高考生物 艺术生精品提分秘籍 专题十一 生物的变异课件.pptVIP

专题十一生物的变异 一 基因突变1 实例 1 症状 红细胞呈镰刀状 易破裂 使人患溶血性贫血 2 病因 血红蛋白多肽链上一个被替换 3 根本原因 血红蛋白基因 dna 上一对碱基对被替换 即由 谷氨酸 缬氨酸 2 原因 特点 1 原因 内因 dna分子中发生碱基对的 和 而引起基因结构的改变 外因 某些诱变因素 和 2 特点 在生物界中普遍存在 生物个体发育的任何时期和部位 突变频率很低 可以产生一个以上的等位基因 替换 增添 缺失 物理因素 化学因素 生物因素 普遍性 随机性 低频性 不定向性 3 发生时间 dna复制时 如 和 4 意义 生物进化的原始材料 二 基因重组1 概念 生物体进行的过程中 控制不同性状的基因的 有丝分裂间期 减数第一次分裂间期 新基因产生的途径 生物变异的根本来源 有性生殖 重新组合 2 类型 1 位于自由组合 2 四分体的非姐妹染色单体的 3 外源基因的导入 3 意义 基因重组能够产生多样化的的子代 子代中就可能出现的个体 从而在多变环境中繁衍下去 非同源染色体上的非等位基因 等位基因交换 基因组合 适应多变环境 一 染色体变异分类 重复 基因数目或排列顺序 某一片段位置颠倒 猫叫综合征 二 与染色体数目变异有关的辨析1 染色体组 细胞中的一组 它们在上各不相同 携带着控制生物生长发育的 2 二倍体 由发育而成 体细胞中含有 包括几乎全部动物和过半数的高等植物 非同源染色体 形态和功能 全部遗传信息 受精卵 两个染色体组 3 多倍体 1 概念 由发育而来 体细胞中含的个体 2 实例 香蕉 含染色体组 称为三倍体 马铃薯 含染色体组 称为 3 分布 在中常见 在中极少见 4 特点 与二倍体植株相比 多倍体植株常常是茎秆 叶片 果实和种子都 等营养物质含量丰富 受精卵 三个或三个以上染色体组 三个 四个 四倍体 植物 动物 粗壮 比较大 糖类和蛋白质 4 单倍体 1 概念 由发育而来 体细胞中含有染色体数目的个体 2 特点 以植物为例 与正常植株相比 植株长得 且 配子 本物种配子 弱小 高度不育 考点一生物变异的类型 1 不可遗传的变异生物的变异仅仅是由环境的影响造成的 并没有引起遗传物质的变化 这样的变异称为不可遗传的变异 特点 只在当代显现 不能遗传给后代 变异方向一般是定向的 2 可遗传的变异生物的变异是由于生殖细胞内遗传物质的改变引起的 因而能够遗传给后代 这样的变异称为可遗传的变异 通常所说的可遗传的变异有三种来源 基因突变 基因重组 染色体变异 特别提醒 可遗传的变异不一定遗传给后代 如果可遗传的变异发生在体细胞中 正常情况下不遗传给后代 但是只要遗传物质发生改变一定就是可遗传的变异 水 肥 阳光特别充足时 温度改变 激素处理等引起的变异一般是不可遗传的变异 但射线 太空 化学诱变剂等处理引起的变异一般为可遗传的变异 病毒和细菌 蓝藻等原核生物的可遗传的变异只有一种 基因突变 命题示例1 2012 广东惠州三次调研 超级病菌是一种耐药性细菌 它最可能由普通细菌通过哪种变异形成a 基因重组b 染色体结构变异c 基因突变d 染色体数目变异解析细菌是原核生物 没有染色体 那么没有染色体结构变异和数目变异 b d是不对的 细菌也不进行减数分裂 一般情况下又没有外源基因的导入 所以没有基因重组 答案c 变式训练 利用月季花的枝条扦插所产生的后代与利用月季花的种子播种所产生的后代相比 关于其变异来源的叙述正确的是a 前者不会发生变异 后者有很大的变异性b 前者一定不会发生基因重组 后者可能发生基因重组c 前者一定不会发生染色体变异 后者可能发生染色体变异d 前者一定不会因环境影响发生变异 后者可能因环境影响发生变异 解析扦插属于营养繁殖 不会发生基因重组 但有可能发生基因突变和染色体变异 种子繁殖属于有性生殖 在产生种子的过程中 由于有基因重组 所以由种子发育形成的个体与亲本相比 有一定的差异性 答案b 1 基因突变概念图解 考点二 基因突变概念图解及其与生物性状的关系 2 基因突变对生物性状的影响 1 引起生物性状的改变如某些碱基对的增添或缺失 引起部分氨基酸改变 改变蛋白质的结构和功能 从而引起生物性状改变 2 未引起生物性状的改变 碱基对替换前后所对应的氨基酸未发生改变 密码子的简并性 由纯合子的显性基因突变成杂合子中的隐性基因 特别提醒 1 基因突变的结果是产生等位基因 2 基因突变产生新的基因 可能出现新性状 3 基因突变是染色体某一位点上的基因发生改变 在光学显微镜下观察不到 3 显性突变和隐性突变的判定 1 类型 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而判断 4 根据细胞分裂图来确定变异类型减数分裂过程中造成b b不同的原因有基因突变 间期 或交叉互换 前期 若为体细胞有丝分裂 如根尖分生区细胞 受精卵等 则只能是基因突变造成的 若题目中问造成b b不同的根本原因是什么 则回答是基因突变 命题示例2 2010 福建理综 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 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解析首先由赖氨酸的密码子分析转录模板基因碱基为ttc 确定赖氨酸的密码子为aag 处插入 缺失碱基对会使其后编码的氨基酸序列发生改变 处碱基对替换后密码子为aaa还是赖氨酸 处碱基对替换后密码子为gag 对应谷氨酸 答案b 变式训练 2012 莆田模拟 下列大肠杆菌某基因的碱基序列的变化 对其所控制合成的多肽的氨基酸序列影响最大的是 不考虑终止密码子 atgggcctgctga gagttctaa 1671013100103106a 第6位的c被替换为tb 第9位与第10位之间插入1个tc 第100 101 102位被替换为tttd 第103至105位被替换为1个t 解析 a项属于碱基替换 由于密码子存在简并性 可能没有影响 也可能有影响 b项属于碱基的增添 一定会引起碱基序列的变化 自增添处合成的多肽序列将会全部被改变 c项属于整个密码子被替换 只引起多肽序列中一个氨基酸的改变 d项属于碱基的缺失 但由于其位于最后 故只改变最后两个氨基酸 影响很小 答案 b 变式训练 生物的某些变异可通过细胞分裂某一时期染色体的行为来识别 甲 乙两模式图分别表示细胞减数分裂过程中出现的 环形圈 十字形结构 现象 图中字母表示染色体上的基因 下列有关叙述正确的是 a 甲 乙两种变异类型分别属于染色体结构变异和基因重组b 甲图是由于个别碱基对的增添或缺失 导致染色体上基因数目改变的结果c 乙图是由于四分体时期同源染色体非姐妹染色单体之间发生交叉互换的结果d 甲 乙两图常出现在减数第一次分裂的前期 染色体与dna数之比为1 2 解析 据图中信息可知 甲的变异类型属于染色体结构变异中的缺失或增加 乙的变异类型属于染色体结构变异中的易位 甲图中部分基因发生了增添或缺失 导致染色体上基因数目改变 乙图中右上角的含s基因的黑色部分与左下角的含w基因的白色部分已发生互换 且它们之间的互换发生在非同源染色体之间 所以该变异为易位而不是四分体时期同源染色体非姐妹染色单体之间发生交叉互换的基因重组 甲 乙两图中每条染色体都含两条染色单体 两个dna分子 答案 d 易错点 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 变式训练 2011 安徽理综卷 人体甲状腺滤泡上皮细胞具有很强的摄碘能力 临床上常用小剂量的放射性同位素131i治疗某些甲状腺疾病 但大剂量的131i对人体会产生有害影响 积聚在细胞内的131i可能直接 a 插入dna分子引起插入点后的碱基序列改变b 替换dna分子中的某一碱基引起基因突变c 造成染色体断裂 缺失或易位等染色体结构变异d 诱发甲状腺滤泡上皮细胞基因突变并遗传给下一代 解析 答案 c 变式训练 下图表示人类镰刀型细胞贫血症的病因 已知谷氨酸的密码子是gaa 由此分析正确的是 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 链作模板 以脱氧核苷酸为原料 由atp供能 在酶的作用下完成的c 运转缬氨酸的trna一端裸露的三个碱基可能是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 解析 控制血红蛋白合成的一段基因任意一个碱基发生替换一般情况下不会引起贫血症 过程是以 链作模板 但合成的是mrna 所以原料用的是核糖核苷酸 根据缬氨酸的密码子gua 可知对应的trna上的反密码子上碱基为cau 人类镰刀型细胞贫血症的根本原因是基因上的碱基对被替换 答案 c 考点三 基因重组 特别提醒 基因重组是非常普遍的 虽然不能产生新的基因 但产生了大量的新基因型 是生物变异的主要来源 命题示例3 2012 长沙一中月考 下列有关基因重组的叙述中 正确的是a 基因型为aa的个体自交 因基因重组而导致子代性状分离b 基因a因替换 增添或缺失部分碱基而形成它的等位基因a 这属于基因重组c yyrr自交后代出现不同于亲本的新类型及基因工程 肺炎双球菌的转化等过程中都发生了基因重组d 造成同卵双生姐妹间性状差异的主要原因是基因重组 解析基因型为aa的个体自交 后代发生性状分离 是因为在减数分裂过程中 等位基因随着同源染色体的分开而分离 分别进入不同的配子中 形成基因型不同的配子 不同的配子经受精后形成基因型不同的合子 表现出不同的性状 基因a因替换 增添或缺失部分碱基而形成它的等位基因a 这属于基因突变 同卵双生姐妹的遗传物质通常是相同的 出现性状的差异可能是由环境因素或基因突变引起的 答案c 变式训练 2012 福州模拟 生物体内的基因重组是a 能够产生新的基因b 在生殖过程中都能发生c 是生物变异的根本来源d 在同源染色体之间发生解析基因重组发生在有性生殖过程中 在减数分裂形成四分体时期 位于同源染色体上的等位基因随着非姐妹染色单体的交换而发生交换 导致染色单体上的基因重组 基因重组不能产生新的基因 是生物变异的重要来源 答案d 考点四基因突变与基因重组的区别与联系 命题示例4 2012 北京卷 在一个常规饲养的实验小鼠封闭种群中 偶然发现几只小鼠在出生第二周后开始脱毛 以后终生保持无毛状态 为了解该性状的遗传方式 研究者设置了6组小鼠交配组合 统计相同时间段内繁殖结果如下 1 已知 组子代中脱毛 有毛性状均不存在性别差异 说明相关基因位于 染色体上 2 组的繁殖结果表明脱毛 有毛性状是由 基因控制的 相关基因的遗传符合 定律 3 组的繁殖结果说明 小鼠表现出脱毛性状不是 影响的结果 4 在封闭小种群中 偶然出现的基因突变属于 此种群中同时出现几只脱毛小鼠的条件是 5 测序结果表明 突变基因序列模板链中的1个g突变为a 推测密码子发生的变化是 填选项前的符号 a 由gga变为agab 由cga变为ggac 由aga变为ugad 由cga变为uga 解析 1 考查基因的位置 据 脱毛 有毛性状不存在性别差异 可知 该性状与性别无关 位于常染色体上 2 考查基因的分离定律和自由组合定律 据 组的繁殖结果可得有毛 脱毛 3 8 1 接近一对相对性状的性状分离比3 1 可得出 该性状是由一对等位基因控制的 符合孟德尔分离定律 3 考查性状与基因的关系 据 组的繁殖结果 亲本都是脱毛纯合子 后代全部都是脱毛 说明该性状是由基因控制的 而不是环境因素影响的结果 4 考查基因突变的类型 自然突变和人工诱变 同时出现几只脱毛小鼠说明突变基因的频率高 5 考查基因与密码子的关系 基因序列模板链中的1个g突变为a 则密码子改变为由c变为u 只有d选项符合题意 6 基因突变导致表达的蛋白质相对分子质量明显变小 说明蛋白质的合成提前终止 该蛋白质会使甲状腺激素受体的功能下降 说明甲状腺激素的作用减弱 新陈代谢速率下降 对比雌性脱毛小鼠和雌性有毛小鼠的实验结果可以得出 雌性脱毛小鼠产仔率低 答案 1 常 2 一对等位孟德尔分离 3 环境因素 4 自发 自然突变突变基因的频率足够高 5 d 6 提前终止代谢速率产仔率低 考点五染色体结构变异和数目变异 命题示例5 2012 上海卷 如图所示为细胞内染色体状态示意图 这种染色体状态表示已发生 a 染色体易位b 基因重组c 染色体倒位d 姐妹染色单体之间的交换 解析 本题主要考查交叉互换与易位 染色体结构变异 的区别 前者发生在同源染色体之间 后者发生在非同源染色体之间 据图可看出 此现象发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间 即交叉互换 属于基因重组 答案 b 变式训练 若图甲中 和 为一对同源染色体 和 为另一对同源染色体 图中字母表示基因 表示着丝点 则图乙 图戊中染色体结构变异的类型依次是 a 缺失 重复 倒位 易位b 缺失 重复 易位 倒位c 重复 缺失 倒位 易位d 重复 缺失 易位 倒位解析图乙中 号染色体丢失了d基因 形成缺失 图丙中 号染色体多了一个c基因 形成重复 图丁中 号染色体上的 bc 基因位置颠倒了180 形成倒位 图戊中 号染色体与 号非同源染色体间相互交换了部分片段 产生易位 答案a 变式训练 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 解析 本题考查基因自由组合定律和基因突变 以及染色体变异 具有两对 或更多对 相对性状的亲本进行杂交 在f1产生配子时 在等位基因分离的同时 非同源染色体上的非等位基因表现为自由组合 如果两对 或更多对 非等位基因位于一对非同源染色体上 就不会表现出自由组合 从题目可知 发生突变的植株不能进行基因的自由组合 原因最可能是发生染色体易位 使原来位于非同源染色体上的基因位于一对同源染色体上了 特别提醒 交叉互换与染色体易位的区别 命题示例6 2011 青岛高三摸底 下列有关两种生物变异的种类的叙述 不正确的是 a 图a过程发生在减数第一次分裂时期b 图a中的变异未产生新的基因 但可以产生新的基因型c 图b过程表示染色体数目的变异d 图b中的变异未产生新的基因 但可以改变基因的排列次序 解析 图a表示同源染色体中非姐妹染色单体之间的交叉互换 该过程发生在减数第一次分裂时期 该变异属于基因重组 未产生新的基因 但可以产生新的基因组合 图b表示染色体结构变异中的易位 虽然未产生新的基因 但由于染色体的结构发生了改变 基因的排列次序也随之改变 解析 c 考点六染色体数目变异 易错考点 1 染色体数目变异类型 细胞内的个别染色体增加或减少 细胞内的染色体数目以染色体组的形式成倍地增加或减少 2 染色体组是指真核细胞中形态和功能各不相同 但是携带着控制一种生物生长发育 遗传和变异的全部信息的一组非同源染色体 2 染色体组数的判定 1 根据染色体形态判断 细胞内形态 大小相同的染色体有几条 则该细胞中就含有几个染色体组 如图 每种形态的染色体有3条 则该细胞中含有3个染色体组 命题示例7 2010年是摩尔根发现白眼果蝇和以果蝇作为模式生物100周年 现代遗传学的研究就是建立在果蝇作为实验材料的基础上的 如图是果蝇体细胞的染色体组成 以下说法不正确的是 a 染色体1 3 5 7组成果蝇的一个染色体组b 染色体3 4之间的交换属于基因重组c 果蝇为二倍体 每个染色体组有4条染色体d 果蝇单倍体基因组可由1 2 3 6 7的dna分子组成 解析果蝇体细胞中含有2个染色体组 每个染色体组有4条染色体 染色体1 3 5 7为非同源染色体 可以组成果蝇的一个染色体组 染色体3 4为同源染色体 非姐妹染色单体之间能发生交叉互换 1与2为同源染色体 由于果蝇单倍体基因组中不含同源染色体 故d项错误 答案d 变式训练 下图是四种生物的体细胞示意图 a b图中的每一个字母代表细胞的染色体上的基因 c d图代表细胞的染色体情况 那么最可能属于多倍体的细胞是 解析一般情况下 细胞中具有同一形态的染色体有几条 或控制某一相对性状的基因有几个 则表示细胞含有几个染色体组 如图a b c d中一般可认为分别具有4个 1个 2个 4个染色体组 但有丝分裂过程的前期和中期 每条染色体上含有两条姐妹染色单体 而每条染色单体上含有相同的基因 则一对同源染色体则可能具有相应的4个基因 如图a 故最可能属于多倍体的细胞是图d所示的细胞 答案d 命题示例8 2012 江苏卷 科学家将培育的异源多倍体的抗叶锈病基因转移到普通小麦中 育成了抗叶锈病的小麦 育种过程见图 图中a b c d表示4个不同的染色体组 每组有7条染色体 c染色体组中含携带抗病基因的染色体 请回答下列问题 1 异源多倍体是由两种植物aabb与cc远缘杂交形成的后代 经 方法培育而成 还可用植物细胞工程中 方法进行培育 2 杂交后代 染色体组的组成为 进行减数分裂时形成 个四分体 体细胞中含有 条染色体 3 杂交后代 中c组的染色体减数分裂时易丢失 这是因为减数分裂时这些染色体 4 为使杂交后代 的抗病基因稳定遗传 常用射线照射花粉 使含抗病基因的染色体片段转接到小麦染色体上 这种变异称为 解析 1 a b c d表示4个不同的染色体组 植物aabb产生含ab的配子 植物cc产生含c的配子 结合后形成含abc的受精卵并发育为相应的幼苗 用秋水仙素处理萌发的幼苗 形成可育的后代aabbcc 还可以利用植物体细胞杂交技术获得aabbcc的个体 2 aabbcc产生的配子为abc aabbdd产生的配子为abd 配子结合形成aabbcd的受精卵 减数分裂过程中同源染色体两两配对形成四分体 c染色体组和d染色体组中无同源染色体 不能形成四分体 2个a染色体组可形成7个四分体 2个b染色体组可形成7个四分体 共计14个四分体 由于 中有6个染色体组 每个染色体组有7条染色体 共有42条染色体 3 杂交后代 在减数分裂过程中 c组染色体因无同源染色体配对而易丢失 4 射线可能会导致c组染色体断裂 断裂的部分如果含有抗病基因 抗病基因可通过易位的方式转移到另一条非同源染色体上 这种变异为染色体结构变异 答案 1 秋水仙素诱导染色体数目加倍植物体细胞杂交 2 aabbcd1442 3 无同源染色体配对 4 染色体结构变异 考点七 单倍体与多倍体的比较 命题示例9 2012 南通模拟 单倍体生物a 不可能产生有性生殖细胞b 体细胞中只含有一个染色体组c 体细胞中不可能含有形态 大小相同的染色体d 体细胞中含有控制本物种生长发育的全部遗传信息 解析a项 若单倍体的染色体组数为偶数 则可产生有性生殖细胞 b项 如普通小麦的单倍体的体细胞含3个染色体组 c项 如四倍体的单倍体的体细胞含同源染色体 答案d 命题示例10 下列说法正确的是a 生物的精子或卵细胞一定都是单倍体b 体细胞中含有3个或3个以上染色体组的必定是多倍体c 六倍体小麦花药离体培育成的个体是三倍体d 八倍体小黑麦花药离体培育成的个体是含有4个染色体组的单倍体 解析单倍体是对生物个体的描述 不是对细胞而言 a项错误 判断某个体是几倍体应首先判断发育来源 若某个体由生殖细胞发育而来 则一定是单倍体 与细胞中染色体组的数量无关 所以b项错误 而c项中得到的个体是单倍体 d项符合上述判断单倍体的条件 答案d 命题示例11 7 福建理综 下列关于低温诱导染色体加倍实验的叙述 正确的是a 原理 低温抑制染色体着丝点分裂 使子染色体不能分别移向两极b 解离 盐酸酒精混合液和卡诺氏液都可以使洋葱根尖解离c 染色 改良苯酚品红溶液和醋酸洋红溶液都可以使染色体着色d 观察 显微镜下可以看到大多数细胞的染色体数目发生改变 解析低温诱导染色体加倍的原理 抑制纺锤体的形成使子染色体不能分别移向两极 卡诺氏液用于染色体的固定 解离液为盐酸酒精混合液 低温诱导染色体加倍的时期是前期 大多数细胞处于间期 改良苯酚品红溶液和醋酸洋红溶液都可以用于染色体的染色 答案c 命题示例7 2011 济南模拟 有关 低温诱导大蒜根尖细胞染色体加倍 的实验 正确的叙述是a 可能出现三倍体细胞b 多倍体细胞形成的比例常达100 c 多倍体细胞形成过程无完整的细胞周期d 多倍体形成过程增加了非同源