2011届高考生物一轮复习课件：专题九_生物的变异与进化(必修2)

,（不变）,（改变）,可遗传变异,不可遗传变异,专题九生物的变异与进化,思考1,1、下列属于可遗传的变异的是（）玉米由于水肥充足而长得穗大粒足用生长素处理获得无籽番茄四倍体西瓜与普通西瓜杂交获得无籽西瓜用射线照射后获得的青霉素高产菌株杂交获得矮秆抗病小麦秋水仙素处理获得八倍体小黑麦普通羊群中偶尔出现的能稳定遗传的短腿安康羊利用基因工程获得的抗虫棉利用植物体细胞杂交获得的杂种植株薯茄2、这些可遗传变异依次属于什么样的原理？,整个DNA分子缺失或加倍,基因重复或缺失或位置变化,DNA分子部分区段改变(重复、缺失、倒位、易位),产生新基因（等位基因）,碱基对的改变(点突变),产生新的基因型,基因的重新组合,正确区分三种可遗传的变异,另：显微镜可观察到变化,杂交育种,诱变育种,多倍体、单倍体育种,3、下列关于变异的叙述不正确的是（）A可遗传变异的性状一定是可以遗传给后代的B多指症和白化病是由基因突变引起的男女发病几率相等的疾病C变异的产生一般是不定向的，但有些变异的产生是定向的D乳酸菌的可遗传变异的来源只有基因突变E生物变异的根本来源是基因突变请试阐述你判断的理由。,A,基因突变,一、基因突变的概念及原因：由于DNA分子中发生碱基对的增添、缺失或改变，而引起的基因结构的改变。下列变异属于基因突变的是()A、玉米籽粒播于肥沃土壤，植株结的穗大粒饱；播于贫瘠土壤，结的穗小粒瘪B、黄色饱满粒与白色凹陷粒玉米杂交，F2出现黄色凹陷粒与白色饱满粒玉米C、在野外的棕色猕猴群中出现一只白色猕猴D、小麦花药离体培养成的植株产生的变异,（狭义）,C,1.引起基因突变的因素主要有三类：物理因素、化学因素、生物因素,碱基类似物5-Br尿嘧啶（BU）引起的突变：,（5-Br尿嘧啶是核酸的代谢产物，它有两种互变的异构体，一种结构象胸腺嘧啶，另一种结构则象胞嘧啶。）,2.类型：碱基替换：同义突变、错义突变、无义突变增添或缺失：移码突变（1或2碱基缺失或插入）或密码子缺失或插入（3个碱基同时）基因突变发生在：()ADNARNA的过程中BDNADNA的过程中CRNA蛋白质的过程DRNA携带氨基酸的过程二、基因突变的时间：有丝分裂间期、减数分裂间期,B,思考:当某DNA碱基发生改变，是否一定会导致生物性状发生改变？,答：不一定。因为发生改变的碱基可能有以下两种情况：1、该碱基位于DNA无效片段上（或基因的内含子中）；2、该碱基改变后形成的密码子与原来的密码子决定同一种氨基酸。另外：若突变为原有基因的隐性基因也不会表现出来。,三、基因突变的特点：,1、基因突变在生物界具有普遍性：2、基因突变是随机发生的：如何理解？基因突变可以发生在生物个体发育的任何时期和生物体内的任何细胞。基因突变按其部位可分为体细胞突变（a）和生殖突变（b）两种，则（）Aa、b均发生在有丝分裂的间期Ba、b均发生在减数分裂的间期Ca发生在有丝分裂的间期，b发生在减数分裂第一次分裂的间期Da发生在有丝分裂的间期，b发生在减数分裂第二次分裂的间期,C,有人说：发生在体细胞中的突变和发生在生殖细胞中的突变一般都是可以传递给后代的，该话对吗？请阐述判断的理由。错，发生在生殖细胞中的突变可以通过受精作用直接传递给后代；但发生在体细胞中的突变一般是不能传递给后代的。体细胞突变通过什么方法能传递给后代？植物组织培养、克隆、植物体细胞杂交、基因工程等手段。,3、对一种生物而言，自然条件下，基因突变的频率是很低的。（生殖细胞突变率10-510-8）能否人为提高基因突变频率？如行则通过什么方法？对一个种群的基因库而言，基因突变的频率是否也很低？对生物进化有否重要意义？,等位基因iA、iB、i之间的关系如右下图，该图不能表示的叙述是()A基因突变是不定向的B等位基因的出现是基因突变的结果C等位基因之间可通过突变相互转化D这些基因的传递遵循自由组合规律上述等位基因iA、iB、i的最本质区别是（）A基因iA、iB控制显性性状，而i控制隐性性状B在减数分裂时等位基因iA与i或iA与iB或iB与i彼此分离C三者的碱基对序列不同DiA或iB均对i起显性作用,D,C,4、基因突变是不定向的,5、大多数基因突变对生物体是有害的，少数基因突变对生物体是有利的。一种果蝇的基因突变体在210C的气温下，生活能力很差，但是，当气温上升到25.50C时，突变体的生活能力大大提高了。这说明（）、突变是不定向的、突变是随机发生的、突变的有害或有利取决于环境条件、环境条件的变化对突变体都是有利的突变的有利和有害是相对的，下列对这一问题的认识，哪一项是不正确的（）A突变的利与害可因生物的不同生存环境而异B突变的利与害可因人类的需求不同而异C有的突变对生物生存有害，但对生物进化有利D有的突变对生物生存有利，对生物进化也有利,C,B,四、基因突变与生物进化：,生物的哪些方面的基因突变有利于生物的生存，从而有利于生物的进化？植物的抗病性、耐旱性、抗盐碱性等突变微生物的抗药性突变等基因突变对绝大多数个体是不利的，但却是生物进化的重要因素之一。你认为这一说法是（）A、正确。基因突变虽对多数个体不利，但它为定向的自然选择奠定了基础B、正确。基因突变虽对多数个体不利，但基因突变的方向与生物进化的方向是一致的C、不正确。因为基因突变不利于个体的繁殖，会导致物种灭绝D、不正确。因为基因突变导致个体死亡，不利于生物进化,A,果蝇有104对基因，每个基因的突变率是10-5，对于一个等数量的种群（108个）来说，每一个种群出现突变数是210410-5108=2107。这说明（）A、突变都是有害的B、突变是为生物进化产生了原材料C、每个基因的突变频率很高D、突变的有害有利不是绝对的容易在生存斗争中获胜而生存下来的生物个体是A、类似亲本的个体B、体型高大的个体C、结构复杂的个体D、具有有利变异的个体,D,B,如果一种昆虫缺乏适应变化了的环境所需要的变异,就很可能（）A退化为低等类型B进化为高级类型C发生不适应环境的变异D面临绝灭在一个气候环境多变的生态系统中，生存机会最多的种群是（）A个体最大的种群B个体最小的种群C个体差异最少的种群D个体差异最多的种群,D,D,五、基因突变与育种（诱变育种）：,1、人工诱变与微生物菌体的选育：高产青霉菌种的选育（20单位85000单位）2、高产或抗性农作物的培育相对于自然突变而言，诱变育种具有何优点？与基因工程、细胞工程育种有何区别？,缺点：有利的个体往往不多。,优点：提高突变频率，加速育种进程，大幅度改良生物性状。,1.自然界中，一种生物某一基因及其三种突变基因决定的蛋白质的部分氨基酸序列如下：基因精氨酸苯丙氨酸亮氨酸苏氨酸脯氨酸突变基因1精氨酸苯丙氨酸亮氨酸苏氨酸脯氨酸突变基因2精氨酸亮氨酸亮氨酸苏氨酸脯氨酸突变基因3精氨酸苯丙氨酸苏氨酸酪氨酸丙氨酸根据上述氨基酸序列确定这三种突变基因DNA分子的改变是（）A突变基因1和2为一个碱基的替换，突变基因3为一个碱基的增添B突变基因2和3为一个碱基的替换，突变基因1为一个碱基的增添C突变基因1为一个碱基的替换，突变基因2和3为一个碱基的增添D突变基因2为一个碱基的替换，突变基因1和3为一个碱基的增添,A,2：原核生物中某一基因的编码区起始端插入了一个碱基对。在插入位点的附近，再发生下列哪种情况有可能对其编码的蛋白质结构影响最小A.置换单个碱基对B.增加4个碱基对C.缺失3个碱基对D.缺失4个碱基对,高考真题,基因重组,基因自由组合同源染色体非姐妹染色单体间的交叉互换(注意：非同源染色体非姐妹染色单体间交叉互换是易位）,同源染色体的交叉互换,非同源染色体的自由组合,减数第一次分裂,基因突变,基因重组,本质,发生时间及原因,条件,意义,发生的可能性,基因结构改变，产生新的基因，出现新的性状,不产生新的基因，产生新的基因型，不同性状的重新组合,细胞分裂间期，DNA分子复制的时候，由于外界理化因素或自身生理因素影响引起的碱基变化,减数第一次分裂后期，非同源染色体的自由组合，和联会四分体时期同源染色体之间交换片段,外界环境条件和内部因素相互作用,有性生殖过程中进行减数分裂形成生殖细胞,生物变异的根本来源，是生物进化的原材料,生物变异的来源之一，是形成生物多样性的重要原因,突变频率低，但普遍存在,有性生殖中非常普遍,染色体变异,一.概念：光学显微镜可见的染色体结构的改变和数目的变化。,染色体结构的改变,染色体数目的改变,非整倍体,整倍体,染色体组二倍体多倍体及形成单倍体及形成,二.染色体结构的变异：,1、缺失：染色体中某一片段的缺少，片段上的基因也随之减少。,2、重复：染色体中增加了某一片段。,3、倒位：染色体中某一片段的位置颠倒了1800。,4、易位：染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上。,三.染色体数目变异：,1、细胞内个别染色体的增加或减少：,(1)增加：,如21三体综合症,(2)减少：如性腺发育不良,2、细胞内染色体数目以染色体组的形式成倍地增加或减少。,3.染色体组,雌果蝇产生的配子,雄果蝇产生的配子,（1）概念,例1：一个染色体组是指：,A.来自父方或者母方的全部染色体B.所有生殖细胞的全部染色体C.二倍体生物配子内的全部染色体D.体细胞中形态、结构彼此不相同的染色体组合,A一个染色体组中不含同源染色体。B一个染色体组中所含的染色体形态、大小和功能各不相同。C一个染色体组中含有控制生物性状的一整套基因，但不能重复。（不考虑XY染色体差异）D.二倍体生物生殖细胞中所含有的一组染色体,（2）染色体组的符合条件：,例3.有三种生物个体它们的基因型分别是AaaBBbccc、Abcd、AaBbCC，这三种生物体细胞内含有染色体组的数目分别是：,判断标准是:,细胞内形态相同的染色体有几条，则含有几个染色体组.,312,判断标准是：,在细胞或生物体的基因型中，控制同一性状的基因出现几次，则有几个染色体组。,例2.如图所示的三种细胞内各含有几个染色体组呢?,（3）怎样确认染色体组呢？,例4.韭菜细胞共有32条染色体，有8中形态，则韭菜的体细胞中含有几个染色体组呢？,4,判断标准是:,染色体组的数目=染色体数/染色体形态数。,4.与染色体组相关的几个概念,（1）如何区分单倍体、二倍体、多倍体？,例6.下列属于单倍体的是()。A、二倍体种子长出的幼苗B、四倍体的植株枝条扦插长成的植株C、六倍体小麦的花粉离体培养成的幼苗D、用鸡蛋孵化出的小鸡,例5.用花药离体培养法得到马铃薯单倍体植株,当它进行减数分裂时,能观察到染色体两两配对的现象,共有12对.据此判断该马铃薯是().A.二倍体B.三倍体C.四倍体D.六倍体,C,C,一般由未受精的卵细胞发育而来。,常用花药离体培养法。,由于外界环境条件的剧变，影响了细胞分裂时纺锤体的形成而使染色体数目加倍产生的。,秋水仙素（常用且最有效）处理萌发的种子或幼苗，影响了细胞分裂时纺锤体的形成而使染色体数目加倍产生的。,（2）单倍体和多倍体的形成,例8.下列有关水稻的叙述，错误的是（）。A.二倍体水稻含有两个染色体组。B.二倍体水稻经秋水仙素处理，可得到四倍体水稻，稻穗、米粒变大。C.二倍体体水稻与四倍体水稻杂交，可得到三倍体水稻，含有三个染色体组。D.二倍体水稻的花粉经离体培养，可得到单倍体水稻，稻穗、米粒小。,例7.某一些地区一些玉米植株比一般玉米植株早熟，生长整齐而健壮，果穗大、子粒多，因此这些植株可能是（）。A单倍体B三倍体四倍体杂交种,D,植株弱小，一般高度不育。,多倍体植株的特点：,茎杆粗壮，叶片、果实、种子比较大，营养物质丰富，但是发育迟缓结实率低,D,单倍体植株的特点：,1:无籽西瓜的培育,用秋水仙素处理二倍体西瓜幼苗得到四倍体西瓜；用二倍体西瓜与四倍体西瓜杂交，得到三倍体的西瓜种子；三倍体西瓜联会紊乱，不能产生正常的配子；三倍体西瓜的雌蕊授以二倍体西瓜的花粉后子房能发育成西瓜。,四、育种,2.普通小麦的形成过程,普通小麦,注：这也是物种形成的一种方式。,3：单倍体育种：利用高茎皱粒豌豆和矮茎圆粒豌豆培育高茎圆粒豌豆,纯合高圆DDTT,加倍,培育抗虫棉,技术要求高,可以定向改变性状（目的性强），克服远缘杂交不亲和障碍,基因拼接,基因重组,三倍体无子西瓜的培育,培育矮抗小麦,培育青霉素高产菌株,培育矮抗小麦,只适用于植物,技术复杂，需与杂交育种配合,有利变异少需大量处理供试材料,育种时间长,器官大型，营养含量高,明显缩短育种年限,提高变异频率加速育种进程,使位于不同个体的优良性状集中于一个个体上,用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗,花药离体培养,用物理或化学的方法处理生物,将具有不同优良性状的两亲本杂交、连续自交,染色体变异,染色体变异,基因突变,基因重组,5.几种主要育种方法的比较,1、针对不同生物应采用不同的育种方式，要对各种育种方式进行比较，选择简易、可操作的方式。a、动物育种一般采用杂交育种和诱变育种。b、动物杂交育种中纯合子的获得不能通过逐代自交，而应改为测交。c、比植物杂交育种所需年限短。d、植物杂交育种中纯合子的获得不能通过测交，尤其是一年生农作物，而应改为逐代自交。2、同一种育种方式应用于不同的生物也会有不尽相同的育种过程。3、学会进行各种技术方法的综合运用，比如诱变和单倍体、基因工程和胚胎工程。,注意,杂交,自交,基因重组,花药离体培养,秋水仙素,单倍体,明显缩短育种年限,用秋水仙素处理,多倍体,染色体变异,由GJ的过程中涉及到的生物工程技术有,和。,基因工程（DNA拼接技术或DNA重组技术或转基因技术）,例10.下图为五种不同育种方法示意图。据图回答：,图中A、D方向所示的途径表示育种方式，ABC的途径表示育种方式。这两种育种方式相比较，后者的优越性主要表现在。,B常用的方法为。,E方法所运用的原理是。,C、F过程中最常采用的药剂是。,杂交,单倍体,明显缩短育种年限,花药离体培养,基因突变,秋水仙素,植物组织培养技术,例11、番茄在运输和贮藏过程中，由于过早成熟而易腐烂。应用基因工程技术，通过抑制某种促进果实成熟激素的合成，可使番茄贮藏时间延长，培育耐贮藏的番茄新品种。此转基因番茄已于1993年在美国上市，请回答（1）促进果实成熟的重要激素是？它能够发生的化学反应类型有、。（2）在培育转基因番茄的操作中，所用的基因的“剪刀”是，基因的“针线”是_，基因的“运输工具”是。（3）与杂交育种、诱变育种相比，通过基因工程来培育新品种的主要优点是_、_和_。,加成氧化聚合,乙烯,限制性内切酶,DNA连接酶,运载体,目的性强,育种周期短,克服远缘杂交的障碍,基因工程,原理：,基因重组,五、人类遗传病与优生,遗传病的概念：遗传物质异常引起的先天性疾病。,遗传病的类型,单基因遗传病,遗传病的危害,我国遗传病现状：发病率1/5-1/4,危害：,严重降低人口素质给本人、家庭及社会造成严重的经济、精神负担,优生,概念：让每个家庭生育健康的孩子,措施:,禁止近亲结婚、进行遗传咨询提倡适龄生育、产前诊断,显性遗传病隐性遗传病,多基因遗传病,染色体异常遗传病,注意与先天疾病和家族性疾病的区别,请大家指出下列遗传病各属于何种类型？（1）苯丙酮尿症A.常显（2）21三体综合征B.常隐（3）抗维生素D佝偻病C.X显（4）软骨发育不全D.X隐（5）红绿色盲E.多基因遗传病（6）青少年型糖尿病F.常染色体病（7）性腺发育不良G.性染色体病,六、进化论,进化论的奠基者,1.现代进化理论的由来,意义：能科学地解释生物进化的原因，生物多样性和适应性，但不能解释遗传变异的本质及自然选择对可遗传变异的作用。,现代进化理论：以自然选择学说为核心内容,基础,动力,内因,结果,2.现代进化理论的内容,突变等位基因基因重组不定向变异微小有利变异显著有利变异基因频率的改变新物种定向进化,有性生殖,选择,多次选择、遗传积累,基本观点：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。突变和基因重组，自然选择及隔离是物种形成过程的三个基本环节，通过它们的综合作用，种群产生分化，最终导致新物种形成。在这个过程中，突变和基因重组产生生物进化的原材料，自然选择使种群的基因频率定向改变并决定生物进化的方向，隔离是新物种形成的必要条件。,例1.达尔文在加拉帕戈斯群岛上发现几种地雀，用现代进化理论解释错误的是()A经过长期的地理隔离而达到生殖隔离，导致原始地雀物种形成现在的地雀物种B生殖隔离一旦形成，原来属于同一物种的地雀很快进化形成不同的物种C这些地雀原先属于同一雀种，从南美大陆迁来后，逐渐分布在不同的群岛，出现不同的突变和基因重组D自然选择对不同的种群的基因频率的改变所起的作用有所差别。最终导致这些种群的基因库变得很不相同，并逐步出现生殖隔离,B,例2.下列关于物种的叙述，不正确的是（）A、物种是形态上类似的、彼此能交配的、要求类似环境条件的生物个体的总和B、物种是一个具有共同基因库的、与其他类群有生殖隔离的类群C、区分物种有多种依据，但最主要的是看有无生殖隔离D、不同物种的种群若生活在同一地区，也会有基因交流例3.目前转基因工程可以()A、打破地理隔离但不能突破生殖隔离B、打破生殖隔离但不能突破地理隔离C、完全突破地理隔离和生殖隔离D、部分突破地理隔离和生殖隔离,D,C,例4.下列是DDT（一种农药）对家蝇的处理实验情况：将家蝇分成多组，每组再分为A、B两部分。用DDT处理每组的A部分，而保留B部分不接触DDT。处理后，检查各组的死亡率，死亡率高的就是抗性低，反之就是抗性高。选死亡率最低的一组的B部分饲养，使之繁殖后代，把后代再按上述方法进行抗性实验。这样经过若干代后，当用DDT处理其中A组的家蝇时发现其死亡率为4，再用DDT处理这一代的B组家蝇，则：（1）B部分经DDT处理后存活率为_。（2）由实验可知，家蝇抗性的产生是_的结果。（3）从生物与环境的关系看，家蝇和DDT的关系是_。（4）DDT对家蝇的抗性的产生所起的作用称为_。,96,自然选择,生存斗争,选择,3物种：能在自然条件下相互交配并且产生可育后代的一群生物。,生物进化是指同种生物的发展变化，时间可长可短，性状变化程度不一，任何基因频率的改变，不论其变化大小如何，都属进化的范围，物种的形成必须是当基因频率的改变在突破种的界限形成生殖隔离时，方可成立。它们在基因频率的改变程度上是有很大差别的。因而隔离是物种形成的必要条件，而非生物进化的必要条件。,4共同进化和生物多样性,例5.真核生物的出现在生物进化历史上具有重要的意义，这主要表现在()结构和功能更加完善出现有丝分裂，为有性生殖的产生奠定基础通过有性生殖实现了基因重组，推动了生物进化ABCD,例6.地球上出现需氧型生物，自养型生物，真核生物的先后顺序依次为()A需氧型生物，自养型生物，真核生物B自养型生物，需氧型生物，真核生物C自养型生物，真核生物，需氧型生物D需氧型生物，真核生物，自养型生物,B,D,例7.下列叙述中不正确的一项是（）、一个物种的形成或灭绝，会影响到其他若干物种的进化B、物种之间的共同进化都是通过物种之间的生存斗争实现的C、生物多样性的形成过程，也就是新物种不断形成的过程D、捕食者的存在有利于增加物种的多样性,例8.在生物的进化历程中，捕食者与被捕食者之间的关系是（）A、不利于被捕食者，使被捕食者数量减少B、对二者均不利，双方最终都趋向消亡C、二者得失相当，和平共处D、对两者均有利，共同进化,B,D,生物进化的大致过程和规律,真核生物出现的意义：结构和功能更复杂；为有性生殖（能产生更大变异）奠定了基础。,这个种群的基因频率(包括基因型频率)一代代稳定不变，保持平衡。这就是遗传平衡定律，也称哈代温伯格平衡。,p+q=1,P代表一对等位基因中A的基因频率，q代表另一个等位基因a的基因频率,AA的基因型频率=aa的基因型频率=Aa的基因型频率=,2,5遗传平衡,30%,30%,30%,10%,60%,40%,36%,48%,16%,60%,40%,36%,24%,24%,16%,36%,48%,16%,子三代以及若干代以后，种群的基因频率和基因型频率会和子一代一样吗？,从后代的基因频率和基因型频率的计算结果中，发现了什么现象？,自然界的种群的基因频率要稳定不变，必须要满足哪几个条件？,1、种群足够大,2、种群中的个体能自由随机交配,3、没有自然选择,4、没有迁入和迁出,5、没有突变发生,根据孟德尔遗传法则，一个种群的等位基因频率，在上下代是稳定不变的，也就是说种群是稳定不变的。这种现象在自然界的种群中会发生吗？,6常染色体遗传方面的基因频率计算通过基因型计算基因频率基因频率=种群中该基因的总数种群中该等位基因的总数。例9：从某个种群中随机抽出100个个体，测知基因型为AA、Aa和aa的个体分别是30、60和10个。就这对等位基因来说，每个个体可以看做含有2个基因。那么，这100个个体共有200个基因，其中，A基因有230+60=120个，a基因有210+60=80个。于是，在这个种群中，A基因的频率为：120200=60%a基因的频率为：80200=40%,通过基因型频率计算基因频率由基因型频率数值算出结果例10：从某种生物种群中随机抽出一定数量的个体，其中基因型为AA的个体占24%，基因型为Aa的个体占72%，基因型为aa的个体占4%，基因A和基因a的频率分别是()A.24%72%B.36%64%C.57%43D.60%40%【解析】根据题意，在100个个体中，AA占24个，Aa占72个，aa占