理想树600分考点 700分考法高考生物二轮复习 专题9 生物的变异与进化课件.ppt

考点28生物的变异 考点29变异在育种上的应用 专题9生物的遗传与进化 考点30人类遗传病 考点31生物的进化 考点32基因频率的难点分析 高考考法突破 考法1基因突变的理解和判断 考法2基因重组的理解和判断 应试基础必备 考点28生物的进化 考点28生物的进化 考法3染色体变异的分析与判断 考法4变异类型的比较和判断 考法5 实验 低温诱导植物染色体数目变化 应试基础必备 1 基因突变 1 概念 dna分子中发生碱基对的替换 增添和缺失 从而引起的基因结构的改变 2 时间 主要发生在有丝分裂间期或减数第一次分裂前的间期 3 诱发因素 物理因素 化学因素和生物因素 其中黄曲霉素 亚硝酸 碱基类似物属于化学因素 4 突变特点 普遍性 一切生物都可以发生 随机性 生物个体发育的任何时期和部位 低频性 自然状态下 突变频率很低 不定向性 一个基因可以向不同的方向发生突变 多害少利性 有些基因突变 可使生物获得新性状 适应改变的环境 5 意义 新基因产生的途径 生物变异的根本来源 生物进化的原始材料 2 基因重组 1 实质 控制不同性状的基因重新组合 2 类型 自由组合型 位于非同源染色体上的非等位基因自由组合 交叉互换型 四分体的非姐妹染色单体之间的交叉互换 人工重组型 转基因技术 即基因工程 3 结果 产生新的基因型 导致重组性状出现 4 意义 形成生物多样性的重要原因之一 考点28生物的进化 应试基础必备 考点28生物的进化 3 染色体变异 1 染色体结构变异 2 染色体数目变异 染色体组 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 携带着控制生物生长发育的全部遗传信息 二倍体 单倍体与多倍体 返回考点目录 形成过程 应试基础必备 考点28生物的进化 高考考法突破 考法1基因突变的理解和判断 考点28生物的进化 角度1基因突变的特点分析 1 基因突变的发生范围 任何时期都可以发生 特别是真核生物有丝分裂 减数分裂 无丝分裂 原核生物及病毒遗传物质复制时 2 基因突变的结果是产生新基因 但并不一定是产生等位基因 病毒和原核生物的基因组结构简单 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等位基因 而原核生物和病毒基因突变产生的是新基因 3 基因突变是dna分子水平上基因内部碱基对种类 数目或排列顺序的改变 基因的数目和位置并未改变 4 基因突变对性状的影响 可能导致性状改变 也可能不改变生物的性状 基因突变改变生物性状的原因 突变引起密码子改变 最终表现为蛋白质结构发生改变 导致其功能改变 从而影响生物的性状 如镰刀型细胞贫血症 基因发生突变 但性状并不一定发生改变的原因主要有 若基因发生突变 其转录的mrna并未改变 从而指导合成的蛋白质不发生改变 性状不变 基因发生突变后 引起mrna上的密码子发生改变 因一种氨基酸可对应多种密码子 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也不改变 若基因突变为隐性突变 且得到的是杂合子 如aa中的一个a突变为a 此时性状也不改变 生物性状表现是基因和环境因素共同作用的结果 在某些环境条件下 改变了的基因可能并不会在性状上表现出来 高考考法突破 考点28生物的进化 角度2显性突变和隐性突变的判定 2 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进行判断 5 基因突变的利害性取决于生物生存的环境条件 如昆虫突变产生的残翅性状若在陆地上则为不利变异 而在多风的岛屿上则为有利变异 返回考法 考点28生物的进化 高考考法突破 考点28生物的进化 考法2基因重组的理解和判断 角度1基因重组的类型与发生机制 返回考法 考点28生物的进化 考法3染色体变异的分析与判断 角度1染色体结构变异的分析 角度2单倍体 二倍体和多倍体的确定方法及育性分析 1 由合子发育来的个体 细胞中含有几个染色体组 就叫作几倍体 由配子直接发育来的个体 不管含有几个染色体组 都只能叫作单倍体 所以单倍体不一定只含1个染色体组 也可能含有多个染色体组 2 一般情况下 单倍体是高度不育的 但是这并不是绝对的 无论是单倍体 二倍体还是多倍体 如果来自同一物种的染色体组的数目恰好都是偶数 一般是 可育的 否则是不可育的 比如普通小麦是异源六倍体 染色体组起源于3个种 每个种各提供2组染色体 减数分裂时就可以正常联会 能产生正常的配子 所以普通小麦是可育的 而马和驴都是同源二倍体 是可育的 但是马和驴的后代 骡是异源二倍体 体细胞有两个染色体组 但是这两个染色体组一组来自于马 一组来自于驴 在减数分裂时两组染色体无法正常联会 不能产生正常的配子 所以骡是高度不育的 高考考法突破 考点28生物的进化 角度3生物体细胞内染色体组数的判断 1 染色体组的特点 不含同源染色体 没有等位基因 染色体形态 大小和功能各不相同 含有控制一种生物性状的一整套基因 但不能重复 方法二 根据染色体形态判断 细胞内形态相同的染色体有几条 则含有几个染色体组 如图所示的细胞中 a中每一种形态相同的染色体有3条 b中两两相同 c中各不相同 则可判定它们分别含3 2 1个染色体组 方法三 根据基因型判断 控制同一性状的基因出现几次 就含几个染色体组 包括显性基因和隐性基因 每个染色体组内不含等位基因或相同基因 如图所示 d g中依次含4 3 2 1个染色体组 2 染色体组数的判断方法方法一 根据细胞分裂图像进行识别判断 以生殖细胞中的染色体数为标准 判断题目中所给图的染色体组数 如图所示 图甲处于减数第一次分裂的前期 染色体有4条 生殖细胞中染色体有2条 每个染色体组有2条染色体 该细胞中有2个染色体组 图乙处于减数第二次分裂前期 有2条染色体 且各不相同 故该细胞中有1个染色体组 图丙处于减数第一次分裂的后期 染色体有4条 该细胞中有2个染色体组 图丁处于有丝分裂后期 染色体有8条 该细胞中有4个染色体组 高考考法突破 考点28生物的进化 返回考法 考点28生物的进化 考法4变异类型的比较和判断 角度1可遗传变异与不可遗传变异 1 生物变异的类型 2 可遗传变异与不可遗传变异的关系 角度2变异类型的比较 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 非同源染色体之间片段的互换 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结构变异 dna分子上若干碱基对的缺失 属于基因突变 高考考法突破 考点28生物的进化 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 角度3变异类型的判断1 可遗传变异与不可遗传变异的判断方法 2 基因突变和基因重组的判断方法 高考考法突破 考点28生物的进化 返回考法 考点28生物的进化 考法5 实验 低温诱导植物染色体数目变化 角度1实验原理及流程 高考考法突破 考点28生物的进化 角度2实验的注意事项 1 试剂及用途 2 低温诱导时 一般设常温 低温4 0 三种 以作为对照 否则实验设计不严密 高考考法突破 考点28生物的进化 返回考法 本考点结束 考点28生物的进化 考点29变异在育种上的应用 高考考法突破 考法6育种方法的比较和选择 考点29变异在育种上的应用 应试基础必备 应试基础必备 1 杂交育种 1 含义 将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起 再经过选择和培育 获得新品种的方法 2 育种原理 基因重组 2 诱变育种 1 含义 利用物理因素或化学因素来处理生物 使生物发生基因突变 2 育种原理 基因突变 3 基因工程 1 概念 又叫基因拼接技术或dna重组技术 是按照人们的意愿 把一种生物的某种基因提取出来 加以修饰改造 然后放到另一种生物的细胞里 定向地改造生物的遗传性状 2 原理 不同生物间的基因重组 3 工具 限制性核酸内切酶 简称限制酶 dna连接酶 运载体 其中两种工具酶作用的化学键都是磷酸二酯键 4 步骤 提取目的基因 目的基因与运载体结合 将目的基因导入受体细胞 目的基因的检测与鉴定 5 应用 育种 如抗虫棉 药物研制 如胰岛素 环境保护 如超级细菌分解石油 考点29变异在育种上的应用 返回考点目录 高考考法突破 考法6育种方法的比较和选择 考点29变异在育种上的应用 高考考法突破 考点29变异在育种上的应用 高考考法突破 1 诱变育种材料 并非所有的材料都能进行诱变育种 只有能进行细胞分裂的材料才符合要求 如萌发的种子 小白鼠等 不进行细胞分裂的材料不符合要求 如干种子 动物精子等 原因是诱变育种必须发生基因突变 而基因突变一般发生在细胞分裂的dna复制过程中 2 杂交育种 杂交育种与连续自交 杂交育种不一定都需要连续自交 若选育显性优良纯种 则需要连续自交 直至性状不再发生分离 若选育隐性优良纯种 则只要出现该性状即可 动植物杂交育种的区别 植物杂交育种中纯合子的获得一般通过逐代自交的方法 而动物杂交育种中纯合子的获得一般通过测交的方法 植物杂交育种的育种年限分析 以培育一对相对性状的显性纯合子为例 在逐代自交过程中将隐性纯合子去掉 自交n代 第 n 1 代中杂合子的概率为2 2n 1 显性纯合子的概率为1 2 2n 1 自交n代后显性性状中的纯合子 aa 所占比例为 2n 1 2n 1 当n 此数值为1 因此自交代数越多 显性纯合子的概率越大 但在生产中一般连续自交6代 从公式中可算出自交6代显性纯合的概率就可达97 这一概率可认为所得新品种几乎都是纯合子 所以 杂交育种的育种年限至少是6年 杂种优势 杂种优势是通过杂交获得种子 一般不是纯合子 在杂种一代上表现出多个优良性状 但只能用杂种一代 因为其后代会发生性状分离 如杂交玉米的制种 考点29变异在育种上的应用 高考考法突破 角度2不同育种目标的育种方式的选择 1 培育无子果实可选择多倍体育种 其原理是三倍体植株减数分裂时联会紊乱 不能结子 2 要获得本物种没有的性状可采用诱变育种或基因工程育种 其中基因工程育种的目的性强 3 如果要将不同个体的优良性状集中到同一个体 则可以选择杂交育种或单倍体育种 其中单倍体育种可大大缩短育种年限 从而快速获得纯种 4 如果要克服远缘杂交不亲和的障碍 则可以选择基因工程育种和植物体细胞杂交技术 5 如果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 6 如果要使染色体加倍 则可以采用秋水仙素处理等方法 也可以采用细胞融合的方法 并且细胞融合可在两个不同物种之间进行 7 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 考点29变异在育种上的应用 3 无子西瓜和无子番茄的比较 高考考法突破 考点29变异在育种上的应用 8 实验材料若为动物 则杂交育种中一般通过测交的方法培育 9 实验材料若为植物营养繁殖类 如土豆 地瓜等 则只要出现所需性状即可 不需要培育出纯种 10 实验材料若为原核生物 则不能运用杂交育种 细菌的育种一般采用诱变育种和基因工程育种的方法 角度3育种图解的识别1 育种程序图的识别 如图所示 a表示杂交 b表示花药离体培养 c表示秋水仙素或低温处理 d表示自交 e表示人工诱变 f表示秋水仙素或低温处理 g表示基因工程 h表示脱分化 i表示再分化 j表示包裹人工种皮 从左到右表示的育种方法依次为 杂交育种 单倍体育种 诱变育种 多倍体育种和基因工程育种 2 基于个体基因型的育种图解识别 如图所示 过程 表示杂交育种 过程 表示多倍体育种 过程 表示单倍体育种 过程 表示诱变育种 返回考法 本考点结束 考点29变异在育种上的应用 考点30人类遗传病 高考考法突破 考法7人类遗传病分分析 监控与预防 考法6 实验 调查人群中的遗传病 考点30人类遗传病 应试基础必备 应试基础必备 1 人类遗传病的类型 1 单基因遗传病概念 受一对等位基因控制的遗传病 考点30人类遗传病 2 多基因遗传病 概念 受两对以上等位基因控制的人类遗传病 特点 在群体中发病率比较高 病例 先天性发育异常 冠心病 哮喘病 原发性高血压 青少年型糖尿病 3 染色体异常遗传病 概念 由染色体异常引起的遗传病 病例 染色体结构异常 如猫叫综合征 染色体数目异常 如21三体综合征 应试基础必备 考点30人类遗传病 2 人类遗传病的监测和预防 1 主要手段 禁止近亲结婚 提倡适龄生育 遗传咨询和产前诊断 遗传咨询的内容和步骤 进行身体检查 了解家庭病史 对是否患有某种遗传病作出诊断 分析遗传病的传递方式 推算出后代的再发风险率 提出防治对策和建议 如终止妊娠 产前诊断等 产前诊断 包括羊水检查 b超检查 孕妇血细胞检查以及基因诊断等手段 确定胎儿是否患有某种遗传病或先天性疾病 2 意义 在一定程度上有效地预防遗传病的产生和发展 3 人类基因组计划与人体健康 1 人类基因组计划的目的 测定人类基因组的全部dna序列 解读其中包含的遗传信息 2 人类基因组计划的意义 认识到人类基因组的组成 结构 功能及其相互关系 有利于诊治和预防人类疾病 返回考点目录 高考考法突破 考法7人类遗传病的遗传分析 监测与预防 角度1人类遗传病的判断1 常见人类遗传病的分类及遗传特点 考点30人类遗传病 高考考法突破 考点30人类遗传病 2 先天性疾病 家族性疾病与遗传病 角度2禁止近亲结婚的原因禁止近亲结婚是防止某些遗传病出现的最简单 有效的方法 禁止近亲结婚的原因 每人都可能携带5 6个不同的隐性致病基因 在近亲结婚的情况下 双方从共同祖先处继承同一种致病基因的机会大大增加 双方很可能都是同一种致病基因的携带者 他们所生子女患隐性遗传病的机会大大增加 角度3确定某种疾病是否是遗传病的研究方法对正常个体与患病个体进行基因组比较研究 如果基因组发生改变 则属于遗传病 在患者家系中统计分析患者的发病率 对双胞胎进行相关的调查统计分析 如果是遗传病 则双胞胎共同患病的可能性就大 角度4分析遗传系谱图分析遗传系谱图 判断遗传方式的快速 有效的方法 高考考法突破 考点30人类遗传病 返回考法 考点30人类遗传病 考法8 实验 调查人群中的遗传病 角度1调查人群中的遗传病的原理和流程1 实验原理 1 人类遗传病是由遗传物质改变而引起的疾病 2 遗传病可以通过社会调查和家系调查的方式了解其发病情况 2 实验流程 角度2发病率与遗传方式调查的不同点 高考考法突破 考点30人类遗传病 返回考法 本考点结束 考点30人类遗传病 考点31生物的进化 高考考法突破 考法9自然选择学说和现代生物进化理论的内容 考点31生物的进化 应试基础必备 应试基础必备 1 现代生物进化理论的由来 1 达尔文的自然选择学说 内容 过度繁殖 生存斗争 遗传变异和适者生存 意义 科学地解释了生物进化和生物多样性形成的原因 局限性 对遗传和变异的本质不能作出科学的解释 对生物进化的解释局限于个体水平 强调物种形成都是渐变的结果 不能很好地解释物种大爆发等现象 考点31生物的进化 2 现代生物进化理论的主要内容 1 种群是生物进化的基本单位 2 突变和基因重组产生进化的原材料 3 自然选择决定生物进化的方向 4 隔离导致物种的形成 5 不同物种之间 生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展 这就是共同进化 6 生物多样性包括基因多样性 物种多样性和生态系统多样性三个层次 生物多样性的形成经历了漫长的进化历程 返回考点目录 考点31生物的进化 高考考法突破 考法9自然选择学说和现代生物进化理论的内容 角度1正确理解现代生物进化理论1 种群是生物进化的基本单位 生物进化的实质是种群基因频率的改变 2 可遗传的变异为生物进化提供了原材料 可遗传的变异包括突变 基因突变和染色体变异 和基因重组 3 自然选择决定生物进化的方向变异是不定向的 但变异是原来就存在的 而不是环境变化产生的 环境是对各种变异进行选择 结果使不利变异被淘汰 有利变异逐渐积累 种群的基因频率发生定向改变 生物朝一定方向不断进化 1 选择的对象 是对个体所产生的变异进行选择 现代生物进化理论认为 自然选择实质上是对变异所对应的基因的选择 从而改变种群中不同基因的基因频率 2 选择的因素 起选择作用的是个体所处的自然环境 高考考法突破 3 选择的手段 通过生存斗争 使少数具有有利变异的生物个体生存下来 从而完成一次自然对生物的选择 4 选择的结果 适者生存 不适者被淘汰 即现存的生物都是适应环境的 4 隔离是新物种的形成的必要条件 1 隔离 包括地理隔离和生殖隔离 生殖隔离的形成标志着新物种的形成 考点31生物的进化 角度2现代生物进化理论与达尔文进化理论的比较1 共同点 都能解释生物进化的原因和生物的多样性 适应性 2 不同点 1 达尔文进化论没有阐明遗传和变异的本质以及自然选择的作用机理 而现代生物进化理论对此进行了阐述 2 达尔文的进化论研究生物个体的进化 而现代生物进化理论则强调群体的进化 认为种群是生物进化的基本单位 3 现代生物进化理论认为生物进化的实质 基因频率的改变 是从分子水平上阐述 而自然选择学说从性状水平解释进化 4 现代生物进化理论强调隔离在物种形成中的作用 角度3基因频率与基因型频率的计算1 基因频率与基因型频率的比较 高考考法突破 考点31生物的进化 2 基因频率的计算方法 1 常染色体基因频率的计算 在种群中一对等位基因的频率之和等于1 基因型频率之和也等于1 一个等位基因的频率 该等位基因纯合子的频率 1 2杂合子的频率 2 x染色体上的基因频率计算 3 运用哈代 温伯格平衡定律 由基因频率计算基因型频率 内容 在一个有性生殖的自然种群中 当等位基因只有一对 aa 时 设p代表a基因的频率 q代表a基因的频率 则 p q 2 p2 2pq q2 1 其中p2是aa 纯合子 的基因型频率 2pq是aa 杂合子 的基因型频率 q2是aa 纯合子 的基因型频率 适用条件 在一个有性生殖的自然种群中 在符合以下5个条件的情况下 各等位基因的基因频率和基因型频率在一代代的遗传中是稳定不变的 或者说是保持着动态平衡的 这5个条件是 种群大 种群中个体间的交配是随机的 没有突变的发生 种群之间不存在个体的迁移或基因交流 没有自然选择 高考考法突破 考点31生物的进化 返回考法 本考点结束 考点31生物的进化 考点32基因频率的难点分析 高考考法突破 考法10基因频率与基因型频率的计算 考点32基因频率的难点分析 角度1已知基因型频率 求基因频率1 利用常染色体上一对等位基因的基因型频率 个数 求基因频率设定a a 分别表示基因a和a的频率 aa aa aa分别表示aa aa aa三种基因型频率 个数 根据遗传平衡定律 则 高考考法突破 2 利用常染色体上复等位基因的基因型频率 个数 求基因频率以人的abo血型系统决定于3个等位基因ia ib i为例 设基因ia的频率为p 基因ib的频率为q 基因i的频率为r 且人群中p q r 1 根据基因的随机结合 用下列二项式可求出子代的基因型及频率 pia qib ri pia qib ri p2 iaia q2 ibib r2 ii 2pq iaib 2pr iai 2qr ibi 1 a型血 iaia iai 的基因型频率为p2 2pr b型血 ibib ibi 的基因型频率为q2 2qr o型血 ii 的基因型频率为r2 ab型血 iaib 的基因型频率为2pq 可罗列出方程组 并解方程组 3 利用性染色体上一对等位基因的基因型频率 个数 求基因频率以人类的红绿色盲基因遗传为例 女性的性染色体组成为xx 男性的性染色体组成为xy y染色体上无该等位基因 设定xb xb 分别表示基因xb和xb的频率 xbxb xbxb xbxb xby xby分别表示xbxb xbxb xbxb xby xby五种基因型频率 个数 则 考点32基因频率的难点分析 角度2已知基因频率 利用遗传平衡定律求基因型频率已知基因频率 利用遗传平衡定律求基因型频率时 需要满足以下条件 种群足够大 没有突变发生 种群之间不存在个体的迁移或基因交流 没有自然选择 种群个体间随机交配 1 利用常染色体上一对等位基因的基因频率求基因型频率设定p q分别表示基因a和a的频率 根据遗传平衡定律 则 基因型aa的频率为p2 基因型aa的频率为2pq 基因型aa的频率为q2 2 利用常染色体上复等位基因的基因频率求基因型频率以人的abo血型系统决定于3个等位基因ia ib i为例 设基因ia的频率为p 基因ib的频率为q 基因i的频率为r 且人群中p q r 1