生物的变异、育种和进化复习第一课时.ppt

《生物的变异、育种和进化复习第一课时.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《生物的变异、育种和进化复习第一课时.ppt（87页珍藏版）》请在三一文库上搜索。

1、教 材 案,第一课时 基因突变、基因重组和染色体变异,一、基因突变,二、基因重组,三、染色体变异,1.染色体结构变异,(1)概念:由 染色体结构的改变而引起的变异。,(2)类型,2.染色体数目变异,(1)类型,1) 个别染色体的增加或减少,如人类的21三体综合征, 是由于21号染色体有3条。,2)以 染色体组的形式成倍地增加或减少,如单倍体、 多倍体的形成等。,(2)染色体组,1)概念:染色体组是指细胞中的一组 非同源染色体,它,们在形态和功能上各不相同,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染色体。,2)条件: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

2、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。,一、基因突变和基因重组,1.基因突变对性状的影响,(1)改变性状,原因:突变间接引起密码子改变,最终表现为蛋白质 功能改变,影响生物性状。,实例:镰刀型细胞贫血症。,(2)不改变性状,主要有下列几种情况:,一种氨基酸可以由多种密码子决定(密码子的简并 性),当突变后的DNA转录成的密码子仍然决定同种氨 基酸时,这种突变不会引起生物性状的改变。,突变成的隐性基因在杂合子中不引起性状的改变。,某些突变虽改变了蛋白质中个别氨基酸的种类,但并 不影响该蛋白质的功能。,不具遗传效应的DNA片段中的“突变

3、”不引起性状 变异。,2.基因突变对子代的影响,(1)基因突变发生在有丝分裂过程中,一般不遗传,但有 些植物可以通过无性生殖传递给后代。,(2)如果发生在减数分裂过程中,可以通过配子传递给 后代。,3.基因突变与基因表达的联系,4.基因重组内涵和外延概念理解,(1)基因重组使控制不同性状的基因重新组合,因此会 产生不同于亲本的新类型,但只有原有的不同性状的重,新组合,并不会产生新的性状。,(2)基因重组发生的时间是减数第一次分裂的后期和四 分体时期,而不是受精作用过程中。,(3)基因重组为生物变异提供了极其丰富的来源,是形 成生物多样性的重要原因之一。,(4)基因重组在人工操作下也可实现,如基

4、因工程、肺 炎双球菌转化中都发生了基因重组。,5.基因突变和基因重组的比较,思维误区规避,1.以RNA为遗传物质的生物,其RNA上核糖核苷酸序列 发生变化,也引起基因突变,且RNA为单链结构,更易发 生突变。,2.基因突变一定产生新基因,但不一定产生新性状;基因 重组一定不产生新基因,但会产生新基因型,从而出现 不同性状的重新组合,但未改变基因的“质”和“量”。,典例1 (2011年安徽理综)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

5、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,【思路剖析】此题考查了生物的遗传变异知识点。 本题易错点有:(1)认为131I能插入或替换DNA的碱基; (2)认为甲状腺滤泡上皮细胞发生的基因突变会遗传 给下一代,不清楚基因要通过生殖才能遗传给下一代 。131I作为放射性物质,可以诱导生物变异。但不是碱 基的类似物,不能插入或替换DNA的碱基,引起基因突 变,故A、B项错;放射性物质产生射线,可以诱导基因 突变,但甲状腺滤泡上皮细胞不会产生生殖细胞,其发 生的基因突变不能

6、遗传给下一代,故D项错误。,【答案】C,二、染色体变异,1.染色体组数目的判断,(1)细胞中同种形态的染色体有几条,细胞内就含有几 个染色体组。(如图甲),(2)根据基因型判断细胞中的染色体组数目。根据细胞 的基因型确定控制每一性状的基因出现的次数,该次数 就等于染色体组数。如基因型AAaaBBbb的细胞生物,体含有4个染色体组。(如图乙),(3)根据染色体的数目和染色体的形态数来推算,染色 体组的数目=染色体数/染色体形态数。,2.二倍体、多倍体、单倍体的比较,3.多倍体的成因,自然多倍体,染色体不分离 细胞中染色体加倍 多倍体植物,4.三种可遗传变异的比较,人工诱导多倍体,正在萌发的种子或

7、幼苗 抑制纺锤体形成,思维误区规避,同源染色体上的非姐妹染色单体之间的交叉互换属 于基因重组,而非同源染色体之间的互换或某一片段 移接到另一条非同源染色体上引起的变异都属于染 色体结构变异。,5.实验:低温诱导植物染色体数目的变化,(1)实验原理:低温抑制纺锤体的形成,以致影响染色体 被拉向两极,细胞不能分裂成两个子细胞,于是染色体 数目改变。,(2)方法步骤:洋葱根尖培养固定制作装片(解离 漂洗染色制片)观察。,(3)结论:适当低温可诱导细胞中的染色体加倍。,(4)几种溶液的作用:,卡诺氏液:固定细胞的形态。,改良苯酚品红染液:使染色体着色。,解离液15%的盐酸和95%的酒精混合液(11):

8、使细 胞分离。,(5)显微镜下观察到的细胞是已被盐酸杀死的死细胞。,(6)选材应选用能进行分裂的分生组织细胞,否则不会 出现染色体加倍的情况。,6.秋水仙素的作用,在细胞有丝分裂前期(前期细胞内形成纺锤体),秋水仙 素会抑制纺锤体的形成,导致染色体不移向两极,从而 引起细胞内染色体数目加倍。在单倍体育种和多倍体 育种中,都应用了秋水仙素的这一特性。,典例2 下列说法正确的是 ( ),A.水稻(2n=24)一个染色体组有12条染色体,水稻单倍 体基因组有13条染色体,B.普通小麦的花药离体培养后,长成的植株细胞中含三 个染色体组,属于三倍体,C.番茄和马铃薯体细胞杂交形成杂种植株含两个染色体组,

9、每个染色体组都包含番茄和马铃薯的各一套染色体,D.马和驴杂交的后代骡是不育的二倍体,而雄蜂是可育 的单倍体,【思路剖析】本题考查了单倍体、单倍体基因组、植物体细胞杂交等知识,命题的意图是考查学生利用已有知识进行推理、判断的能力。理解单倍体的判定方法是该题解题的关键。水稻没有性染色体,所以其单倍体基因组有12条染色体。小麦是异源六倍体,所以其花药离体培养后得到的是含有三个染色体组的单倍体。番茄是二倍体,马铃薯是四倍体,两者体细胞杂交后得到的是异源六倍体的杂种植株。骡的两个染色体组是非同源的,所以联会紊乱导致不育,而雄蜂虽然只有一个染色体组,但是其可以通过一种 “假减数分裂”的方式产生正常的精子,

10、故是可育的。,【答案】D,1.下列生物变异的实例中,与镰刀型细胞贫血症属于同 一类型的是 ( ),A.猫叫综合征 B.21三体综合征,C.无子西瓜 D.高产青霉菌,【思路剖析】解答本题的关键是准确识记各种遗传 病的类型及其实例。镰刀型细胞贫血症是基因突变 引起的,前三个选项都是染色体数目或结构变异,高产 青霉菌的培育原理是基因突变。,【答案】D,2.下列有关生物变异的说法正确的是 ( ),A.基因中一个碱基对发生改变,则一定能改变生物的性 状,B.环境因素可诱导基因朝某一方向突变,C.一条染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体 上,属于染色体数目变异,D.自然条件下,基因重组通常发生在生殖细

11、胞形成过程 中,【思路剖析】解答本题的关键是正确理解各种变异 类型的特点。由于密码子的简并性等原因,发生基因 突变后不一定会改变生物的性状;环境因素可定向选 择性状,但不能定向诱导突变,因为突变是不定向的;C 项应属于染色体结构的变异。,【答案】D,3.下图为几种生物细胞内染色体示意图,请回答:,(1)甲图为科研机构对某人染色体进行的分析结果。请 指出该人的性别 ,从染色体组成看,该人是否 患病? ,如果患病,则患 。,(2)普通小麦的染色体组成可表示为AABBDD(如乙图,所示),则一个染色体组的染色体数为 条。若丙图表示四倍体水稻的染色体数,则由其生殖细胞直接发育成 的个体叫 。,(3)丁

12、为人工培育的八倍体小黑麦染色体图,其培育方 法是用普通小麦和黑麦(2n=14)杂交,然后用 处理得到的;与二倍体植物相比,多倍体的显著特点 是 。,(4)若将乙、丙、丁的花药离体培养成幼苗,能产生正 常后代的是 。,【思路剖析】解题的关键是看懂图和掌握各种育种 的原理与过程。(1)甲图由于性染色体是XX,所以性 别为女性,从图中知21号染色体有3条,所以患21三体 综合征(先天性愚型)。(2)普通小麦的染色体组成可 表示为AABBDD,是六倍体小麦,共有42条染色体,因 而一个染色体组的染色体数目=42/6=7。由配子发育 的个体称为单倍体。(3)普通小麦和黑麦杂交得到四,倍体小麦,再用秋水仙

13、素处理得到八倍体小黑麦。(4) 丙含有四个染色体组,其单倍体含有两个染色体组,能 产生正常后代。,【答案】(1)女 是 21三体综合征(先天性愚型) (2)7 单倍体 (3)秋水仙素 茎秆粗壮,叶片、果实 、种子都比较大,糖类、蛋白质等营养物质含量增加 (答出2条即可) (4)丙,一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分),1.(基础再现)我国研究人员发现“DEP1”基因的突变 能促进超级稻增产,这一发现将有助于研究和培育出更 高产的水稻新品种。以下说法错误的是 ( ),A.水稻产生的突变基因不一定能遗传给它的子代,B.该突变基因可能在其他农作物增产中发挥作用,C.水稻基因突变产生的性状

14、对于生物来说大多有利,D.该突变基因所表达出的蛋白质与水稻产量密切相关,体细胞中一般不会遗传给后代。,【答案】C,【思路剖析】突变大多是有害的;基因突变若发生在,2.(基础再现)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属于基因重组,C.非姐妹染色单体间的互换可能导致基因重组,D.造成同卵双生姐妹间性状上差异的主要原因是基因 重组,【思路剖析】本题考查了基因重组,命题的意图是考 查学生利用基因重组相关知识进行分析判断的能力 。该题解题的关键是理解基因重组的概念和实质。 发生性

15、状分离的根本原因是等位基因的分离;碱基的 替换、增添或缺失属于基因突变;同源染色体的非姐 妹染色单体之间的交叉互换导致基因重组;同卵双胞 胎是由同一受精卵发育形成,分裂的方式为有丝分裂, 不会发生基因重组。,【答案】C,3.(基础再现)下图表示果蝇某一条染色体上几个基因, 相关叙述中不正确的是 ( ),A.观察图示可知,基因在染色体上呈线性排列,B.图示各基因中只有部分脱氧核苷酸序列能编码蛋白,C.如含红宝石眼基因的片段缺失,说明发生了基因突变,D.基因中有一个碱基对的替换,不一定会引起生物性状 的改变,【思路剖析】由图知,基因在染色体上呈线性排列,故 A项正确;基因由编码区和非编码区组成,真

16、核细胞基 因的编码区又包括外显子和内含子,只有外显子能编 码蛋白质,故B项正确;C项中,说明发生了染色体变异, 基因突变应为基因内部碱基对的增添、缺失或改变; D项中,性状由蛋白质体现,而组成蛋白质的一种氨基 酸可以有多种密码子。,【答案】C,4.(基础再现)如果某基因的中部增添了1个核苷酸对,下 列哪一项后果的可能性最小 ( ),A.没有多肽产物,B.翻译为蛋白质时在增添位置终止,C.所控制合成的蛋白质减少多个氨基酸,D.翻译的蛋白质中,增添部位以后的氨基酸序列发生变 化,苷酸对的变化不会影响起始密码。由于“基因的中 部增添了1个核苷酸对”,不会影响起始密码,故一定 有多肽产物。如果缺失后刚

17、好形成终止密码,将出现 B项所述情况;如果终止密码在缺失的那个核苷酸对 后出现,将出现C项所述情况;由于只缺一个核苷酸对, 导致其后段三个相邻的碱基排序全部打乱,将出现D 项所述情况。,【答案】A,【思路剖析】解答本题的关键是理解基因中部某核,5.(视角拓展)用纯合的二倍体水稻品种高秆抗锈病 (DDTT)和矮秆不抗锈病(ddtt)进行育种时,一种方法是 杂交得到F1,F1再自交得到F2;另一种方法是用F1的花粉 进行离体培养,再用秋水仙素处理幼苗得到相应植株。 下列叙述正确的是 ( ),A.前一种方法所得的F2中重组类型、纯合子各占5/8、 1/4,B.后一种方法所得的植株中可用于生产的类型的

18、比例 为2/3,C.前一种方法的原理是基因重组,原因是非同源染色体 自由组合,D.后一种方法的原理是染色体变异,是由于染色体结构 发生改变,于生产的1/4。,【答案】C,【思路剖析】前一种方法为杂交育种法,原理是基因 重组,所得的F2中重组类型、纯合子各占3/8、1/4;后 一种方法为单倍体育种法,原理是染色体变异,是染色 体数目成倍的增加而不是染色体结构发生改变。F1 (DdTt)经单倍体育种后所得的植株均为纯合体,可用,6.(视角拓展)人类中有一种性别畸形,XYY个体,外貌男 性,有的智力差,有的智力高于一般人。据说这种人常 有反社会行为,富攻击性,在犯人中的比例高于正常人 群,但无定论,

19、有生育能力,2n=47,XYY。假如有一个 XYY男人与一正常女性结婚,下列判断正确的是 ( ),A.该男性产生的精子有X、Y和XY三种类型,B.所生育的后代中出现XYY孩子的几率为1/2,C.所生育的后代中出现性别畸形的几率为1/2,D.所生育的后代智力都低于一般人,【思路剖析】XYY个体产生的配子种类应为X、Y、 XY、YY四种,其比例为1111,所以与正常卵细 胞结合将产生XXY和XYY两种性别畸形,出现性别畸 形的后代比例为1/2。,【答案】C,7.(视角拓展)已知四倍体西瓜的一个染色体组含有11 条染色体;又知普通小麦是含有6个染色体组的生物,它 的每个染色体组均含有7条染色体。但四

20、倍体西瓜是 用秋水仙素处理二倍体西瓜幼苗形成的,普通小麦是由 三个物种先后杂交并经染色体加倍形成的。我们若将 体细胞中的染色体按其形态、大小、结构进行归类,则 ( ),A.四倍体西瓜和普通小麦的染色体均分为2种类型,因 为同源染色体成对存在,B.四倍体西瓜的染色体可分4种类型,普通小麦的染色 体可分6种类型,C.四倍体西瓜的染色体可分22种类型,普通小麦的染色 体可分21种类型,D.四倍体西瓜的染色体可分11种类型,普通小麦的染色 体可分21种类型,【思路剖析】四倍体西瓜是用秋水仙素处理二倍体 西瓜幼苗形成的,是同源四倍体,含四组相同的染色体 组,一个染色体组含有11条染色体,所以四倍体西瓜的

21、,染色体有11种类型;普通小麦是由三个物种先后杂交 并染色体加倍形成的,是异源六倍体,一个染色体组含 有7条染色体,三个物种的染色体组互不相同,所以普 通小麦的染色体可分21种类型。,【答案】D,8.(视角拓展)子代不同于亲代的性状,主要来自基因重 组,下列图解中哪些过程可以发生基因重组 ( ),A. B.,C. D.,质和发生时期。基因重组是指在生物体进行有性生 殖的过程中,控制不同性状的基因重新组合,故过 程中的A、a和B、b之间可以发生基因重组。过 程只能发生等位基因的分离。过程属于配子间 的随机组合。,【答案】C,【思路剖析】该题的解题关键是明确基因重组的实,9.(基础再现,14分)2

22、011年“神舟”八号发射成功并与 天宫一号完成对接。飞船上搭载了蚕卵、猪精液、农 作物种子、植物种苗等并进行了有关空间生命科学研 究。请回答问题:,(1)在挑选航天员时,航天员的遗传特征不容忽视。研 究表明,有些人由于遗传方面的原因对宇宙辐射特别敏 感,一旦受到辐射就容易出现严重的反应,甚至产生 ,导致癌症。,(2)有同学说:“神八搭载的上述物种可用于研究其基,二、非选择题(本题共4小题,共52分),因结构的改变,但猪精液是不可能发生这种变异的”。 你认为该种说法正确吗?为什么? 。,(3)搭载“神舟”八号飞船的农作物种子在微重力和宇 宙射线的作用下,易发生基因突变。科学家在此实验中 一般会选

23、择萌发的种子而不是休眠的种子,其原因是 。,(4)由于马铃薯常用品种是杂合子,农业生产上常用块,茎繁殖,如果马铃薯种子也搭乘飞船,返回后种植得到 的植株是含淀粉少的优良品种,现要选育淀粉少(Aa)抗 病(Bb)的马铃薯新品种,请你写出杂合子的马铃薯品种 间杂交育种过程。(用遗传图解表示),【答案】(1)基因突变 (2)正确,因为猪精液(精子)是 精原细胞经过减数分裂产生的,不再继续分裂,所以其 基因结构不会发生改变 (3)萌发的种子细胞分裂旺 盛,在分裂间期DNA复制过程中可能产生差错导致基 因突变 (4)见下图,10.(视角拓展,12分)科研人员围绕培育四倍体草莓进行 了探究,实验中,每个实

24、验组选取50株草莓幼苗,并以秋 水仙素溶液处理它们的幼芽,得到下图所示结果。请分 析回答相关问题:,(1)秋水仙素诱导多倍体的作用机理是 。,(2)从实验结果看,影响多倍体诱导率的因素有,诱导形成四倍体草莓适宜的处 理方法是 。,(3)鉴定四倍体草莓的方法之一是观察细胞中的染色体 数,鉴定时不宜选用当代草莓的根尖作材料,原因是 。观察时,最好选择处于分裂 期的细胞。,【思路剖析】从坐标中可以看出,处理的时间和秋水 仙素的浓度不同均能影响到多倍体的诱导率,提高诱,导率最佳的条件是用0.2%的秋水仙素溶液处理1天。 在处理幼苗时由于只处理了植物的幼芽,所以根尖中 染色体的数目不会发生变化。观察时,

25、有丝分裂中期 染色体形态固定、数目清晰,是观察的最佳时期。,【答案】(1)抑制细胞有丝分裂过程中纺锤体的形成,(2)秋水仙素浓度和处理时间 用0.2%的秋水仙素溶液 处理1天 (3)当代草莓植株的根细胞并没有经过诱导, 染色体数目没有发生加倍 中,重复孟德尔豌豆杂交实验时,发现了一个非常有趣的 现象。他选取豌豆的高茎植株与矮茎植株杂交得到 子一代,子一代全为高茎。子一代自交得子二代,子二 代出现了性状分离,但分离比并不是预期的31,而是 出现了高茎矮茎=351。他对这一现象非常感兴 趣,并利用所掌握的遗传学知识对此现象进行分析,还 设计了实验加以验证。以下是他所写的简单研究思 路,请你将其补充

26、完整。,(1)分析:这种特殊遗传现象的出现必然有其规律的特,11.(高度提升,12分)王明是一名生物爱好者,一次他在,殊性。根据遗传学知识推测产生这一现象的原因可能 是杂种子一代(Dd)变成了四倍体(DDdd)。四倍体 DDdd产生的配子有 种,配子的基因型及比例 为 。由于 受精时,雌雄配子的结合是 的,子二代出现了5 种基因型,2种表现型,表现型的比值为高茎矮茎=35 1。,(2)为证明以上分析是否正确,需通过测交实验来测定 子一代的基因型。应选择待测子一代豌豆和,豌豆进行测交实验。测交实验的结 果应该是 。,(3)进行测交实验,记录结果,分析比较得出结论。从王 明对此实验的研究过程,可看

27、出其使用的科学研究方法 为 。,【思路剖析】解此题的关键是写出四倍体DDdd所产 生的配子的种类及比值。在产生配子时,配子中的基 因只有体细胞的一半,同时4个等位基因间的分离是 随机的,进入同一个配子的是4个等位基因中的任意2,个,故产生配子的基因型及比例为DDDddd=14 1。进行测交实验时,是子一代豌豆(DDdd)和矮茎 豌豆(dd)杂交,矮茎豌豆只产生d一种配子,故测交后代 均为三倍体,表现型的比值为高茎矮茎=51。,【答案】(1)3 DDDddd=141 随机 (2)矮 茎(隐性亲本) 高茎矮茎=51 (3)假说演绎法,12.(能力综合,14分)某科研小组对野生纯合小鼠进行X 射线处

28、理,得到一只雄性突变型小鼠。对该鼠研究发现 突变性状是由位于一条染色体上的某基因突变产生的 。该小组想知道突变基因的显隐性和在染色体中的位 置,设计了如下杂交实验方案,如果你是其中的一员,将 下列方案补充完整。(注:除要求外,不考虑性染色体的 同源区段。相应基因用D、d表示。),(1)杂交方法: 。,(2)观察统计:观察并将子代雌雄小鼠中野生型和突变 型的数量填入下表。,(3)结果分析与结论:,如果A=1,B=0,说明突变基因位于 ;,如果A=0,B=1,说明突变基因为 ,且位于 ;,如果A=0,B= ,说明突变基因为隐性,且位于X 染色体上;,如果A=B=1/2,说明突变基因为 ,且位于 。

29、,(4)拓展分析:如果基因位于X、Y的同源区段,突变性状 为 ;该个体的基因型为 。,【思路剖析】根据子代的表现型来推测突变基因的 显隐性及位置。让该突变型雄鼠与多只野生型雌鼠 交配,如果突变基因位于Y染色体上,子代中雄性全为 突变型小鼠,雌性全为野生型小鼠;如果突变基因位于 X染色体上,且为显性,子代中雄性全为野生型小鼠,雌 性全为突变型小鼠;如果突变基因位于X染色体上,且,为隐性,子代中雄性全为野生型小鼠,雌性也全为野生 型小鼠;如果突变基因位于常染色体上,且为显性,子 代中雌雄性都有突变型小鼠和野生型小鼠。如果突 变基因位于X、Y染色体的同源区段,突变后性状发生 改变,说明突变性状为显性性状,该个体的基因型为 XDYd或XdYD。,【答案】(1)让突变型雄鼠与多只野生型雌鼠交配 (3)Y染色体上 显性 X染色体上 0 显 性 常染色体上 (4)显性性状 XDYd或XdYD,