高考生物二轮复习 专题四遗传、变异和进化第3讲变异和进化课件.ppt

2012届高考生物二轮复习课件 专题四遗传 变异和进化第3讲变异和进化 2011 上海生物 8 基因突变在生物进化中起重要作用 下列表述错误的是 a a基因突变为a基因 a基因还可能再突变为a基因b a基因可突变为a1 a2 a3 它们为一组复等位基因c 基因突变大部分是有害的d 基因突变可以改变种群的基因频率解析a基因突变为a基因 a基因还可以回复突变为a 基因突变具有不定向性 可以产生一组复等位基因 基因突变大多是有害的 但有害突变不能作为生物进化的原材料 基因突变能够改变种群的基因频率 故c错误 答案c 第3讲生物的变异与进化 一 理解能力 1 2011 海南生物 19 关于植物染色体变异的叙述 正确的是 a 染色体组整倍性变化必然导致基因种类的增加b 染色体组非整倍性变化必然导致新基因的产生c 染色体片段的缺失和重复必然导致基d 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 染色体变异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必然导致基因排列排序的变化 故d正确 答案d 2 2011 江苏生物 6 根据现代生物进化理论 下列说法正确的是 a 自然选择决定了生物变异和进化的方向b 生物进化的实质是种群基因型频率的改变c 种群内基因频率的改变在世代间具有连续性d 种群内基因频率改变的偶然性随种群数量下降而减小解析根据现代生物进化理论可知 变异是不定向的 自然选择决定了生物进化的方向 生物进化的实质是种群基因频率的改变 而不是基因型频率的改变 基因突变 染色体变异和自然选择均可改变基因频率 基因频率的改变与种群大小没有一定的关系 种群内基因频率的改变在世代间具有连续性 故c正确 答案c 3 2011 广东理综 27 登革热病毒感染蚊子后 可在蚊子唾液腺中大量繁殖 蚊子在叮咬人时将病毒传染给人 可引起病人发热 出血甚至休克 科学家拟用以下方法控制病毒的传播 1 将s基因转入蚊子体内 使蚊子的唾液腺细胞大量表达s蛋白 该蛋白可以抑制登革热病毒的复制 为了获得转基因蚊子 需要将携带s基因的载体导入蚊子的 细胞 如果转基因成功 在转基因蚊子体内可检测出 和 2 科学家获得一种显性突变蚊子 aabb a b基因位于非同源染色体上 只有a基因或b基因的胚胎致死 若纯合的雄蚊 aabb 与野生型雌蚊 aabb 交配 f1群体中a基因频率是 f2群体中a基因频率是 二 获取信息的能力 4 3 将s基因分别插入到a b基因的紧邻位置 如图 将该纯合的转基因雄蚊释放到野生型群体中 群体中蚊子体内病毒的平均数目会逐代 原因是 答案 1 受精卵s基因s基因的rnas蛋白 2 50 60 3 下降群体中s基因频率逐代升高 而s基因表达的蛋白可以抑制蚊子体内病毒的增殖 2011 四川理综 31 小麦的染色体数为42条 下图表示小麦的三个纯种品系的部分染色体及基因组成 表示染色体 a为矮杆基因 b为抗矮黄病基因 e为抗条斑病基因 均为显性 乙品系和丙品系由普通小麦与近缘种偃麦草杂交后 经多代选育而来 图中黑色部分是来自偃麦草的染色体片段 1 乙 丙品系在培育过程中发生了染色体的 变异 该现象如在自然条件下发生 可为 提供原材料 三 综合运用能力 5 2 甲与乙杂交所得到的f1自交 所有染色体正常联会 则基因a与a可随 的分开而分离 f1自交所得f2中有 种基因型 其中仅表现抗矮黄病的基因型有 种 3 甲与丙杂交所得到的f1自交 减数分裂中i甲与i丙因差异较大不能正常配对 而其它染色体正常配对 可观察到 个四分体 该减数分裂正常完成 可产生 种基因型的配子 配子中最多含有 条染色体 4 让 2 中f1与 3 中f1杂交 若各种配子的形成机会和可育性相等 产生的种子均发育正常 则后代植株同时表现三种性状的概率为 解析 1 分析题干信息及甲 乙 丙三图 乙 丙品系发生了染色体的结构变异 而突变 包括基因突变和染色体变异 和基因重组为生物进化提供原材料 2 甲与乙杂交得f1 基因型为aab 表示该染色体上无相应的基因 f1自交 基因a和a随同源染色体的分开而分离 f2有 3 aa aa aa 3 bb b 9种基因型 不考虑a a控制的性状 其中仅表现为抗矮黄病的基因型有2种 bb b 3 甲与丙杂交得f1 有42条染色体 减数分裂时 甲与 丙因差异较大不能正常配对形成四分体 因此只有20对染色体能够配对 形成20个四分体 f1的基因型为aae 因为 甲 丙不能正常配对 分开是随机的 可能同时移向一极 也可能正常分开 所以能够产生的配子的基因型为a 配子中21条染色体 ae 配子中21条染色体 aae 配子中22条染色体 和没有aae基因 只有20条染色体的配子 共4种 配子中最多有22条染色体 4 2 中的f1能产生ab a ab a 4种配子 自由组合 3 中的f1能产生a ae aae 和无aae基因的4种配子 同源染色体不能正常配对 2条染色体随机分配 因此 2 中f1与 3 中f1杂交产生的f2同时 答案 1 结构生物进化 2 同源染色体92 2011 北京理综 31 t dna可随机插入植物基因组内 导致被插入基因发生突变 用此方法诱导拟南芥产生突变体的过程如下 种植野生型拟南芥 待植株形成花蕾时 将地上部分浸入农杆菌 其中的t dna上带有抗除草剂基因 悬浮液中以实现转化 在适宜条件下培养 收获种子 称为t1代 1 为促进植株侧枝发育以形成更多的花蕾 需要去除 因为后者产生的 会抑制侧芽的生长 2 为筛选出已转化的个体 需将t1代播种在含 的培养基上生长 成熟后自交 收获种子 称为t2代 3 为筛选出具有抗盐性状的突变体 需将t2代播种在含 的培养基上 获得所需个体 4 经过多代种植获得能稳定遗传的抗盐突变体 为确定抗盐性状是否由单基因突变引起 需将该突变体与 植株进行杂交 再自交 代后统计性状分离比 6 5 若上述t dna的插入造成了基因功能丧失 从该突变体的表现型可以推测野生型基因的存在导致植物的抗盐性 6 根据t dna的已知序列 利用pcr技术可以扩增出被插入的基因片段 其过程是 提取 植株的dna 用限制酶处理后 再用 将获得的dna片段连接成环 如右图 以此为模板 从图中a b c d四种单链dna片段中选取 作为引物进行扩增 得到的片段将用于获取该基因的全序列信息 环状dna示意图a b c d表示能与相应t dna链互补 长度相等的单链dna片段 箭头指示dna合成方向 解析 1 顶芽的存在可导致顶端优势 进而影响侧枝上花蕾的形成 2 3 要筛选抗性植株 需将待选植株在特定的选择培养基中培养筛选 4 单基因突变引起的变异 其遗传符合基因分离定律 就可用变异株与野生型植株杂交 而后自交 统计自交后代性状分离比进行判断 5 由 3 中 抗盐性状的突变体 信息知 野生型基因的存在导致植物的抗盐性降低 6 t dna存在于诱导形成的拟南芥突变体植株的dna中 dna连接酶可将不同的dna片段进行连接 因为dna两条链反向平行 由图示环状dna外侧链dna合成方向可判断 dna扩增过程所选的引物应为b c 这样可确保被插入的基因片段得到复制 答案 1 顶芽生长素 2 一定浓度的 除草剂 3 一定浓度的 盐 4 野生型1 5 降低 6 突变体dna连接酶b c 近五年新课标高考试题中 对基因突变的考查较为突出 一共出现17次 如2011安徽理综4题 2011江苏生物22题 2011北京理综31题等 基因重组出现较少 对于本部分内容的考查 经常从基因重组的类型和基因突变的类型 特点及其对性状的影响等方面进行命题 或者是结合细胞分裂 dna的复制等知识进行综合考查 对育种的考查较为突出 一共出现18次 如2011海南生物19题 2011江苏生物32题等 课标高考试题对本专题的能力考查 集中在理解能力和综合应用能力两个方面 难度系数在0 60 0 72之间 预计2012高考对本专题的考查 还将集中在各种育种方式的原理 操作方法和优缺点上 染色体变异类型的判断也不容忽视 题型有选择题和非选择题 分值仍将维持在8 16分之间 专家箴言通过以上高考体验 可以归纳总结 1 三种可遗传变异的比较 见下表 更清晰 考点一三种可遗传变异的相关知识整合 考试说明 1 基因重组及其意义 2 基因突变的特征和原因 3 染色体结构变异和数目变异 增添 真核 自由组合 数目 非等位 减少 新的基因 基因型 无法 杂交 多倍体 单倍体 二倍体和多倍体的比较 见下表 2 受精卵 染色体组 秋水仙素 萌发的种子 延迟 3 细胞分裂图象与变异关系比较 有丝 减数 4 交叉互换与染色体易位的区别 见下表 同源染色体 非同源染色体 1 基因突变的原因 特点等 见下图 更系统 2 基因重组与进化的关系 见下图 基因突变与性状的关系 1 基因片段上碱基对的种类发生改变不一定会导致生物性状的改变 原因可能有以下三个 突变部位可能在非编码部位 内含子和非编码区 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 也不会导致性状的改变 2 基因突变对后代性状的影响 基因突变发生在体细胞有丝分裂过程中 突变可通过无性生殖传给后代 但不会通过有性生殖传给后代 基因突变发生在精子或卵细胞形成的减数分裂过程中 突变可能通过有性生殖传给后代 心堂亮 生殖细胞的突变率一般比体细胞的突变率高 这是因为生殖细胞在减数分裂时对外界环境变化更加敏感 3 基因突变引起性状的改变 具有突变性状的个体能否把突变基因传给后代 要看这种突变性状是否有很强的适应环境的能力 若有 则为有利突变 可通过繁殖传给后代 否则为有害突变 被淘汰掉 改编题 下列与变异有关的叙述中 正确的是 a 子代的性状分离是基因重组的结果b 用二倍体植物的花药离体培养 能得到叶片和果实较小的单倍体植物c 肺炎双球菌抗药性的变异来源有基因突变 基因重组和染色体变异三种类型d 若蝗虫的两个次级精母细胞中由一个着丝点相连的两条染色单体所携带的基因不完全相同 其原因最可能是发生过交叉互换 强信心 审题关键 性状分离 基因重组 花药离体培养 果实 肺炎双球菌 染色单体 交叉互换 命题来源基因突变 基因重组 染色体变异与减数分裂 思路分析例如 黄色黄色 绿色 出现了性状分离 这是由于等位基因分离导致 而不属于重组 所以a错误 二倍体的单倍体植株高度不育 不可能结果 所以b错误 肺炎双球菌是一种细菌 属于原核生物 细胞内无染色体 不可能出现染色体变异 也不可能出现基因重组 其变异来源只能是基因突变 所以c错误 两个次级精母细胞中由一个着丝点相连的两条染色单体所携带的基因本应相同 若不同只有交叉互换的可能性最大 因基因突变频率比较低 其可能性较低 所以d正确 答案d 2011 济宁5月模拟 右图为果蝇体细胞染色体的示意图 下列叙述中 错误的是 a 从染色体组成分析 如图所示的果蝇可以产生16种配子b 图中所示的细胞具有两个染色体组 其中y染色体上的基因并不全是控制性别的基因c 对此果蝇进行基因组测序时需要检测5条染色体上基因 的脱氧核苷酸排列顺序d x 或y 四条染色体携带了控制果蝇生长发育所需的全部遗传信息 审题关键 染色体图解 的认识 命题来源减数分裂 染色体组概念 性染色体的特点 基因组测序 思路分析图示果蝇体细胞中含有4对染色体 同源 所以从染色体组成分析 该果蝇可以产生24 16种配子 所以a正确 y染色体与性别有关 但其上的基因 并非都控制性别 譬如说果蝇的刚毛和截毛是由位于x和y上的一对等位基因控制 而这对相对性状并不是果蝇的性征 所以b正确 基因组测序时需要检测5条染色体上dna的脱氧核苷酸排列顺序而并非仅测其中的基因 所以c错误 依据染色体组的概念 可知一个染色体组中已携带了控制果蝇生长发育的全部遗传信息 所以d正确 答案c 更清晰 考点二生物育种方式的相关知识整合 考试说明 1 生物变异在育种上的应用 2 转基因食品的安全性 基因重组 染色体变异 花药 目的基因 各种育种方式的比较 秋水仙素处理 加速 缩短 定向 低 长 关于育种方案的 选取 1 单一性状类型 生物的优良性状是由某对基因控制的单一性状 其呈现方式 育种方式 原理及举例 如下表 心堂亮 1 2 两个或多个性状类型 两个或多个性状分散在不同的品种中 首先要实现控制不同性状基因的重组 再选育出人们所需要的品种 这可以从不同的水平上加以分析 个体水平上 运用杂交育种的方法实现控制不同优良性状基因的重组 为了缩短育种年限 可采用单倍体育种的方法 细胞水平上 利用植物体细胞杂交 从而实现遗传物质的重组 分子水平上 应用转基因技术将控制优良性状的基因导入另一生物体内 从而实现基因重组 不同需求的育种方法选择与分析 1 育种的目的 育种的根本目的是培育具有优良性状 抗逆性好 生活力强 产量高 品质优良 的新品种 以便更好地为人类服务 从基因组成上看 目标品种可能是纯合子 可防止后代发生性状分离 便于制种和推广 也有可能是杂合子 即利用杂种优势的原理 如杂交水稻的培育 玉米的制种等 2 2 不同需求的育种方法 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 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 若要快速获得纯种 则用单倍体育种方法 若实验植物为营养繁殖类如土豆 地瓜等 则只要出现所需性状即可 不需要培育出纯种 若要培育原先没有的性状 则可用诱变育种 若要提高品种产量 提高营养物质含量 可用多倍体育种 动 植物杂交育种中应特别注意语言叙述 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不通过逐代自交 而通过双亲杂交获得f1 f1雌雄个体间交配 选f2与异性隐性纯合子测交的方法鉴定出纯合子 2010 安徽理综 如图所示 科研小组用60co照射棉花种子 诱变当代获得棕色 纤维颜色 新性状 诱变1代获得低酚 棉酚含量 新性状 已知棉花的纤维颜色由一对基因 a a 控制 棉酚含量由另一对基因 b b 控制 两对基因独立遗传 强信心 1 两个新性状中 棕色是 性状 低酚是 性状 2 诱变当代中 棕色 高酚的棉花植株基因型是 白色 高酚的棉花植株基因型是 3 棕色棉抗虫能力强 低酚棉产量高 为获得抗虫高产棉花新品种 研究人员将诱变1代中棕色 高酚植株自交 每株自交后代种植在一个单独的区域 从 的区域中得到纯合棕色 高酚植株 请你利用该纯合体作为一个亲本 再从诱变1代中选择另一个亲本 设计一方案 尽快选育出抗虫高产 棕色 低酚 的纯合棉花新品种 用遗传图解和必要的文字表示 解析 1 由诱变当代自交 诱变1代发生性状分离可确定棕色为显性性状 低酚是隐性性状 2 由诱变当代棕色 高酚自交结果 颜色发生性状分离 高酚稳定遗传 可确定棕色高酚植株的基因型为aabb 同理可确定白色高酚植株的基因型为aabb 3 诱变1代中棕色高酚植株有纯合aabb和杂合的aabb 自交不发生性状分离的为纯合体aabb 要培育棕色低酚的纯合植株aabb 需用aabb植株与诱变1代的白色低酚aabb植株杂交 因要求尽快选育则需用可明显缩短育种年限的单倍体育种法育种 答案 1 显性隐性 2 aabbaabb 3 不发生性状分离 或全为棕色棉 或没有出现白色棉 1 现代生物进化理论与达尔文自然选择学说的比较 见下表 更清晰 考点三生物进行相关问题的整合 考试说明 1 现代生物进化理论的主要内容 2 生物进化与生物多样性的形成 遗传和变异 自然选择 适者生存 种群 隔离 突变 自然选择 隔离 个体 种群 群体 变异 自然选择 2 运用现代生物进化理论分析生物的进化 适应性和新物种的形成 环境 生殖隔离 物种形成的方式 1 物种的形成有多种方式 主要为渐变式 3 染色体结构变异是形成新物种的另一种方式 发生染色体结构变异的个体和原始物种杂交 可育性降低 形成初步的生殖隔离 以后经过进一步演化形成新的物种 更系统 与生物进化相关的理论 1 生物进化的实质是种群基因频率的改变 因此 可认为生物基因频率发生了改变就意味着生物发生了进化 2 生物进化不等于物种的形成 物种形成的必要条件是生殖隔离 是基因频率改变发展到不能实现基因交流的程度实现的 基因频率及基因型频率的计算 1 基因频率的计算方法 心堂亮 1 2 2 由基因频率求基因型频率的方法哈迪 温伯格公式法 在一个有性生殖的自然种群中 当种群较大 种群内个体间的交配是随机的 没有突变发生 新基因加入和自然选择时 存在以下公式 p q 2 p2 2pq q2 1 其中p代表一个等位基因的频率 q代表另一个等位基因的频率 p2代表一个等位基因纯合子 如aa 的频率 2pq代表杂合子的频