高考生物一轮复习 第7单元 生物的变异与进化课件 浙科版.ppt

第18讲基因突变和基因重组第19讲染色体畸变第20讲生物变异在生产上的应用第21讲生物的进化第22讲遗传与人类健康考能专项提升4生物的遗传 变异 育种与进化 目录 第七单元生物的变异与进化 返回目录 高考纵览 返回目录 高考纵览 返回目录 高考纵览 返回目录 高考纵览 返回目录 1 教学建议 由于本单元所涉及基本概念较多 高考中基础知识和基本能力的考查仍为不变的主旋律 所以复习时要注意分析本单元中知识的重点 难点 考点和疑点的理解与分析 1 关注主干知识点 加强基础知识的巩固 记忆和理解 基因重组和基因突变是生物变异内容最为重要的两个概念 需充分理解掌握其概念的内容 染色体组 二倍体 多倍体 单倍体等概念的理解及判断 种群 种群基因库 种群基因频率 自然选择学说的要点 隔离 物种等基本概念的联系与比较 如地理隔离与生殖隔离 自然选择学说各要点间的关系等 使用建议 返回目录 2 育种常以某一作物育种为背景 综合考查有关诱变育种 杂交育种 单倍体育种 多倍体育种和基因工程育种 因其与实践应用十分密切 是当前考试的重点 在教学中要让学生理解其原理 对各种育种方式的方法 步骤 优缺点及其典型实例要多运用比较的方法加以理解和掌握 使用建议 返回目录 3 相关知识点之间的对比 关注热点材料 表格分析 提高学生提取信息和准确分析图表的能力 如人类遗传病 要求学生判断其所属的遗传病类型 给出某遗传病在具体家系中的遗传现象 要求判断该病所属的类型 同时复习时要注意列表比较和归纳 掌握各种类型遗传病的概念和特点 特别要注意教材中所介绍的几种典型病例及其遗传方式 使用建议 返回目录 4 重视实验探究 本单元有关低温诱导染色体数目加倍 调查研究人类遗传病的发病率和遗传方式 自然选择对种群基因频率变化的影响的实验探究都应该引起重视 要求学生明确实验的原理 步骤以及需要注意的问题 并能独立进行实验探究 分析评价 2 课时安排 本单元分为5讲 建议用14课时完成 每讲各用2课时 单元卷 滚动卷和讲评各1课时 使用建议 第18讲基因突变和基因重组 返回目录 返回目录 1 基因重组 2 基因突变的特征和原因 考纲要求 知识梳理 一 生物的变异类型1 不遗传的变异原因 由 的改变引起的 2 可遗传的变异原因 和 第18讲基因突变和基因重组 返回目录 环境条件 基因重组 基因突变 染色体畸变 二 基因重组1 概念 基因重组是指具有不同遗传性状的雌雄个体在进行 的过程中 控制 基因重新组合 导致后代不同于亲本类型的现象或过程 2 类型 1 减数第一次分裂的 期 上的非等位基因的自由组合 2 减数分裂形成 时期 位于 上的等位基因有时会随着 的交换而发生交换 导致染色单体上的基因重组 3 意义 基因重组是通过 实现的 基因重组的结果导致 的多样性 为动物的育种和 提供丰富的物质基础 返回目录 第18讲基因突变和基因重组 有性生殖 不同性状的 后 非同源染色体 四分体 同源染色体 非姐妹染色单体 有性生殖的过程 生物性状 生物进化 三 基因突变1 实例 镰刀形细胞贫血症 1 病因图解如下 返回目录 第18讲基因突变和基因重组 2 实例要点归纳 图示中a b c过程分别代表 和 突变发生在 填字母 过程中 患者贫血的直接原因是 异常 根本原因是发生了 碱基对由突变成 返回目录 第18讲基因突变和基因重组 dna复制 转录 翻译 a 血红蛋白 基因突变 2 基因突变的概念概念 dna分子中发生碱基对的 和 都可以引起核苷酸序列的变化 因而引起的 的改变 返回目录 第18讲基因突变和基因重组 替换 增添 缺失 基因结构 3 基因突变的原因 时间 特点和意义 返回目录 第18讲基因突变和基因重组 生物因素 普遍性 可逆性 稀有性 多方向性 一般是有害的 少数有利 返回目录 第18讲基因突变和基因重组 dna复制 有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期 新基因 生物变异 生物进化 导思基因突变所产生的变异都可以遗传给后代吗 请翻阅教材必修2p77 78 基因突变 返回目录 第18讲基因突变和基因重组 网络构建 返回目录 第18讲基因突变和基因重组 基础自测 判断正误 对的打 错的打 1 2012 浙江卷 白化苗的研究发现 控制其叶绿素合成的基因缺失了一段dna 因此该基因不能正常表达 功能丧失 无法合成叶绿素 表明该白化苗的变异具有多方向性的特点 解析 白化苗由于基因突变不能合成叶绿素 体现了基因突变的有害性 返回目录 第18讲基因突变和基因重组 2 2012 海南卷 基因的自发突变率虽然很低 但对进化非常重要 解析 单个基因的自发突变率很低 但由于种群中个体数量较多 基因数目较大 所以就整个物种而言 在漫长的进化历程中产生的突变还是很多的 由于突变为生物进化提供了原始材料 所以对生物进化有重要意义 返回目录 第18讲基因突变和基因重组 3 2011 广东卷 抵抗多数抗生素的 超级细菌 含有超强耐药性基因ndm 1 该菌耐药性产生的原因是定向突变 解析 基因突变是多方向的 细菌耐药性的产生是抗生素对耐药性基因定向选择的结果 返回目录 第18讲基因突变和基因重组 4 2011 江苏卷 dna复制时发生碱基对的增添 缺失或改变 导致基因突变 解析 基因突变是指dna分子中发生碱基对的增添 缺失或替换 主要发生在dna复制时 返回目录 第18讲基因突变和基因重组 5 2011 江苏卷 非同源染色体之间发生自由组合 导致基因重组的变异既能发生在有丝分裂过程中 也能发生在减数分裂过程中 解析 由于基因重组引起的变异只能发生在有性生殖减数分裂产生配子的过程中 有丝分裂过程中不存在基因重组 返回目录 第18讲基因突变和基因重组 6 突变后的基因和原来的基因在染色体上的位置相同 解析 基因突变是基因内部发生碱基对的增添 缺失或替换 所以基因突变不会改变基因的位置 返回目录 第18讲基因突变和基因重组 7 高茎豌豆杂合子由于基因重组发生性状分离 解析 基因重组是不同对基因之间的重新组合 高茎豌豆杂合子含有一对等位基因 一对等位基因之间不会发生基因重组 返回目录 第18讲基因突变和基因重组 考点一基因突变的机理 特征及与性状的关系1 基因突变的机理基因突变是dna分子中发生碱基对的增添 缺失或替换而引起的基因结构的改变 其发生机理如图7 18 1 返回目录 第18讲基因突变和基因重组 图7 18 1 返回目录 第18讲基因突变和基因重组 返回目录 第18讲基因突变和基因重组 拓展 没有诱发因素的作用下 基因突变也会自发发生 其自发突变率很低 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 返回目录 第18讲基因突变和基因重组 2 结果分析 1 引起生物性状的改变如某些碱基对的增添 缺失或替换引起遗传信息改变后 引起部分氨基酸改变 改变蛋白质的结构和功能 从而引起生物性状的改变 2 基因突变与其影响 返回目录 第18讲基因突变和基因重组 返回目录 第18讲基因突变和基因重组 3 未引起生物性状的改变 不具有遗传效应的dna片段中的 突变 不引起基因突变 不引起性状变异 若碱基对替换前后所对应的氨基酸未发生改变 由于密码子的简并性 蛋白质的结构与功能不变 生物性状不改变 若个体为显性纯合子 其一个显性基因突变为隐性基因 则生物性状不改变 例1 2012 广东卷 子叶黄色 y 野生型 和绿色 y 突变型 是孟德尔研究的豌豆相对性状之一 野生型豌豆成熟后 子叶由绿色变为黄色 1 在黑暗条件下 野生型和突变型豌豆的叶片总叶绿素含量的变化见图7 18 2 其中 反映突变型豌豆叶片总叶绿素含量变化的曲线是 图7 18 2 返回目录 第18讲基因突变和基因重组 返回目录 第18讲基因突变和基因重组 2 y基因和y基因的翻译产物分别是sgry蛋白和sgry蛋白 其部分氨基酸序列见图7 18 3 据图7 18 3推测 y基因突变为y基因的原因是发生了碱基对的 和 进一步研究发现 sgry蛋白和sgry蛋白都能进入叶绿体 可推测 位点 的突变导致了该蛋白的功能异常 从而使该蛋白调控叶绿素降解的能力减弱 最终使突变型豌豆子叶和叶片维持 常绿 返回目录 第18讲基因突变和基因重组 图7 18 3 3 水稻y基因发生突变 也出现了类似的 常绿 突变植株y2 其叶片衰老后仍为绿色 为验证水稻y基因的功能 设计了以下实验 请完善 返回目录 第18讲基因突变和基因重组 一 培育转基因植株 植株甲 用含有空载体的农杆菌感染 的细胞 培育并获得纯合植株 植株乙 培育并获得含有目的基因的纯合植株 二 预测转基因植株的表现型 植株甲 维持 常绿 植株乙 三 推测结论 1 a 2 替换增添 3 一 突变植株y2用y基因的农杆菌感染纯合突变植株y2 二 能不能维持 常绿 三 y基因能使子叶由绿色变为黄色 返回目录 第18讲基因突变和基因重组 解析 1 由题干 野生型豌豆成熟后 子叶由绿色变为黄色 可知 野生型豌豆在成熟过程中叶绿素含量降低 图中b曲线在第6天时 叶绿素含量明显下降 而a曲线变化相对较小 所以a曲线为突变型 2 根据图7 18 3可以看出 突变型的sgry蛋白和野生型的sgry蛋白有3处变异 处氨基酸由t变成s 处氨基酸由n变成k 可以确定是该氨基酸对应的碱基对发生了替换 处多了i l两个氨基酸 所以可以确定是发生了碱基对的增添 从图7 18 3中可以看出sgry蛋白的第12和38个氨基酸所在的区域的功能是引导该蛋白进入叶绿体 由于sgry和sgry都能进入叶绿体 说明 处的突变没有改变该蛋白功能 所以突变型的sgry蛋白功能的改变是由 处变异引起 返回目录 第18讲基因突变和基因重组 3 欲通过转基因实验验证y基因 能使子叶由绿色变为黄色 的功能 首先应培育纯合的常绿突变植株y2 然后用含有y基因的农杆菌感染纯合的常绿突变植株y2 培育出含有y基因的纯合植株 观察其叶片衰老过程中的颜色变化 实验中为了排除农杆菌感染对植株的影响 还需要用含有空载体的农杆菌感染常绿突变植株y2作为对照 返回目录 第18讲基因突变和基因重组 点评 本题考查基因突变的机理以及实验设计的补充与完善能力 解答本题需要明确基因突变的机理是基因发生了碱基对的替换 增添或缺失 从而引起基因结构的改变 若某碱基对发生替换 则只改变1个氨基酸的种类或不改变 若增添 或缺失 某碱基对 则不影响插入 或缺失 前的位置 却影响插入 或缺失 后相应氨基酸的序列 如果是增添 或缺失 三对及其倍数的碱基对数 则只是增加或缺失整数个氨基酸 影响相对较小 返回目录 第18讲基因突变和基因重组 探究 1 dna分子中位点 至少增加了几个碱基对 2 一般情况下 高度分化的细胞核基因容易发生这种突变吗 返回目录 第18讲基因突变和基因重组 1 由于 处增加了2个氨基酸 所以至少增加了6个碱基对 2 基因突变一般发生在dna分子复制时 高度分化的细胞不进行dna复制 故高度分化的细胞内该基因不容易发生基因突变 返回目录 第18讲基因突变和基因重组 变式题下列关于基因突变的叙述中 错误的是 a 基因突变是生物变异的根本来源b 不同细胞中基因的自发突变率不同c 基因突变只能产生原基因的等位基因 而不能改变基因的位置d 基因突变的方向与环境密切相关 返回目录 第18讲基因突变和基因重组 解析 d生物变异的根本来源是基因突变 基因突变在不同细胞中发生的概率不同 dna分子有稳定的双螺旋结构 正常状态下的基因突变概率相对较低 但在dna复制等解旋情况下 暴露的单链易发生突变 基因突变是多方向的 可以产生一个以上的等位基因 但只是原基因的种类发生了改变 而不能改变基因的位置 基因突变是多方向的 其突变的方向与环境没有明确的因果关系 返回目录 第18讲基因突变和基因重组 考点二基因重组的类型及其与基因突变的比较1 基因重组类型的比较 返回目录 第18讲基因突变和基因重组 返回目录 第18讲基因突变和基因重组 2 基因突变与基因重组的比较 返回目录 第18讲基因突变和基因重组 返回目录 第18讲基因突变和基因重组 例 在有丝分裂和减数分裂的过程中均可产生的变异是 a dna复制时发生碱基对的增添 缺失或替换 导致基因突变b 非同源染色体之间发生自由组合 导致基因重组c 非同源染色体之间交换一部分片段 导致基因重组d 同源染色体之间交换一部分片段 导致基因重组 返回目录 第18讲基因突变和基因重组 解析 a基因突变主要发生在减数第一次分裂前的间期和有丝分裂的间期 a项正确 非同源染色体自由组合发生在减数第一次分裂后期 不发生在有丝分裂时期 b项错误 c项中 非同源染色体之间的交叉互换不是基因重组 而是染色体结构变异 d项中 同源染色体之间交换一部分片段发生在减数第一次分裂前期 不发生在有丝分裂时期 返回目录 第18讲基因突变和基因重组 点评 巧辨姐妹染色单体上出现等位基因的原因 细胞分裂图像中经常出现一条染色体上的姐妹染色单体或分裂后期分开的姐妹染色单体上存在等位基因的情况 这种情况的形成有两种可能 一种是基因突变 另一种是减数分裂过程中 同源染色体交叉互换 可依照以下方法进行判断 返回目录 第18讲基因突变和基因重组 1 如果可以确定细胞是发生有丝分裂 如受精卵分裂 洋葱根尖细胞分裂等 则只能是由基因突变造成的 2 如果细胞是发生减数分裂 则可能有基因突变 非姐妹染色单体交叉互换两种情况 如果题目中涉及造成姐妹染色单体上出现等位基因的根本原因是什么 则只考虑基因突变 如果由细胞分裂间期造成的 则考虑基因突变 题目中有 分裂 时期的提示时 如果由减数第一次分裂前期造成的 则考虑同源染色体非姐妹染色单体之间交叉互换 返回目录 第18讲基因突变和基因重组 变式题图7 18 4是基因型为aa的个体不同分裂时期的图像 请根据图像判定每个细胞发生的变异类型 图7 18 4 返回目录 第18讲基因突变和基因重组 a 基因突变 基因突变 基因突变b 基因突变或基因重组 基因突变 基因重组c 基因突变 基因突变 基因突变或基因重组d 基因突变或基因重组 基因突变或基因重组 基因重组 返回目录 第18讲基因突变和基因重组 解析 a因为该个体基因型为aa 没有a基因存在 a为新基因 只能由基因a经过基因突变产生 所以a选项正确 返回目录 第18讲基因突变和基因重组 备选理由 本题考查可遗传的变异和不可遗传的变异的判断 正文没有提及 此题作为该知识点的补充 返回目录 第18讲基因突变和基因重组 1 下列哪种是不可遗传的变异 a 正常夫妇生了一个白化病儿子b 纯种红眼果蝇的后代出现白眼果蝇c 对青霉菌进行x射线照射后 培育成高产菌株d 用生长素处理得到无籽番茄 返回目录 第18讲基因突变和基因重组 解析 d生物的变异主要包括不可遗传的变异和可遗传的变异 其中不可遗传的变异是指仅由环境因素变化引起的变异 其遗传物质并未发生改变 用生长素处理得到无籽番茄 染色体及其上的遗传物质未发生变化 而是利用生长素促进果实发育的原理 故该种变异是不能遗传的 返回目录 第18讲基因突变和基因重组 备选理由 本题考查基因突变的类型 基因突变有显性突变和隐性突变两种类型 由于篇幅限制 正文中没有提及 通过此题进行补充 返回目录 第18讲基因突变和基因重组 2 一只雌鼠的一条染色体上某基因发生了突变 使野生型变为突变型 该雌鼠与野生型雄鼠杂交 f1的雌 雄鼠中均有野生型和突变型 由此可以推断 该雌鼠的突变为 a 显性突变b 隐性突变c y染色体基因突变d x染色体基因突变 返回目录 第18讲基因突变和基因重组 解析 a由于这只野生型鼠为纯合子 一条染色体上的基因发生突变 其性状发生了改变 且与野生型雄鼠杂交 f1的雌 雄鼠中既有野生型又有突变型 所以该突变基因为显性基因 即显性突变 其突变基因可能在常染色体上 也可能在x染色体上 返回目录 第18讲基因突变和基因重组 备选理由 本题以人类镰刀形细胞贫血症为素材 考查基因突变的机理 原因 通过此题加深对基因突变机理的理解 返回目录 第18讲基因突变和基因重组 3 下图表示人类镰刀形细胞贫血症的病因 已知谷氨酸的密码子是gaa 由此分析正确的是 返回目录 第18讲基因突变和基因重组 a 控制血红蛋白合成的一段基因任意一个碱基发生替换都会引起贫血症b 过程是以脱氧核苷酸为原料 由atp供能 在酶的作用下完成的c 转运缬氨酸的trna一端裸露的三个碱基应该是caud 人发生此贫血症的根本原因在于蛋白质中的一个谷氨酸被缬氨酸取代 返回目录 第18讲基因突变和基因重组 返回目录 第18讲基因突变和基因重组 第19讲染色体畸变 返回目录 返回目录 染色体结构变异和数目变异 考纲要求 知识梳理 一 染色体畸变的类型1 染色体结构变异 1 概念 染色体发生断裂后 在断裂处发生错误的连接而导致 不正常的变异 第19讲染色体畸变 返回目录 染色体结构 2 种类 缺失 染色体中 的丢失 引起片段上所带基因也随之丢失 重复 染色体中 了某个相同片段的现象 易位 染色体的某一片段移接到另一条 上引起的变异 倒位 染色体中某一片段 的现象 3 结果 使排列在染色体上的基因 或 发生改变 从而导致性状的变异 返回目录 第19讲染色体畸变 断片 增加 非同源染色体 正常排列顺序发生了180 颠倒 数目 排列顺序 举例 猫叫综合征 是由于人的第5号染色体部分 引起的遗传病 果蝇x染色体某个区段发生 果蝇的复眼变成条形的 棒眼 返回目录 第19讲染色体畸变 缺失 重复 2 染色体数目变异 1 概念 指生物细胞中 增加或减少 2 类型 非整倍体变异 细胞内 的增加或减少 整倍体变异 细胞内的染色体数目以 的形式成倍增加或减少 3 结果 使基因的数量增加或减少 返回目录 第19讲染色体畸变 染色体数目 个别染色体 染色体组 二 单倍体 二倍体 多倍体1 染色体组 二倍体生物的一个配子中的全部染色体 2 整倍体 生物体细胞中的染色体数目是染色体组的整倍数的个体 3 一倍体 只有 的细胞或体细胞中含 的个体 4 二倍体 2n 具有 的细胞或体细胞中含 的个体 返回目录 第19讲染色体畸变 一个染色体组 单个染色体组 两个染色体组 两个染色体组 5 多倍体 通常把体细胞中所含 的生物称为多倍体 6 单倍体 n 体细胞中含有 称为单倍体 返回目录 第19讲染色体畸变 染色体组数超过两个 本物种配子染色体数目的个体 网络构建 返回目录 第19讲染色体畸变 基础自测 判断正误 对的打 错的打 1 2012 海南卷 三倍体植株不能通过有性生殖进行繁殖 解析 三倍体植株在减数分裂产生配子时 联会紊乱不能产生正常配子 所以不能通过有性生殖进行繁殖 而只能通过无性生殖方式进行繁殖 返回目录 第19讲染色体畸变 2 2012 浙江卷 科学家对白化苗的研究发现 控制其叶绿素合成的基因缺失了一段dna 导致无法合成叶绿素 该变异属于染色体结构变异 解析 基因中缺失一段dna 属于基因中碱基对缺失 属于基因突变 返回目录 第19讲染色体畸变 3 2012 江苏卷 将抗叶锈病基因转移到普通小麦中 并与小麦细胞内的染色体相整合 该变异属于染色体结构变异 解析 抗叶锈病基因与小麦细胞内的染色体相整合后 使该染色体上增加某一片段 基因的数目增加 属于染色体结构变异 返回目录 第19讲染色体畸变 4 2011 广东卷 超级细菌 可通过染色体交换从其他细菌获得耐药基因 解析 超级细菌属于原核生物 没有染色体 所以不会通过染色体交换从其他细菌获得耐药基因 返回目录 第19讲染色体畸变 5 2011 海南卷 染色体片段的倒位和易位必然导致基因排列顺序的变化 解析 染色体片段的倒位是指染色体中某一片段颠倒引起的基因排列顺序的变化 易位是一条染色体某一片段移接到另一条非同源染色体上引起的染色体上基因的数目和排列顺序变化 返回目录 第19讲染色体畸变 6 2010 福建卷 在低温诱导染色体数目变化的实验中 显微镜下可以看到大多数细胞的染色体数目发生改变 解析 因为间期时间较长 显微镜下可以看到大多数细胞处于间期 看不到染色体 由于突变具有稀有性 所以只有少数细胞染色体会加倍 返回目录 第19讲染色体畸变 考点一几种染色体结构变异类型的比较 返回目录 第19讲染色体畸变 返回目录 第19讲染色体畸变 返回目录 第19讲染色体畸变 结果 染色体结构变异引起染色体上基因的数目或排列顺序改变 一般可以通过光学显微镜观察到 染色体结构变异对生物本身往往是不利的 有时甚至会导致生物个体死亡 返回目录 第19讲染色体畸变 拓展1 基因突变和染色体结构变异的区别 1 从是否产生新基因上来区别 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 其变化的基本单位是基因 基因突变是基因结构内部的改变 包括dna碱基对的替换 增添和缺失 基因突变导致新基因的产生 使染色体上基因的种类改变而基因的数量没有改变 染色体结构变异未形成新的基因 2 通过光学显微镜区别 染色体结构变异可借助光学显微镜观察 基因突变 基因重组用光学显微镜观察不到 镰刀形细胞贫血症可以通过用显微镜观察红细胞的形状来判断 但突变的基因本身用光学显微镜是看不到的 返回目录 第19讲染色体畸变 2 基因重组和染色体结构变异中易位的区别 图7 19 1 1 图7 19 1中 所示属于基因重组 染色体片段的交换是发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间 2 图7 19 1中 所示属于染色体结构变异 染色体片段的交换是发生在非同源染色体之间 例1 2012 海南卷 玉米糯性与非糯性 甜粒与非甜粒为两对相对性状 一般情况下 用纯合非糯非甜粒与糯性甜粒两种亲本进行杂交时 f1表现为非糯非甜粒 f2有4种表现型 其数量比为9 3 3 1 若重复该杂交实验时 偶然发现一个杂交组合 其f1仍表现为非糯非甜粒 但某一f1植株自交 产生的f2只有非糯非甜粒和糯性甜粒2种表现型 对这一杂交结果的解释 理论上最合理的是 a 发生了染色体易位b 染色体组数目整倍增加c 基因中碱基对发生了替换d 基因中碱基对发生了增减 返回目录 第19讲染色体畸变 解析 a根据 f1为非糯非甜 可判断非糯和非甜均为显性性状 根据 f2中表现型比例为9 3 3 1 可判断 控制两对性状的基因位于两对同源染色体上 且f1为双杂合子 偶然发现的杂交组合f1仍表现为非糯非甜 可判断f1基因型仍为双杂合子 设为aabb 其自交后代f2中有非糯非甜粒和糯性甜粒2种表现型 可见控制这些性状的基因都存在 产生该结果的原因不可能是基因突变 c d两项都属于基因突变 排除c d项 染色体组数目整倍性增加 不会影响f2中表现型的种类 排除b项 返回目录 第19讲染色体畸变 若两对基因所在的染色体发生某一片段的交换 导致a b和a b位于同一对同源染色体上 f1减数分裂产生配子时 不发生基因重组 f2产生非糯非甜粒和糯性甜粒2种表现型 a项符合题意 返回目录 第19讲染色体畸变 点评 解答本题需明确以下几点 染色体组整倍性变化导致基因数量变化 不能导致基因种类增加 基因突变导致新基因的产生 染色体畸变不能导致新基因产生 染色体片段的重复和缺失导致基因数量增加和减少 不能导致基因种类变化 染色体片段的倒位和易位导致基因排列顺序的变化 返回目录 第19讲染色体畸变 探究 1 染色体组数目整倍性增加对基因有什么影响 2 导致基因排列顺序变化的变异方式有哪些 返回目录 第19讲染色体畸变 1 基因在染色体上 染色体组增加 导致基因的数量增加 但基因内部结构不变化 2 交叉互换导致染色体上的基因进行互换 改变了基因的排列顺序 染色体畸变中的易位 缺失 重复 倒位都会改变基因的排列顺序 返回目录 第19讲染色体畸变 变式题染色体之间的交叉互换可能导致染色体的结构或基因序列的变化 图7 19 2中甲 乙两图分别表示两种染色体之间的交叉互换模式 丙 丁 戊图表示某染色体变化的三种情形 下列有关叙述正确的是 甲乙丙丁戊图7 19 2 返回目录 第19讲染色体畸变 a 甲可以导致戊的形成b 乙可以导致丙的形成c 甲可以导致丁或戊两种情形的产生d 乙可以导致戊的形成 返回目录 第19讲染色体畸变 解析 d由图可知 甲表示同源染色体的非姐妹染色单体之间发生的交叉互换 乙表示非同源染色体之间交换片段 前者的变异类型属于基因重组 发生交叉互换后在原来的位置可能会换为原基因的等位基因 可导致丁的形成 后者属于染色体结构变异 由于是与非同源染色体之间发生的交换 因此易位后原位置的基因被换成控制其他性状的基因 可导致戊的形成 丙属于染色体结构变异中的 重复 返回目录 第19讲染色体畸变 考点二染色体组的概念和辨析1 染色体组概念的理解 1 不含同源染色体 没有等位基因 2 染色体形态 大小和功能各不相同 3 含有控制一种生物性状的一整套基因 但不能重复 返回目录 第19讲染色体畸变 2 染色体组数量的判断方法 1 据细胞分裂图像进行识别判断 适用于二倍体 返回目录 第19讲染色体畸变 返回目录 第19讲染色体畸变 2 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7 19 3所示的细胞中 形态相同的染色体a中有3条 b中两两相同 c中各不相同 则可判定它们分别含3个 2个 1个染色体组 abc图7 19 3 返回目录 第19讲染色体畸变 3 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 如图7 19 4所示 d g中依次含4 2 3 1个染色体组 defg图7 19 4 返回目录 第19讲染色体畸变 4 据染色体数与形态数的比值判断染色体数与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 如果蝇该比值为8条 4种形态 2 则果蝇含2个染色体组 返回目录 第19讲染色体畸变 3 单倍体 二倍体和多倍体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 图7 19 5单倍体是由配子不经受精作用直接发育成的生物个体 返回目录 第19讲染色体畸变 拓展 判断单倍体 二倍体和多倍体时首先看其来源 如果由未受精的配子发育而来一定是单倍体 而由受精卵发育而来 则含有几个染色体组就是几倍体 二倍体的单倍体只含一个染色体组 含一个染色体组的个体是单倍体 四倍体的单倍体含两个染色体组 六倍体的单倍体含三个染色体组 所以单倍体可能只含一个染色体组或几个染色体组 可能含同源染色体和等位基因 也有可能产生可育后代 返回目录 第19讲染色体畸变 例 下列据图叙述不正确的是 图7 19 6 返回目录 第19讲染色体畸变 a 代表的生物可能是二倍体 其每个染色体组含一条染色体b 代表的生物可能是二倍体 其每个染色体组含三条染色体c 代表的生物可能是二倍体 其每个染色体组含三条染色体d 代表的生物可能是单倍体 其每个染色体组含四条染色体 返回目录 第19讲染色体畸变 解析 b分析简图可知 图 细胞中含有2个染色体组 每个染色体组含一条染色体 则代表的生物可能是二倍体 图 细胞中含有3个染色体组 每个染色体组含两条染色体 则代表的生物可能是三倍体 图 细胞中含有2个染色体组 每个染色体组含三条染色体 则代表的生物可能是二倍体 图 细胞中含有1个染色体组 每个染色体组含四条染色体 则代表的生物可能是单倍体 返回目录 第19讲染色体畸变 点评 染色体组与基因组的区别 1 染色体组应该具有的特点 从本质上看 全为非同源染色体 无同源染色体 从形态上看 所有染色体形态和大小各不相同 从功能上看 携带着控制一种生物生长 发育 遗传和变异的全部遗传信息 从物种类型上看 每种生物的染色体数目 大小 形态都与其他物种不同 2 基因组 对于有性染色体的生物 二倍体 其基因组为常染色体 2 性染色体 对于无性染色体的生物 其基因组与染色体组相同 返回目录 第19讲染色体畸变 变式题有关单倍体和多倍体的叙述 正确的是 a 玉米受精卵发育成的植株不可能是单倍体b 四倍体水稻花药直接培育成的植株是二倍体c 含一个染色体组的个体不一定是单倍体d 凡染色体数目为奇数的个体都是单倍体 返回目录 第19讲染色体畸变 解析 a由受精卵发育而来的个体为二倍体或多倍体 由配子直接发育而来的个体是单倍体 a项正确 四倍体水稻花药直接培育成的植株是单倍体 受精卵由雌雄配子受精而来 至少含两个染色体组 所以含一个染色体组的个体一定是单倍体 染色体数目为奇数的个体可能不是单倍体 如三倍体西瓜 返回目录 第19讲染色体畸变 考点三单倍体和多倍体的比较 返回目录 第19讲染色体畸变 注意一倍体与单倍体的区别 一倍体含有一个染色体组 一定是单倍体 单倍体含有一个或多个染色体组 返回目录 第19讲染色体畸变 例3 2012 宁波期末 四倍体水稻是重要的粮食作物 下列有关水稻的说法正确的是 a 四倍体水稻的配子形成的子代含两个染色体组 是二倍体b 二倍体水稻经过秋水仙素加倍后可以得到四倍体植株 表现为早熟 粒多等性状c 三倍体水稻的花粉经离体培养 可得到单倍体水稻 稻穗 米粒变小d 单倍体水稻是由配子不经过受精直接形成的新个体 是迅速获得纯合子的重要方法 返回目录 第19讲染色体畸变 解析 d所有配子不经过受精形成的新个体都是单倍体 无论含有几个染色体组 所以四倍体水稻的配子形成的子代虽然含有两个染色体组 但仍然是单倍体 二倍体水稻经秋水仙素处理 染色体数目加倍 得到四倍体水稻 多倍体植株的特点是其种子粒大 子粒数目减少 发育周期延长 表现为晚熟 三倍体水稻高度不育 不能形成正常配子 所以无法形成单倍体 返回目录 第19讲染色体畸变 变式题下列关于单倍体的叙述 正确的是 单倍体只含有一个染色体组 单倍体只含有一条染色体 单倍体是含有本物种配子染色体数目的个体 单倍体只含有一对同源染色体 未经受精的配子发育成的个体是单倍体a b c d 返回目录 第19讲染色体畸变 解析 b单倍体可能含有1个或1个以上的染色体组 单倍体中可能不含同源染色体 也可能含有同源染色体 如四倍体生物的配子发育成的个体 返回目录 第19讲染色体畸变 备选理由 本题考查方向为生物变异的应用 无籽番茄与无籽西瓜的成因 我们在正文中没有列出这个探究点 可用此题补充这个知识点 返回目录 第19讲染色体畸变 1 科学家做了两项实验 用适当浓度的生长素类似物溶液处理没有接受花粉的番茄雌蕊柱头 子房发育成无籽番茄 用四倍体与二倍体西瓜杂交 获得三倍体西瓜植株 给其雌蕊授以二倍体花粉 子房发育成无籽西瓜 下列有关叙述正确的是 a 上述无籽番茄性状能遗传b 若取上述无籽番茄植株进行无性繁殖 长成的植株所结果实中有种子c 若取上述无籽西瓜进行无性繁殖 长成的植株所结果实中有种子d 若取上述无籽西瓜进行无性繁殖 长成的植株子房壁细胞含有4个染色体组 返回目录 第19讲染色体畸变 解析 b番茄雌蕊柱头经过生长素类似物溶液处理后 发育成无籽番茄 遗传物质没有改变 进行无性繁殖时可正常开花结果 所以长成的植株所结果实中有种子 这一变异不能遗传 无籽西瓜细胞中有3个染色体组 联会紊乱而不能形成正常的生殖细胞 长成的植株所结果实中没有种子 进行无性繁殖时遗传物质不变 因此子房壁细胞含有3个染色体组 返回目录 第19讲染色体畸变 备选理由 细胞分裂过程中个别染色体分离异常 会导致子细胞内单个染色体的增加或减少 在近几年的考题中 经常涉及这一类题 通过此题提高学生综合分析与应用能力 返回目录 第19讲染色体畸变 2 番茄是二倍体植物 染色体2n 24 有一种三体番茄 其第6号染色体有三条 三体在减数分裂过程中联会时2条随机配对 另1条不能配对 如下图所示 回答下列问题 1 设三体番茄的基因型为aabbb 则花粉的基因型为 根尖分生区细胞连续分裂2次所得子细胞的基因型为 2 从变异的角度分析 三体形成属于 3 与正常的番茄杂交 形成正常个体的概率为 返回目录 第19讲染色体畸变 答案 1 abb ab abb abaabbb 2 染色体畸变 3 1 2 返回目录 第19讲染色体畸变 解析 1 减数分裂形成的配子中 一半有两条6号染色体 一半有一条6号染色体 a基因所在的两条染色体平均分配 所以形成的花粉的基因型是abb ab abb ab 2 三体的形成属于染色体数目的变异 3 减数分裂形成配子时 同源染色体分离 分别进入两个不同的配子 所以三体形成正常配子的概率是1 2 与正常的番茄杂交 形成正常个体的概率是1 2 返回目录 第19讲染色体畸变 第20讲生物变异在生产上的应用 返回目录 返回目录 生物变异在生产上的应用 考纲要求 知识梳理 一 杂交育种与诱变育种1 杂交育种 1 概念 有目的地将两个或多个品种的优良性状组合在一起 一般可以通过 等手段培养出新品种 2 原理 3 过程 选择具有不同优良性状的亲本 获得f1 f1 获得f2 鉴别 选择需要的类型 优良品种 4 优点 可以把多个品种的优良性状集中在一起 5 应用 培育性状重组型优良品种 第20讲生物变异在生产上的应用 返回目录 杂交 选择 纯合化 基因重组 杂交 自交或杂交 2 诱变育种 1 概念 利用物理因素或化学因素来处理生物 使生物发生 从变异后代中选育新品种的过程 2 原理 3 过程 选择生物 诱发基因突变 选择 培育 4 优点 可以提高 在较短时间内获得更多的优良变异类型 5 应用 培育具有新性状的品种 返回目录 第20讲生物变异在生产上的应用 基因突变 基因突变 理想类型 突变频率 导思早在一万年前 古人就开始驯化野生动物 栽培植物 你知道他们是怎样培育优良品种的吗 这种方法有哪些不足之处呢 请翻阅教材必修2p82 杂交育种 返回目录 第20讲生物变异在生产上的应用 二 单倍体育种1 单倍体植株的特点 而且 2 单倍体育种的特点 3 产生单倍体植株的简便而有效的方法 返回目录 第20讲生物变异在生产上的应用 植株小而弱 高度不育 缩短育种年限 能排除显隐性的干扰 提高效率 花药离体培养 4 育种程序 1 用常规方法获得 2 将f1的花药放在 上进行 花粉细胞经多次分裂形成 诱导愈伤组织分化成幼苗 3 用 处理幼苗 染色体加倍后成为可育的 返回目录 第20讲生物变异在生产上的应用 f1 人工培养基 离体培养 愈伤组织 秋水仙素 纯合植株 三 多倍体育种1 多倍体植株的特点 细胞 有机物含量 抗逆性 2 人工诱导多倍体的方法 用 处理萌发的种子或幼苗 3 作用机理 秋水仙素能抑制细胞分裂时纺锤体的形成 染色体复制后不能分离 最终导致染色体数目加倍 返回目录 第20讲生物变异在生产上的应用 大 高 强 秋水仙素 4 无籽西瓜的培育过程 返回目录 第20讲生物变异在生产上的应用 四 转基因技术1 概念 是指利用 和 的手段 将某种生物的 转移到其他生物物种中 使其出现原物种不具有的 的技术 2 过程将人类所需要的 导入 内 使其整合到受体的 上 在体内得以表达 并能 返回目录 第20讲生物变异在生产上的应用 分子生物学 基因工程 基因 外源基因 新性状 目的基因 受体细胞 染色体 目的基因 稳定遗传 网络构建 返回目录 第20讲生物变异在生产上的应用 基础自测 判断正误 对的打 错的打 1 2012 浙江卷 用 射线照射后种植 就能获得符合人类需要的新性状 解析 用 射线照射可提高突变率 产生新的基因 新的性状 但由于突变是不定向的 所以不一定能获得符合人类需要的新性状 返回目录 第20讲生物变异在生产上的应用 2 2012 江苏卷 异源多倍体是由两种植物aabb与cc远缘杂交形成的后代 经秋水仙素使染色体加倍的方法培育而成 解析 植物aabb产生ab的配子 植物cc产生含c的配子 结合后形成abc受精卵并发育为相应的种子 用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗 形成可育的后代aabbcc 返回目录 第20讲生物变异在生产上的应用 3 2012 海南卷 杂交时选用四倍体植株作父本 用二倍体植株作母本 取其花粉涂在二倍体植株的柱头上 授粉后套袋 解析 利用多倍体育种技术培育无籽西瓜时 在二倍体西瓜的幼苗期 用秋水仙素处理得到四倍体植株 以其作母本 用二倍体植株作父本 两者杂交 把得到的种子种下去会长出三倍体植株 返回目录 第20讲生物变异在生产上的应用 4 2010 江苏卷 如转基因植物的外源基因来源于自然界 则不存在安全性问题 解析 转基因植物存在一定的安全性 外源基因来源于自然界的也不例外 返回目录 第20讲生物变异在生产上的应用 5 大幅度改良某一品种 使之出现前所未有的性状 应采用杂交育种 解析 杂交育种只是将原有基因进行重新组合 不能大幅度改良某一品种 更不能产生前所未有的性状 所以不能仅采用杂交育种 而应该是杂交育种与诱变育种相结合 返回目录 第20讲生物变异在生产上的应用 6 转基因技术与诱变育种都不能定向改变生物的遗传性状 解析 转基因技术最大的优点是能够定向改变生物的遗传性状 而基因突变具有不定向性 返回目录 第20讲生物变异在生产上的应用 考点一几种常见育种方式的比较 返回目录 第20讲生物变异在生产上的应用 返回目录 第20讲生物变异在生产上的应用 返回目录 第20讲生物变异在生产上的应用 返回目录 第20讲生物变异在生产上的应用 返回目录 第20讲生物变异在生产上的应用 拓展 诱变育种与杂交育种相比 前者能产生前所未有的新基因 创造变异新类型 后者不能产生新基因 只是实现原有基因的重新组合 杂交育种只应用于进行有性生殖的生物 而诱变育种不仅能应用于有性生殖的生物 也可应用于无性生殖的生物 杂交育种主要应用于植物和动物 如家畜 家禽等 而诱变育种主要应用于植物和微生物 如高产青霉素菌株的获得 杂交育种选育的时间是f2 原因是从f2开始发生性状分离 选育后是否连续自交取决于所选优良性状是显性还是隐性 返回目录 第20讲生物变异在生产上的应用 诱变育种尽管能提高突变率 但处理材料时仍然是未突变的远远多于突变的个体 有害的个体多于有利的个体 只是与自然突变相比较 二者都有所增加 多倍体育种常用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗 而单倍体育种只能用秋水仙素处理单倍体幼苗 因为由二倍体花药培养成的单倍体不能产生种子 单倍体育种与杂交育种相比 能明显缩短育种年限 如用烟草品种甲 叶多 a 窄叶 b 和品种乙 叶少 a 阔叶 b 培育出叶多阔叶的烟草品种 单倍体育种的方法如下 返回目录 第20讲生物变异在生产上的应用 图7 20 1 返回目录 第20讲生物变异在生产上的应用 整个过程只需要2年时间 而若使用杂交育种的方式也可以达到育种的目的 先通过杂交再自交 便可以获得叶多阔叶的品种 但其中混有较多杂合子 不能稳定遗传 为了提高纯合度 必须经过多代连续自交 故杂交育种的育种年限比单倍体育种要长 例1 2012 浙江卷 玉米的抗病和不抗病 基因为a a 高秆和矮秆 基因为b b 是两对独立遗传的相对性状 现有不抗病矮秆玉米种子 甲 研究人员欲培育抗病高秆玉米 进行以下实验 取适量的甲 用合适剂量的 射线照射后种植 在后代中观察到白化苗4株 抗病矮秆1株 乙 和不抗病高秆1株 丙 将乙与丙杂交 f1中出现抗病高秆 抗病矮秆 不抗病高秆和不抗病矮秆 选取f1中抗病高秆植株上的花药进行离体培养获得幼苗 经秋水仙素处理后选出纯合二倍体的抗病高秆植株 丁 另一实验表明 以甲和丁为亲本进行杂交 子一代均为抗病高秆 返回目录 第20讲生物变异在生产上的应用 请回答 1 对上述1株白化苗的研究发现 控制其叶绿素合成的基因缺失了一段dna 因此该基因不能正常 功能丧失 无法合成叶绿素 表明该白化苗的变异具有 的特点 该变异类型属于 2 上述培育抗病高秆玉米的实验运用了 单倍体育种和杂交育种技术 其中杂交育种技术依据的原理是 3 从基因组成看 乙与丙植株杂交的f1中抗病高秆植株能产生 种配子 4 请在方框内用遗传图解表示乙与丙植株杂交得到f1的过程 返回目录 第20讲生物变异在生产上的应用 1 表达有害性基因突变 2 诱变育种基因重组 3 4 4 如图 返回目录 第20讲生物变异在生产上的应用 解析 本题考查遗传和变异 综合考查学生理解 分析 推理和应用能力 由于是该基因缺失了一段dna 导致最终相应表达产物不能合成 说明表达 转录和翻译 不能正常进行 发生在基因内部的变异属于基因突变 此变异对该生物来说不利于其生存 所以是有害突变 基因突变大多是有害的 用射线照射说明用了诱变育种 杂交育种的原理是基因重组 乙和丙得到的抗病高秆植株基因组成是aabb 经过减数分裂得到的配子基因组成有 ab ab ab ab四种 遗传图解见答案 返回目录 第20讲生物变异在生产上的应用 点评 根据育种目的选择合适的育种方式 1 在所有育种方法中 最简捷 常规的育种方法 杂交育种 2 根据不同育种需求选择不同的育种方法 将两亲本的两个不同优良性状集中于同一生物体上 可利用杂交育种和单倍体育种相结合的方法 要求快速育种 则运用单倍体育种 要求大幅度改良某一品种 使之出现前所未有的性状 可利用诱变育种和杂交育种相结合的方法 要求提高品种产量 提高营养物质含量 可运用多倍体育种 返回目录 第20讲生物变异在生产上的应用 3 杂交育种选育的时间是f2 原因是从f2开始发生性状分离 选育后是否连续自交取决于所选优良性状是显性还是隐性 4 杂交育种是通过杂交培育具有优良性状且能稳定遗传 纯合子 的新品种 而杂种优势则是通过杂交获得种子 一般不是纯合子 在杂种后代上表现出多个优良性状 但只能用杂种一代 因为后代会发生性状分离 5 诱变育种尽管能提高突变率 但处理材料时仍然是未突变的远远多于突变的个体 突变的多方向性和一般有害的特性决定了在突变的个体中有害仍多于有利 只是与自然突变相比较 二者都增多 返回目录 第20讲生物变异在生产上的应用 6 动 植物杂交育种的区别 方法 植物杂交育种中纯合子的获得既可以通过测交获得 也可通过逐代自交的方法获得 而动物杂交育种中纯合子的获得一般不通过逐代自交 而通过测交的方法获得 实例 现有基因型为bbee和bbee的两种植物或动物 欲培育基因型为bbee的植物或动物品种 育种过程用遗传图解表示如下 返回目录 第20讲生物变异在生产上的应用 返回目录 第20讲生物变异在生产上的应用 探究如果要用最简便的方法获得纯合的抗病矮秆玉米种子 你怎样设计育种实验 最短需要几年 返回目录 第20讲生物变异在生产上的应用 最简便的方法是杂交育种法 第一年用乙为亲本进行自交 第二年将获得种子单独隔离种植 并选择抗病矮秆植株进行自交 第三年将每株自交所得种子再进行单独隔离种植 全部表现为抗病矮秆的个体即为纯合抗病矮秆 所得种子即为符合需要的种子 最短需要三年 返回目录 第20讲生物变异在生产上的应用 变式题下列关于育种方法和原理的叙述 正确的是 a 杂交水稻和无籽西瓜的育种原理相同b 花药离体培养所获得的新个体即为纯合体c 转基因技术育种是在细胞水平上进行的操作d 诱变育种和转基因技术都可以大幅度改良生物的遗传性状 返回目录 第20讲生物变异在生产上的应用 解析 d杂交水稻育种原理是基因重组 无籽西瓜是多倍体 其育种原理是染色体数目变异 花药离体培养得到的是单倍体 其需要进一