（天津专用）2020高考生物二轮复习 第8讲 生物的变异与进化课件

第8讲生物的变异与进化-2-一、生物的变异1.需明确推断生物变异类型的3个角度(1)生物类型推断法生物类型变异类型病毒基因突变原核生物基因突变真核生物基因突变、基因重组和染色体变异细胞分裂方式变异类型二分裂基因突变无丝分裂基因突变、染色体变异有丝分裂基因突变、染色体变异减数分裂基因突变、基因重组和染色体变异(2)细胞分裂方式推断法-3-(3)变异水平推断法变异水平变异原因变异类型染色体水平同源染色体的非姐妺染色单体间的交叉互换基因重组非同源染色体间的交换易位DNA分子水平DNA分子上若干基因的增加或缺失重复或缺失DNA分子中若干个碱基对的增加或缺失基因突变-4-2.基因重组与减数分裂、基因工程的关系非同源染色体上非等位基因间的重组同源染色体上非等位基因间的重组人工基因重组(DNA重组)发生时间减Ⅰ后期减Ⅰ四分体时期目的基因导入受体细胞后发生机制同源染色体分开,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新组合同源染色体非姐妹染色单体之间交叉互换,导致染色单体上的基因重新组合目的基因经载体导入受体细胞,导致目的基因与受体细胞中的基因发生重组-5-非同源染色体上非等位基因间的重组同源染色体上非等位基因间的重组人工基因重组(DNA重组)图像示意或特点①只产生新基因型,并未产生新的基因→无新蛋白质→无新性状(新性状不同于新的性状组合);②发生于真核生物进行有性生殖的过程中(DNA重组技术除外);③两个亲本的遗传物质相差越大→基因重组的类型越多→后代变异越多-6-3.染色体结构变异、基因突变、基因重组的区别(1)染色体结构变异(易位)与基因重组(交叉互换)易位交叉互换变异类型染色体结构变异基因重组发生时间有丝分裂和减数分裂减Ⅰ四分体时期范围非同源染色体之间同源染色体的非姐妹染色单体之间交换对象非等位基因等位基因图示-7-(2)染色体结构变异与基因突变的区别①变异范围不同。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。而染色体结构变异是细胞水平的变异,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变异的结果不同。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。而染色体结构变异引起排列在染色体上的基因的数目或排列顺序发生改变,生物的性状发生改变。-8-二、生物变异在育种上的应用1.据图厘清“5”种生物育种方法(1)各字母代表的处理方法A:杂交,D:自交,B:花药离体培养,C:用秋水仙素处理幼苗,E:诱变处理,F:秋水仙素处理,G:转基因技术。-9-(2)判断育种方法及其依据的原理育种流程育种方法原理亲本新品种杂交育种基因重组亲本新品种单倍体育种染色体变异种子或幼苗新品种诱变育种基因突变种子或幼苗新品种多倍体育种染色体变异植物细胞新品种基因工程育种基因重组-10-2.关于育种方法的几个注意事项(1)动植物杂交育种的区别:植物杂交育种中纯合子的获得只能通过逐代自交的方法,不能通过测交方法,子代留种;而动物杂交育种中纯合子的获得一般通过测交的方法,亲代留种。(2)原核生物不能运用杂交育种,如细菌的育种一般采用诱变育种。(3)花药离体培养只是单倍体育种中的一个程序,要想得到纯合子,还需用秋水仙素处理单倍体幼苗使其染色体数目加倍。(4)多倍体育种中用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗,而单倍体育种只能用秋水仙素处理幼苗,而不能处理萌发的种子。-11-三、生物的进化1.厘清生物进化理论的知识脉络-12-2.现代生物进化理论中的“两、两、三、三”两种标志生物进化的标志:种群基因频率的改变新物种形成的标志:生殖隔离的形成两种隔离地理隔离:地理障碍阻碍基因交流,如两个池塘中的鲤鱼生殖隔离:两物种间不能进行天然的基因交流物种形成的三个环节①突变和基因重组产生进化的原材料②自然选择决定生物进化的方向③隔离是新物种形成的必要条件物种形成的三种方式渐变式:经长期地理隔离逐渐形成生殖隔离,直到形成新物种骤变式:不经历地理隔离直接形成新物种人工新物种:通过植物体细胞杂交(如番茄—马铃薯)等方式也可以创造新物种-13-3.种群基因频率的三种计算方法(1)“定义法”求解基因频率某基因频率=某基因总数某基因和其等位基因的总数×100%。①若在常染色体上,某基因频率=某基因总数种群个体数×2×100%;②若在X染色体上,某基因频率=某基因总数2×女性个体数+男性个体数×100%。(2)“公式法”求解基因频率(以常染色体上一对等位基因A、a为例)A基因频率=AA基因型频率+1/2×Aa基因型频率,a基因频率=aa基因型频率+1/2×Aa基因型频率。-14-(3)运用遗传平衡定律求解基因频率在一个进行有性生殖的自然种群中,当等位基因只有一对(A、a)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。-15-考点一考点二可遗传的变异类型及其在育种中的应用考向1各种变异类型及其特点1.(2017天津理综)基因型为AaBbDd的二倍体生物,其体内某精原细胞减数分裂时同源染色体变化示意图如下。下列叙述正确的是()A.三对等位基因的分离均发生在次级精母细胞中B.该细胞能产生AbD、ABD、abd、aBd四种精子C.B(b)与D(d)间发生重组,遵循基因自由组合定律D.非姐妹染色单体发生交换导致了染色体结构变异答案解析解析关闭图示表示发生了同源染色体的非姐妹染色单体之间的交叉互换,不属于染色体变异,D项错误。由于B和b所在的片段发生了交叉互换,因此B和b的分离发生在初级精母细胞和次级精母细胞中,而A、a和D、d的分离只发生在初级精母细胞中,A项错误。本题只研究了一对同源染色体,一个细胞经减数分裂会得到4个精子,4个精子的基因型分别为AbD、ABD、abd、aBd,B项正确。B(b)与D(d)位于一对同源染色体上,不遵循自由组合定律,C项错误。答案解析关闭B-16-考点一考点二2.(2019天津理综)叶色变异是由体细胞突变引起的芽变现象。红叶杨由绿叶杨芽变后选育形成,其叶绿体基粒类囊体减少,光合速率减小,液泡中花青素含量增加。下列叙述正确的是()A.红叶杨染色体上的基因突变位点可用普通光学显微镜观察识别B.两种杨树叶绿体基粒类囊体的差异可用普通光学显微镜观察C.两种杨树叶光合速率可通过“探究光照强弱对光合作用强度的影响”实验作比较D.红叶杨细胞中花青素绝对含量可通过“植物细胞的吸水和失水”实验测定答案解析解析关闭据分析可知,基因突变不可以用普通光学显微镜观察识别,因为基因是有遗传效应的DNA片段,DNA在普通光学显微镜下观察不到,A项错误。叶绿体的形态在普通光学显微镜下可以观察到,但叶绿体的结构在普通光学显微镜下观察不到,基粒类囊体属于生物膜,是叶绿体的内部结构,所以在普通光学显微镜观察不到,B项错误。由题干信息可知,要使红叶杨和绿叶杨的光合作用强度相等,红叶杨需要更强的光照,原因是红叶杨比绿叶杨的叶绿体基粒类囊体少,光合速率小,因此,两种杨树叶光合速率可通过“探究光照强弱对光合作用强度的影响”实验作比较,C项正确。红叶杨细胞中花青素的相对含量可通过“植物细胞的吸水和失水”实验测定,若要测定花青素的绝对含量需要进一步实验,D项错误。答案解析关闭C-17-考点一考点二3.(2016全国Ⅲ理综)基因突变和染色体变异是真核生物可遗传变异的两种来源。回答下列问题。(1)基因突变和染色体变异所涉及的碱基对的数目不同,前者所涉及的数目比后者。(2)在染色体数目变异中,既可发生以染色体组为单位的变异,也可发生以为单位的变异。(3)基因突变既可由显性基因突变为隐性基因(隐性突变),也可由隐性基因突变为显性基因(显性突变)。若某种自花受粉植物的AA和aa植株分别发生隐性突变和显性突变,且在子一代中都得到了基因型为Aa的个体,则最早在子代中能观察到该显性突变的性状;最早在子代中能观察到该隐性突变的性状;最早在子代中能分离得到显性突变纯合子;最早在子代中能分离得到隐性突变纯合子。答案:(1)少(2)染色体(3)一二三二-18-考点一考点二解析:(1)基因突变是指基因中碱基对的增添、缺失或替换,发生在基因内部,是个别碱基或部分碱基的变化,所涉及的碱基数目往往比较少;染色体变异往往会改变基因的数目和排列顺序,所涉及的碱基数目比较多。(2)染色体变异包括染色体结构变异和染色体数目变异,染色体数目变异又包括个别染色体数目的变异和以染色体组的形式发生的变异。(3)发生显性突变时,子一代个体(Aa)由于具有了显性基因A,可直接表现突变性状,其自交后,在子二代会获得AA、Aa两种显性个体,但无法确定哪一个为纯合子,只有让两种显性个体再分别自交,自交后代不发生性状分离的个体才是显性突变纯合子。发生隐性突变时,子一代个体虽然具有了隐性基因a,但由于基因A的作用,子一代不能表现隐性性状,子一代自交得到的子二代中的aa个体才可表现隐性突变性状,具有该突变性状的个体即为隐性突变纯合子。-19-考点一考点二所以,最早在子一代中能观察到该显性突变的性状;最早在子二代中能观察到该隐性突变的性状;最早在子三代中能分离得到显性突变纯合子(AA);最早在子二代中能分离得到隐性突变纯合子(aa)。-20-考点一考点二通技法利用4个“关于”区分3种变异(1)关于“互换”: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;非同源染色体之间的互换,属于染色体结构变异中的易位。(2)关于“缺失或增加”:DNA分子上若干基因的缺失或重复(增加),属于染色体结构变异;DNA分子上若干碱基对的缺失、增添,属于基因突变。(3)关于变异的水平:基因突变、基因重组属于分子水平的变化,在光学显微镜下观察不到;染色体变异属于细胞水平的变化,在光学显微镜下可以观察到。(4)关于变异的“质”和“量”:基因突变改变基因的质,不改变基因的量;基因重组不改变基因的质,一般不改变基因的量,转基因技术会改变基因的量;染色体变异不改变基因的质,会改变基因的量或基因的排列顺序。-21-考点一考点二考向2有关生物变异类型判断的实验探究4.(2019天津五区模拟)某多年生植物(2n=10),茎的高度由一对等位基因(E和e)控制。研究发现,茎的高度与显性基因E的个数有关(EE为高秆、Ee为中秆、ee为矮秆),并且染色体缺失会引起花粉不育。请回答下列问题。(1)花粉形成过程中,在减数第一次分裂后期细胞内有对同源染色体。(2)育种工作者将一正常纯合高秆植株(甲)在花蕾期用γ射线照射后,让其自交,发现子代有几株中秆植株(乙),其他均为高秆植株。子代植株(乙)出现的原因有三种假设:假设一,仅由环境因素引起;假设二,γ射线照射植株(甲)导致其发生了隐性突变;假设三,γ射线照射植株(甲)导致一个染色体上含有显性基因的片段丢失。-22-考点一考点二①γ射线照射花蕾期的植株(甲)后,植株叶芽细胞和生殖细胞均发生了突变,但在自然条件下,叶芽细胞突变对子代的性状几乎无影响,其原因是。②现欲确定哪个假设正确,进行如下实验:将中秆植株(乙)在环境条件相同且适宜的自然条件下单株种植,并严格自交,观察并统计子代的表现型及比例。请你预测可能的结果并得出相应结论:。答案:(1)5(2)①突变发生在体细胞中(体细胞突变),一般不能遗传给后代②若子代性状全为高秆,则假设一成立;若子代性状中高秆∶中秆∶矮秆=1∶2∶1,则假设二成立;若子代性状高秆∶中秆=1∶1,则假设三成立-23-考点一考点二解析:(1)减数第一次分裂后期,细胞中染色体数目与体细胞相同,因此此时细胞中含有5对同源染色体。(2)①叶芽细胞属于体细胞,而体细胞突变一般不遗传给子代,因此植株叶芽细胞突变对子代的性状几乎无影响。②本题应该根据三个假设逆向解题。将中秆植株(乙)在环境条件相同且适宜的自然条件下单株种植,并严格自交,观察并统计子代的表现型及比例。若假设一正确,该变异