自由组合均属于基因重组的类型 d选项正确 答案 d 5 2016届苏北四市高三联考 下图 为某染色体的结构示意图 由 变异而成的染色体 中 属于染色体增加某一片段而引起变异的是 a b c d 解析 由图可知 比 多了f片段 属于染色体增加 故a正确 和 由f变成了f应是交叉互换 属于基因重组 故b错误 比 缺少了f片段 属于染色体缺失 故c错误 比 缺少了e和f片段 属于染色体缺失 故d错误 答案 a 6 2016届太原五中高三月考 下图是某植株一个正在分裂的细胞 a a b是位于染色体上的基因 下列叙述正确的是 该植株的基因型为aabb 若该植株是由花粉粒发育来的 则其亲本是四倍体 若该植株是由受精卵发育来的 则其配子是二倍体 该细胞发生过基因突变a b c d 解析 判断某个体的基因型应根据体细胞的基因组成 而该图处于有丝分裂后期 因此不能确定该生物的基因型 故 错 若该生物是由配子发育而来 则配子中含有2个染色体组 可知亲本是四倍体 故 正确 若该生物是由受精卵发育而来 说明该生物是二倍体生物 其配子含有一个染色体组 故 错 在有丝分裂过程中 着丝点断裂后形成的两条子染色体上的基因不同 原因只有基因突变 故 正确 故b正确 答案 b 7 2016届保定月考 如图为某植物种群 雌雄同花且为纯合子 中甲植株的a基因 扁茎 和乙植株的b基因 缺刻叶 发生突变的过程 已知a基因和b基因是独立遗传的 请分析该过程 回答下列问题 甲乙 1 简述上图两个基因发生突变的过程 2 突变产生的a基因与a基因的关系是 a基因与b基因的关系是 3 若a基因与b基因分别控制圆茎和圆叶 则突变后的甲 乙两植株的基因型分别为 表现型分别为 4 请你利用突变后的甲 乙两植株作为实验材料 设计杂交实验程序 培育出具有圆茎圆叶的观赏植物品种 解析 本题考查遗传变异的相关知识 意在考查考生的理解分析能力 及从图中获取相关信息的能力 据题干信息和题图分析可知 a基因和b基因突变均是由碱基对改变导致脱氧核苷酸序列变化 突变产生的新基因与原基因互为等位基因 由于两种突变均为隐性突变 故突变后性状并未发生变化 只是基因型有所改变 让突变后的甲 乙植株分别自交后 得到的两种纯合体杂交 再让杂交得到的子代自交 即可选育出圆茎圆叶 aabb 的观赏植物品种 答案 1 dna复制的过程中一个碱基被另一个碱基取代 导致基因的碱基序列发生了改变 2 等位基因非等位基因 3 aabbaabb扁茎缺刻叶扁茎缺刻叶 4 将甲 乙两植株分别自交 选取甲子代中表现型为圆茎缺刻叶 aabb 的植株与乙子代中表现型为扁茎圆叶 aabb 的植株进行杂交 获得扁茎缺刻叶 aabb 让得到的扁茎缺刻叶自交 从子代中选择圆茎圆叶植株即为所需品种 也可用遗传图解表示 易错易混警示 易错点1基因突变就是 dna中碱基对的增添 缺失 改变 点拨 基因突变 dna中碱基对的增添 缺失 改变 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 有些病毒 如sars病毒 的遗传物质是rna rna中碱基的增添 缺失 改变引起病毒性状变异 广义上也称基因突变 易错点2基因突变只发生在分裂间期 点拨 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 易错点3将基因突变的结果 产生新基因 与 产生等位基因 混淆 点拨 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 易错点4 易位 与 交叉互换 分不清 点拨 易位与交叉互换的区别 易错点5染色体结构变异与基因突变界定不清 点拨 染色体结构变异使排列在染色体上的 基因的数目或排列顺序 发生改变 从而导致性状的变异 基因突变是 基因内部结构 的改变 基因突变导致 新基因 的产生 染色体结构变异未形成新的基因 易错点6将 可遗传 理解成了 可育性 点拨 可遗传 可育性 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 下列有关可遗传变异的叙述 不正确的是 a 精子和卵细胞随机结合 导致基因重组b dna复制时碱基对的增添 缺失或改变 导致基因突变c 非同源染色体之间交换一部分片段 导致染色体结构变异d 着丝点分裂后 子染色体不能移向细胞两极 导致染色体数目变异 纠错演练1 解析 基因重组是由减数第一次分裂后期同源染色体分离 非同源染色体自由组合导致的非同源染色体上的非等位基因自由组合引起的 或者是由减数第一次分裂的四分体时期同源染色体的交叉互换引起的 基因突变是由dna碱基对的增添 缺失或改变引起的 非同源染色体之间交换一部分片段 属于染色体结构变异中的易位 着丝点分裂后 子染色体不能移向细胞两极 导致染色体数目变异 答案 a 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 纠错演练2 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 由题干可知由于wnk4基因发生了突变 导致1169位赖氨酸变为谷氨酸 而赖氨酸的密码子为aaa aag 谷氨酸的密码子为gaa gag 因此可能的变化为密码子由aaa gaa或者为aag gag 而在基因的转录链对应的变化为ttt ctt或者是ttc ctc 由题干中wnk4的基因序列可知 应为ttc ctc 因此基因应是由a t替换为g c 故应选b 答案 b 错因分析 对题干和图示信息获取不到位 对碱基对改变三种情况导致序列改变的知识不熟练 纠错笔记 基因突变时碱基对改变对氨基酸序列的影响 增添或缺失的位置不同 影响结果也不一样 最前端 氨基酸序列全部改变或不能表达 形成终止密码子 在中间某个位置会造成肽链提前中断 形成终止密码子 或插入点后氨基酸序列改变 在该序列最后则不影响表达或使肽链延长 如图中 和 表示发生在常染色体上的变异 和 所表示的变异类型分别属于 a 重组和易位b 易位和易位c 易位和重组d 重组和重组 纠错演练3 解析 由染色体图像可判断 中两条为同源染色体 中两条为非同源染色体 是同源染色体的非姐妹染色单体间交换部分染色体片段属于重组 是在非同源染色体之间交换部分染色体片段属于易位 答案 a 错因分析 辨析不清基因重组和染色体易位的片段错接的范围及结果 纠错笔记 交叉互换与染色体易位的区别 判断正误 1 基因突变一定是可遗传变异 且一定会遗传给后代 2 基因突变是由于dna片段的增添 缺失或替换引起的基因结构的改变 3 基因突变一定会引起基因结构的改变 也一定会引起生物性状的改变 4 若没有外界因素的影响 基因就不会发生突