必修二 第四单元 第一讲 生物变异.ppt

《必修二 第四单元 第一讲 生物变异.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《必修二 第四单元 第一讲 生物变异.ppt（94页珍藏版）》请在三一文库上搜索。

1、第四单元 生物的变异与育种,1整合：生物变异是生物进化的重要内因，它与细胞增殖密切相关，在生产和生活中应用广泛，因此，要将生物变异与细胞增殖、遗传物质的传递(复制)、育种和人类遗传病等问题有机整合，构建合理的知识体系。,2理论联系实际：将基本原理寓于基本的生产活动和生活现象中，从实际问题出发，寻求解决问题的理论依据。尝试将育种原理与育种实践结合起来，以促进对理论原理的理解，增强实践活动的目的性，提高创新能力。,3比较：不同的变异的来源、特点、价值各不相同，不同的遗传病有不同的遗传规律，不同的育种技术具有不同的原理、方法、优势。通过比较，弄清彼此的本质属性和特点，为解决相关问题提供有效的理论指导

2、。,1.基因突变与人工诱变 (1)基因突变,显性突变：如aA，该突变一旦发生即可表现 相应性状 隐性突变：如Aa,突变性状一旦在生物个体中 表现出来，该性状即可稳定遗传,自然突变：即在自然状态下发生的基因突变诱发突变：即在人工条件下诱发的基因突变,(2)人工诱变,2基因突变的分子机制,3基因突变的结果 基因突变引起基因“质”的改变，产生了原基因的等位基因，改变了基因的表现形式，如由Aa(隐性突变)或aA(显性突变)，但并未改变染色体上基因的数量和位置。,(1)基因突变与氨基酸改变的对应关系,(2)基因突变与性状改变 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： 若突变发生于真核

3、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。,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。 若基因突变为隐性突变，如AA中其中一个Aa，此时性状也不改变。,(1)基因突变的“随机性” 时间上的随机：它可发生于生物个体发育的任何时 期，甚至在趋于衰老的个体中也很容易发生，如老年 人易得皮肤癌等。 部位上的随机：基因突变既可发生于体细胞中，也可 发生于生殖细胞中。若为前者，一般不传递给后代，若 为后者，则

4、可通过生殖细胞传向子代。 (2)基因突变是染色体上某一位点的基因发生改变，在光学 显微镜下观察不到。,1(2010泰安质检)如果细菌控制产生某种“毒蛋白” 的 基因发生了突变，突变造成的结果使其决定的蛋白质的 部分氨基酸变化如下： 基因突变前：甘氨酸 谷氨酸 丙氨酸 苯丙氨酸 谷氨酸 基因突变后：甘氨酸 谷氨酸 天冬氨酸 亮氨酸 赖氨酸,根据上述氨基酸序列确定突变基因DNA分子的改变是( ) A突变基因为一个碱基腺嘌呤替换为鸟嘌呤 B突变基因为一个碱基胞嘧啶替换为胸腺嘧啶 C突变基因为一个碱基鸟嘌呤替换为腺嘌呤 D突变基因为一个碱基的增减,解析：基因突变前与基因突变后的氨基酸序列从第三个开始，

5、其后的氨基酸序列都发生变化。若发生一个碱基的替换，最多只可能使一个氨基酸改变，不可能使后面的多个氨基酸序列都发生变化。,答案：D,1.染色体结构变异的类型,2染色体数目的变异 (1)染色体组：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、遗传和变异的全部遗传信息。 要构成一个染色体组，应具备以下条件： 一个染色体组中不含同源染色体。 一个染色体组中所含的染色体形态、大小和功能各不相同。 一个染色体组中含有控制一种生物性状的一整套基因， 但不能重复。,(2)单倍体与多倍体的比较,(3)单倍体与多倍体的形成 多倍体形成 a自然多倍体：,b人工

6、诱导多倍体： 正在萌发的种子或幼苗 抑制纺锤体形成 染色体不分离 细胞中染色体加倍 多倍体植物。 c规律：不论是自然多倍体还是人工诱导多倍体，各种影响因素均在分裂前期抑制了纺锤体形成，最终导致细胞中染色体数目加倍。,单倍体产生 a自然单倍体：由未受精的卵细胞直接发育而来(如雄蜂)。 b人工诱导单倍体：花药离体培养。 c规律：不论自然单倍体还是人工诱导单倍体，均是由未受精的有性生殖细胞发育而成(为单性生殖)。,染色体组数目的判别 细胞内形态相同的染色体有几条，则含有 几个染色体组，如右图所示。 根据基因型来判断。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，如基因型

7、为AAaaBBbb 的细胞或生物体含有4个染色体组。,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 。例如，果蝇体细胞中有8条染色 体，分为4种形态，则染色体组的数目为2个。,2(2010济宁质检)某些类型的染色体结构和数目的变异， 可通过对细胞有丝分裂中期或减数第一次分裂时期的观 察来识别。a、b、c、d为某些生物减数第一次分裂时期 染色体畸变的模式图，它们依次属于 ( ),A三倍体、染色体片段增加、个别染色体数目变异、染 色体片段缺失 B三倍体、染色体片段缺失、个别染色体数目变异、染 色体片段增加 C个别染色体数目变异、染色体片段增加、三倍体、染 色体片段缺失 D染色体片段缺失

8、、个别染色体数目变异、染色体片段 增加、三倍体,解析：第一个图三对同源染色体，有两对是2条染色体，一对是3条染色体，说明是个别染色体数目变异。第二个图一条染色体多一部分4，属于重复。第三个图同源染色体均为三个，染色体组成倍地增加为三倍体。第四个图 一条染色体缺少一部分3，所以属于缺失。,答案：C,3(2010泰安模拟)利用多倍体育种获得无子西瓜和用生长 素处理获得无子番茄，下列有关叙述正确的是 ( ) A无籽西瓜属于单倍体植株 B三倍体西瓜无子的变异属于不能遗传的变异 C生长素处理获得番茄无子的变异属于不能遗传的变 异 D无籽番茄植株扦插后长出的植株仍结无子果实,解析：无子西瓜属于多倍体植株；

9、三倍体西瓜无子的变异是由于染色体变异引起的，属于可遗传变异；无子番茄是利用生长素促进子房发育成果实而获得的，遗传物质未变，扦插后长出的植株不会结无子果实。,答案：C,1.基因重组过程,2基因重组的结果：产生了新的基因型，大大丰富了变 异的来源。 3基因重组与基因工程 基因工程也属于控制不同性状的基因重新组合，属于 非自然的基因重组，可以发生在不同种生物之间，能 够定向改变生物性状。,4(2009连云港质检)如图是某个二倍体动物的几个细胞 分裂示意图(数字代表染色体，字母代表染色体上带 有的基因)。据图判断不正确的是（双选） ( ),.,A该动物的性别是雄性的 B乙细胞表明该动物发生了基因突变或

10、基因重组 C1与2或1与4的片段交换，前者属基因重组，后者属染 色体结构变异 D丙细胞能进行基因重组,解析：甲图中同源染色体正在分开，是减数第一次分裂的特征，且细胞质匀等分配，所以该动物为雄性。乙图中着丝点分开，而且有同源染色体，是有丝分裂的特征。丙图中着丝点正在分开，而且没有同源染色体，是减数第二次分裂的特征。由于基因重组发生在减数分裂过程中，所以乙细胞不可能进行基因重组。1与2的片段交换是同源染色体的非姐妹染色单体交叉互换，属于基因重组。1与4的片段交换，属于非同源染色体的交换，会改变染色体上基因的数目和排列顺序，属于染色体结构变异。,答案：BD,物理方法：利用各种 射线和激光 化学方法：

11、利用化学 药剂,基因突变、基因重组、染色体畸变都会引起遗传物质 的改变，均可传给后代。生物变异的联系如下：,基因突变是DNA分子水平上的变化；染色体畸变是染 色体结构或数目的变异，属于细胞水平上的变化。 同源染色体非姐妹染色单体之间的交叉互换，只是改 变了非等位基因间的连锁关系，实现了基因重组，并 未改变染色体形态、大小及基因数目，所以不是染色 体结构变异。,5(2010泰安模拟)回答下列两个问题： .随着除草剂的广泛使用，杂草逐渐出现了抗药性。下表是苋菜抗“莠去净”(一种除草剂)品系的pbs基因和对除草剂敏感品系的正常基因的部分碱基序列，以及相应蛋白质中的部分氨基酸序列。,请分析回答问题：

12、(1)抗除草剂品系的出现，是由于正常的敏感品系发生了基因突变，导致_。 (2)从部分DNA碱基的变化，可推知密码子的变化是_。 (3)若抗除草剂品系基因控制合成蛋白质的mRNA成分如下表，则mRNA中含有_个尿嘧啶，控制蛋白质合成的基因中腺嘌呤和鸟嘌呤共有_个，mRNA形成场所是_。,.某育种学家在农田中发现一株大穗不抗病的小麦(控制麦穗大与小的基因分别用D、d表示，控制不抗病与抗病的基因分别用T、t表示)自花传粉后获得160粒种子，这些种子发育成的小麦中有30株为大穗抗病，有x(x0)株为小穗抗病，其余都不抗病。分析回答下列问题：,(1)30株大穗抗病小麦的基因型为_，其中从理论上推测能稳定

13、遗传的约为_株。 (2)上述育种方法是_。利用该株大穗不抗病小麦选育能稳定遗传的大穗抗病小麦的过程经常采用的育种方法是_，其具体步骤是： a_ b_ c_ (3)采用_方法可以鉴定出抗病植株。,解析：.(1)抗除草剂品系的出现，是由于基因突变导致基因所控制合成的蛋白质发生改变的缘故，即第228位上的氨基酸的替换(或丝氨酸被丙氨酸替换)。(2)DNA转录形成了信使RNA，根据部分DNA碱基的变化，可以推知密码子的变化。(3)根据mRNA中碱基数量关系知AG3300，U6600，C1100，所以控制蛋白质合成的基因中AGmRNA中的所有碱基之和11000,.(1)根据题意，大穗不抗病的植株自花传粉

14、后得到的后代有大穗抗病、小穗抗病和不抗病等植株，可以推知其基因型为DdTt。其子代中的大穗抗病的基因型为D_tt，为DDtt或Ddtt。在D_tt中，能稳定遗传的个体占1/3，约有10株。(2)单倍体育种中，先要采集花药进行离体培养，形成单倍体幼苗，然后用一定浓度的秋水仙素溶液处理幼苗使其染色体数目加倍，待加倍后的植株成熟后，选大穗抗病的个体即可。 (3)要想鉴定抗病植株，可以采用病原体侵染的方法进行。,答案：.(1)第228位上的氨基酸的替换(或丝氨酸被丙氨酸替换) (2)UCAGCA (3)6600 11000 细胞核 .(1)DDtt或Ddtt 10 (2)杂交育种 单倍体育种 a采集该

15、株小麦的花药(或花粉)进行离体培养获得单倍体幼苗 b用一定浓度的秋水仙素溶液处理幼苗使其染色体加倍 c选出大穗抗病个体 (3)病原体感染,细胞的有丝分裂与减数分裂都可能产生可遗传的变异，其中仅发生在减数分裂过程的变异是 ( ) A染色体不分离或不能移向两极，导致染色体数目 变异 B非同源染色体自由组合，导致基因重组 C染色体复制时受诱变因素影响，导致基因突变 D非同源染色体某片段移接，导致染色体结构变异,解析 染色体移向两极的现象在两种分裂方式中都有出现。非同源染色体的自由组合只发生在减数分裂过程。只要有DNA复制就可能发生基因突变。染色体变异可发生在任何真核细胞中。,答案 B,基因突变对后代

16、性状的影响 (1)基因突变发生在体细胞有丝分裂过程中，突变可通过无 性生殖传给后代，但不会通过有性生殖传给后代。 (2)基因突变发生在精子或卵细胞形成的减数分裂过程中， 突变可能通过有性生殖传给后代。 (3)生殖细胞的突变率一般比体细胞的突变率高，这是因为 生殖细胞在减数分裂时对外界环境变化更加敏感。,下图中和表示发生在常染色体上的变异。和所表示的变异类型分别属于 ( ),A重组和易位 B易位和易位 C易位和重组 D重组和重组,解析 图表示的是同源染色体形成的四分体发生了非姐妹染色单体的交叉互换，属于基因重组。图表示染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上，属于染色体结构变异中的易位。,答案

17、 A,甲磺酸乙酯(EMS)能使鸟嘌呤(G)的N位置上带有乙基而成为7乙基鸟嘌呤，这种鸟嘌呤不与胞嘧啶(C)配对而与胸腺嘧啶(T)配对，从而使DNA序列中GC对转换成AT对。育种专家为获得更多的变异水稻亲本类型，常先将水稻种子用EMS溶液浸泡，再在大田种植，通常可获得株高、穗形、叶色等性状变异的多种植株。请回答下列问题。,(1)经过处理后发现一株某种性状变异的水稻，其自交后代中出现两种表现型，说明这种变异为_突变。 (2)用EMS浸泡种子是为了提高_，某一性状出现多种变异类型，说明变异具有_。 (3)EMS诱导水稻细胞的DNA发生变化，而染色体的_不变。,(4)经EMS诱变处理后表现型优良的水稻

18、植株也可能携带有害基因，为了确定是否携带有害基因，除基因工程方法外，可采用的方法有_、_。 (5)诱变选育出的变异水稻植株还可通过PCR方法进行检测，通常该植株根、茎和叶都可作为检测材料，这是因为_。,解析 (1)该题主要涉及自交后代表现型的类型判断，如果后代只有一种表现型，则为隐性突变，否则为显性突变。(2)用EMS溶液浸泡种子，属于人工诱变育种，可以提高种子的基因突变频率；当有多种类型出现时，说明EMS诱导出了多种性状，说明基因突变的不定向性。(3)由题意可知EMS主要与碱基发生改变有关，而与染色体畸变所涉及的结构与数目无关。(4)该题主要涉及生物学技术，将有害基因通过表现型表达出来，从而

19、进行判断。(5)一株植物体上全部体细胞的基因型几乎是相同的，从而进行判断。,答案 (1)显性 (2)基因突变频率 不定向性 (3)结构和数目 (4)自交 花药离体培养形成单倍体、秋水仙素诱导加倍形成二倍体 (5)该水稻植株体细胞基因型相同,(1)正常进行有丝分裂的组织细胞，在分裂后期着丝粒分 裂后，子染色体在纺锤体作用下分别移向两极，进而 平均分配到两个子细胞中去； (2)低温可抑制纺锤体形成，阻止细胞分裂，导致细胞染 色体数目加倍。,根尖培养：将洋葱等材料放在装满清水的广口瓶上，底部 接触水面，置于适宜条件下，使之生根 低温诱导：待不定根长至1 cm时，将整个装量放入冰箱的 低温室内（4），

20、诱导培养36 h 材料固定：剪取根尖约0.51 cm，放入卡诺氏液中浸泡 0.51 h，固定其形态，然后用95%酒精冲洗2次, 制作装片：解离漂洗染色制片（同观察植物细 胞的有丝分裂） 观察：先用低倍镜观察，找到变异细胞，再换用高倍镜 观察,(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。,(2009广州综测)已知西瓜的染色体数目2n22，请根据下

21、面的西瓜育种流程回答有关问题：,(1)图中过程所用的试剂分别是：_和_。 (2)培育无子西瓜A的育种方法称为_。 (3)过程中形成单倍体植株所采用的方法是_。该过程利用了植物细胞的_性。 (4)为确认某植株是否为单倍体，应在显微镜下观察根尖分生区细胞的染色体，观察的最佳时期为_。,解析 秋水仙素的功能是抑制纺锤体的形成，染色体不能被拉向两极，染色体加倍。生长素能刺激子房膨大形成果实。无子西瓜的染色体组有三个，是三倍体，这种育种方式属于多倍体育种。,答案 (1)秋水仙素 生长素 (2)多倍体育种 (3)花药离体培养 全能 (4)有丝分裂中期,随堂高考 1(2009江苏高考)在细胞分裂过程中出现了

22、甲、乙2种 变异，甲图中英文字母表示染色体片段。下列有关叙述正确的是 ( ),甲图中发生了染色体结构变异，增加了生物变异的多样性 乙图中出现的这种变异属于染色体畸变 甲、乙两图中的变化只会出现在有丝分裂中 甲、乙两图中的变异类型都可以用显微镜观察检验 A B C D,解析：由甲图染色体上的基因排序变化可知，染色体发生了结构变异，该变异既可以发生在减数分裂过程，也可以发生在有丝分裂过程中。乙图是发生在有丝分裂后期，染色体没有平均分配而导致的染色体数目变异。染色体结构变异和数目变异均可在显微镜下直接观察到。,答案：C,2(2008宁夏高考)以下有关基因重组的叙述，错误的是 ( ) A非同源染色体的

23、自由组合能导致基因重组 B非姐妹染色单体的交换可引起基因重组 C纯合体自交因基因重组导致子代性状分离 D同胞兄妹间的遗传差异与父母基因重组有关,解析：基因重组主要包括非同源染色体的自由组合与同源染色体的非姐妹染色单体的交叉互换；纯合体自交子代不发生性状分离；同胞兄妹间的遗传差异主要来自父母染色体的基因重组。,答案：C,3(2008广东高考)正常双亲产下一头矮生雄性牛犊，以 下解释不可能的是 ( ) A雄犊营养不良 B雄犊携带X染色体 C发生了基因突变 D双亲都是矮生基因的携带者,解析：生物的变异可能是不遗传的变异，如营养不良造成的。生物的变异也可能是可遗传的变异，由遗传物质的改变所引起，如基因

24、突变或等位基因分离引起的性状分离。所有雄性牛犊的性染色体都为XY，故不可能是因为携带了X染色体而表现为矮生的性状。,答案：B,4(2008广东高考)关于多倍体的叙述，正确的是( ) A植物多倍体不能产生可育的配子 B八倍体小黑麦是用基因工程技术创造的新物种 C二倍体植株加倍为四倍体后，营养成分必然增加 D多倍体在植物中比动物中更常见,解析：植物的四倍体、六倍体、八倍体等能产生可育的 配子；八倍体小黑麦是利用异源多倍体育种的方法培育的；二倍体植物加倍为四倍体后，营养成分不一定增加。,答案：D,5(2008广东理基)有关基因突变的叙述，正确的是 ( ) A不同基因突变的频率是相同的 B基因突变的方

25、向是由环境决定的 C一个基因可以向多个方向突变 D细胞分裂的中期不发生基因突变,解析：基因突变具有不定向性，一个基因可以向多个不同方向突变；突变由环境因素诱导，但其不决定基因突变的方向；突变是随机的，多发生在间期DNA分子复制时，但在其他时期也可能发生。,答案：C,6(2008广东高考)如果一个基因的中部缺失了1个核苷酸 对，可能的后果是(多选) ( ) A没有蛋白质产物 B翻译为蛋白质时在缺失位置终止 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，缺失部位以后的氨基酸序列发 生变化,解析：一个基因的中部缺失一个核苷酸(或碱基)对，属于基因突变，突变基因仍可能表达产生蛋白质产物；也有可

26、能在翻译合成蛋白质的过程中，在缺失位置相应mRNA上的碱基变为终止密码，从而使蛋白质的合成终止，则所控制合成的蛋白质减少了多个氨基酸；还有可能在缺失部位开始往后相应mRNA上氨基酸的密码子都发生变化，从而使该缺失部位以后的氨基酸序列发生变化。,答案：BCD,7(2007重庆高考)李振声院士获得了2006年度国家最高科 技奖，其主要成就是实现了小麦同偃麦草的远缘杂交， 培育出了多个小偃麦品种。请回答下列有关小麦遗传育 种的问题： (1)如果小偃麦早熟(A)对晚熟(a)是显性，抗干热(B)对不 抗干热(b)是显性(两对基因自由组合)，在研究这两对相 对性状的杂交实验中，以某亲本与双隐性纯合子杂交，

27、 F1性状分离比为11，请写出此亲本可能的基因型： _。,(2)小偃麦有蓝粒品种，如果有一蓝粒小偃麦变异株，籽粒 变为白粒，经检查，体细胞缺少一对染色体，这属于染 色体变异中的_变异，如果将这一变异小偃麦 同正常小偃麦杂交，得到的F1自交，请分别分析F2中出现 染色体数目正常与不正常个体的原因：_ _。,(3)除小偃麦外，我国也实现了普通小麦与黑麦的远缘杂交。 普通小麦(六倍体)配子中的染色体数为21，配子形成时处于减数第二次分裂后期的每个细胞中的染色体数为_。 黑麦配子中的染色体数和染色体组数分别为7和1，则黑麦属于_倍体植物。 普通小麦与黑麦杂交，F1体细胞中的染色体组数为_，由此F1可进

28、一步育成小黑麦。,解析：(1)某亲本与双隐性纯合子杂交，F1代性状分离比为11，则为一对相对性状的测交，只要满足一对相对性状即可满足该题的条件，因此亲本可能的基因型有AaBB、Aabb、AABb、aaBb四种。 (2)由于小偃麦籽粒变为白粒是由于体细胞缺少一对染色体，故属于染色体数目的变异，变异小偃麦同正常小偃麦杂交得到的F1代缺少一条染色体，产生的配子中1/2正常，1/2缺少一条染色体，配子间的结合方式有3种：正常配子 与正常配子、异常配子与异常配子、正常配子与异常配子，其中正常配子与正常配子结合产生正常的F2代；异常,配子与异常配子、正常配子与异常配子结合产生不正常的 F2代。 (3)减数第二次分裂后期的着丝点分裂，染色体加倍，但是还没有分配到两个配子中去，故此时的染色体数为42条；黑麦的配子染色体组数为1，则体细胞染色体组为2，为二倍体；普通小麦为六倍体，配子中含3个染色体组，黑麦为二倍体，产生的配子含一个染色体组，结合后的F1代体细胞中的染色体组数为4。,答案：(1)AaBB、Aabb、AABb、aaBb (2)数目 原因：F1 代通过减数分裂能产生正常与不正常的两种配子；正常配子相互结合产生正常的F2代；不正常配子相互结合、正常 配子与不正常配子结合产生不正常的F2代 (3)42 二 4,