2013新课标高考生物二轮复习专题课件：4-3 变异、育种与进化

专题四遗传、变异和进化第三讲变异、育种与进化影像考纲(1)基因重组及其意义Ⅱ(2)基因突变的特征和原因Ⅱ(3)染色体结构变异和数目变异Ⅰ(4)生物变异在育种上的应用Ⅱ(5)转基因食品的安全Ⅰ(6)现代生物进化理论的主要内容Ⅱ(7)生物进化与生物多样性的形成Ⅱ影像考纲重温生物学术语，让你的答题更规范、更专业、更能打动阅卷老师！可遗传变异体细胞突变生殖细胞突变普遍性低频性随机性不定向多害少利交叉互换非等位基因自由组合单倍体二倍体多倍体单倍体基因组发病率遗传方式基因频率基因型频率物种种群共同进化地理隔离生殖隔离核心术语基础检索网构基础将“网构基础”图空填好，并以此回顾本讲相关知识，检索知识查缺补漏！基础检索填充记要①普遍性、低频性、不定向性、随机性、多害少利性②产生新的基因③减Ⅰ的四分体和后期④只产生新基因型，不产生新基因⑤缺失、易位、颠倒、重复⑥基因重组⑦基因突变⑧染色体变异⑨基因重组⑩种群⑪自然选择⑫隔离⑬物种多样性连接处思考(1)基因突变和基因重组在生物进化上分别占有什么地位？(2)病毒、原核生物和真核生物的变异来源有什么不同？连接处思考(1)①基因突变可产生新的基因，为进化提供了原始材料，是生物变异的根本来源。②基因重组的变异频率高，为进化提供了广泛的选择材料，是形成生物多样性的重要原因之一。(2)①病毒的可遗传变异的来源——基因突变。②原核生物可遗传变异的来源——基因突变。③真核生物可遗传变异的来源：进行无性生殖时——基因突变和染色体变异；进行有性生殖时——基因突变、基因重组和染色体变异。三种可遗传变异的比较[关键一点]①基因突变是生物变异的根本来源，为基因重组提供原始材料；基因重组是形成生物多样性的重要原因；三种可遗传变异都为进化提供了原材料。②基因突变改变了基因的质，未改变基因的量；染色体变异不改变基因的质；基因重组既不改变基因的质，也不改变基因的量。常见育种方式的比较[关键一点]①诱变育种能产生新基因，创造出前所未有的新类型。②所有育种方法中，最简捷、常规的育种方法是杂交育种。生物的进化1.达尔文进化理论图解2．现代生物进化理论图解3．现代生物进化理论发展了达尔文的自然选择学说(1)种群是生物进化的基本单位，生物进化的过程实质上是种群基因频率发生变化的过程。(2)突变和基因重组产生生物进化的原材料。(3)自然选择决定生物进化的方向。(4)隔离是物种形成的必要条件。4．物种形成的方式(1)渐变式物种形成(2)爆发式物种形成(3)人工创造新物种通过植物体细胞杂交(如番茄—马铃薯)、多倍体远源杂交(如甘蔗—萝卜)、多倍体育种(如八倍体小黑麦)等方式也可以创造新物种。5.物种形成与隔离的关系物种形成不一定要经过地理隔离，但必须要经过生殖隔离。[关键一点]①自然选择对隐性基因和显性基因选择的结果不同：选择对隐性性状不利时，隐性基因频率会下降，但不会消失；选择对显性性状不利时，显性基因频率会下降直至消失。②环境所选择的变异类型在选择前就已经产生，而不是由于环境的作用而产生了适应性变异。基因频率计算1.定义法根据定义“基因频率是指某种基因在某个种群中出现的比例”，基因频率＝某基因总数某基因和其等位基因的总数×100%。2．基因位置法(1)若某基因在常染色体上，则基因频率＝某基因总数种群个体数×2×100%。(2)若某基因只出现在X染色体上，则基因频率＝某基因总数2×雌性个体数＋雄性个体数×100%。3．借助基因型频率若基因在常染色体上，则该对等位基因中，显(或隐)性基因的频率＝显(或隐)性纯合体基因型频率＋12×杂合子基因型频率。4．运用哈代—温伯格平衡，由基因频率计算基因型频率(1)内容：在一个有性生殖的自然种群中，当等位基因只有一对(Aa)时，设p代表A基因的频率，q代表a基因的频率，则：(p＋q)2＝p2＋2pq＋q2＝1。其中p2是AA(纯合子)的基因型频率，2pq是Aa(杂合子)的基因型频率，q2是aa(纯合子)的基因型频率。(2)适用条件：在一个有性生殖的自然种群中，在符合以下五个条件的情况下，各等位基因的基因频率和基因型频率在一代代的遗传中是稳定不变的，或者说是保持着动态平衡的。这五个条件是：种群大；种群中个体间的交配是随机的；没有突变的发生；没有新基因的加入；没有自然选择。[关键一点]①基因突变和基因重组、自然选择、遗传漂变、基因迁移等均可引起基因频率的改变。②在伴X染色体遗传病中，男性中患者的表现型概率＝相关基因型频率＝相关基因频率。命题点一基因突变命题指数：★★★★复习一线在高考中，基因突变是高考命题高频考点和热点，命题角度主要集中在以生产实际或社会热点问题为背景，考查知识的运用，综合分析及获取信息的能力。做考题例1：2012·广东理综，28子叶黄色(Y，野生型)和绿色(y，突变型)是孟德尔研究的豌豆相对性状之一。野生型豌豆成熟后，子叶由绿色变为黄色。(1)在黑暗条件下，野生型和突变型豌豆的叶片总叶绿素含量的变化见下图1。其中，反映突变型豌豆叶片总叶绿素含量变化的曲线是________。(2)Y基因和y基因的翻译产物分别是SGRY蛋白和SGRy蛋白，其部分氨基酸序列见图2。据图2推测，Y基因突变为y基因的原因是发生了碱基对的________和________。进一步研究发现，SGRY蛋白和SGRy蛋白都能进入叶绿体。可推测，位点________的突变导致了该蛋白的功能异常，从而使该蛋白调控叶绿素降解的能力减弱，最终使突变型豌豆子叶和叶片维持“常绿”。(3)水稻Y基因发生突变，也出现了类似的“常绿”突变植株y2，其叶片衰老后仍为绿色。为验证水稻Y基因的功能，设计了以下实验，请完善。(一)培育转基因植株：Ⅰ.植株甲：用含有空载体的农杆菌感染________的细胞，培育并获得纯合植株。Ⅱ.植株乙：________，培育并获得含有目的基因的纯合植株。(二)预测转基因植株的表现型：植株甲：________维持“常绿”；植株乙：________。(三)推测结论：________。[解析](1)根据题干所给信息“野生型豌豆成熟后，子叶由绿色变为黄色”，可推测出野生型豌豆成熟后，子叶发育成的叶片中叶绿素含量降低。分析上图1，B从第六天开始总叶绿素含量明显下降，因此B代表野生型豌豆，则A为突变型豌豆。(2)根据图2可以看出，突变型的SGRy蛋白和野生型的SGRY有3处变异：①处氨基酸由T变成S，②处氨基酸由N变成K，可以确定是基因相应的碱基发生了替换，③处多了一个氨基酸，所以可以确定是发生了碱基的增添；从图2中可以看出SGRY蛋白的第12和38个氨基酸所在的区域的功能是引导该蛋白进入叶绿体，根据题意，SGRy和SGRY都能进入叶绿体，说明①②处的变异没有改变其功能；所以突变型的SGRy蛋白功能的改变就是有由③处变异引起。(3)本实验通过具体情境考查对照实验设计能力。欲通过转基因实验验证Y基因“能使子叶由绿色变为黄色”的功能，首先应培育纯合的常绿突变植株y2，然后用含有Y基因的农杆菌感染纯合的常绿突变植株y2，培育出含有目的基因的纯合植株观察其叶片颜色变化。为了排除农杆菌感染对植株的影响，应用含有空载体的农杆菌感染常绿突变植株y2作为对照。[答案](1)A(2)替换增加③(3)(一)突变植株y2用Y基因的农杆菌感染纯合突变植株y2(二)能不能维持“常绿”(三)Y基因能使子叶由绿色变为黄色悟技巧解答此类问题时，需要明确以下几点：(1)识曲线图时，一定要注意在看清纵横坐标的基础上，准确分析每条曲线的起点、拐点、趋势和终点。(2)基因突变是指基因结构的改变，包括DNA碱基对的增添、缺失或改变，它可能会导致氨基酸的变化；氨基酸变化，信使RNA一定发生了变化，DNA也就发生了变化。(3)设计实验时，一定要落实对照性原则。命题点二基因重组命题指数：★★★★复习一线在高考中，基因重组是高考命题点之一，其命题角度主要集中在细胞分裂过程或基因自由组合定律问题上，考查基因重组类型及综合运用知识分析判断能力。做考题例2：2011·江苏高考在有丝分裂和减数分裂的过程中均可产生的变异是(多选)()A.DNA复制时发生碱基对的增添、缺失或改变，导致基因突变B．非同源染色体之间发生自由组合，导致基因重组C．非同源染色体之间交换一部分片段，导致染色体结构变异D．着丝点分裂后形成的两条染色体不能移向两极，导致染色体数目变异[解析]本题借助有丝分裂和减数分裂的过程，考查生物的变异类型，意在考查分析比较能力。有丝分裂和减数分裂的过程中都有DNA的复制，在DNA复制的过程中可能发生基因突变，A项正确；非同源染色体之间的自由组合只发生在减数分裂的过程中，故只有减数分裂过程中能发生基因重组，B项错误；非同源染色体之间交换一部分片段在有丝分裂和减数分裂过程都可以发生，引起的变异为染色体结构变异中的易位，而同源染色体的非姐妹染色单体间交换部分片段则发生在减数分裂过程中，引起的变异为基因重组，C项正确；在有丝分裂的后期或减数第二次分裂的后期，都可能发生着丝点分裂后染色体的分离异常，引起染色体数目的变异。[答案]ACD悟技巧解答此类问题时应明确以下几点：(1)有丝分裂过程中产生的可遗传变异有基因突变、染色体变异，减数分裂过程中则可发生基因突变、基因重组和染色体变异。(2)原核细胞生物和病毒只存在基因突变，真核细胞生物存在基因突变、基因重组和染色体变异三种可遗传变异。命题点三生物育种命题指数：★★★★复习一线无籽西瓜是染色体变异在生产实践中应用最广泛的一项成果，以此为素材不仅可以考查染色组的知识，还可以考查减数分裂、有丝分裂、单倍体育种的相关知识。做考题例3：2012·海南高考，29无子西瓜是由二倍体(2n＝22)与同源四倍体杂交后形成的三倍体。回答下列问题：(1)杂交时选用四倍体植株作母本，用二倍体植株作父本，取其花粉涂在四倍体植株的________上，授粉后套袋。四倍体植株上产生的雌配子含有________条染色体，该雌配子与二倍体植株上产生的雄配子结合，形成含有________条染色体的合子。(2)上述杂交获得的种子可发育为三倍体植株。该植株会产生无子果实，该果实无子的原因是三倍体的细胞不能进行正常的________分裂。(3)为了在短期内大量繁殖三倍体植株，理论上可以采用________的方法。[解析](1)利用多倍体育种技术培育无子西瓜时，在二倍体西瓜的幼苗期，用秋水仙素处理得到四倍体植株，以其作母本，用二倍体植株作父本，两者杂交，把得到的种子种下去会长出三倍体植株，由于三倍体植物在减数分裂时联会紊乱，无法形成正常配子，所以在其开花后用二倍体的花粉涂抹其雌蕊或柱头，即可利用花粉产生的生长素刺激子房发育成果实，由于没有受精，所以果实里没有种子，即为无子西瓜。四倍体植株由二倍体植株经染色体加倍而来，体细胞中含有22×2＝44条染色体，减数分裂产生的雌配子所含的染色体数目为体细胞的一半(442＝22)，二倍体植株产生的雄配子含222＝11条染色体，两者结合形成含有33条染色体的受精卵。(2)三倍体植物体细胞中的染色体含有三个染色体组，减数分裂时会发生联会紊乱而无法形成正常的配子。(3)利用植物组织培养技术可以快速、大量繁殖植物植株。[答案](1)雌蕊(或柱头)2233(2)减数(3)组织培养悟技巧解答此类问题时，需要明确以下几点：(1)要得到无籽果实，必须要注意防止受粉，所以在开花前后都要进行套袋处理。(2)用二倍体的花粉刺激三倍体的子房，目的不是参与受精作用，而是刺激子房产生生长素，促进子房发育成果实，由于没有经过受粉，所以得到果实是无籽的。(3)植物的快速繁殖技术最常用的是植物组织培养。命题点四现代生物进化理论及运用命题指数：★★★★复习一线在高考中，现代生物进化理论内容在新课标命题中呈现逐年增加趋势，成为命题热点，命题主要集中在对生物进化实质和物种形成过程的考查。考查运用知识综合分析能力。做考题例4：2012·江苏高考，5下列关于生物进化的叙述，错误的是()A.生物的种间竞争是一种选择过程B.化石是研究生物进化的重要依据C.外来物种入侵能改