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必修二遗传与进化第四单元生物变异、育种和进化第1讲生物的变异说基础SHUOJICHU基/础/梳/理课前预习读教材一、基因突变1.概念:由于DNA分子中发生碱基对的,而引起的的改变。2.时间:主要发生在。3.诱发因素:和生物因素,其中亚硝酸、碱基类似物属于。替换、增添和缺失基因结构有丝分裂间期或减数第一次分裂前的间期物理因素、化学因素化学因素4.突变特点(1):一切生物都可以发生;(2)随机性:生物个体发育的;(3):自然状态下,突变频率很低。5.意义(1)产生的途径;(2)生物变异的;(3)生物进化的材料。普遍性任何时期和部位低频性新基因根本来源原始6.实例——镰刀型细胞贫血症(1)直接原因:血红蛋白分子的一条多肽链上一个________由正常的谷氨酸变成了缬氨酸。(2)根本原因:控制血红蛋白分子合成的____________中的一个_________由正常的CTT突变为CAT。氨基酸DNA分子碱基序列二、基因重组如图a、b为减数第一次分裂不同时期的细胞图像,其中均发生了基因重组。1.发生时间写出相应细胞所处的时间:[a];[b]减数。四分体时期第一次分裂后期2.类型[a]:同源染色体上之间交叉互换;[b]:非同源染色体上的之间自由组合。3.意义(1)形成的重要原因。(2)生物变异的来源之一,有利于。非姐妹染色单体非等位基因生物多样性生物进化①基因重组产生新的基因型,但不产生新的基因。②广义的基因重组包括:非同源染色体上非等位基因的自由组合,同源染色体上非姐妹染色单体之间的交叉互换,基因工程操作中外源基因的导入。三、染色体结构的变异(连线相关内容)答案:①—Ⅲ—D②—Ⅳ—C③—Ⅰ—B④—Ⅱ—A基因突变,名义上是基因在变,其实是基因内部碱基在变,基因的数目和位置都未变;染色体变异,名义上是染色体在变,其实是染色体内部基因在变,基因的数目和位置都改变。四、染色体数目的变异1.判断单倍体、二倍体和多倍体(1)单倍体:体细胞中含有染色体数目的个体。(2)二倍体:由发育而来,体细胞中含有两个染色体组的个体。(3)多倍体:由受精卵发育而来,体细胞中含有以上染色体组的个体。本物种配子受精卵三个或三个2.特点(1)单倍体:,高度不育。(2)多倍体:茎秆粗壮,较大,含量高。3.人工诱导方法(1)单倍体:培养;(2)多倍体:秋水仙素处理;处理植物分生组织细胞。植株弱小叶片、果实、种子营养物质花药离体萌发的种子或者幼苗低温五、低温诱导植物染色体数目的变化1.实验原理用低温处理植物分生组织细胞,如根尖分生组织细胞,能够抑制,以致影响染色体被拉向两极,细胞不能分裂成,使植物细胞加倍。2.方法步骤洋葱根尖培养→取材→(解离→漂洗→→制片)→观察。3.实验结论适当低温可以诱导加倍。纺锤体的形成两个子细胞染色体数目制作装片染色染色体数目说考点SHUOKAODIAN知/识/整/合拓展延伸串知识1.图解引起基因突变的因素及其作用机理一基因突变分析2.基因突变未引起生物性状改变的原因(1)不直接编码氨基酸的基因片段发生突变。(2)碱基替换前后所对应的氨基酸未发生改变。(3)由显性纯合子中的显性基因突变成杂合子中的隐性基因。3.基因突变与基因表达的联系碱基对类型影响范围对氨基酸的影响替换小只改变1个氨基酸或不改变增添大不影响插入位置前的序列,影响插入位置后的序列缺失大不影响缺失位置前的序列,影响缺失位置后的序列4.基因突变类型(1)显性突变:如a→A,该突变一旦发生即可表现出相应性状。(2)隐性突变:如A→a,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。(1)基因突变是DNA分子水平上某一个基因内部碱基对种类和数目的变化,基因的数目和位置未改变。(2)基因突变若发生在体细胞有丝分裂过程中,这种突变可以通过无性繁殖传给后代,但不会通过有性生殖传给后代。(3)基因突变若发生在精细胞或卵细胞形成过程中,这种突变可以通过有性生殖传给后代。思维拓展跟踪训练12015·厦门质检研究发现,某种动物体内Wex基因发生碱基对替换会使其所编码的蛋白质中相应位置上的氨基酸发生改变,结果导致()A.Wex的基因频率发生改变B.突变基因在染色体上的位置改变C.突变基因所编码蛋白质中的肽键数改变D.突变基因中的脱氧核苷酸数改变解析:由于基因突变产生的是等位基因,故Wex的基因频率发生了改变,且突变基因在染色体上的位置不变;由于该基因发生碱基对的替换,故突变后的基因与原基因中脱氧核苷酸数相等;由题干信息可知,突变基因所编码的蛋白质中的氨基酸数目不变,故肽键数目不变。答案:A二1.三种基因重组类型的比较基因重组类型发生时间发生重组的原因特点非同源染色体上非等位基因间的重组减Ⅰ后期同源染色体分开,等位基因分离,非同源染色体自由组合,导致非同源染色体上非等位基因间的重组①只产生新的基因型,并未产生新的基因→无新蛋白质→无新性状;②发生于真核生物、有性生殖的核遗传中(DNA重组技术除外);③两个亲本杂合性越高→遗传物质相差越大→基因重组类型越多→后代变异越多基因重组解读基因重组类型发生时间发生重组的原因特点同源染色体上非等位基因的重组体时期减Ⅰ四分同源染色体上非姐妹染色单体之间交叉互换,导致基因重组人工重组(DNA重组技术)粒导入重组质受体细胞目的基因经运载体导入受体细胞,导致受体细胞中基因发生重组①只产生新的基因型,并未产生新的基因→无新蛋白质→无新性状;②发生于真核生物、有性生殖的核遗传中(DNA重组技术除外);③两个亲本杂合性越高→遗传物质相差越大→基因重组类型越多→后代变异越多2.注意基因突变和基因重组的意义比较项目基因突变基因重组生物变异生物变异的根本来源生物变异的重要来源生物进化为生物进化提供最初原材料为生物进化提供丰富的材料生物多样性形成生物多样性的根本原因形成生物多样性的重要原因之一(1)基因突变是对某一基因而言,基因重组只有两对或两对以上的基因才会发生。(2)基因突变能产生新基因,改变了基因的“质”,但未改变基因的量,基因重组不产生新基因,所以未改变基因的“质”和“量”。(3)基因重组发生的时间是减数第一次分裂后期和四分体时期,而不是受精过程中。特别提示跟踪训练22015·合肥模拟控制不同性状的基因之间进行重新组合,称为基因重组。下列各项中能够体现基因重组的是()A.利用人工诱导的方法获得合成青霉素的高产菌株B.利用基因工程手段培育能生产人干扰素的大肠杆菌C.在海棠枝条上嫁接苹果的芽,海棠和苹果之间实现基因重组D.用适宜浓度的生长素溶液处理未受粉的番茄雌蕊,获得无子番茄解析:利用人工诱导的方法获得合成青霉素的高产菌株,体现的是基因突变。广义的基因重组除了减数分裂过程中的交叉互换与非同源染色体上的非等位基因自由组合外,还包括不同生物之间的基因的重新组合;基因工程利用的原理是基因重组。嫁接技术属于无性繁殖,不能体现基因重组。用适宜浓度的生长素溶液处理未受粉的番茄雌蕊,获得无子番茄的过程体现的是生长素促进果实发育的原理。答案:B1.图解缺失一个正常染色体在断裂后丢失一个片段,这个片段上的基因也随之失去重复一条染色体的片段连接到同源的另一条染色体上,使另一条同源的染色体多出跟本身相同的某一片段三染色体结构变异倒位指染色体断裂后倒转180°后重新接合起来,造成这段染色体上基因位置顺序颠倒易位染色体断裂后在非同源染色体间错误接合,更换了位置2.染色体结构变异中的易位与基因重组中交叉互换的比较易位交叉互换变异类型染色体结构变异基因重组范围非同源染色体之间同源染色体内部非姐妹染色单体之间交换对象非等位基因等位基因图示3.染色体结构变异与基因突变的区别(1)变异范围不同①基因突变是在DNA分子水平上的变异,只涉及基因中一个或几个碱基的改变,这种变化在光学显微镜下观察不到。②染色体结构的变异涉及染色体的某一片段的改变,这一片段可能含有若干个基因,这种变化在光学显微镜下可观察到。(2)变异的方式不同基因突变包括基因中碱基对的增添、缺失和替换三种类型;染色体结构变异包括染色体片段的缺失、重复、倒位和易位。它们的区别可用如图表示:(3)变异的结果不同①基因突变引起基因结构的改变,基因数目未变,生物的性状不一定改变。②染色体结构变异引起排列在染色体上的基因的数目和排列顺序发生改变,基因的数目和生物的性状发生改变。跟踪训练32014·江苏卷下列关于染色体变异的叙述,正确的是()A.染色体增加某一片段可提高基因表达水平,是有利变异B.染色体缺失有利于隐性基因表达,可提高个体的生存能力C.染色体易位不改变基因数量,对个体性状不会产生影响D.通过诱导多倍体的方法可克服远缘杂交不育,培育出作物新类型解析:考题考查染色体变异的原理和应用。染色体结构变异包括重复、缺失、倒位、易位,变异是不定向的,对生物的影响可能是有利、有害,也可能无影响,故A、B、C均错误;通过诱导多倍体的方法可克服远缘杂交不育,培育出作物新类型,D正确。答案:D误区警示:染色体结构变异使排列在染色体上的“基因的数目或排列顺序”发生改变,从而导致性状的变异。基因突变是“基因结构”的改变,包括DNA分子中碱基对的替换、增多和缺失。基因突变导致“新基因”的产生,染色体结构变异未形成新的基因。1.染色体组概念的理解要构成一个染色体组应具备以下几点:(1)一个染色体组中不含同源染色体,所含有的染色体形态、大小和功能各不相同。(2)一个染色体组中含有控制一种生物性状的一整套遗传信息(即含一整套基因)。四染色体组数目和几倍体的判断2.染色体组数目的判断(1)根据细胞中染色体形态判断在细胞内任选一条染色体,细胞内与该染色体形态相同的染色体共有几条,则含有几个染色体组,如图所示:(2)根据基因型:由于相同的基因或等位基因(控制同一性状的基因)位于形态相同的染色体上(或同源染色体上),所以在细胞和生物体的基因型中,相同的基因或等位基因出现几次,则有几个染色体组。例如,基因型为AaBb的细胞有两个染色体组;基因型为AaaBbb的细胞有三个染色体组;同理,基因型为AAaaBBBb的细胞有四个染色体组。(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。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。3.生物体是几倍体的判断跟踪训练42015·合肥模拟下列是对a~h所示的细胞图中各含有几个染色体组的叙述,正确的是()A.细胞中含有一个染色体组的是h图B.细胞中含有两个染色体组的是g、e图C.细胞中含有三个染色体组的是a、b图D.细胞中含有四个染色体组的是f、c图思维导引:解析:此题主要考查染色体组的概念及染色体组数目的识别。形态、大小各不相同的染色体组成一个染色体组。如图e,每种染色体含有4个,所以含有四个染色体组,d图中,同音字母仅有一个,所以该图只有一个染色体组。由此,我们可知:a、b图含有三个染色体组,c、h图含有两个染色体组,g图含有一个染色体组。答案:C思维点拨:染色体组概念辨析(1)从本质上看,全为非同源染色体,无同源染色体。(2)从形式上看,所有染色体形态和大小各不相同。(3)从功能上看,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。(4)从物种类型上看,每种生物的染色体数目、大小、形态都与其他物种不同。1.二倍体、多倍体、单倍体比较单倍体二倍体多倍体染色体组一个、两个或多个(视物种而定)两个三个或三个以上染色体数该物种配子染色体数染色体组中染色体数的两倍染色体组中染色体数的三倍或四倍不等五二倍体、多倍体、单倍体比较及应用单倍体二倍体多倍体来源由未受精的卵细胞或花粉直接发育而来受精卵受精卵代表生物由花药离体培养或未受精的卵细胞发育成的玉米、小麦等植株几乎全部的动物和过半数的高等植物,如人、果蝇、玉米等自然界存在的高等植物,如小麦为六倍体、马铃薯为四倍体、香蕉为三倍体单倍体二倍体多倍体主要特点植株弱小,高度不育大多数生物具有的普通性状茎秆粗壮,叶片、果实、种子较大,营养物质含量高,发育迟缓,结实率低2.染色体数目变异在育种上的应用(1)单倍体育种原理:染色体变异常用
本文标题:生物的变异复习课件
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