20生物变异的来源高三生物第一轮复习学案07.docx
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20生物变异的来源高三生物第一轮复习学案07
2018届高三生物第一轮复习学案
第二十专题:
生物变异的来源
编写:
校对:
【教学内容与要求】
生物变异的来源
基本要求
1.举例说出基因重组的来源。
2.举例说明基因突变的特征和原因,感悟内因是变化的根据、外因是变化的条件、外因通过内因而起作用的辩证唯物主义观点。
3.举例说明染色体结构变异和数目变异,认同变异是生物界中普遍存在的现象,认同遗传与变异是对立统一的关系。
4.举例说出染色体组的概念。
发展要求
说明
1.“活动:
探究花生果实大小的变异”不作要求。
2.关于“减数分裂过程中,同源染色体的非姐妹染色单体之间,发生染色体片断的交换,产生基因重组”不作拓展。
【知识整理与拓展】
一、变异类型
变异是指生物体在表现型上的改变,即只要生物在表现型上发生改变就是变异。
注意:
表现型改变,基因型不一定改变,所以,变异分为两大类:
不可以遗传的变异:
仅由环境因素引起,没有遗传物质的改变的变异类型。
可以遗传的变异:
在各种原因作用下,由于基因组成发生改变所引起的变异。
注意:
①不可遗传的变异一定不会传给子代;②遗传物质改变一定属于可遗传的变异;③可遗传的变异不一定会遗传给下一代。
可遗传的变异又分为以下几种:
、、。
注意:
基因突变与突变的不同,例如,癌变的原因是突变。
二、基因重组:
1.基因重组的概念:
基因重组一般是指具有不同遗传性状的雌雄个体进行有性生殖时,控制不同性状的基因重新组合,导致后代出现不同于亲本类型的现象或过程。
【点拨】
①基因重组是在不增加基因种类的基础上,原有基因的重新组合。
即不改变基因种类,但改变基因型从而改变生物的表现型。
②不同于亲本类型指的是表现型上的不同。
③一般情况下,基因重组发生在有性生殖过程,即发生在减数分裂过程中。
但在实验条件下无性生殖时也会发生。
2.基因重组的类型
(1)非同源染色体上的非等位基因之间的重组
①发生时间:
减数第一次分裂的后期
②本质:
非同源染色体上的非等位基因随非同源染色体的自由组合而自由组合。
③结果:
不产生新的基因;产生新的基因型和表现型;不引起DNA分子结构的改变。
(2)同源染色体上的非等位基因之间的重组
①发生时间:
发生在减数第一次分裂的四分体时期
②本质:
同源染色体上的非等位基因随同源染色体上的非姐妹染色单体的交叉而重组。
③结果:
不能产生新的基因,产生新的基因型和表现型;会引起DNA分子结构的改变。
思考:
一个AaBb的雄性果蝇在减数分裂过程中能产生几种精子?
比例是?
(3)重组DNA技术
①本质:
即转基因技术,把一个目的基因从一种生物细胞转入受体细胞内。
②结果:
不能产生新的基因,产生新的基因型和表现型;会引起DNA分子结构的改变。
(4)细菌的转化
R型肺炎双球菌+S-DNA→S型肺炎双球菌也是基因重组
3.基因重组的特点与意义:
特点:
自然情况下发生的两种基因重组具有高频率的特点,尤其是非同源染色体上的非等位基因之间的重组。
意义:
①是生物变异的主要来源;②动植物育种的物质基础;③生物进化的物质基础。
三、基因突变:
1.基因突变的概念:
基因突变是指基因内部核酸分子上的特定核苷酸序列发生改变的现象或过程。
注意点:
①大多数生物的遗传物质是DNA,即大多数情况下基因是有遗传效应的DNA片段;所以题目中没有特别说明的大多数情况下,基因突变是DNA分子上脱氧核苷酸序列发生改变的现象或过程。
②少数RNA病毒的基因是有遗传效应的RNA片段。
所以基因突变不一定是DNA分子上脱氧核苷酸序列发生改变。
也可能是RNA分子上核糖核苷酸序列发生改变。
③一般情况下,基因突变引起DNA分子结构的改变;但DNA分子结构的该变不一定是基因突变。
2.基因突变的发生时间:
。
3.基因突变的种类:
按教材中基因突变对表现型的影响不同分:
、、。
按方向不同分为:
、。
按本质不同分为:
变码突变和移码突变
4.基因突变的外因:
、、。
5.基因突变的实质:
大多数是DNA在复制时因受内部因素和外界因素的干扰而发生差错。
包括DNA分子中碱基对的缺失、增加或替换。
6.基因突变的结果:
①由一个基因变成了它的;②能够产生新的基因;
③能产生了新的基因型和表现型;④会引起DNA分子结构的改变。
7.基因突变的特点:
(1)普遍性与随机性:
普遍性是指从低等生物到高等生物的所有生物均可发生基因突变。
随机性是指①一个种群中的任何个体都可能发生;②一个个体的任何发育时间都可能发生;③一个个体的任何一个细胞都可能发生;④一个细胞中的任何一个基因都可能发生。
(2)多方向性(不定向性):
一个基因可以朝不同方向突变产生多个基因,但变成的肯定是原来基因的等位基因。
复等位基因的存在证明了基因突变的多方向性。
(3)稀有性(低频率性):
基因突变的频率很低。
(4)可逆性:
显性基因可以突变成隐性基因,这是隐性突变;隐性基因也可以突变成显性基因,这是显性突变。
注意:
①显性突变和隐性突变都不一定引起表现型的改变。
例如:
AA→Aa、Aa→AA
②显性性状的个体发生基因突变表现型不一定改变;隐性性状的个体发生基因突变表现型一定改变。
(5)一般有害性:
基因突变一般是有害的。
因为一个生物原先是能与环境相适应的,改变后往往变的不适应。
有害的变异通过自然选择会被淘汰,只有少量有利突变被保留下来,所以,基因突变虽然一般有害,但少量的有利突变仍然是生物进化的最初原材料,是生物变异的根本来源。
8.基因突变的意义:
产生新的基因,是生物变异的根本来源,是生物进化的最初原材料。
9.基因突变的例子(镰刀形细胞贫血症):
①直接原因:
血红蛋白肽链上的_______发生改变。
②根本原因:
血红蛋白基因(DNA)上一个_______发生改变,由A—T替换成了T—A。
10.基因突变后所在生物的表现型不变的情况分析
①AA→Aa、Aa→AA在完全显性时生物的表现型不变;
②基因突变的基因在发生突变的细胞中不表达;
③发生变码突变后,虽然会改变相应mRNA上某个遗传密码,但不改变对应的氨基酸种类;④真核生物中发生替换突变后,改变了未成熟的mRNA,但不影响成熟mRNA;
⑤发生基因突变引起了某种功能蛋白的结构却不影响蛋白质的功能;
⑥表现型是基因型和环境因素共同作用的结果,在某些环境条件下,改变了的基因型可能并不会在性状上表现出来。
11.亲代发生基因突变不一定引起子代的表现型改变
①发生在亲本体细胞中的基因突变一般不会传给子代。
②发生在亲本产生的生殖细胞中的基因突变必须通过受精卵才能传给子代。
③突变基因即使传给了子代,子代的表现型也不一定改变(理由见上述6条)
【思考】判断正误
①基因突变多害少利,即:
一般有害,少数有利,有些基因突变既无害也无利。
( )
②基因突变是可遗传的变异,因为遗传物质改变了,一定会遗传给后代。
( )
③基因突变一定引起生物性状的改变。
( )
12.基因突变的发生时间与影响大小的关系
在生物的个体发育过程中,基因突变的发生时间越早,受影响的部位越多,影响范围越大。
四、染色体畸变:
染色体畸变属于细胞水平上的变异,在光学显微镜下观察有丝分裂中期细胞可看见,基因突变和基因重组属于分子水平的变异,光学显微镜下观察不到。
1.染色体结构的变异:
(1)概念:
染色体发生断裂后,在断裂处发生错误连接而导致染色体结构异常。
(2)特点:
①不产生新的基因②产生新基因型和表现型③会引起DNA分子结构的改变。
(3)四分体时期的交叉互换与染色体易位的区别
四分体时交叉互换
染色体易位
图解
区别
发生在同源染色体上的非姐妹染色单体之间
发生在非同源染色体之间
属于基因重组
属于染色体结构变异
显微镜下观察不到
显微镜下观察不到
(4)类型及实例
概念
遗传效应
图片
实例
缺失
染色体某一段丢失
缺失片段越长影响越大
猫叫综合征
重复
染色体增加了某一相同片段
比缺失小
果蝇的棒眼
倒位
染色体某一片段颠倒了180度
可能影响个体发育
×
易位
染色体的某一段移接到另一条非同源染色体上
产生的配子部分异常,使配子可育型降低
慢性粒细胞白血病
2.染色体数目的变异
(1)非整倍体变异——个别染色体的增减:
如人类的21—三体是多了一条21号染色体,特纳氏综合症(女性性腺发育不良)是由于女性细胞中缺少了一条X染色体。
(2)整倍体变异——染色体数目以染色体组的形式倍增或倍减:
①染色体组的概念:
同时满足以下四个条件的一组染色体
②二倍体:
,绝大多数的动物和过半的高等植物是二倍体。
③多倍体:
多倍体的概念。
例如:
水仙、香蕉是三倍体;花生、大豆、马铃薯是四倍体;普通小麦、燕麦是六倍体。
【思考】
※三体与三倍体的区别是什么?
多倍体的特点:
茎秆粗壮,叶片、果实、种子大;糖类、蛋白质等营养物质含量增加。
如四倍体番茄的维生素C比二倍体几乎多一倍。
多倍体的形成---同源多倍体的形成及应用
自然多倍体形成原因
人工诱导多倍体形成
多倍体的形成----异源多倍体的形成
④单倍体:
单倍体的概念。
单倍体的特点:
一般高度不育,植株弱小。
单倍体的形成:
自然状态下由生殖细胞直接发育成个体。
(雄蜂)
人工条件下可以通过花药离体培养获得单倍体幼苗(利用了植物克隆技术,但不是克隆)
思考:
※一倍体与单倍体的区别是什么?
※单倍体一定全部高度不育吗?
五、染色体组的表示法和染色体组数目的判断
1、字母表示基因时:
例如基因型AABB的个体是倍体,细胞中含有个染色体组。
该个体中处于有丝分裂后期的细胞中含有个染色体组。
Aaaa的个体是倍体。
2.一个字母表示一个染色体组时:
例如普通小麦AABBCC(6n=42)细胞中含有6个染色体组。
3.细胞图片中:
六、可遗传变异的比较
类型
发生时间
是否产生新基因
是否产生新基因型
能否产生新表现型
是否改变DNA分子结构
发生的生物
基因突变
主要在DNA复制时
所有生物
基因重组
自由组合
减Ⅰ后
有性生殖的生物
交叉互换
减Ⅰ前
有性生殖的生物
染色体结构畸变
/
真核生物
非整倍体
/
真核生物
整倍体
/
真核生物
七、单倍体、二倍体与多倍体的比较
项目
单倍体
二倍体
多倍体
发育起点
受精卵或体细胞
染色体组数
2
形成过程
自然
人工诱导
植株特点
举例
几乎全部动物
过半数的高等植物
【典型例题分析】
【例1】碱基类似物能够与不同的碱基配对,对青霉菌进行诱变育种时,在培养基中加入一定量碱基类似物,最可能产生的突变类型是
A.DNA复制提前终止B.发生碱基替换C.碱基数目的增加D.碱基数目的减少
【例2】对一株玉米白化苗研究发现,控制其叶绿素合成的基因缺失了一段DNA,导致该基因不能正常表达,功能丧失,无法合成叶绿素,该白化苗发生的变异类型属于
A.染色体数目变异B.基因突变C.染色体结构变异D.基因重组
【例3】大豆植株的体细胞含40条染色体。
用放射性60Co处理大豆种子后,筛选出一株抗花叶病的植株X,取其花粉经离体培养得到若干单倍体植株,其中抗病植株占50%。
下列叙述正确的是
A.用花粉离体培养获得的抗病植株,其细胞仍具有全能性
B.单倍体植株的细胞在有丝分裂后期,共含有20条染色体
C.植株X连续自交若干代,纯合抗病植株的比例逐代降低
D.放射性60Co诱发的基因突变,可以决定大豆的进化方向
【例4】下列情况可引起基因重组的是
①非同源染色体上非等位基因的自由组合②一条染色体的某一片段移接到另一条染色体上③同源染色体的非姐妹染色单体之间发生局部交换④DNA分子中发生碱基对的增添、缺失或替换⑤正常夫妇生出白化病儿子
A.①⑤B.②③④C.①③D.③⑤
【例5】甲磺酸乙酯(EMS)能使鸟嘌呤转变成7一乙基鸟嘌呤,后者不与胞嘧啶配对而与胸腺嘧啶配对。
育种专家用适宜浓度的EMS溶液浸泡小麦种子,可以
A.使小麦的优良性状得以稳定遗传B.导致DNA分子无法形成双螺旋结构
C.获得G—C转换成A—T的新DNA序列D.获得嘌呤含量高于嘧啶含量的细胞核DNA
【例6】遗传学家发现一种某基因的突变对该基因编码的多肽没有影响。
这种突变最可能
A.缺失了一个核苷酸对B.改变了起始密码子
C.插入了一个核苷酸对D.替换了一个核苷酸对
【例7】以下关于生物变异的叙述,正确的是:
A.发生在DNA分子上的碱基对的增添、缺失或改变都叫基因突变
B.除病毒外,生物都能发生染色体变异
C.基因型均为Aa的双眼皮父母生下单眼皮孩子的原因是减数分裂过程中发生了基因重组
D.无子西瓜的变异原理是染色体数目变异,这种变异属于可遗传变异
【例8】以二倍体植物甲(2N=10)和二倍体植物乙(2n=10)进行有性杂交,得到的F1不育。
以物理撞击的方法使F1在减数分裂时整套的染色体分配至同一个配子中,再让这样的雌雄配子结合产生F2。
下列有关叙述正确的是
A.植物甲和乙能进行有性杂交,说明它们属于同种生物
B.F1体细胞中含有四个染色体组,其染色体组成为2N+2n
C.若用适宜浓度的秋水仙素处理F1幼苗,则长成的植株是可育的
D.物理撞击的方法导致配子中染色体数目加倍,产生的F2为二倍体
【例9】下图1、图2表示某种生物部分染色体发生变异的示意图,图中①和②,③和④互为同源染色体。
下列有关图所示变异的叙述,正确的是
A.都属于染色体结构变异B.基因的数目和排列顺序都发生改变
C.都使生物的性状发生改变D.都可发生在减数分裂过程中
【例10】右图中字母代表正常细胞中所含有的基因,下列说法错误的是
A.①细胞发育成的个体可以是单倍体B.②可以表示果蝇体细胞的基因组成
C.③可以表示无子西瓜体细胞的基因组成D.④不能表示单倍体玉米体细胞的基因组成
【例11】下列关于染色体组、单倍体、二倍体和多倍体的叙述中,不正确的是
A.一个染色体组中不含同源染色体
B.由受精卵发育而成的体细胞含有两个染色体组的个体叫二倍体
C.含一个染色体组的个体是单倍体,但单倍体不一定只含一个染色体组
D.人工诱导多倍体唯一的方法是用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗
【例12】从下图a~h所示的细胞图中,说明它们各含有几个染色体组。
正确答案为
A.细胞中含有一个染色体组的是h图
B.细胞中含有二个染色体组的是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
【例13】5BrU(5溴尿嘧啶)既可以与A配对,又可以与C配对。
将一个正常的具有分裂能力的细胞,接种到含有A、G、C、T、5BrU五种核苷酸的适宜培养基上,至少需要经过几次复制后,才能实现细胞中某DNA分子某位点上碱基对从T—A到G—C的替换
A.2次B.3次C.4次D.5次
【例14】科学家发现种植转抗除草剂基因作物后,附近许多与其亲缘关系较近的野生植物也获得了抗除草剂性状。
这些野生植物的抗性变异来源于( )
A.基因突变B.染色体数目变异C.基因重组D.染色体结构变异
【例15】分析下列关于番茄的性状遗传情况并回答问题.(注:
以下均不考虑基因突变、交叉互换和染色体变异)
(1)若某二倍体番茄植物有三对较为明显的相对性状,基因控制情况见下表。
现有基因型为AaBbCc的番茄植株M若干株,基因型为aabbcc的番茄植株N若干株以及其他基因型的番茄植株若干株。
①该植物种群内,共有_________种表现型,其中红花窄叶细茎有_________种基因型。
②若三对等位基因位于三对同源染色体上,则M与N杂交后,F1中红花植株占_______,红花窄叶粗茎植株占___________。
③若植株M体细胞内该三对基因在染色体上的分布如上图1所示,M与N杂交,F1表现型的比例为_________________。
(2)若番茄茎紫色(D)对了绿色(d)为显性,有毛(C)对无毛(c)为显性,两对基因独立遗传。
①现有某二倍体杂合子紫色茎番茄幼苗,将其诱导培育成基因型为DDdd的个体,再将该植株自交得到F1,该过程___________(遵循/不遵循)基因的自由组合定律,F1中能稳定遗传的个体占___________。
②另有某四倍体番茄的基因型为DdddCCcc,则该番茄能产生_______种配子。
【例16】已知某一植物种群是雌雄同花的纯合相同品系,科研人员在种植过程中偶然发现有两棵植株(甲和乙)各有一个基因发生了突变,下图为甲植株的A基因和乙植株的B基因发生突变的过程。
据图分析,回答下列问题。
(1)由图可知,A基因和B基因的突变发生在________过程中,由于____________________,导致基因的核苷酸序列发生了改变。
(2)若突变产生的a基因和b基因分别控制两种优良性状,则甲植株发生突变后的基因型为________,乙植株发生突变后的基因型为________。
(3)请你利用突变后的甲、乙两植株作为实验材料(假设A基因和B基因是独立遗传的),设计杂交实验,培育出同时具有两种优良性状的植株。
(要求写出简要的实验步骤及相关的遗传图解,或者用遗传图解表示实验过程,配以简要的文字说明)
班级姓名
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
金华一中2015届高三生物第一轮复习学案
第二十专题:
生物变异的来源
班级姓名
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
B
B
A
C
C
D
D
C
D
D
D
C
D
C
【例题12】答案:
(1)①124②1/20③1:
1:
1:
1
(2)①不遵循1/18②6;
答案
(1)DNA复制 一个碱基被另一个碱基取代(或碱基对发生替换)
(2)AaBB AABb
(3)实验步骤及相关的遗传图解如下:
方法一:
①将甲、乙两植株分别自交。
结果如下图所示:
②分别种植自交后代,从中选择具有不同优良性状的植株杂交。
结果如下图所示:
③种植②的杂交后代,让其自交,得到种子后再种植,从中选择同时具有两种优良性状的植株。
方法二:
- 配套讲稿:
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- 20 生物 变异 来源 第一轮 复习 07
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