高考生物总复习 第四单元 第一讲 生物的变异课件 新人教版必修2.ppt

第四单元生物的变异 育种与进化 第一讲生物的变异 必修二 知识点一 基因突变和基因重组1 基因突变 判断正误 1 基因突变是由于dna片段的增添 缺失和替换引起的基因结构的改变 2 基因突变一定会引起基因结构的改变 但不一定会引起生物性状的改变 3 引起基因突变的外界因素有物理因素 化学因素和生物因素 4 若没有外界因素的影响 基因就不会发生突变 5 基因突变具有普遍性 随机发生和不定向性以及低频性等特点 6 基因突变能产生新基因 是生物变异的根本来源 2 基因重组 1 实质 控制不同性状的基因 2 类型 自由组合型 位于非同源染色体上自由组合 交叉互换型 四分体的非姐妹染色单体的 人工重组型 技术 即基因工程 3 结果 产生 导致出现 4 意义 形成生物多样性的重要原因之一 重新组合 非等位基因 交叉互换 转基因 新的基因型 重组性状 1 基因突变为什么常发生在dna复制时期 提示 在dna复制时 稳定的双螺旋首先解开形成单链 此时dna稳定性大大下降 极易受到外界因素或体内生理因素的干扰 使原来的碱基序列发生变化导致基因突变发生 1 基因突变的特征 原因及应用 2 基因重组的类型 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 当控制某性状的基因发生突变时 其性状未必改变 其原因如下 1 若突变发生于真核生物基因结构的内含子内 此基因转录的信使rna仍未改变 但前体rna改变 因而合成的蛋白质也不发生改变 此时性状不改变 2 若突变发生后 引起了信使rna上的密码子改变 但由于一种氨基酸可对应多个密码子 若改变后的密码子与原密码子仍对应同一种氨基酸 此时突变基因控制的性状也不改变 3 若基因突变为隐性突变 如aa中其中一个a a 此时性状也不改变 1 2013 温州十校联考 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 如果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 则血红蛋白基因中一个碱基的替换不一定引起贫血病 a错误 过程为转录过程 该过程是以 链作模板 但合成的是mrna 所以原料用的是核糖核苷酸 b错误 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 c正确 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 d错误 答案 c 2 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 基因突变可产生新的基因 基因重组不产生新的基因 a错误 同源染色体指的是一条来自父方 一条来自母方 在减数分裂过程中配对的两条染色体 它们形态大小不一定相同 如性染色体x y b错误 自然条件下的基因重组发生在减数分裂过程中 人工实验条件下的dna重组也属于基因重组 c错误 d正确 答案 d 知识点二 染色体变异1 染色体结构变异 连线 2 染色体数目变异 1 细胞内的的增加或减少 2 细胞内的染色体以的形式成倍地增加或减少 3 单倍体 二倍体和多倍体 1 由发育成的个体叫单倍体 2 由发育成的个体 体细胞中含几个染色体组就叫几倍体 如含两个染色体组就叫二倍体 含三个染色体组就叫三倍体 以此类推 体细胞中含三个或三个以上染色体组的个体叫多倍体 个别染色体 染色体组 配子 受精卵 4 数目变异 判断正误 1 一个染色体组内没有同源染色体 但却含有控制生长发育的全部遗传信息 2 体细胞中含有两个染色体组的个体是二倍体 含有三个或三个以上染色体组的个体是多倍体 3 由配子发育而来的个体 体细胞中无论含有几个染色体组 都是单倍体 4 单倍体茎秆粗壮 果实 种子较大 而多倍体则长势矮小 且高度不育 5 单倍体育种和多倍体育种 1 图中 和 操作是 其作用原理是 2 图中 过程是 3 单倍体育种的优点是 秋水仙素处理幼苗 秋水仙素抑制纺锤体形成 花药离体培养 明显缩短育种年限 2 含三个染色体组的个体一定是三倍体吗 提示 不一定 含三个染色体组的个体若由受精卵发育而来 应为三倍体 若由配子发育而来 应属单倍体 1 基因重组和染色体结构变异的比较 1 判断染色体易位与交叉互换的方法 2 判断基因突变 染色体变异的方法 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 单倍体与多倍体的比较 3 如图所示 已知某物种的一条染色体上依次排列着m n o p q五个基因 下图列出的若干种变化中 不属于染色体结构变化的是 解析 染色体结构变异主要有4种 染色体中某一片段的缺失 染色体中增加了某一片段 染色体中某一片段的位置颠倒了180 染色体中某一片段移接到另一条非同源染色体上 而d属于基因突变 o o 或交叉互换型基因重组 因此不属于染色体结构发生变化的是d 答案 d 4 分析下列所示的细胞图像 说明它们各含有几个染色体组 1 细胞中含有1个染色体组的是 图 2 细胞中含有2个染色体组的是 图 3 细胞中含有3个染色体组的是 图 4 细胞中含有4个染色体组的是 图 解析 本题主要考查染色体组的概念及对染色体组数目的判断 形态 大小各不相同的染色体组成一个染色体组 判断染色体组数有如下规律 1 在细胞内 形态相同的染色体有几条就含有几个染色体组 如e图中 每种形态相同的染色体有4条 所以含4个染色体组 2 在细胞内 同音字母有几个 就含有几个染色体组 如d图中 每个同音字母仅有1个 所以该图只有1个染色体组 由此可知 a b图含有3个染色体组 c h图含有2个染色体组 e f图含有4个染色体组 d g图含有1个染色体组 答案 1 d g 2 c h 3 a b 4 e f 2012 海南高考 已知小麦无芒 a 与有芒 a 为一对相对性状 用适宜的诱变方式处理花药可导致基因突变 为了确定基因a是否突变为基因a 有人设计了以下4个杂交组合 杂交前对每个组合中父本的花药进行诱变处理 然后与未经处理的母本进行杂交 若要通过对杂交子一代表现型的分析来确定该基因是否发生突变 则最佳的杂交组合是 a 无芒 有芒 aa aa b 无芒 有芒 aa aa c 无芒 无芒 aa aa d 无芒 无芒 aa aa 解析 在四个选项中 a选项中 个体均为纯合子 是具有相对性状的亲本组合 其杂交后代只有一种表现型 即显性性状 若 无芒个体中a突变为a 则杂交后代将会出现有芒和无芒 a选项适合 而b c d选项中 其亲本 个体 均有杂合子 故通过杂交实验无法检测 无芒个体中的基因a是否突变为基因a 答案 a 1 基因突变对生物的影响 2 三种变异类型的识别根据细胞分裂图来确定变异的类型 对a b图分析 2012 上海高考 如图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 本题主要考查染色体的结构变异 准确识图是正确解题的关键 图中两条染色体的大小 形态相同 应为同源染色体 发生交叉交换的染色单体是两条不同染色体上的染色单体 属于非姐妹染色单体之间的交叉互换 为基因重组 b正确 d错误 染色体易位是非同源染色体之间的交叉互换 倒位是一条染色体上部分片段的位置颠倒 与图示不符 a c错误 答案 b 三种可遗传变异与基因的 质 量 位 1 基因突变 改变了基因的质 内部结构 未改变基因的 量 及 位置 2 染色体变异可改变基因的数量或排序 位置改变 但未改变基因的 质 3 基因重组 既未改变 质 也未改变 量 只是改变了基因间组合方式 2012 山东高考 几种性染色体异常果蝇的性别 育性等如图所示 1 正常果蝇在减数第一次分裂中期的细胞内染色体组数为 在减数第二次分裂后期的细胞中染色体数是 条 2 白眼雌果蝇 xrxry 最多能产生xr xrxr 和 四种类型的配子 该果蝇与红眼雄果蝇 xry 杂交 子代中红眼雌果蝇的基因型为 3 用黑身白眼雌果蝇 aaxrxr 与灰身红眼雄果蝇 aaxry 杂交 f1雌果蝇表现为灰身红眼 雄果蝇表现为灰身白眼 f2中灰身红眼与黑身白眼果蝇的比例为 从f2灰身红眼雌果蝇和灰身白眼雄果蝇中各随机选取一只杂交 子代中出现黑身白眼果蝇的概率为 4 用红眼雌果蝇 xrxr 与白眼雄果蝇 xry 为亲本杂交 在f1群体中发现一只白眼雄果蝇 记为 m m果蝇出现的原因有三种可能 第一种是环境改变引起表现型变化 但基因型未变 第二种是亲本果蝇发生基因突变 第三种是亲本雌果蝇在减数分裂时x染色体不分离 请设计简便的杂交实验 确定m果蝇的出现是由哪一种原因引起的 实验步骤 结果预测 若 则是环境改变 若 则是基因突变 若 则是减数分裂时x染色体不分离 解析 本题综合考查了减数分裂 伴性遗传 基因的自由组合定律及变异类型的鉴定等知识 正常果蝇有4对同源染色体 其中一对为性染色体 另外三对为常染色体 1 减数第一次分裂过程中细胞内的染色体数目与正常体细胞中相同 果蝇属于二倍体 细胞内有2个染色体组 经减数第一次分裂后 形成的子细胞中染色体数目减半 但由于在减数第二次分裂后期着丝点分裂 姐妹染色单体分离 导致染色体数目加倍 所以减数第二次分裂后期的细胞中染色体数是8条 2 白眼雌果蝇 xrxry 的卵原细胞在进行减数分裂产生配子的过程中 由于性染色体有三条 所以会出现联会紊乱现象 这样最多可形成xr xrxr xry y四种配子 若让该果蝇与红眼雄果蝇 xry 交配 则子代中红眼雌果蝇的基因型见下表 3 根据题中提供的信息 aaxrxr aaxry f1 f1中雌果蝇的基因型是aaxrxr 雄果蝇的基因型为aaxry f2中灰身红眼 黑身白眼 3 4 1 2 1 4 1 2 3 l f2中灰身红眼雌果蝇的基因型为 2 3aaxrxr 1 3aaxrxr 灰身白眼雄果蝇的基因型为 2 3aaxry 1 3aaxry 它们随机交配后 子代中出现黑身白眼 aaxr 的概率为2 3 2 3 1 4 1 2 1 18 4 根据题中的信息 可让m果蝇与正常白眼雌果蝇杂交 若为环境改变引起的 则不会改变m果蝇的正常遗传 即 若子代出现红眼 雌 果蝇 则是环境改变引起的 若m果蝇是因基因突变引起 则后代会全部表现为白眼 若是因减数分裂时x染色体不分离引起的 该雄果蝇的基因型为xro 表现为不育 则无子代产生 答案 1 28xryy 注 两空顺序可颠倒 xrxr xrxry 3 3 11 18 4 m果蝇与正常白眼雌果蝇杂交 分析子代的表现型 子代出现红眼 雌 果蝇 子代表现型全部为白眼 无子代产生 基因突变 基因重组 染色体变异的比较 1 原理用低温处理植物分生组织细胞 能够抑制纺锤体的形成 染色体不能被拉向两极 细胞也不能分裂成两个子细胞 导致细胞染色体数目发生变化 2 方法步骤 3 实验结论 低温能诱导植物染色体数目变化 选材的时候必须选用能够进行有丝分裂的分生组织细胞 不分裂的细胞染色质为细丝状 看不到染色体加倍情况 用浓度为2 的秋水仙素 处理植物分生组织5 6小时 能够诱导细胞内染色体加倍 那么 用一定时间的低温 如4 处理水培的洋葱根尖时 是否也能诱导细胞内染色体加倍呢 请对这个问题进行实验探究 1 针对以上问题 你作出的假设是 你提出此假设的依据是 2 低温处理植物材料时 通常需要较长时间才能产生低温效应 根据这个提示将你设计的实验组合以表格形式列出来 3 按照你的设计思路 以 作为鉴别低温是否诱导细胞内染色体加倍的依据 为此 你要进行的具体操作是 第一步 剪取根尖2 3mm 第二步 按照 步骤制作 解析 提出的假设应该具有一定的科学根据 提出的假设应该是最有可能的而不是随意猜测 所以探究的课题在题干中具有一定的指向性 在设计表格的时候要注意题干的要求是测量低温效应的时间 考虑到一般植物的细胞周期时间的单位应该以小时为单位比较合适 为了保证实验的严谨性 应该做一组常温下的对照组 以排除环境因素的干扰 答案 1 用一定时间的低温处理水培的洋葱根尖能够诱导细胞内染色体加倍低温能够影响酶的活性 或纺锤丝的形成 使细胞不能正常进行有丝分裂 也可提出其他假设 只要能够运用所学的生物知识进行合理地解释即可 2 只要设计的表格达到以下两个要求 均可 a 至少作两个温度的对照 常温和时间 b 间隔相等的培养时间进行取样 以下表格仅作参考 3 在显微镜下观察和比较经过不同处理后 根尖细胞内染色体数目 或染色体计数 解离漂洗染色制片细胞有丝分裂装片 1 为了能观察到细胞在生活状态下的内部结构 必须先将细胞固定 2 在进行本实验的过程中 和观察植物细胞的有丝分裂一样 所观察的细胞已经被盐酸杀死了 最终在显微镜下看到的是死细胞 3 选材的时候必须选用能够进行分裂的分生组织细胞 不分裂的细胞染色体不复制 不会出现染色体加倍的情况 1 2012 江苏高考 某植株的一条染色体发生缺失突变 获得该缺失染色体的花粉不育 缺失染色体上具有红色显性基因b 正常染色体上具有白色隐性基因b 如图所示 如以该植株为父本 测交后代中部分表现为红色性状 下列解释最合理的是 a 减数分裂时染色单体1或2上的基因b突变为bb 减数第二次分裂时姐妹染色单体3与4自由分离c 减数第二次分裂时非姐妹染色单体之间自由组合d 减数第一次分裂时非姐妹染色单体之间交叉互换 解析 本题结合减数分裂 考查可遗传变异的类型 由题干知 染色体缺失花粉不育 则正常情况下 该植株作父本只产生含基因b的配子 测交后代不会出现红色性状 若测交后代中有部分个体表现为红色性状 说明父本产生的配子中有部分含有基因b 这可能是基因突变的结果 但这种可能性很小 故a项解释不是最合理 也可能是减数第一次分裂时非姐妹染色单体之间交叉互换的结果 这种情况最为常见 d项解释最合理 答案 d 解析 玉米为单子叶植物 其种子中的淀粉主要存在于胚乳中 b错误 多倍体植株所结果实较大 营养物质含量丰富 a正确 三倍体无子西瓜由于减数分裂时联会紊乱 不能形成正常配子 c正确 大豆种子子叶中储存有大量营养物质 可供大豆种子萌发时使用 d正确 答案 b 3 2012 海南高考 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 本题考查染色体结构变异的知识 由纯合非糯非甜粒与糯性甜粒玉米杂交 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可知 玉米非糯对糯性为显性 非甜粒对甜粒为显性 且控制这两对相对性状的基因位于两对同源染色体上 遵循自由组合定律 f1的基因组成可图示为如图1 在偶然发现的一个杂交组合中 由某一f1植株自交后代只有非糯非甜粒和糯性甜粒2种表现型可知 此控制两对相对性状的两对等位基因不遵循自由组合定律 可能的原因是 该两对相对性状的基因发生了染色体易位 其f1的基因组成可图示如图2或图3 故a选项较为合理 而b c d选项均不能对遗传现象作出合理的解释 答案 a 4 2012 广东高考 科学家用人工合成的染色体片段 成功替代了酵母菌的第6号和第9号染色体的部分片段 得到的重组酵母菌能存活 未见明显异常 关于该重组酵母菌的叙述 错误的是 a 还可能发生变异b 表现型仍受环境的影响c 增加了酵母菌的遗传多样性d 改变了酵母菌的进化方向 解析 本题主要考查生物变异和进化的相关知识 重组的酵母菌还可能发生基因突变和染色体变异 a正确 表现型是基因型和环境相互作用的结果 b正确 重组酵母菌的遗传物质发生了改变 增加了酵母菌的遗传多样性 c正确 生物进化的方向是由自然选择决定的 染色体变异不能改变酵母菌的进化方向 d错误 答案 d 5 2012 广东高考 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