高三生物一轮复习课件 变异和生物育种

生物的变异可遗传变异不可遗传变异基因突变基因重组染色体变异新基因新的基因组合方式染色体上新的基因的数量和排列方式均与基因有关基因突变概念DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失，而引起的基因结构的改变什么叫基因结构？基因中碱基对数量和排列顺序非基因区段主要作用是对基因的表达进行调控碱基对的改变不会改变基因的结构,不属于基因突变.但可能影响基因表达.三种方式中对表达产物影响最小的方式是什么？替换对表达产物影响最小GAAUACGCC谷氨酸-酪氨酸-丙氨酸基因mRNA蛋白质GAAUACGCG谷氨酸-酪氨酸-丙氨酸GAAUGCGCC谷氨酸-半胱氨酸-丙氨酸GAAUAGGCC谷氨酸替换1个碱基对对表达产物的影响是什么？不改变氨基酸、改变1个碱基、改变终止密码子的位置（提前出现或者延后出现）CTTATCCGGGAATAGGCC模板CTTACGCGGGAATGCGCC模板CTTATGCGCGAATACGCG模板CTTATGCGGGAATACGCC模板增添和缺失几个碱基对影响最小？（＞0）3个CTTTAACGGGAAATTGCCGAAAUUGCC谷氨酸-异亮氨酸-丙氨酸基因mRNA蛋白质CTTTAACGCGAAATTGCGAAAUUGCC赖氨酸-亮氨酸CTTTAACGGGAAATTGCCAAUUGCC天冬氨酸-半胱氨酸CTTTAACGCGAAATTGCGAUUGCC异亮氨酸-丙氨酸基因突变概念DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失，而引起的基因结构的改变时期任何时期主要发生在分裂间期（DNA复制时）为什么主要发生在DNA复制时?DNA复制时双螺旋会解开,稳定性降低射线中含有较高能量,打击到DNA上会导致DNA断裂,此过程中会丢失或增加部分碱基基因突变类型内因：DNA分子复制时偶尔发生错误（自发突变外因：物理因素-损伤DNA化学因素-改变碱基生物因素-影响宿主细胞的DNA某些化学物质会改变碱基的性质.若某物质X能让G识别并和A配对,那么X物质处理分裂中的细胞,分裂几次能完成碱基对的替换?若某物质Y能让G无法和任何碱基配对,那么Y处理分裂中的细胞,会发生哪种类型的基因突变,第几次分裂时出现基因突变的细胞?基因突变结果产生新的基因等位基因的种类将突变类型分为显性突变（aa→Aa）隐性突变（AA→Aa）新基因表达产物不同且控制着相对性状产生的新基因属于等位基因产生原因是：密码子具有简并性新的基因表达产物完全相同且控制着相同性状（同义突变）若突变后多肽链延长或缩短，原因是？突变导致编码的mRNA中终止密码子延后或者提前出现。因为干旱环境的作用，个体会向着耐旱性更强的方向突变。突变具有不定向性，不会向特定方向发生变异，但是生物会向着特定方向进化突变体中大部分都会因适应环境而被保留。基因突变特点意义普遍性：自然界中普遍存在随机性：可以发生在任何时期任何DNA…不定向性：基因可以向不同的方向发生低频性：频率很低少利多害性：大多数都是有害的新基因的产生途径生物变异的根本来源生物进化的原始材料生物可遗传变异均与基因有关，而新基因的产生途径是基因突变生物进化的基本单位是生物进化的原材料是生物进化的方向是生物进化的本质是种群突变和基因重组产生的可遗传变异自然选择决定的是定向的种群基因频率的定向改变突变具有少利多害性，大部分都会因不适应环境被淘汰基因突变产生的性状的多害性，在任何时期都有害。突变的利和害都是相对的，是生物是否适应当前环境的表现。基因突变实例镰刀型细胞贫血症淀粉分支酶基因CFTR基因……应用诱变育种青霉素高产菌株利用物理因素或化学因素来处理生物，使生物发生基因突变“黑农五号”大豆品种基因重组概念生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因的重新组合时期有性生殖过程中减数第一次分裂前期减数第一次分裂后期类型交叉互换同源染色体非姐妹染色单体交换部分片段同一条染色体上的非等位基因组合多样配子中基因组成多样自由组合非同源染色体自由组合配子中非同源染色体上的非等位基因组合方式多样R型细菌转化为S型细菌转基因技术原理均是基因重组基因重组实质控制不同性状的基因（非等位基因）重新组合结果产生新的基因型，导致重组性状的出现意义生物变异的来源之一有利于生物进化生物多样性的重要原因个体新的基因型配子新的基因型雌雄配子随机结合基因重组新的基因型、表现型生物进化原材料丰富经过自然选择、共同进化形成生物多样性基因重组应用杂交育种杂交水稻、荷斯坦牛……将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起，在经过选择培育，获得新品种的方法。基因工程抗虫棉、产胰岛素大肠杆菌……按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向地改造生物的遗传性状。判断细胞图像所示的时期、细胞名称和变异类型减数第二次分裂后期减数第一次分裂前期减数第一次分裂后期有丝分裂后期减数第二次分裂中期次级精母细胞、极体初级精母/卵母细胞初级精母细胞体细胞次级精母/卵母细胞、极体基因重组或基因突变基因重组基因突变基因突变染色体变异（易位）染色体变异染色体结构变异染色体数目变异实验染色体结构变异大多数对生物体不利，甚至会导致生物体死亡类型原因结果实例缺失染色体部分片段缺失染色体缺失部分基因果蝇的缺刻翅的形成、猫叫综合征重复染色体增加某一片段（重复出现）染色体部分基因重复出现、数量增加果蝇的棒状眼的形成易位染色体部分片段移接到另一条非同源染色体上染色体上基因的数量和排列改变夜来香倒位染色体某一片段颠倒染色体上的基因排列改变略细胞缺失部分基因细胞中部分基因数量增加细胞中基因数量不变，排列改变细胞中基因数量不变，排列改变倒位重复易位重复缺失染色体数目变异概念生物染色体数目发生改变，从而产生的可遗传变异。个别染色体的增加或减少21三体综合症特纳氏综合症多了一条21号染色体少了一条X染色体染色体数目以染色体组的形式成倍的增加或减少单倍体二倍体多倍体染色体组染色体组一组非同源染色体，在形态和功能上各不相同，但又互相协调，共同控制生物的生长、发育、遗传和变异一般染色体数目写作2N，意为细胞中共有2个染色体组，每组N条非同源染色体判断判断4N=83N=92N=6N=4AAaBbbAaaaBBbbDDDd3N=64N=12单倍体二倍体多倍体发育起点植株特点体细胞染色体组数配子受精卵受精卵植株弱小，高度不育正常可育茎秆粗壮；叶片、果实和种子较大；营养物质含量丰富和配子一致；≥12≥3形成原因单性生殖花药离体培养环境变化（低温）秋水仙素处理花药离体培养秋水仙素处理原理植物细胞具有全能性秋水仙素能抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞两极，从而引起细胞内染色体数目加倍已分化的细胞，仍然具有发育成完整个体的潜能对象花药/雄配子单倍体：幼苗二/多倍体：萌发的种子或幼苗分裂旺盛实验低温诱导染色体数目变异（P88）原理试剂及作用卡诺氏液操作流程改良苯酚品红质量分数为15%的盐酸质量分数为95%的酒精诱导培养固定制作装片观察解离→漂洗→染色→制片低倍镜→高倍镜1．二倍体西瓜幼苗的基因型为Aa，则用秋水仙素处理后形成的四倍体为纯合子(×)2．固定细胞后所用的冲洗试剂与解离后所用的漂洗试剂是一样的(×)3．染色体之间发生的片段互换属于染色体结构变异(×)4．制作根尖细胞的临时装片时，制作基本步骤是解离→漂洗→染色→制片(√)5．低温处理和利用秋水仙素处理材料的原理是相同的(√)6．低温诱导染色体数目加倍时温度越低效果越显著(×)7．单倍体的体细胞中一定只含一个染色体组(×)8．用秋水仙素处理单倍体植株后得到的一定是2个染色体组(×)9．由二倍体加倍后产生的四倍体，与原来的二倍体是同一个物种(×)10．基因型为Abcd的生物体一般是单倍体(√)11．含有两个染色体组的生物体，一定不是单倍体(×)12．基因型为aaaBBBCcc的植株一定不是单倍体(×)13．未经受精的卵细胞发育成的植物，一定是单倍体(√)14．染色体易位不改变基因数量，一般不会对个体性状产生影响。(×)15．果蝇棒状眼的形成是由染色体部分基因增加引起的基因突变。(×)16．多倍体的植株常常是茎秆粗状，叶片、果实和种子都比较大，糖类和蛋白质等营养物质的含量都有所增加。(√)17．秋水仙素能够抑制纺锤体的形成，从而使着丝点不能分裂，染色体不能分到两个子细胞。(×)18．秋水仙素是从百合科植株秋水仙的种子和球茎中提取出来的一种植物碱，有剧毒。(√)生物育种杂交育种诱变育种单倍体育种多倍体育种基因工程育种基因重组基因突变染色体变异染色体变异基因重组杂合子：杂交纯合子：杂交→自交→筛选符合要求的表现型→自交直到不发生性状分离利用物理因素或化学因素批量处理生物→筛选出有利的突变个体花药离体培养→秋水仙素处理单倍体幼苗→筛选出优良植株秋水仙素处理萌发的种子或幼苗提取目的基因→目的基因与运载体结合→将目的基因导入受体细胞→目的基因的检测与鉴定杂交育种诱变育种单倍体育种多倍体育种基因工程育种原理方法优点可以集合两个或多个品种的优良性状耗时较长可以获得新基因、新性状盲目，需要处理大量材料明显缩短育种年限技术较复杂营养器官增大发育迟缓可以定向改造生物技术含量高可能引发生态危机杂交育种诱变育种单倍体育种多倍体育种基因工程育种优缺点实例杂交水稻高产青霉菌无籽西瓜，八倍体小黑麦抗虫棉……基因工程工具：限制性核酸内切酶DNA连接酶运载体基因工程应用：作物育种药物研制环境保护基因工程争议：食品安全生态系统？？？？？？？？？Ⅰ杂交Ⅱ自交，逐代淘汰不符合要求的个体，直到不发生性状分离Ⅲ花药离体培养Ⅳ秋水仙素处理萌发中的种子或幼苗Ⅴ秋水仙素处理单倍体幼苗②→⑧

诱变育种③→⑦

基因工程育种无子西瓜的培育育种方法多倍体育种无子的原因三倍体西瓜在减数分裂过程中，由于染色体联会紊乱，不能产生正常配子。(2020·全国卷Ⅱ)关于高等植物细胞中染色体组的叙述，错误的是(

)A．二倍体植物的配子只含有一个染色体组B．每个染色体组中的染色体均为非同源染色体C．每个染色体组中都含有常染色体和性染色体D．每个染色体组中各染色体DNA的碱基序列不同(2019·北京卷)甲、乙是严重危害某二倍体观赏植物的病害。研究者先分别获得抗甲、乙的转基因植株，再将二者杂交后得到F1，结合单倍体育种技术，培育出同时抗甲、乙的植物新品种。以下对相关操作及结果的叙述，错误的是(

)A．将含有目的基因和标记基因的载体导入受体细胞B．通过接种病原体对转基因的植株进行抗病性鉴定C．调整培养基中植物激素比例获得F1花粉再生植株D．经花药离体培养获得的若干再生植株均为二倍体(2020·全国卷Ⅲ)普通小麦是目前世界各地栽培的重要粮食作物。普通小麦的形成包括不同物种杂交和染色体加倍过程，