高中生物实验1

专题十二变异与育种、人类遗传病与优生、生物的进化1、考点解读一、考点盘点二、考点解读本专题中生物变异的重点是基因突变、基因重组和染色体变异。高考中对基因突变的考查以选择题为主。考查内容主要是：基因突变的概念，原理及诱变育种等，近年来，随着DNA重组技术和癌症的基因治疗研究的深入，高考中考查基因重组来源内容的题目有增加之趋势且多以简答题形式出现，占有分值也较高，在染色体变异中，单倍体、多倍体在育种的应用是当前考试的重点。复习时要与减数分裂等知识点有机的结合起来。从2009年各地高考试题来看，生物的变异常与育种结合进行考查。在选择题方面，考查内容主要有：基因突变、基因重组、染色体组、二倍体、多倍体、单倍体等概念的理解及判定；在非选择题方面，常以某一作物育种为背景，综合考查诱变育种、杂交育种、单倍体和多倍体育种及基因工程育种的区别与联系。本重点中人类遗传病与优生的考查多以单基因遗传病为主，对于是多基因遗传病和染色体异常遗传病的考查比较少，考查多是与基因的分离定律、自由组合定律的伴性遗传结全在一起综合考查，考查考生获取信息的能力、推理能力和综合运用知识的能力。考查的形式既有选择题也有简答题，人类遗传病关系到人体健康，今后对于这方面的考查会继续加强，特别是关于人类遗传病的调查方法的考查将会是一个重要的热点。生物进化内容在近几年高考中所占分值有所下降，其考查点主要有种群和物种概念的辨析、有关基因频率的计算、现代生物进化理论的主要内容及利用内容对各种进化实例进行分析、应用。本重点内容与遗传和变异联系比较密切，在新情景中，结合在一起综合考查将会是未来的命题趋势。总之，本专题与许多热点问题紧密联系，如作物的育种、基因工程、生物进化等，是高考试题中经常出现的内容，在高考中的地位将会越来越重要。本部分的素材丰富（多为文字或图表），答案属于开放式，题目的形式也多种多样，信息的呈现形式有坐标、表格、模型图和一般文字介绍等，命题多数和生产、生活实际相关，考查解决具体的问题（育种、遗传方式判断和医学问题）的能力，因此要求在理解遗传学的基本定律和概念的基础上，具有教高的内容说明（6）生物的变异基因突变基因重组染色体结构和数目的变异（7）人类遗传病与优生人类遗传病遗传病对人类的危害优生的概念和措施（8）进化自然选择学说的主要内容现代生物进化理论简介分析、探究能力，同时语言表达要做到严谨、简洁。2、知识网络3、本单元分课时复习方案第一节基因突变和基因重组可遗传变异的三个来源：基因突变，基因重组，染色体变异。都会引起遗传物质的改变，但不一定都能传给后代。一、基因突变的实例1、镰刀型细胞贫血症⑴症状⑵病因基因中的碱基替换直接原因：血红蛋白分子结构的改变根本原因：控制血红蛋白分子合成的基因结构的改变2、基因突变概念：DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失，而引起的基因结构的改变，而基因数目未变。基因突变，性状不一定改变（一种氨基酸可能由几种密码子决定，突变的隐性基因在杂合子中不表现）；基因突变不一定遗传给后代（如皮肤细胞），发生在有丝分裂过程中遗传给后代的概率较低，而发生在减数分裂过程中，通过配子传给后代的概率较高。二、基因突变的原因和特点1、基因突变的原因有内因和外因物理因素：如紫外线、X射线⑴诱发突变（外因）化学因素：如亚硝酸、碱基类似物基础过关生物的变异表现性（改变）＝基因型（改变）＋环境条件（改变）可遗传的变异不遗传的变异可遗传的变异染色体水平染色体结构变异：缺失、重复、倒位、易位染色体数目变异非整倍体：单体、缺体、三体等整倍体：单倍体、二倍体、多倍体人类遗传病与优生基因突变：碱基替换、移码突变等DNA基因水平基因重组基因自由组合基因互换基因拼接（DNA重组技术）进化自然选择达尔文自然选择学说：过度繁殖→生存斗争（手段）→遗传变异（内因、基础）→适者生存（结果）原始物种新物种现代生物进化理论基础：自然选择学说进化单位：种群进化实质：基因频率改变进化环节：突变和基因重组、自然选择、隔离进化方向：自然选择方向推动生物因素：如某些病毒⑵自然突变（内因）2、基因突变的特点⑴普遍性⑵随机性⑶不定向性⑷低频性⑸多害少利性3、基因突变的时间有丝分裂或减数第一次分裂间期4.基因突变的意义：是新基因产生的途径；生物变异的根本来源；是进化的原始材料三、基因重组1、基因重组的概念随机重组（减数第一次分裂后期）2、基因重组的类型交换重组（四分体时期）3.时间：减数第一次分裂过程中（减数第一次分裂后期和四分体时期）４．基因重组的意义四、基因突变与基因重组的区别基因突变基因重组本质基因的分子结构发生改变，产生了新基因，也可以产生新基因型，出现了新的性状。不同基因的重新组合，不产生新基因，而是产生新的基因型，使不同性状重新组合。发生时间及原因细胞分裂间期DNA分子复制时，由于外界理化因素引起的碱基对的替换、增添或缺失。减数第一次分裂后期中，随着同源染色体的分开，位于非同源染色体上的非等位基因进行了自由组合；四分体时期非姐妹染色单体的交叉互换。条件外界环境条件的变化和内部因素的相互作用。有性生殖过程中进行减数分裂形成生殖细胞。意义生物变异的根本来源，是生物进化的原材料。生物变异的来源之一，是形成生物多样性的重要原因。发生可能突变频率低，但普遍存在。有性生殖中非常普遍。第二节染色体变异一、染色体结构的变异（猫叫综合征）1、概念缺失2、变异类型重复倒位易位注：易位是非同源染色体之间的交换，所以属于染色体变异。而四分体时期同源染色体之间的交换为基因重组。二、染色体数目的变异1.染色体组的概念及特点2.常见的一些关于单倍体与多倍体的问题⑴一倍体一定是单倍体吗？单倍体一定是一倍体吗？（一倍体一定是单倍体；单倍体不一定是一倍体。）⑵二倍体物种所形成的单倍体中，其体细胞中只含有一个染色体组，这种说法对吗？为什么？（答：对，因为在体细胞进行减数分裂形成配子时，同源染色体分开，导致染色体数目减半。）⑶如果是四倍体、六倍体物种形成的单倍体，其体细胞中就含有两个或三个染色体组，我们可以称它为二倍体或三倍体，这种说法对吗？（答：不对，尽管其体细胞中含有两个或三个染色体组，但因为是正常的体细胞的配子所形成的物种，因此，只能称为单倍体。）（4）单倍体中可以只有一个染色体组，但也可以有多个染色体组，对吗？（答：对，如果本物种是二倍体，则其配子所形成的单倍体中含有一个染色体组；如果本物种是四倍体，则其配子所形成的单倍体含有两个或两个以上的染色体组。）3.总结：多倍体育种方法：单倍体育种方法：列表比较多倍体育种和单倍体育种：多倍体育种单倍体育种原理染色体组成倍增加染色体组成倍减少，再加倍后得到纯种（指每对染色体上成对的基因都是纯合的）常用方法秋水仙素处理萌发的种子、幼苗花药的离体培养后，人工诱导染色体加倍优点器官大，提高产量和营养成分明显缩短育种年限缺点适用于植物，在动物方面难以开展技术复杂一些，须与杂交育种配合4.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。问：图中细胞含有几个染色体组？（2）根据基因型判断细胞中的染色体数目，根据细胞的基本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。问：图中细胞含有几个染色体组？（3）根据染色体数目和染色体形态数确定染色体数目。染色体组数=细胞内染色体数目/染色体形态数果蝇的体细胞中含有8条染色体，4对同源染色体，即染色体形态数为4（X、Y视为同种形态染色体），染色体组数目为2。人类体细胞中含有46条染色体，共23对同源染色体，即染色体形态数是23，细胞内含有2个染色体组。4.三倍体无子西瓜的培育过程图示：注：亲本中要用四倍体植株作为母本，二倍体作为父本，两次使用二倍体花粉的作用是不同的。单倍体一般都是高度不育（孕）的，减数分裂无法联会或联会紊乱造成的。第三节人类遗传病1．遗传病产生原因：遗传物质发生改变。先天性疾病并不一定都是遗传病。2．特点：单基因遗传病的特点：在同胞中发病率较高，在群体中发病率较低多基因遗传病的特点：在群体中发病率较高3．人类遗传病的检测与预防（1）遗传病的产前诊断与优生的关系产前诊断：羊水检查、B超检查、孕妇血细胞检查以及基因诊断（2）遗传咨询与优生的关系医生对咨询对象进行身体检查，了解家庭病史，对是否患有某种疾病作出诊断，进过分析遗传病的遗传方式推算出后代的再发风险率，并且提出防治政策和建议。（3）禁止近亲结婚：三代以及三代以内的直系和旁系血亲原因：近亲之间携带相同隐性致病基因的概率较大。（4）适龄生育：年龄过大，患病概率升高，如21三体综合症。第四节生物进化一、达尔文自然选择学说（一）、达尔文自然选择学说的主要内容1.过度繁殖----选择的基础生物体普遍具有很强的繁殖能力，能产生很多后代，不同个体间有一定的差异。2.生存斗争----进化的动力、外因、条件大量的个体由于资源空间的限制而进行生存斗争。在生存斗争中大量个体死亡，只有少数的个体生存下来。生存斗争包括三方面：（1）生物与无机环境的斗争（2）种内斗争（3）种间斗争生存斗争对某些个体的生存不利，但对物种的生存是有利的，并推动生物的进化。3.遗传变异----进化的内因在生物繁殖的过程中普遍存在着遗传变异现象，生物的变异是不定向的，有的变异是有利的，有的是不利的，其中具有有利变异的个体就容易在生存斗争中获胜生存下去，反之，具有不利变异个体就容易被淘汰。4.适者生存----选择的结果适者生存，不适者被淘汰是自然选择的结果。自然选择只选择适应环境的变异类型，通过多次选择，使生物的微小有利变异通过繁殖遗产给后代，得以积累和加强，使生物更好的适应环境，逐渐产生了新类型。所以说变异不是定向的，但自然选择是定向的，决定着进化的方向。其相互关系如下基本观点是⒈遗传和变异是自然选择的内因；⒉过度繁殖不仅提供了更多变异，而且还加剧了生存斗争；⒊变异一般是不定向的，定向的自然选择决定了生物进化的方向；⒋生存斗争是自然选择的过程，是进化的动力；⒌适应是自然选择的结果；⒍自然选择是一个长期、缓慢、连续的过程。（二）、达尔文的自然选择学说的历史局限性和意义（三）、达尔文以后进化理论的发展三、种群基因频率的改变与生物进化（一）种群是生物进化的基本单位1、种群：生活在一定区域的同种生物的全部个体叫种群。种群特点：种群中的个体不是机械的集合在一起，而是通过种内关系组成一个有机的整体，个体间可以彼此交配，并通过繁殖将各自的基因传递给后代。2、基因库3、基因频率、基因型频率及其相关计算基因频率=An......A3A2A1A1基因型频率=该种群个体总数该基因型的个体数目两者联系：（1）种群众一对等位基因的频率之和等于1，基因型频率之和也等于1。（2）一个等位基因的频率=该等位基因纯合子的频率+21杂合子的频率。进化过度繁殖生存斗争遗传变异适者生存导致实现不适者被淘汰自然选择有利变异不利变异选择不选择有限生活资源环境变迁单倍体与多倍体的区别二倍体(2N=2x)三倍体(2N=3x)多倍体(2N=nx)(a+b)(a+b)注：x染色体组，a、b为正整数。生物体合子2N=(a+b)x发育直接发育成生物体：单倍体（N=ax)雌配子(N=ax)直接发育成生物体：单倍体（N=bx)雄配子(N=bx)①由合子发育来的个体，细胞中含有几个染色体组，就叫几倍体；②而由配子直接发育来的,不管含有几个染色组，都只能叫单倍体。判断（二）突变和基因重组产生进化的原材料可遗传的变异：基因突变、染色体变异、基因重组突变包括基因突变和染色体变异突变的有害或有利不是绝对的，取决于生物的生存环境（三）自然选择决定生物进化的方向生物进化的实质是基因频率的改变二、隔离与物种的形成（一）、物种的概念1、物种的概念地理隔离量变2、隔离生殖隔离质变注：一个物种的形成必须要经过生殖隔离，但不一定经过地理隔离，如多倍体的产生。（二）、种群与物种的区别与联系种群物种概念生活在一定区域的同种生物的全部个体能够在自然状况下相互交配并且产生可育后代的一群生物范围较小范围内的同种生物的个体分布在不同区域内的同种生物的许多种群组成判断