高考生物二轮复习小专题7生物的变异、育种与进化课件.ppt

1、小专题7生物的变异、育种与进化,考纲要求: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()4.生物变异在育种上的应用()5.现代生物进化理论的主要内容()6.生物进化与生物多样性的形成(),构建网络,盘点考点,构建网络串联导思 思维串联 纵横联系,结合网络图思考问题 1.基因突变产生的原因是什么? 2.基因突变对蛋白质结构有什么影响?对生物体性状有什么影响? 3.如何运用遗传定律进行生物变异类型判断的实验? 4.生物育种中的“选择”与生物进化过程中的“选择”有什么不同?,结合网络图思考问题的提示 1.提示:基因突变的原因是DNA分子中碱基对的增添、缺失和替换

2、而引起的基因结构的改变。 2.提示:由于密码子的简并性,基因突变可能引起蛋白质结构改变,也可能蛋白质的结构不改变,可能引起生物性状的改变,也可能生物的性状不改变。 3.提示:对变异生物进行自交或测交,根据遗传定律可判断生物变异类型。 4.提示:生物育种中的“选择”是根据人们的需要进行的人工选择;生物进化过程中的“选择”是自然环境的选择,人工选择也是自然选择的一种特殊情况。,盘点考点分级突破 精准预测 高效突破,考点一可遗传变异的类型及在育种中的应用,典例引领,(2016全国卷,32)基因突变和染色体变异是真核生物可遗传变异的两种来源。回答下列问题: (1)基因突变和染色体变异所涉及的碱基对的数

3、目不同,前者所涉及的数目比后者 。,解析:(1)基因突变是指基因中碱基对的增添、缺失或改变而引起的基因结构的改变,所涉及的碱基对的数目较少,而染色体变异会涉及染色体上基因数量或排列顺序的改变,较基因突变所涉及的碱基对的数量多。 答案:(1)少,解析: (2)染色体数目变异有两类,一类是由细胞内个别染色体的增加或减少而引起的,另一类是由细胞内染色体数目以染色体组的形式成倍地增加或减少而引起的。 答案: (2)染色体,(2)在染色体数目变异中,既可发生以染色体组为单位的变异,也可发生以 . 为单位的变异。,(3)基因突变既可由显性基因突变为隐性基因(隐性突变),也可由隐性基因突变为显性基因(显性突

4、变)。若某种白花受粉植物的AA和aa植株分别发生隐性突变和显性突变,且在子一代中都得到了基因型为Aa的个体,则最早在子 代中能观察到该显性突变的性状;最早在子 代中能观察到该隐性突变的性状;最早在子 代中能分离得到显性突变纯合体;最早在子 代中能分离得到隐性突变纯合体。,答案:(3)一二三二,1.理清基因突变与生物性状的关系 (1)基因突变对生物性状的影响,归纳提升,1,(2)基因突变不一定会导致生物性状改变的原因: 基因突变后转录形成的密码子与原密码子决定的是 氨基酸。 基因突变若为 突变,如AAAa,也不会导致性状的改变。,前,后,同一种,隐性,2.辨析三类基因重组,减数第一次分裂前期,减

5、数第一次分裂后期,3.辨清两组概念 (1)染色体易位与交叉互换,同源染色体的非姐妹染色单体之间,染色体结构变异,(2)基因突变与染色体结构变异,DNA分子水平,染色体片段,基因结构改变,染色体上的基因数目或排列顺序改变,4.理解生物育种方法的程序与原理,基因突变,花药离体培养,染色体变异,基因重组,5.图解“5种”育种方法 (1)过程为 ,过程为 ,过程为基因工程育种,过程为 ,过程为 。 (2)花药离体培养不等于单倍体育种,前者终点是单倍体幼苗,而后者终点是染色体加倍后的正常植株。,杂交育种,多倍体育种,单倍体育种,诱变育种,考向攻坚,命题聚焦:近年全国卷对本考点的考查内容主要是基因突变和染

6、色体变异的特点,显性突变和隐性突变自交后代的不同,考查题型为非选择题。 考向一考查生物变异的类型和特点 1.(2017北京东城区统考)下列有关基因突变的叙述,错误的是( ) A.基因突变不一定由物理或化学因素诱发 B.亲代的突变基因不一定能传递给子代 C.突变的基因不一定有基因结构上的改变 D.子代获得突变基因不一定能改变性状,C,解析:基因突变不一定由物理或化学因素诱发,生物因素也可诱发基因突变;亲代的突变基因发生在体细胞中,就不传递给子代;突变的基因一定有基因结构上的改变;子代获得突变基因不一定能改变性状,如AA突变成Aa,生物的性状不变。,2.(2017广东汕头一模)下列关于生物变异的叙

7、述中正确的是( ) A.染色体结构变异可能发生在有丝分裂和减数分裂过程中 B.基因突变是不定向的,A基因既可突变成a基因,也可突变成B基因 C.基因重组是随机的,仅发生在减数第一次分裂后期 D.基因突变和基因重组都是生物变异的根本来源,A,解析:在有丝分裂和减数分裂过程中都可能发生染色体变异;基因突变具有不定向性,但突变后变成其等位基因,不会变成控制其他性状的基因;基因重组是随机的,可发生在减数第一次分裂的后期和减数第一次分裂前期(四分体时期);生物变异的根本来源是基因突变。,3.如图为某种生物的部分染色体发生了两种变异的示意图,图中和,和互为同源染色体,则图a、图b所示的变异( ) A.均为

8、染色体结构变异 B.基因的数目均发生改变 C.均使生物的性状发生改变 D.均可发生在减数分裂过程中,D,解析:图a为交叉互换,属于基因重组,基因的数目未发生改变,图b为易位,属于染色体结构变异,基因的数目发生改变;图a中若交叉互换的片段上含有的是相同基因,不会改变生物的性状;交叉互换和易位均可发生于减数分裂过程中。,技法总结 “三看法”判断可遗传变异的类型 (1)DNA分子内的变异 一看基因种类:基因的数目和位置未变,基因种类若发生改变,则为基因突变,由基因中碱基对的增添、缺失或替换所致。 二看基因位置:若基因的种类和数目未变,但其在染色体上的位置改变,则为染色体结构变异中的“倒位”或“易位”

9、。 三看基因数目:若基因的种类和位置未变,但基因的数目改变,则为染色体结构变异中的“重复”或“缺失”。 (2)DNA分子间的变异 一看染色体数目:若染色体的数目发生改变,可根据染色体的数目变化情况,确定是染色体数目的“整倍变异”还是“非整倍变异”。 二看基因位置:若染色体的数目和基因数目均未改变,但基因所处的染色体变为原染色体的非同源染色体,则应为染色体结构变异中的“易位”。 三看基因数目:若染色体上的基因数目不变,则为减数分裂过程中同源染色体上的非姐妹染色单体交叉互换的结果,属于基因重组。,考向二考查生物变异类型的实验探究 4.(2017东北三校模拟)玉米非糯性(W)对糯性(w)为显性,控制

10、该性状的基因位于9号染色体上。若9号染色体某一区段缺失,不影响减数分裂过程,染色体区段缺失的雄配子不育而雌配子可育。请回答: (1)该变异会使排列在9号染色体上的基因的 和 发生改变而导致性状变异。,解析:(1)染色体区段缺失会使排列在染色体上的基因的数目和排列顺序改变导致性状变异。,答案:(1)数目排列顺序,(2)现有染色体正常的糯性玉米和一条9号染色体区段缺失的非糯性玉米(该玉米不含w基因),请完善下列杂交实验以判断玉米的非糯性基因是否在缺失区段上。 选择上述材料进行杂交,其中 (填“糯性”或“非糯性”)玉米做母本; 获得F1并 ; 结果分析与判断: 若F1中非糯性糯性=11则 ; 若F1

11、 。,解析:(2)糯性玉米基因型为ww,若非糯性基因不在缺失片段上,则9号染色体区段缺失的非糯性玉米的基因型为WW,若非糯性基因在缺失片段上,则9号染色体区段缺失的非糯性玉米的基因型为WO,假设选取糯性玉米(ww)作为母本,非糯性玉米(WW/WO)作为父本,则F1均为非糯性玉米,无法判断非糯性基因型为WW还是WO,故选择非糯性作为母本;当糯性玉米(ww)作为父本,非糯性玉米(WW/WO)作为母本时,若非糯性玉米的基因型为WW,则F1均为非糯性玉米;若非糯性玉米基因型为WO,则F1非糯性糯性=11,根据F1的表现型即可判断非糯性基因是否在缺失区段上。,答案:(2)非糯性统计表现型及比例或统计性状

12、分离比控制非糯性的基因在缺失区段上全为非糯性,则控制非糯性的基因不在缺失区段上,(3)经实验证实控制玉米非糯性的基因在缺失区段上,让上述实验中所获F1自由交配,F2中基因型为ww的个体出现的概率是 。,解析:(3)经证实控制玉米非糯性的基因在缺失区段上,则F1基因型为Ww wO=11,F1自由交配,F1产生雌配子的比例为WwO=121,F1产生雄配子的比例为Ww=12,所以F2中ww基因型的比例为 = 。,答案: (3)1/3,5.(2017河北唐山、保定调研)一只红眼雄果蝇(XBY)与一只白眼雌果蝇(XbXb)杂交,子代中发现有一只白眼雌果蝇。分析认为,该白眼雌果蝇出现的原因有两种:亲本果蝇

13、在产生配子过程中发生了基因突变或X染色体片段缺失。 (注:控制某一性状的基因都缺失时,胚胎致死,各型配子活力相同) (1)甲同学想通过一次杂交的方法以探究其原因。请你帮助他完成以下实验设计。 实验步骤: ; 。 结果预测:.如果 ,则为基因突变; .如果 ,则为染色体片段缺失。,解析:(1)据题干信息,该白眼雌果蝇出现的原因有两种:即亲本果蝇在产生配子过程中发生了基因突变或X染色体片段缺失。通过杂交实验进行判断变异类型的方法是让该白眼雌果蝇与红眼雄果蝇杂交,若杂交子代中雌果蝇数与雄果蝇数比为11,则这只白眼雌果蝇的出现是由于基因突变引起的;若是X染色体缺失造成,则含缺失X染色体的雄性个体不能生

14、存,所以杂交后代的比例为雌雄=21。,答案:(1)实验步骤:这只雌果蝇与正常红眼雄果蝇交配观察并记录子代中雌雄比例 结果预测:.子代中雌雄=11 .子代中雌雄=21,(2)乙同学认为可以采用更简便的方法验证甲同学的实验结论,乙同学的方法是 。,解析:(2)可以用显微镜检查该白眼雌果蝇细胞中的X染色体形态,这种方法更简便。,答案:(2)用显微镜检查该白眼雌果蝇细胞中的X染色体形态,技法总结 变异类型的实验探究方法归纳 (1)可遗传变异与不可遗传变异的判断。 自交或杂交获得子代,子代自交或子代之间杂交,用这种方法确定变异的类型。如果子代自交或杂交的后代出现变异性状,则变异性状是由于遗传物质变化引起

15、的;反之,变异性状的出现仅是由环境引起的,遗传物质没有改变。 将变异个体和正常个体培养在相同的环境条件下,两者没有出现明显差异,则原来的变异性状是由环境引起的。 (2)染色体变异与基因突变的判别。 判别依据:光学显微镜下能观察到的是染色体变异,不能观察到的是基因突变。具体操作:制作正常个体与待测变异个体的有丝分裂临时装片,找到中期图进行染色体结构与数目的比较可以判断是否发生了染色体变异。,(3)显性突变与隐性突变的判定。 理论基础:受到物理、化学和生物因素的影响,AA个体如果突变成Aa个体,则突变性状在当代不会表现出来,只有Aa个体的自交后代才会有aa变异个体出现,因此这种变异个体一旦出现即是

16、纯合子。相反,如果aa个体突变成Aa个体,则当代就会表现出突变性状。判断方法:a.选择突变体与其他已知未突变体杂交,通过观察后代变异性状的比例来判断基因突变的类型。b.植物还可以利用突变体自交观察后代有无性状分离来进行显性突变与隐性突变的判定。,考向三考查育种方法和育种程序 6.(2017山东潍坊期末统考)某二倍体植物的基因型为AaBbDd,3对基因分别控制三对相对性状且独立遗传。以下是培育该植物新个体的两种途径: 途径:植物花粉粒单倍体幼苗个体; 途径:植物花粉粒+卵细胞受精卵个体 下列有关分析错误的是( ) A.该植物能产生8种基因型的花粉粒 B.可用低温处理单倍体幼苗获得个体 C.个体中

17、能稳定遗传的类型占1/8 D.途径可快速、简便地获得aabbdd个体,D,解析:该植物AaBbDd产生的花粉粒有222=8种类型,且比例相等;可用低温处理单倍体幼苗获得个体;个体中能稳定遗传的类型,即纯合子占1/21/21/2=1/8;基因型为AaBbDd的植株自交,F1中即可获得基因型是aabbcc的个体,是最快速、简便的方法。,7.回答下列有关育种的问题: (1)现有甲、乙、丙、丁四个品系的纯种玉米,其基因型依次为AABBGG、aaBBGG、AAbbGG、AABBgg。若想培育出AaaBBbGGG新类型,试用遗传图解表示育种的过程(要求写出配子)。,解析:(1)培育出的AaaBBbGGG新

18、类型是三倍体,而所给材料均为二倍体,因此要将其中之一(品系乙aaBBGG)用秋水仙素处理使其染色体加倍形成四倍体,然后再与二倍体(品系丙AAbbGG)杂交,可得到三倍体。,答案:(1),(2)现有水稻的两纯系品种AArr(无芒而易感病)和aaRR(有芒而抗病),两对相对性状独立遗传。为培育无芒而抗病的纯系品种(AARR),请用遗传图解表示从F1开始的最快的育种程序,并写出相应的文字说明。,解析:(2)题中要求写出从F1开始的最快的育种程序,因此要采用单倍体育种。,答案: (2),技法总结 (1)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、

19、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如土豆、甘薯等,则只要出现所需性状即可,不需要培育出纯种。 若要获得原先没有的性状,则可用诱变育种。 (2)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不通过逐代自交,而是采用测交鉴定的方法。,考点二生物进化,典例引领,(2015全国卷,32)假设某果蝇种群中雌雄个体数目相等,且对于A和a这对等位基因来说只有Aa一种基因型。回答下列问题: (1)若不考虑基因突变和染色体变异,则该果蝇种群中A基因频率a基因频率为 。

20、理论上,该果蝇种群随机交配产生的第一代中AA、Aa和aa的数量比为 ,A基因频率为 。,解析:(1)在不考虑基因突变和染色体变异的情况下,对于只有一种基因型Aa且雌雄个体数目相等的果蝇群体而言,A基因频率a基因频率=11。从理论上分析,Aa随机交配相当于Aa自交,故产生的第一代中AA、Aa、aa的数量比应为121,A基因频率为0.5。 答案:(1)111210.5,(2)若该果蝇种群随机交配的实验结果是第一代中只有Aa和aa两种基因型,且比例为21,则对该结果最合理的解释是 。根据这一解释,第一代再随机交配,第二代中Aa和aa基因型个体数量的比例应为 。,解析:(2)依据上述分析,若产生的第一

21、代中不是1AA2Aa1aa,而是2Aa 1aa,则可推知,该群体存在显性纯合子(AA)致死现象。由第一代的基因型及比例可计算A、a所占比例为A=1/3,a=2/3,故第二代中Aa和aa基因型个体数量的比例为(21/32/3)(2/32/3)=11。 答案:(2)A基因纯合致死11,归纳提升,1.理解现代生物进化理论的基本观点,种群,种群基因频率的改变,突变、基因重组,自然选择,自然选择学说,生殖隔离,地球隔离,共同进化,生物多样性,2.分析物种形成的模式图,地理隔离,如上图所示,物种4中的种群1、2、3经过长期的 ,由于 . 以及 的作用,种群基因库出现明显的差别,进而达到 ,出现了新物种1、

22、2、3。,突变,和基因重组,自然选择,生殖隔离,3.比较物种形成和生物进化的区别与联系,出现生殖隔离,基因频率改变,4.掌握基因频率和基因型频率的计算方法 (1)依据概念求基因频率 某基因的频率=此基因个数/(此基因个数+其等位基因个数)100%。 (2)已知基因型频率求基因频率 某基因的频率=此基因纯合子的基因型频率+1/2该基因杂合子的基因型频率。 若基因只位于X染色体上: X染色体上显性基因频率=(雌性显性纯合子个体数2+雄性显性个体数+雌性杂合子个体数)/(雌性个体数2+雄性个体数)。,(3)遗传平衡定律 理想条件:在一个有性生殖的自然种群中,种群 , 交配、无迁入迁出,不发生 、不发

23、生选择,基因频率 。 计算公式:(p+q)2=p2+2pq+q2=1,其中p代表A基因的频率,q代表a基因的频率,p2代表 基因型的频率,2pq代表 基因型的频率,q2代表 基因型的频率。,足够大,自由(或随机),突变,不变,AA,Aa,aa,考向攻坚,命题聚焦:近年全国卷对本专题的考查重点是现代生物进化理论的基本观点和基因频率的计算,基因频率的计算考查较为突出,考查题型有非选择题,也有选择题。 考向一考查对现代生物进化理论的理解 1.(2017山东潍坊三模)下列有关现代生物进化理论的叙述,错误的是( ) A.自然选择通过直接作用于个体的表现型,定向改变种群的基因频率 B.环境引起的变异不能为

24、生物进化提供原材料 C.新物种大都是经过长期的地理隔离,最后出现生殖隔离而形成的 D.共同进化是生物多样性形成的重要因素,B,解析:自然选择作用的是生物的表现型,选择或淘汰了某表现型的个体,定向改变了种群的基因频率;环境引起的变异有两种类型,一种是不可遗传的,另一种是可遗传的,可遗传的变异为生物进化提供了原材料;多数情况下新物种的形成是经长期地理隔离,最后形成生殖隔离,形成新物种;生物多样性主要是通过共同进化形成的。,2.(2017山东临沂统考)甲海岛的某种鸟部分迁徙到相互隔绝的乙、丙两海岛上,下图为刚迁入时和多年后决定羽毛颜色相关基因的调查结果(B黑色、B1黄色、b灰色)。下列推测正确的是(

25、 ) A.三个海岛上的这种鸟因长期地理隔离导致生殖隔离 B.鸟类迁入新海岛后与天敌和无机环境共同进化 C.甲、丙两个海岛环境相同决定羽毛颜色朝着相同方向进化 D.乙岛上B1基因的出现是羽毛颜色基因发生定向突变的结果,解析:三个海岛上的这种鸟因长期地理隔离导致基因频率改变,但不一定出现生殖隔离;海岛上鸟类与天敌之间,鸟类与无机环境之间共同进化;甲海岛上B基因频率增加,丙海岛上B基因频率降低,进化方向不同;基因突变是不定向的。,B,规律总结 生物进化与物种形成的两个标志和三个环节,(1)两个标志,(2),考向二考查基因频率的计算 3.某大型封闭种群中基因型为AA个体占30%,A占60%(没有自然选择和突变),则( ) A.自交三代后种群中A基因频率发生改变 B.随机交配三代后种群A基因频率发生改变 C.自交三代后种群中AA基因型频率发生改变 D.随机交配三代后种群中AA的基因型频率发生改变,C,解析:由于此种群是大型封闭种群(没有自然选择和突变),所以无论是自交还是随机